3.1 Rendimiento térmico

El rendimiento térmico del motor es el dato que indica la eficacia de un motor como máquina. Para valorar el rendimiento térmico del motor lo interesante sería tener gráficos de consumo específico a distintos regímenes y cargas. A falta de gráficos, es un indicio el dato del consumo específico mínimo. Cuanto menor es el consumo específico, mejor es el motor.

El consumo específico mide el combustible necesario para obtener una cierta potencia, y se expresa en gramos por cada kilovatio hora (g/kWh). Cuantos menos gramos de combustible necesite el motor para conseguir un kilovatio hora, tanto mejor es su rendimiento térmico.

El rendimiento térmico también se puede expresar como una proporción: de la cantidad de calor que genera la combustión, la parte que se transforma en trabajo. Los mejores motores Diesel no llegan al 45 por ciento rendimiento en condiciones de trabajo ideales, los mejores de gasolina apenas pasan del 35 por ciento. Las condiciones ideales de funcionamiento suelen ser, en ambos casos, un poco por debajo del régimen de par máximo y con una carga un poco menor que la máxima.

Que un motor tenga buen rendimiento en condiciones óptimas de funcionamiento no quiere decir necesariamente que también lo tenga en otras condiciones. Por ejemplo, un motor de gasolina turboalimentado puede tener mejor rendimiento a plena carga que un motor BMW con sistema de distribución Valvetronic. En carga parcial, en cambio, es posible que el motor de BMW (atmosférico) tenga mejor rendimiento que el turboalimentado.

En condiciones distintas de las óptimas, el rendimiento del motor desciende (sobre todo en los de gasolina), y es prácticamente nulo cuando el motor está al ralentí. Según datos de Bosch, el rendimiento medio de un motor en el ciclo de consumo es inferior al 10 por ciento. Es decir, en condiciones normales, por cada diez euros de combustible que echa usted en su depósito, nueve se los gasta exclusivamente para contaminar, para hacer ruido, para calentar la atmósfera y para reducir la vida de su motor.

3.1 Presión máxima y presión media efectiva

Otro dato que dice mucho acerca de un motor es la presión máxima; es decir, al valor más alto de presión que hay en la cámara. Cuando se diseña una familia de motores que tiene elementos en común para varias unidades con distinta cilindrada o número de cilindros, uno de los pocos datos que suele ser común a todos ellos es la presión efectiva máxima (también lo es la distancia entre centros de cilindros).

Muchas variables del motor están determinadas por ese valor máximo de presión para el que está diseñado. Es decir, si puede soportar —por ejemplo— una presión máxima de 150 bar (nota), otras variables se determinan en función de ese valor de presión máxima proyectado: el momento del inicio de la combustión, la relación de compresión o eventualmente la presión de sobrealimentación.

Para valorar técnicamente al motor, también es mucho más interesante que el par máximo la fuerza que hace con relación a su cilindrada: esa magnitud equivale a la presión media efectiva. La presión media efectiva se calcula con el par máximo y la cilindrada; o bien con el dato de potencia, el régimen y la cilindrada. Es, por tanto, la misma magnitud que lo que podríamos llamar «par específico», o relación entre par máximo y cilindrada.

Como ocurre con la presión máxima, la presión media efectiva permite comparar motores de distinta cilindrada. Por ejemplo, Porsche da un enfoque distinto a los motores del Boxster que a los del 911, que se pude ver al comparar las cifras de presión efectiva media. Los dos motores del Boxster tienen 12,6 bar de presión media efectiva. Es una cifra alta, pero no tanto como la que alcanzan los motores del 911: 12,9 bar el del Carrera y 13,1 el del Carrera S.

En los motores del Boxster, esa presión es constante en un intervalo de régimen muy amplio para ser un motor atmosférico: entre 4.700 y 6.000 rpm. En los motores del 911, en cambio, Porsche ha preferido que el motor dé la máxima cantidad de fuerza posible, a costa de que la alcance sólo en un régimen.

Con estos datos, se puede interpretar que la idea de Porsche es que los motores del Boxster hagan al coche más cómodo de utilizar, y que los del 911 tenga la potencia más alta posible a todo régimen.