LUIS MÁRQUEZ

La cercanía de la entradaen vigor de la Fase III paralos motores de los vehícu-los extraviarios, siguiendo

el camino que marcan los vehí-culos industriales que circulanpor las vías públicas, están ha-ciendo aparecer en el mercadonuevas opciones, con mayor ni-vel de tecnología para conseguirque se pueda cumplir esta nor-mativa, cada vez más estricta,sin pérdida de prestaciones ymanteniendo bajo el consumode combustible.

El paralelismo entre la nor-mativa que se aplica a los moto-res de los vehículos viarios y ex-traviarios, aunque en estos últi-mos con un pequeño retraso enel tiempo, ha obligado a los fabri-cantes de motores a buscar so-luciones comunes, de manera

Un ejemplo de lo que vienese aprecia analizando la oferta demotores diésel de 4 cilindros concilindrada unitaria entre 1.1 y 1.2litros, segmento en el que parti-cipan los mayores especialistasde motores en la actualidad, Así,en el mercado español de tracto-res, con más de 800 modeloscomercializados, la cuarta partede ellos utilizan motores de 4 ci-lindros con cilindrada total entre4.2 y 4.8 litros. Pero antes de en-trar de lleno en el tema convienedar un vistazo a la Tabla 1, en laque se reflejan las relacionesexistentes entre los grandes gru-pos industriales que fabricantractores y motores.

que, a partir de un diseño único,se pueda personalizar el produc-to final en función de su destino.

De esta manera, se rompecasi por completo la barrera queexistía entre el diseño del motorpara el tractor agrícola y el delvehículo industrial, especialmen-te en las potencias de más de100 CV, ya que sólo se diferen-ciarán en la regulación que con-diciona sus prestaciones, aun-que esto no es totalmente nue-vo; algunos recordarán la expe-riencia de Perkins con el motorde tractor inicialmente diseñadopara usos marinos y que tam-bién fue la base de la motoriza-ción de algunas ‘camionetas’.

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LOS MOTORES QUE VIENENHace menos de un año,

han podido leer en laspáginas de agrotécnica

una serie de artículosdedicada a los motores,

sus principios defuncionamiento, la

normativa que limita lasemisiones en los gases deescape y la forma en que

las diferentes marcasadecuan sus productos

para competir en unmercado difícil.

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por 102/132, llegando así a unarelación carrera diámetro de1.29. Así, con un motor más alar-gado, se aumenta la superficiede intercambio de calor en la re-frigeración por aire.

Parece que la cilindrada deun litro fue una consecuencia delas limitaciones de los sistemasde inyección disponibles en laépoca, que no podían suminis-trar cantidades de combustibleinferiores a las que se necesita-ba con esta cilindrada. Ahora,con la miniaturización de los sis-temas de inyección, esto pareceirrisorio, pero la realidad es queesta cilindrada se ha impuestoen el motor industrial en 3, 4 y 6cilindros, y todas las marcas lahan seguido para poder equiparpequeños camiones, que necesi-taban potencia y par elevado conpeso reducido, y también paralos tractores agrícolas, aunqueen ellos se limiten las prestacio-nes, al estar sometidos a un ni-vel de carga continua superior ala del camión.

Fiat se incorpora a esta cilin-drada con un motor de 1.005cm3, que en pocos años aumen-

de los motores de la Fase III, au-mentando el diámetro hasta 105mm, con los que la relación ca-rrera/ diámetro pasa a 1.21. El in-cremento de la cilindrada enDeutz se ha realizado con el au-mento sucesivo de diámetro ycarrera, pasando por 102/125 y

Una referencia para laindustria europea

Se puede considerar los mo-tores con un litro de cilindradaunitaria los de referencia paradiesel industrial europeo, versátily polivalente, al que se ha recu-rrido para motorizar tractores,vehículos industriales y hastaembarcaciones.

Ha sido esta cilindrada lamás utilizada en el mundo, y suorigen en Europa deriva de losaños ’30, con las primeras reali-zaciones de Perkins en ReinoUnido y de Deutz en Alemania,aunque entre ellas hubiera unadiferencia sustancial, la refrigera-ción por agua de Perkins y por ai-re de Deutz.

La cilindrada unitaria inicialestaba algo por debajo del litro(850 a 900 cm3), manteniendoDeutz una carrera de 120 mm yun diámetro de 95 (relación ca-rrera/diámetro igual a 1.26),mientras que Perkins prefería los127 mm de carrera, mantenien-do los 95 mm de diámetro (rela-ción carrera/diámetro de 1.33).Perkins ha continuado fiel a los127 mm de carrera (exactamen-te 5 pulgadas), hasta la llegada

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Grupo Industrial Marca de tractor Fabricante de motor

TABLA 1.- MOTORES PARA LOS TRACTORES ESTÁNDAR DE LOSPRINCIPALES GRUPOS INDUSTRIALES

AGCO

ARGO

ClaasCNH Global

John Deere

Same Deutz-Fahr

Zetor

AGCOChallengerChallenger (>350 CV)FendtMassey FergusonValtraLandiniMcCormickClaasCase IHCase IH (>250 CV)New HollandNew Holland (>250 CV)SteyrJohn DeereJohn Deere (>350 CV)Deutz-FahrHürlimannLamorghiniSameZetor

SisuDieselCaterpillar y SisuDieselCaterpillarDeutz y ManPerkins y SisuDieselSisuDieselPerkins e Iveco (EEA)Perkins e Iveco (EEA)John DeereIveco, SisuDiesel, CNH Engines Corp (EEA) y CumminsCummins e IvecoIveco, SisuDiesel, CNH Engines Corp (EEA) y Cummins Cummins e IvecoCNH Engines Corp (EEA) y SisuDieselJohn DeereCumminsDeutzSame y DeutzSame y DeutzSame y DeutzZetor y Same

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ta de cilindrada hasta 1.105, conuna relación carrera/diámetro de1.21. Ahora, después de haberutilizado esta cilindrada en mu-chos de sus modelos, da paso ala serie Nef, en la que utiliza dosopciones, una cilindrada ligera-mente por debajo de la unidad(975 cm3) y otra de 1.125 cm3.Man y Mercedes, en Alemania,siguen un camino parecido, asícomo Renault y Volvo en el equi-pamiento de sus vehículos in-dustriales viarios.

lindrada y la 1013 con 1.2 litros.La falta de competitividad de la1012 hace que en pocos añossea remplazada por la 2012, concilindrada de 1.004 cm3, queofrece buenas prestaciones, pe-ro cuya cilindrada se encuentraalgo alejada de sus competido-res en el segmento considerado,que han evolucionado hasta la ci-lindrada de 1.1 litros, lo que lehace ofrecer alternativa: la de 1.2litros.

América, con ciertoretraso y mástecnología

En el área americana, la cilin-drada de un litro era patrimoniode los motores de gasolina, tan-to para uso industrial como agrí-cola, hasta que se inventa labomba de inyección con distri-buidor rotativo, que produce unaverdadera revolución en los mo-tores diésel.

Fue John Deere el que laadopta para los motores de sustractores, abandonando la gasoli-na, que nunca fue una opción algusto de los agricultores, susclientes en todo el mundo. Sumotor de 110 mm de carrera y106 mm de diámetro (relacióncarrera/diámetro de 1.03) se hamantenido en el mercado hastala llegada de la obligatoriedad delprimer nivel de emisiones en elescape, momento en el que de-cide cambiar hasta 1.125 litrospor cilindro, mediante el alarga-miento de la carrera hasta 127mm (relación carrera/diámetrode 1.2). Este cambio de cilindra-da unitaria va unido a la incorpo-ración de soluciones con alto ni-vel de tecnología, que incluye larecirculación de los gases de es-cape refrigerados, lo que lo con-vierte en el motor de referencia,ya que se adapta a la normativade emisiones sin penalizar lasprestaciones y el consumo decombustible.

En el comienzo de la décadade los ’80, Cummins, fabricante

En Italia, la cilindrada de litroen el motor industrial y agrícolala siguen VM y Same, con refri-geración por aire, y Lamborghini,con refrigeración por líquido. Laprimera de ellas en la serie Sun,con 952 cm3 de cilindrada, con-seguida un diámetro de 105 y ca-rrera de 110 (relación carrera/diá-metro de 1.04), que continúa enproducción. Same, con su serie105, designación que toma deldiámetro del cilindro, con 120cm3 de carrera y 1.004 cm3 de ci-lindrada (relación carrera/diáme-tro de 1.04). Lamborghini, con105 mm de diámetro y 115 decarrera (relación carrera/diámetrode 1.09)

A mediados de los años ’80Same cambia, adoptando las di-mensiones de cilindro de Lam-borghini, tanto con refrigeraciónpor líquido como por aire, que secaracteriza por un sistema de in-yección de bombas sumergidasindependientes, que recibe ladesignación PLD, y que siguenmarcas como Deutz, Lombardiniy Mercedes, esta última en ver-sión electrónica.

A principio de los años ’90Deutz decide renovar su motor ypone en el mercado dos alterna-tivas, la 1012 con 0.8 litros de ci-

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� EN EL ÁREA AMERICANA, LA

CILINDRADA DE UN LITRO ERA

PATRIMONIO DE LOS MOTORES DE

GASOLINA, HASTA QUE SE

INVENTA LA BOMBA DE

INYECCIÓN CON DISTRIBUIDOR

ROTATIVO, QUE PRODUCE UNA

VERDADERA REVOLUCIÓN EN LOS

MOTORES DIÉSEL �

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tencias entre 50 y 60 kW (68 y82 CV), en aspiración natural, y60 a 80 kW (82 a 109 CV), en so-brealimentados, está siendo sus-tituida por motores de cilindradamenor (750–800 cm3), a la vezque los de motores de 4 cilin-dros con algo más del litro de ci-lindrada unitaria, sobrealimenta-dos y con una fuerte carga deelectrónica, pasarán a ocupar elespacio de los motores de 6 ci-lindros de la anterior generación.

Los nuevos productos

En la Tabla 2 se presentan al-gunas de las características másimportantes de los motores de 4cilindros con cilindrada unitariaentre 1.1 y 1.2 litros, con lo quela cilindrada total se encuentraentre 4.4 y 4.8 litros.

Las prestaciones indicadasson las que se obtienen en el en-sayo de potencia intermitente,por lo que para trabajar en conti-nuo, o de manera intermedia,que es como se considera quetrabajan en los tractores agríco-las, las regulaciones serán dife-rentes, y la potencia obtenidamenor.

3100. Con 1.1 litro de cilindrada,sin considerar la opción de unaversión atmosférica, las dimen-siones de la cámara son idénti-cas a las del Perkins 1100, queen el mismo tiempo pasa a inte-grarse en el grupo industrial deCaterpillar.

El empleo del sistema debomba-inyector y la ausencia demodelos sin sobrealimentación,pueden ser las razones del esca-so éxito de esta serie de Caterpi-llar, que evoluciona a 1.2 litros decilindrada unitaria, con la deno-minación inicial de serie 3126, yposteriormente como C7, motoridéntico al Perkins 1100.

Hay que tomar enconsideración que la ci-lindrada unitaria de 1 li-tro en motores con as-piración normal, que hasido la más difundidaen el sector agrícolaindustrial para po-

independiente como Perkins, seinteresa por esta cilindrada y po-ne en el mercado su serie B, ca-racterizada por el menor númerode componentes (un 40% me-nos que los motores de los com-petidores), lo que da mayor fiabi-lidad al producto, aunque no me-nor coste de fabricación, comoconsecuencia de la elevada cali-dad de los materiales necesariospara soportar las elevadas pres-taciones que ofrece este seriede motores, lo que hace que seaun producto caro comparado conPerkins y Fiat-Iveco. Su cilindra-da unitaria es de sólo 977 cm3,con diámetro de 102 mm y carre-ra de 120 mm.

Esta cilindrada la mantieneen el mercado hasta la llegadade la Fase II, y en ese momentola modifica, en colaboración conIveco y New Holland (EEA), paradar paso a la nueva Serie B condos cilindradas unitarias diferen-tes, la de 977 cm3 original y lanueva de 1.125 cm3, esta últimasólo en versión electrónica. Paraadaptarse a la demanda euro-pea, Cummins ha optado por di-mensiones métricas, así comopor utilizar en sus motores los di-ferentes sistemas de inyecciónde Bosch.

Por otra parte, Caterpillar,que, atraído por el mercado eu-ropeo, instala en Bélgica, a fina-les de la década de los ‘80, unafábrica para los motores de un li-tro de cilindrada unitaria, la serie

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La mayor cilindrada unitariala ofrece el Deutz 2013, y la míni-ma el Sisu 44 Cta. La mayor rela-ción carrera/diámetro es de 1.27y la proporcionan el CumminsQsb 160 y el Iveco N45, comoconsecuencia de su carrera de132 mm, siendo la velocidad me-dia de pistón en el primero deellos la más elevada (11 m/s), co-mo consecuencia de la mayorcarrera y del régimen de giro no-minal de 2.500 rev/min. La me-nor velocidad de pistón la ofreceSisu, con 8.8 m/s, ya que su ca-rrera es sólo 120 mm (la máscorta del grupo) y su régimen no-minal de 2.200 rev/min.

La máxima potencia la sumi-nistra el John Deere 4045 H, con

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TABLA 2.- MOTORES INDUSTRIALES DE MARCAS QUE EQUIPAN TRACTORES AGRÍCOLASCON CILINDRADA UNITARIA ENTRE 1.1 Y 1.2 LITROS

Diámetro [mm] 104 108 104 106 105 108 105.8Carrera [mm] 132 130 132 127 127 120 128.3Relación C/D 1.27 1.20 1.27 1.20 1.21 1.11 1.2Cilindrada unitaria [dm3] 1.121 1.191 1.121 1.121 1.100 1.099 1.13Nº de cilindros 4 4 4 4 4 4Cilindrada [dm3] 4.485 4.764 4.485 4.483 4.399 4.397 4.51Potencia máxima [kW] 119 129 104 138 106 110 117.7(intermitente) [CV] 162 175 141 188 144 150 160

Par a pot. máxima [Nm] 455 536 451 549 460 478 488[rev/min] 2 500 2 300 2 200 2 400 2 200 2 200 2 300

Potencia específica [kW/dm3] 26.53 27.08 23.19 30.78 24.10 25.02 26.1[CV/dm3] 36.08 36.83 31.53 41.87 32.77 34.02 35.44

PME [bar] 12.99 14.41 12.90 15.70 13.41 13.92 13.9Velocidad pistón [m/s] 11.0 10.0 9.7 10.2 9.3 8.8 9.8

Par máx. [Nm] 624 670 560 645 550 600 608[rev/min] 1 500 1 600 1 400 1 400 1 400 1 500 1 467

PME a par máximo [bar] 17.83 18.03 16.00 18.44 16.03 17.49 17.3Reserva de par [%] 37.3 25.1 24.0 17.5 19.5 25.7 24.8

Potencia a par máx.[%] 82.36 87.02 78.94 68.52 76.06 85.67 79.76

[kW] 98.01 112.25 82.09 94.55 80.63 94.24 93.63[CV] 133 153 112 129 110 128 127

Intervalo régimen [rev/min] 1 000 700 800 1000 800 700 833Masa [kg] 355 432 390 396 330 340 374Masa/potencia kg/kW 2.98 3.35 3.75 2.87 3.11 3.09 3.19Volumen [m3] 0.4783 0.4838 0.4991 0.5232 0.3883 0.4960 0.48Emisiones fase III III III III III IIIRelación compresión 1/ 17.8 17.5 17.5 18.0 18.0 17.5 17.72

Inyección CR CR CR CR CR CRBosch Deutz Bosch Denso Caterpillar Bosch

Válvulas/cilindro 4V 4V 4V 4V 4V

Equipamiento EGR EGR VGT – EGRWastegate interno interno Refrig. Wastegate Wastegate

Marca Cummins Deutz Tcd Iveco John Deere Perkins SisuDiesel mediaModelo Qsb 160 2013 L4 2V N45 Ent 4045 H 1104D-E44 Ta 44 Cta

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Sólo Deutz mantiene dos vál-vulas por cilindro en esta ver-sión, algo que no hace en otras,como en el 2013 de 6 cilindros,con recirculación externa de ga-ses de escape, que utiliza Fendt.El resto de las marcas eligen las4 válvulas por cilindro y sobreali-mentación con válvula de des-carga. En la recirculación de losgases de escape (EGR) no hayacuerdo: no todos la aplican, ylos que la hacen, Deutz e Ivecoprefieren la interna, mientrasque John Deere se decide por laexterna, con turbo de geometríavariable y refrigeración de la par-te de los gases de escape quellegan de nuevo al cilindro. Estomejora la economía de combus-

tible (sólo 204 g/kWh de con-sumo específico mínimo),pero también impone unafuerte carga de electróni-ca en sus motores com-parados con los de la

competencia.A medida que

estos motores va-yan incorporándosea los tractores agrí-colas, habrá queanalizarlos de nue-

vo, ya con las regula-ciones propias, que

sin duda serán diferentes alas de los modelos más ‘indus-triales’ que ahora se han tomadocomo referencia.■

Algunas conclusiones

La comparación entre moto-res de la última generación, de di-ferente procedencia, pone de ma-nifiesto la similitud existente entrelas prestaciones que con ellos seconsiguen, consecuencia de unaoptimización del producto aplican-do la tecnología disponible.

Todos adoptan el commonrail, que en esta cilindrada semanifiesta como la mejor opciónpor la relación precio/prestacio-nes, utilizando componentes deBosch, o bien marca propia, co-mo Deutz y Caterpillar; en el ca-so de John Deere recurren a lajaponesa Denso.

138 kW (188 CV) a un régimende 2.400 rev/min. La menor elIveco N45, con sólo 104 kW (141CV), que es el motor menos ‘car-gado’ del grupo, como lo indicasu potencia específica de sólo23.19 kW/L de cilindrada y laPME de 12.9 bar a potencia no-minal, por lo que seguramentese le podría sacar más.

El régimen nominal en todoslos modelos se mantiene bajo,como exige el mercado al quevan dirigidos, siendo el CumminsQsb 160 con 2.500 rev/min elmás elevado. Iveco, Perkins y Si-su prefieren las 2.200 rev/min.En todos los casos, las relacio-nes de compresión se mantie-nen en el intervalo de 1/17.5 a1/18.0.

El par máximo más elevadolo suministra John Deere,con 645 Nm a 1.400rev/min, mientras quela mayor reserva depar con estas regula-ciones la ofrece elCummins con el37.3%, junto con unintervalo régimen de fun-cionamiento de 1.000rev/min.

El más pesado es elDeutz 2013, con 432 kg, y elmás voluminoso el John Deere4045 H como consecuencia delsistema de refrigeración exter-na.

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� TODOS ADOPTAN

EL ‘COMMON RAIL’, QUE

EN ESTA CILINDRADA SE

MANIFIESTA COMO LA

MEJOR OPCIÓN POR LA

RELACIÓN

PRECIO/PRESTACIONES

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