Subaru FA20D

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El diseño del motor bóxer no es precisamente moderno, pues fue patentado en 1896 por el ingeniero alemán Karl Friedrich Benz, sólo 10 años después que éste mismo patentara el primer automóvil.

La disposición bóxer, que posiciona sus cilindros en dos bancos de 180 grados de separación entre sí, a cada lado del cigüeñal, se ha utilizado para todo tipo de vehículos, desde aviones comerciales a motocicletas.

En el mundo del automóvil, ha sido utilizado por distintas marcas. Así, se ha utilizado desde coches tan "modestos" como el Citröen 2CV, con su bóxer de 2 cilindros:



a otros tan "extremos" como el Ferrari Testarossa y su bóxer de 12 cilindros:



Pero si hay una marca que se identifica con el motor bóxer, ésta es Subaru. Ya en la década de 1960, Subaru adoptó por completo el diseño boxer para sus motores, y desde entonces hasta hoy, sigue siendo la única configuración de motor que utiliza esta empresa.

La razón de Subaru para esto es simple: la disposición horizontal del boxer permite obtener bajos centros de gravedad con un peso contenido, lo que permite obtener una mejor estabilidad y un mejor control del vehículo.

El motor boxer (boxeador en inglés) debe su nombre a que sus pistones se acercan y se alejan, el uno del otro, en un plano horizontal, al igual que los boxeadores cuando chocan sus guantes antes de una pelea.



Uno de los beneficios de la utilización de un bóxer frente a un motor en V es que el diseño proporciona un buen equilibrio, porque cada impulso del pistón, es contrarrestado por el correspondiente movimiento del pistón del lado opuesto, siendo así uno de los motores que tienen un diseño natural de equilibrio dinámico (los otros dos son el de 6 cilindros en línea y el 12 cilindros en V).

Estos motores pueden funcionar sin problemas y libres de fuerzas de desequilibrio con un ciclo de cuatro tiempos y no requieren de un eje de equilibrio o contrapesos en el cigüeñal para equilibrar el peso de las piezas, que son necesarios en otras configuraciones del motor.

Pero eso no significa que los motores bóxer estén libres de complicaciones. Si tienen menos de seis cilindros, pueden alcanzar pequeños desequilibrios puntuales (conocido como "pequeño balanceo") que son inevitables debido a la estructura del motor. Además, tienden a producir más ruido que los motores en línea y en V y pueden llegar a requerir un mayor volante de inercia.

El motor FA20D de Subaru

Desarrollado a partir del motor FB, el mayor objetivo que se marcó Subaru en el desarrollo del FA (el 20 viene de que es de 2.0 litros) fue el de reducir el peso del motor manteniendo la durabilidad del mismo. A pesar de compartir una plataforma común con el FB, se diferencia en el bloque, bielas y pistones.



El último motor bóxer de 2000 cc. de Subaru no es el más potente que ha construido, pero es especial.

Como era de esperar, el motor es un batiburrillo de tecnologías de Subaru y Toyota. Aunque, a primera vista, el FA20D (4U-GSE en la codificación que usa Toyota) parece ser típicamente Subaru, su configuración cuadrada es mucho más propia de Toyota. Se rumorea además, que sus culatas fueron desarrollados por Yamaha, que no es ajeno al desarrollo de culatas para  Toyota.

El FA20D fue diseñado y construido específicamente para el BRZ / GT86. Para ayudar a lograr el tipo de manejo y control que sus creadores buscaban, el FA20D se hizo más compacto que los anteriores motores bóxer de cuatro cilindros de Subaru mediante el desarrollo de un colector de admisión más corto y un cárter de aceite menos profundo.

En el corazón del FA20D hay un bloque de aluminio y unas culatas que, junto con todos sus componentes internos (entre los que destaca un doble árbol de levas en cabeza accionado por cadena) dan como resultado una impresionante relación de compresión de 12,5:1, que le permiten obtener un brillante resultado específico de 100 CV por litro.

El FA20D es un motor cuadrado. Quiere esto decir que la relación entre su carrera (86mm) y su diámetro (86mm) es uno (vamos, que son iguales). Esto le permite alcanzar un elevando número de rpm. pero sin sacrificar una correcta disipación de calor.

Subaru también ha introducido su AVCS (Sistema de Control Activo de Válvulas), que cuenta con sincronización variable de válvulas en sus levas de admisión y escape. AVCS es parcialmente responsable de la curva de par del motor y de las amplias capacidades para alcanzar un número de revoluciones elevado, hasta situar la "línea roja" en 7.400 rpm.

La tecnología de distribución variable de Subaru, utiliza la presión hidráulica para manipular la sincronización de válvulas de acuerdo a la carga del motor. A diferencia de los motores de Subaru anteriores, los sensores y solenoides del sistema AVCS del FA20D se posicionan de una manera diferente. Los nuevos árboles de levas accionados por cadena permiten utilizar un mecanismo más pequeño y un diseño que es, en general, mucho más resistente, en comparación con sus predecesores.

Toyota, por su parte, es el responsable del sistema de inyección D-4S, sistema poco ortodoxo pero efectivo, de inyección de combustible, que es una combinación de la inyección directa y las tecnologías de inyección más convencionales, y que deriva del D-4, el sistema de inyección directa de la compañía, que debutó en Japón a mediados de los años 90.

D-4S es un sistema de inyección que funciona como cualquier otro sistema de inyección directa (2), rociando el combustible directamente en las cámaras de combustión en lugar de "aguas arriba", ayudando además enfriar los cilindros y crear una combustión más eficiente. Pero 4S-D también trabaja, a diferencia de cualquier otro sistema de inyección directa, con una configuración de inyección convencional (1).



Mientras que el lado de inyección directa permite una alta relación de compresión sin las consecuencias de la detonación, "aguas arriba" y trabajando en paralelo con el sistema de inyección directa, cuatro denso-inyectores de 205 cc. por minuto ayudan a promover una combustión completa y son cruciales para arranque en frío.

https://www.youtube.com/v/zc8aUxBZlsU

Para que el sistema de inyección de combustible combinado  funcione correctamente se utiliza una bomba mecánica de combustible de alta presión. Una bomba de combustible en el tanque más convencional también se utiliza para transferir combustible desde el tanque a la bomba mecánica.

Este sistema híbrido de inyección de combustible de no es simple, pero permite equilibrar el nivel de las emisiones en comparación con la potencia obtenida.

Por otro lado, un total de ocho inyectores de combustible en un motor de 200 CV. de cuatro cilindros garantiza la capacidad del motor para proporcionar suficiente combustible en cualquier situación.

ESPECIFICACIONES:

Modelo	FA20D
Tipo	4 cilindros horizontalmente opuestos (bóxer)
Cilindrada (cm³)	1.998 cc.
Diámetro del pistón	86 mm.
Carrera del pistón	86 mm.
Relación de compresión	12.5:1
Alimentación	Inyección D-4S mixta (directa e indirecta)
Distribución	Doble árbol de Levas a la cabeza, 16 válvulas DOHC
Potencia máxima (medido en banco)	200 CV. (147 Kw.) a 7.000 rpm.
Par máximo (medido en banco)	205 Nm. (20,9 Kgm.) entre 6.400-6.600 rpm.
Régimen máximo	7.400 rpm.

Curva de potencia y par (medida en rodillos):

[Orive300]

Yo ya había leído todo esto por internete pero hay que ponerle una chincheta a este post ya que es una información muy buena y un "must" para tenerlo en este foro.

[Hachi Roku]

Muy buen aporte! 

Tan sólo traduciría lo de: "árbol de levas de doble overhead accionado por cadena" por "doble árbol de levas en cabeza accionado por cadena", creo que se entendería mejor.

La gráfica par motor - potencia muestra lo que vemos cada vez que pisamos el pedal del gas, como se hace un poco remolón por debajo de 4000 rpm y como de aprox. 4.500 hasta las 7.000 es toda una delicia.

Yo también pido chincheta para este tema! 

[yaris]

Genial el post¡¡¡

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Tan sólo traduciría lo de: "árbol de levas de doble overhead accionado por cadena" por "doble árbol de levas en cabeza accionado por cadena", creo que se entendería mejor.

Cambiado !

Cualquier otro aporte o modificación que propongáis, pasármela y lo seguimos ampliando.

[Navata]

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