Alimentación y Carburación

El corazón del BMW 320: Solex 4a1

Alguna vez leí: “…el Solex 4a1, es básicamente, dos mediocres carburadores de doble cuerpo, combinados para constituir uno de cuatro gargantas, aún más mediocre…” 

Pienso que el Solex, es más que eso: En efecto, está constituido por tres piezas principales, separadas por empaques, que albergan un gran número de partes móviles. El choke es controlado, de acuerdo a la temperatura de líquido refrigerante, de forma automática, con un posible ajuste regulable, y su principal característica, es que se compone de dos gargantas pequeñas de un diámetro contenido (cada una surte un grupo de tres cilindros), que en su mayoría son las que alimentan el motor, la mayor parte del tiempo, en la búsqueda de lograr algo de “economía”, pero a partir de 4.000rpm, hay dos gargantas adicionales, de un diámetro superior, que actúan, para añadir una carga extra de combustible, bajo altas exigencias del motor… 

 

Este carburador tiene un diseño muy sofisticado: Un gran número de unidades del Rolls Royce Camargue (1975-1980), que en su momento, era el auto de producción más costoso de todos, los utilizó, en lugar de los típicos SU, para alimentar su motor V8 de casi 6.8 litros; el modelo Corniche (1977-1980), también hizo uso de ellos, e incluso, también formaron parte de aplicaciones, turbo para motores, cuando el Bentley Mulsanne Turbo, se sirvió de ellos hasta 1987 (me impresiona que su utilización haya sido tan prolongada, en una década en la que ya reinaban los sistemas de inyección BOSCH K-Jetronic). Por su parte, Mercedes – Benz, también se sirvió de ellos, en los motores M110 (el deportivo y fino, con árboles de levas gemelos en culata, muy famoso, y potente con su cilindrada de 2.8 litros)  y M123 (de suave funcionamiento, confiable y longevo, con un característico sonido y sus 2.5 litros y seis cilindros), usados en las carrocerías, W115, y W123 respectivamente, durante la década de los años 70 y 80.

Rolls Royce Camargue (1975-1986)

El motor M20 de BMW llamado en su primera encarnación, “M60” con dos litros de cilindrada repartida en seis cilindros, aparecido en 1977, es muy probable que haya sido diseñado alrededor de este carburador, puesto que aún hoy en día, después de más de 44 años de su lanzamiento inicial, no hay muchas opciones que de forma eficiente, sustituyan en todo el sentido de la palabra, al “viejo” y sediento Solex 4a1.

Este carburador, apareció comenzando la década de los 70, y a través de los años, fue recibiendo pequeñas pero sustanciales mejoras, con el objetivo de mejorar sus características, confort y suavidad de marcha, además de una mayor “economía” de combustible. 

Motor M20B20 del BMW E21: Se distingue de cualquier otro M20, porque en la parte izquierda del distribuidor, está en el bloque, la toma de la bomba de gasolina Pierburg mecánica y por supuesto, porque es el único de los M20, que monta carburador.

Después de más de cuarenta años en servicio, el Carburador Solex, tiene fama, entre los círculos relacionados, de ser muy dificil de reglar, y de tener un alto consumo (rayando en el despilfarro) de gasolina. Ambos problemas tienen una causa: En primer lugar, estos carburadores tienden a “doblarse” en su parte superior, primero, por el material del que están construídos; esto ocurre, porque o bien, el carburador es fijado al colector de admisión, ejerciendose una fuerza excesiva en sus cuatro tornillos de apoyo, o incluso, se dice que puede ocurrir que,si es manipulado con excesiva brusquedad, cuando aún está caliente atornillado en el motor. 

Lo segundo ocurre, porque, si se ignora que al doblarse la parte superior, se intenta reglar, actuando sobre todos los tornillos posibles, sin saber realmente lo que se hace, la entrada de aire por el “orificio”, hará imposible que funcione correctamente, por más que todo lo demás esté en correcto orden de funcionamiento.

Soy fanático y creyente en que, la mejor marca es “nuevo”, pero considero como primera premisa, que se debe intentar salvar a toda costa el Solex 4a1, en lugar de sustituirlo por otro de diferente marca. 

Para esto, hay dos posibilidades: Bien sea conseguir el Kit de reparación de dicho carburador vía eBay o similares, para poder sustituir los empaques y diafragmas, o utilizar un donante (no tan recomendado) que surta las piezas que se encuentran mal, una vez sea claro que no hay dobleces que permitan el ingreso de aire.

Del Solex 4a1, además de existir variaciones (mejoras), de acuerdo al año de fabricación, el diámetro del cuerpo secundario varía, de acuerdo a la aplicación: https://www.dellortoshop.com, vende un Kit, que contiene lo necesario, para repararlo, si el problema no es una deformación excesiva.

Mi primera recomendación, antes de determinar y corregir fallas de carburación en el Solex 4a1, es verificar primero, y estar seguro 100% que tanto el sistema de encendido, como el reglaje del avance de chispa, es correcto en el motor M20B20. Este punto es muy importante: He visto en talleres, hasta realizar el reglaje del distribuidor a ojo. Esto es algo inaceptable.

Una vez se concluye que todo funciona de manera correcta, el avance de chispa es correcto, siendo ajustado a los siguientes valores:

1000 rpm = 10…14°

1500 rpm = 22°

2000 rpm = 23…29°

2500 rpm = 25…31°

3000 rpm = 27…33°

3500 rpm = 30…36°

se debe cerciorarse que NO hay ninguna entrada de aire por el carburador, lo cual rápidamente puede observarse esparciendo liquido limpiador de carburador sobre el mismo, mientras el motor funciona. Si se observan burbujas, lo primero, antes de cualquier otra cosa es solucionarlo: Apretándolo con mayor fuerza (contraproducente a una solución definitiva) mitigará el problema, o añadiendo empaques más gruesos, serán soluciones transitivas, pero la definitiva, es rectificar, trabajo sólo apto para profesionales especializados.

En una gran mayoría de casos, ocurre que las fallas de carburación, pueden deberse a taponamientos, al interior de los muy finos pasajes de gasolina. Esto puede solucionarse en primera instancia de dos formas: Comprar un limpiador de carburador y esparcirlo tanto en el interior del carburador con el motor funcionando, en pequeñas dosis, como con el motor apagado, intentando lavar muy bien el interior. En otros casos, venden en el mercado, líquidos limpiadores que se introducen en el tanque de gasolina, para tratar desde allí la suciedad del sistema. 

Recomendaría cambiar muy periódicamente el filtro externo de gasolina, puesto que esta, es la única y verdadera protección que el carburador tiene, ante la suciedad en los tanques de gasolina.

Los problemas de marcha mínima en vacío tanto con el motor frío como caliente, pueden fácilmente tratarse, en primer lugar, asegurándose que, las conexiones eléctricas de los solenoides, funcionan correctamente, puesto que serán los encargados de mantener el motor funcionando, con la marcha en vacío. Además de esto, se debe verificar que la conexión eléctrica del Choke recibe electricidad. Si lo anterior está bien, debe entonces verificarse, actuando sobre los tornillos de marcha mínima (idle speed-marcha mínima con el motor caliente) y marcha mínima en frío (fast idle speed), en conjunto con los tornillos de CO ubicados en la base del carburador, que no son otra cosa que una agujas de aire.

La flecha roja, muestra la ubicación de los solenoides eléctricos de marcha mínima en vacío; la flecha azul muestra la ubicación del filtro de gasolina interno del carburador, y la flecha naranja, muestra la ubicación de los tornillos de ajuste del CO, con los que puede darse un ajuste "fino" al ralenti. Si Ud. actúa sobre estos últimos y nada ocurre, no hay duda: El Solex 4a1 está succionando aire.
Al desmontar el tornillo (flecha azul, imagen anterior) de la entrada de gasolina al carburador, tenía mis dudas sobre si, este filtro, que se encuentra alojado en el interior del carburador, después de 40 años, aún estaba presente en mi Solex 4a1: Me sorprendió que salió en muy buen estado. Recibió una cuidadosa lavada y volví a instalarlo en su lugar para otros "40" años... Cambiando con frecuencia, el filtro exterior, se alarga la vida de este filtro.

En la parte delantera, en el lado opuesto, en la base del carburador, hay otros tornillos que deberían estar cubiertos por unos protectores, puesto que han sido reglados desde fabrica, con un ajuste muy fino, y herramienta especializada que no deberían tocarse bajo ninguna circunstancia, a menos que se tengan las herramientas para hacer mediciones, mientras se ajustan. Si las protecciones no están presentes, significa que alguien ha actuado sobre los tornillos anteriormente: El ajuste tendrá que hacerse actuando, sobre cada uno en pequeñas proporciones. Ojalá esta no sea la situación, porque será necesario recurrir al manual en busca de los valores numéricos…un perfecto lío.

Retirando todas las conexiones de gasolina y agua, las conexiones eléctricas de los solenoides y el choke eléctrico, más las conexiones del cable del acelerador (Flechas blancas), el carburador está listo para ser retirado, mediante los cuatro tornillos de sujeción (flechas rojas). Una vez retirado, puede observarse el estado del empaque de la base del carburador (flecha naranja), que en este caso, estaba en muy mal estado.

Si los problemas de carburación no se resuelven, mediante, la utilización de líquidos para limpiar los pasajes internos de gasolina, y la regulación de los tornillos de marcha mínima y el ajuste de la entrada de aire, o la sustitución de las membranas, será necesario entonces, retirar el carburador y desarmarlo, para realizar una profunda limpieza interior; es necesario entonces, prepararse para sustituir todos los empaques que sellan el carburador, incluyendo el empaque de la base. No estoy seguro si todos los Kit de reparación los incluyen por completo: En mi caso personal, tuve la fortuna que, encontré un lugar en donde con las medidas, se fabricaron todos los empaques, en papel de muy alta calidad, a un precio relativamente bajo. Aproveché también para sustituir TODAS las membranas y corregí una de las fijaciones, mediante cuatro tornillos que asegura la estanqueidad del sistema, en la cual uno de los cuatro tornillos, había perdido su rosca; esto se soluciona en un torno, fabricando una rosca de mayor diámetro. Así corregí un fallo de arranque, en el cual, el carburador después de pasar toda la noche en reposo, se descargaba, vaciándose de gasolina, haciendo muy difícil el arranque en frío la mañana siguiente…

El carburador se compone de 3 piezas divididas por empaques que deben ser sustituidos. Debe aprovecharse para verificar la altura del flotador de la cuba de gasolina (no visible en la foto). La flecha muestra la rosca del tornillo que fue necesario rehacer, para lograr la estanqueidad (sustituyendo también la membrana de la bomba de aceleración)

Dos temas son muy importantes en este punto: Con el carburador desarmado, debe verificarse la altura del flotador, con el objetivo de garantizar que la cuba no se quede sin gasolina cuando hay una alta exigencia, o cuando la temperatura es alta y la gasolina intente evaporarse; caso contrario, se inunde, y la gasolina se derrame. De este modo, solucioné un fallo intermitente que tenía, bajo ciertas circunstancias, en que mi carburador se quedaba sin gasolina, en momentos de aceleración, especialmente en subidas, después de rodar a más de 3.500rpm constantes durante varios minutos. Con esto, solucioné también una falla de un sobresalto y vacilación entre 2.000 y 2.500 rpm en donde al parecer, había mezcla pobre, debido a que su altura era baja, y muy posiblemente, se quedaba atascado, provocando un jaloneo, debido a un bajo nivel de gasolina en la cuba.

Por otro lado, hay que asegurarse que no hay ningún tipo de taponamiento, y que la gasolina fluye uniformemente por entre todos los difusores, de igual modo que el funcionamiento de la bomba de aceleración sea correcta inyectando gasolina de forma pareja.

Este empaque, que hace las veces de base del carburador, estaba instalado desde marzo de 2000 en el mismo lugar; veinte años de cambios de temperatura, efectarían hasta el mejor de los sellos. Antes de comenzar a desarmar, esto da un claro indicio, de cuál es el tipo de falla del carburador. En este caso, era una excesiva entrada de aire, ante la imposibilidad del empaque de sellar.

Con la sustitución de TODOS los empaques, solucioné una falla de marcha en vacío, que dejaba el motor en 5 cilindros, dificultando el arranque, y haciendo el manejo muy incómodo, lleno de vacilaciones al acelerar, un altísimo consumo de gasolina y falta de potencia en bajas revoluciones. El problema se había manifestado en pequeña escala durante todo 2020, pero no había sido dictaminado, hasta que en noviembre de 2021, el motor comenzó a quedar en 5 cilindros en vacío dificultando el arranque, especialmente en subidas.

Una posibilidad era comprar vía eBay, el Kit de reparación del Solex 4a1, pero para mi fortuna, muy cerca de mi casa, con las medidas, cortaron para mí todos los empaques en papel de alta calidad.

La lubricación de la partes internas móviles, debe realizarse únicamente con WD40, vigilando de hacerlo también, sobre los ejes de las mariposas, y llegados a este punto, hay dos detalles: 

 

  1. Las placas de aluminio de los venturis del cuerpo secundario, deben permanecer siempre cerradas y ofrecer una resistencia considerable, puesto que estás, solo deben abrirse a altos regímenes del motor.
  2. Se debe prestar mucha atención al eje de la mariposa primaria,  y lubricarlo muy bien, para que se devuelva a su posición inicial después de acelerar, mediante el resorte del acelerador, que está al lado del vacuum; si este no se devuelve correctamente, hará que quede abierta la mariposa, dejando el motor acelerado. Si una vez realizada la correcta lubricación, y aún permanece abierto, es decir, no retorna a su punto inicial, esto puede solucionarse de dos modos: El primero y práctico, es poner un resorte de mayor dureza, para obligar al eje a mantener la mariposa cerrada (esto es solo provisional, puesto que el fallo, irá en aumento paulatinamente) ya que la solución definitiva, y correcta, es cambiar los bujes del eje, que deben estar en mal estado, haciendo que los puntos sobre los cuales gira el eje, estén ovalados. Esto además, genera una entrada de aire adicional, que perjudica el desempeño del carburador.
Las flechas naranja, muestran ls aletas de los cuerpos primarios, que deberían abrirse, cuando el motor está frio. Las flechas rojas, muestram los cuerpos secundarios, que deben permanecer cerrados y ofrecer buena resistencia, hasta cuando llegados a 3.500 - 4.000 Rpm debe abrirse, permitiendo mayor paso de gasolina para satisfacer la necesidad de potencia "extra"

Con todo lo anterior en cuenta, a menos que el carburador, haya sido manipulado en el pasado, de forma muy inexperta, le falten, o se hayan suprimido piezas, debería funcionar de forma correcta, ofrecer una buena aceleración sin sobresaltos, un consumo de gasolina “razonable” y sobre todo, su desempeño debe ser progresivo, y ofrecer una aceleración adicional, pasadas las 4.000 rpm, con un “adictivo” sonido de motor. 

Por lo general, si estos automóviles han quedado guardados por largos periodos, ocurre que el diafragma interno de la bomba de gasolina se llena de poros; esto dificulta, succionar la gasolina desde los tanques, hasta el regulador de presión que está antes del carburador. Si todavía tiene la bomba de gasolina de la izquierda, cuyo diafragma no es reemplazable, será mejor sustituirla por la de la derecha, cuyo diafragma puede ser extraído. Con este cambio solucioné una falla que se asemejaba al típico "vapor lock" en los motores carburados.

No está de más, sustituir la bomba de gasolina mecánica Pierburg, cuyo diafragma no es reemplazable, por la bomba de gasolina mecánica Pierburg actual, cuyo diafragma puede sustituirse en cualquier momento. Esto evitará fallos de la bomba, especialmente en caliente, cuando al generarse vapores dentro del sistema, la bomba estará en imposibilidad de impulsar gasolina hacia el regulador de presión, que está antes del carburador, dejando la cuba sin gasolina. La antesala de este fallo, es la pérdida de potencia paulatina en días cálidos, petardeos y muerte súbita.

Si todo lo anterior falla, será necesario entonces sustituir el carburador por otro diferente…

Al tercer día de rodar después del servicio al Solex 4a1, actuando sobre el tornilo de ajuste de marcha mínima en caliente (flecha naranja) conseguí el ajuste perfecto a 850 ± 900 Rpm.

Sustitución del Solex 4a1

He oído un par de historias de personas en mi país, que han conseguido con éxito, carburadores Solex 4a1 nuevos, en almacenes locales de BMW: Lo cierto es que nunca he conocido a ninguno de estos…

De conseguirse el Solex 4a1 nuevo, lo cual es bastante difícil, el costo debe ser superior incluso, al costo de una reparación completa de motor. En ese caso, mucha suerte en la búsqueda y compra.

El siguiente escenario, es buscar un sustituto en el mercado de segunda: Cuarenta años después, veo muy difícil, encontrar un buen candidato que esté en mejores condiciones que el que el automóvil tiene puesto, más aún considerando que el de repuesto, ha estado en deshuso, y quién sabe, de qué forma ha estado almacenado…

La tercera opción es buscar “otro” carburador en el mercado, que sea nuevo: De entrada, es mejor saber que ninguna de las opciones, va a reemplazar al Solex 4a1 sin sacrificar caracterísicas. En la época, en que estos automóviles fueron desarrollados, estos Solex eran lo más “sofisticado”… 

Mikuni, bajo licencia Solex, ha desarrollado modelos muy reconocidos en Japón, con grandes ventajas, una de ellas, la confiabilidad; sinembargo, para este modelo, es mejor descartarlos, salvo que Ud. esté dispuesto a fabricar las piezas faltantes, para lograr hacer una adaptación aceptable.

Carburador Weber 38 Dges con Choke eléctrico y cuerpos gemélos de 38mm

La única opción viable que queda, son entonces los carburadores WEBER.

 

Los carburadores Weber, son piezas de precisión muy apetecidas, que antiguamente se fabricaban en Italia, bajo altos estándares de calidad. Estaban presentes en gran pate de automóviles deportivos y tienen un gran “pedigree”. Estos carburadores, además de toda la fama y gloria que los precede, tienen hoy día la gran ventaja, que por un lado, es muy fácil mantenerlos a punto, porque todos sus componentes se consiguen en el mercado de recambios, son muy conocidos, hay abundante bibliografía y lo que más me gusta: Los ejes, esas piezas móviles que se van deteriorando con el tiempo, debido al roce y movimiento, que en los Solex, van sobre bujes, en os Weber, están apoyados en rodamientos…

 

Esto ya hace del Weber, el carburador ideal. No perfecto. Pero sí, ideal. 

¿Hay entonces un carburador Weber para reemplazar al Solex 4a1? Si, y no…

Entrando en materia, los carburadores Weber modernos, por un lado, ya no son fabricados en Italia. La fabricación es en España y en gran escala, su distribución se hace en EE.UU, por medio de la compañía Red Line.

Los Weber y sus referencias

Vistos de forma muy general, los carburadores Weber, se designan inicialmente por números, normalmente dos, que hacen referencia al diámetro en milímetros de las gargantas, primaria y secundaria; si los números son iguales, entonces ambos cuerpos entregarán gasolina de forma simultánea, si los numeros son diferentes, entonces, el cuerpo primario funcionará a cierto régimen, y el secundario a otro, de forma progresiva. Las letras que le siguen, se refieren al modo en que el aire fluye por el carburador: Este puede ser de forma lateral, (el flujo de aire ingresa por un lado del carburador – no son nuestro caso) u ascendente, en donde el flujo de aire va hacia abajo, lo cual responde al mismo principio del Solex 4a1. Por último, las últimas letras, nos indican el tipo de Choke: Mecánico o eléctrico. 

¿Cuál es entonces el carburador Weber para el BMW E21 320/6? Adaptaciones, pueden hacerse muchas, pero, para un uso en ciudad, bajo las características de un motor stock, teniendo en cuenta que se busca suavidad y economía, existe el Kit de Red Line – Weber K248 el cual se compone de un carburador Weber 38 Dges (con gargantas gemelas de apertura simultánea de 38mm y Choke eléctrico), y todos los aditamentos, para instalarlo y sustituir el Solex 4a1, usando la toma de aire original, lo cual significa que puede seguirse usando el mismo filtro de aire.  Hay una versión del Weber 38 DGAS, que incluso, estaría más cerca del Solex, con el Choke regulado por la temperatura del refrigerante, pero considero, entre más cosas puedan simplificarse, todo siempre irá mejor.

Básicamente, el Weber 38, funciona de un modo muy similar al Solex 4a1 con dos grandes ventajas sobre este último: Es nuevo, y tiene menos piezas móviles en un diseño más compacto y simplificado, que una vez se instala la toma de aire original, es casi imperceptible.

En la teoría, si todo lo anterior son ventajas,, ¿cuál es el problema? – La pista para entenderlo, está en la referencia del Weber: Dos gargantas gemelas únicas de 38mm, en comparación al Solex, cuyas medidas son, 32mm en las primarias, y 44mm en las secundarias: Es cierto que con el Solex, había un intento por mantener un consumo menor, aún, usando un carburador pensado para automóviles de mayor motor, peso y potencia. El Solex pues, aventaja al Weber, en la conducción normal por ciudad con sus gargantas de menor diámetro, y en las situaciones de mayor demanda de potencia, con el cuerpo adicional y gargantas de 44mm, deja “corto” al Weber con una medida inferior, de 38mm…

Explicado esto, se concluye que hay unas ganancias, instalando el Weber, básicamente en un funcionamiento más uniforme y ante todo, confiable, por el precio de sacrificar las características adicionales del Solex.

En la práctica, las opiniones que se recogen en foros, sobre la sustitución del Solex, por el Weber, hacen referencia a una mejora en la progresión de la aceleración, y una menor contaminación, reflejada en olores menos fuertes, en la emisión de gases; extrañamente, nadie habla mucho sobre la diferencia en el rendimiento de ambos carburadores, en igualdad de condiciones, de modo que me parece muy plausible la teoría sobre la superioridad del Solex; por esta razón, es que se confirma que la premisa de mantener a toda costa el Solex funcionando, hace que el funcionamiento del BMW 320, sea tal y como fue pensado desde el principio…

Logré solucionar en mi caso, la gran mayoría de molestos problemas que tenía sobre mi Solex, después de haberle realizado un servicio en exactamente 21 años. Esto demuestra que estos carburadores, con un concienzudo y minucioso trato, pueden (si están completos y no han sido modificados) funcionar de un modo aceptable.

De todos modos, el reloj sigue corriendo para estas viejas piezas de la mecánica de antaño, de modo que para un uso diario, recomiendo hacer el “upgrade”, por un carburador Weber, así como también al final de cuentas, será en algún punto necesario, realizarlo sobre los BMW 2002, Bavaria y 3.0 CS.

La mejor marca es nuevo…

Julián Franco Ocampo 

Enero 2 de 2022