10 tecnologías de futuro para los motores de combustión
El motor de combustión interna lleva más de un siglo de desarrollo a sus espaldas y ha alcanzado un nivel de eficiencia extraordinario. De hecho, la huella de carbono de un automóvil de gasolina puede ser incluso inferior a la de un eléctrico, cuando se tiene en cuenta toda la cadena de energía. Y es que la producción de las baterías y la generación de la electricidad que alimenta a los coches eléctricos puede generar más CO2 que el emitido por el tubo de escape de un coche con motor de combustión en toda su vida útil; sobre todo, si la mayor parte de la energía empleada se ha obtenido en centrales térmicas alimentadas con combustibles fósiles, algo que sucede en muchos países. Lo leemos en posventa.info.
Estas son las tendencias y nuevas tecnologías que nos recuerda la empresa Schaeffler que permitirán a los motores de combustión seguir avanzando en eficiencia y en la reducción de las emisiones de CO2:
Hibridación. El concepto de aunar un motor de combustión con uno eléctrico y un sistema de recuperación y almacenamiento de energía, se ha mostrado muy válido para reducir los consumos y las emisiones, y seguirá vigente en la próxima década. El beneficio del concepto híbrido paralelo es el alto grado de flexibilidad de las familias de motores que se pueden emplear, tanto en sistemas de propulsión convencionales como en los híbridos, con pequeñas modificaciones.
Hibridación “suave” de 48 voltios. La hibridación de 48 voltios permitirá hibridar todo tipo de motores con una relación coste-beneficio muy favorable. Las simulaciones de consumo y emisiones bajo ciclo WLTC completadas por Schaeffler muestran que un híbrido nivel 0 –el más sencillo técnicamente- logra un ahorro del 3,8% en consumos y emisiones (respecto a un microhíbrido de 12 voltios, con alternador inteligente y función ‘start&stop’) con un motor eléctrico de polos asíncronos o de polos intercalados; y de un 6,6% con motor eléctrico síncrono de imanes permanentes.
Distribución completamente variable Uniair. Los sistemas de distribución variable van desde un simple phaser en el árbol de levas hasta el sistema UniAir completamente variable. Estos elementos optimizan el proceso de combustión y reducen el consumo de combustible y las emisiones. Es importante que el motor, en general, y la turboalimentación estén adaptados a los requisitos del tren de válvulas completamente variable. Con estas premisas, el sistema UniAir reduce en un 8,4% el consumo y las emisiones en el ciclo de pruebas WLTC.
Gestión térmica. Para maximizar la eficiencia de los sistemas de propulsión futuros, es necesario optimizar el balance térmico de todo el sistema y de sus componentes individuales; y controlar los flujos de calor.
Reducción de la fricción. Los rodamientos ya han reducido considerablemente los niveles de fricción en unidades accesorias, reemplazando a los cojinetes lisos en árboles de levas, ejes de equilibrado, turbocompresores y taqués. En el turbo, los rodamientos pueden reducir hasta un 80% la fricción en frío y mejorar la respuesta, lo que aumenta en un 2,5% la eficiencia, acelera la entrega de par y reduce la riqueza de la mezcla, lo que minimiza el NOx.
Distribución variable eléctrica. Estos sistemas permiten sincronizar las válvulas para adaptarse a todas las condiciones de uso del motor. A diferencia de los hidráulicos, los árboles de levas con accionamiento eléctrico permiten ajustar el tiempo de las válvulas cuando el motor está parado.
Compresión variable. Variar el ratio de compresión tiene un impacto directo en la combustión y, por lo tanto, en el consumo y las emisiones; y es una de las pocas funciones del motor que aún no se ha hecho variable. La relación de compresión clásica conduce a un conflicto de intereses, para lograr un compromiso de eficiencia en carga parcial y completa. Y ese compromiso puede, en muchos casos, no ser suficiente para superar las nuevas normativas de emisiones.
Desconexión de cilindros. Los motores de tres y cuatro cilindros también pueden beneficiarse de esta funcionalidad, que ayuda a reducir las emisiones de CO2. El eRocker es un sistema electromecánico de sencilla integración que permite la desconexión selectiva de cilindros para reducir los consumos y emisiones.
E-Clutch o embrague electrónico. Es necesario automatizar el embrague de las transmisiones manuales. Gracias a ello se podrán efectuar estrategias de ahorro como el ‘coasting’ (circular por inercia con el motor apagado), o recuperar energía en deceleraciones y frenadas gracias a un sistema de hibridación.
Combustibles alternativos. Los combustibles alternativos ofrecen un enfoque adicional, que va más allá del diseño del motor para reducir las emisiones. El gas natural ya está disponible y alrededor de un 25% menos de CO2 que la gasolina convencional. Y a medio y largo plazo será posible sintetizar gas metano.
Fuente: http://www.asepa.es/
Director de ASEPA (Asociación Española de Profesionales de Automoción)]]>