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El motor de dos tiempos, reconsiderado
EcoMotors International, una startup con sede en Troy, Michigan, tiene un nuevo enfoque para una vieja idea, el motor de dos tiempos, que dice es hasta un 50 por ciento más eficiente que la mayoría de los motores de vehículos y contamina mucho menos que un motor de dos tiempos convencional. motor.
Prueba, prueba: EcoMotors ha construido y probado cinco generaciones de su motor OPOC y espera comenzar a probar una sexta este mes.
La compañía recibió recientemente una inversión combinada de $ 23,5 millones de Bill Gates y Khosla Ventures. Ese dinero se destinará al desarrollo del motor de pistón opuesto y cilindro opuesto (OPOC) de EcoMotors. El motor utiliza dos movimientos de pistón por ciclo, en lugar de cuatro, y cada cilindro contiene dos pistones opuestos, en lugar de uno. Un solo cigüeñal se encuentra entre pares de cilindros. El diseño se basa en un control computarizado preciso de todos los componentes.
Un motor de automóvil convencional necesita cuatro movimientos de pistón, o carreras, para pasar por la admisión, la compresión, la combustión y el escape. En un ciclo de dos tiempos, estas etapas se completan con solo dos movimientos del pistón, lo que genera el doble de golpes de potencia por revolución y requiere menos piezas. Pero los motores de dos tiempos tienden a arrojar más combustible sin quemar en el escape, razón por la cual el diseño de cuatro tiempos se volvió más común.
Poner dos pistones dentro de cada cilindro también significa que cada pistón solo viaja la mitad de lo que lo haría normalmente en un motor de dos tiempos, lo que permite que el motor funcione más rápido. Tener la mitad de piezas que un motor convencional (el OPOC no tiene culata de cilindros ni componentes de tren de válvulas, y tiene menos cojinetes) ayuda a reducir la fricción y la pérdida de calor. Estos factores, combinados con una larga lista de mejoras del 1 y 2 por ciento en otras áreas, dice el director ejecutivo de Ecomotors, Don Runkle, representan una mejora de la eficiencia del 15 por ciento.
Runkle dice que varias tecnologías han ayudado a reducir las emisiones del motor de dos tiempos. Primero, un turbocompresor eléctrico permite una relación de compresión variable, por lo que la presión de entrada alimentada a los cilindros del motor varía para maximizar la eficiencia. En segundo lugar, un enfoque llamado sincronización asimétrica de puertos, que abre los puertos de admisión y escape en diferentes momentos, ayuda a mejorar la eficiencia del intercambio de gases. Y tercero, la inyección a alta presión y el control computarizado de la inyección mejoran la eficiencia general del ciclo. Aunque no es inusual en otros motores de hoy, dice Runkle, esta tecnología es ahora mucho mejor que la que existía cuando muchos de nosotros intentamos hacer funcionar los motores de dos tiempos en años pasados.
El motor OPOC básico consta de dos cilindros a cada lado de un cigüeñal. Se pueden usar varios motores, o módulos, juntos para aumentar la eficiencia de combustible de un vehículo hasta en un 45 por ciento. Además de las ganancias de eficiencia del motor en sí, los módulos adicionales se pueden desactivar cuando no se necesitan. La clave del diseño es un embrague controlado eléctricamente, que desacopla un módulo cuando es necesario. Algunos motores V8 modernos cuentan con desactivación de cilindros, pero los pistones continúan girando debido a su conexión con el cigüeñal, lo que resulta en lo que se conoce como pérdida parásita.
Desglose: Cada módulo de motor tiene un par de cilindros opuestos y un solo cigüeñal entre ellos. Dos pistones dentro de cada cilindro se mueven en direcciones opuestas.
Giorgio Rizzoni, director del Centro de Investigación Automotriz de la Universidad Estatal de Ohio, dice que el motor OPOC parece una combinación de diferentes ideas, ninguna de las cuales es absolutamente revolucionaria. Los motores de pistones opuestos se han utilizado en aviones y motocicletas, señala, mientras que los turbocompresores eléctricos han existido durante años como una forma de mejorar el rendimiento de los motores turbo. Lo que sorprende a Rizzoni por ser diferente es la síntesis del nuevo motor de viejas ideas combinadas con una disposición de doble pistón.
EcoMotors, que aseguró un acuerdo de desarrollo de $ 18 millones con el proveedor de automóviles con sede en China Zhongding en mayo, es una de varias empresas jóvenes que trabajan para actualizar el motor de combustión interna antes de cumplir con los estándares más estrictos de economía de combustible. Varios de ellos, incluidos los con sede en San Diego Poder de Achates , se centran en arquitecturas de dos tiempos. A mediados de la década de 1990, la gente pensaba que los motores de dos tiempos realmente no podían cumplir con los estándares de emisiones, dice el director ejecutivo de Achates, David Johnson.
Dave Hurst , analista senior de Pike Research, que se especializa en tecnologías energéticas, dice que el mayor desafío para cualquier puesta en marcha de motores que espera licenciar innovaciones a los principales fabricantes de automóviles es que estos posibles clientes consideran que los motores son su tecnología central y, por lo tanto, es más probable que lo hagan. diseñar nuevos motores ellos mismos.
En este punto, dice Runkle, EcoMotors está trabajando para refinar el proceso de combustión del motor y determinar las emisiones, la eficiencia y la potencia en todas las circunstancias posibles. La mayoría de las empresas de automóviles, explicó, querrán ver esos datos antes de dar el salto para implementar la tecnología de EcoMotors.
Aunque EcoMotors tiene como objetivo asegurar acuerdos de licencia y desarrollo conjunto, la compañía también espera hacer al menos algo de fabricación por sí misma. EcoMotors tiene solicitó $ 208 millones en préstamos del Departamento de Energía de EE. UU. para apoyar ese esfuerzo, y según Runkle, la compañía espera comenzar a fabricar en los próximos dos o tres años.