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Un motor de etanol más eficiente
Un motor de combustible flexible mejorado permitirá a los vehículos obtener una mejor eficiencia de combustible a partir de una mezcla de etanol y gasolina. La presión dentro del motor cambia para adaptarse a diferentes mezclas de combustible. Esto, junto con el uso de turbocompresores, lo hace casi tan eficiente como un motor diesel, según sus desarrolladores.
Gran impulso : Esta imagen muestra un modelo del motor de inyección directa impulsado por etanol de Ricardo. Los tubos de admisión se muestran en azul; tubos de escape en rojo.
Los llamados motores de combustible flexible utilizan una mezcla de combustibles, siendo la combinación más común alrededor del 15 por ciento de gasolina y el 85 por ciento de etanol. Pero estos motores tienden a pagar una penalización de eficiencia del 30 por ciento porque están optimizados para usar gasolina, dice Rod Beazley, director del grupo de productos para gasolina en la firma de investigación de ingeniería. Ricardo , con sede en Detroit. Por lo tanto, aunque las mezclas comerciales de etanol y combustible como el E85 cuestan menos que la gasolina en el surtidor, todavía resulta más barato operar un motor de gasolina normal, dice.
El nuevo motor de inyección directa reforzada con etanol (EBDI) de Ricardo está diseñado para aprovechar al máximo las propiedades favorables del etanol para mejorar el rendimiento y reducir el consumo. [El etanol] tiene un índice de octanaje muy alto en comparación con otros combustibles, y un calor de vaporización más alto, dice Luke Cruff, ingeniero jefe del programa EBDI en Ricardo.
Un índice de octanaje más alto significa que un combustible es menos propenso a detonaciones o golpes no deseados. Un calor latente de vaporización más alto significa que el etanol puede ayudar a controlar las condiciones del gas en la cámara de combustión al bajar las temperaturas. Al modificar la presión y la temperatura, el combustible inyectado en el motor se quemará de manera más eficiente y reducirá la formación de gases de óxido nitroso.
Los motores regulares de combustible flexible no pueden aprovechar estas propiedades porque están optimizados para gasolina y funcionan a presiones de cilindro más bajas, dice Cruff. El motor EBDI monitorea continuamente la mezcla de combustible mediante sensores. Luego modifica la presión del cilindro, la inyección de combustible, la sincronización de las válvulas y otros factores para garantizar que las condiciones aprovechen al máximo la mezcla de combustible. Una forma en que el motor modifica la presión de los cilindros es mediante el uso de turbocompresor.
Hemos diseñado este motor para que esté optimizado para etanol y gas, y cualquier combinación de los dos, dice Beazley. Estamos usando todos estos mecanismos de control para cambiar efectivamente las características de compresión del motor.
Como resultado, el motor puede cerrar la brecha entre los motores de encendido por chispa y el diésel, dice Cruff. Podemos obtener un rendimiento equivalente del vehículo y, en algunos ciclos de conducción, un consumo de combustible equivalente, agrega Beazley. Además de aumentar el rendimiento de las mezclas de etanol y gasolina, estas modificaciones también ofrecen mejoras con la gasolina, aunque los beneficios no son tan grandes. El turbocompresor, por ejemplo, permite el uso de motores más pequeños y eficientes sin sacrificar la potencia.
Esta es una progresión natural, dice Hua Zhao , director del Centro de Investigación Avanzada de Motores y Combustibles de la Universidad de Brunel, en Londres, Reino Unido. Varias empresas están probando enfoques similares, dice. Es una buena idea y parte de una tendencia a reducir el tamaño de los motores reemplazando los motores grandes por otros más pequeños.
La tecnología es diferente de otro enfoque para aumentar el rendimiento del motor con etanol. En ese enfoque, el motor está optimizado para funcionar con etanol, y cuando se usa gasolina, se inyectan pequeñas cantidades de etanol desde un tanque de combustible separado en el motor para evitar golpes. (Consulte El increíble motor de contracción).
Actualmente, el motor conceptual de Ricardo solo se ha probado en condiciones de laboratorio. Pero la compañía está instalando un prototipo en una camioneta pickup GMC Sierra 3500 HD. Al reemplazar el gran motor diésel V8 de 6.6 litros por el motor V6 EBDI de 3.2 litros más pequeño de Ricardo, debería ser posible obtener el mismo tipo de economía de combustible y rendimiento del vehículo. La tecnología también es muy escalable, dice Beazley. Además de reemplazar motores en automóviles de pasajeros, puede usarse para motores en equipos agrícolas grandes, dice.