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Un motor que consume combustible
Un proyecto de investigación en el Reino Unido ha desarrollado un motor de gasolina que, según afirma, puede reducir el consumo de combustible en un 15 por ciento sin perder potencia.
Prueba de combustión : Un motor de prueba de Lotus Engineering utilizado para desarrollar un diseño de motor nuevo y eficiente.
La clave del nuevo diseño es la forma en que el combustible y el aire se introducen por separado en los cilindros del motor. Al experimentar con diferentes regímenes para inyectar combustible directamente mientras variaban la apertura y el cierre de las válvulas de entrada de aire, los investigadores dicen que han logrado un gran avance en el rendimiento y han desarrollado un motor de automóvil conceptual que está ganando el interés de los grandes fabricantes de automóviles.
El objetivo del proyecto, una colaboración entre dos empresas líderes en el desarrollo de motores de automóviles, Lotus Ingeniería y Tren motriz continental , y dos universidades, Loughborough y University College de Londres , es para reducir las pérdidas causadas por el acelerador del motor. En los motores convencionales, el acelerador se mantiene parcialmente cerrado excepto durante la aceleración total, obstruyendo el flujo de aire y reduciendo la presión y la densidad del aire que ingresa al cilindro. Esto obliga al motor a trabajar más para introducir aire en el cilindro. Esa energía desperdiciada se puede ahorrar controlando la masa de aire que ingresa al cilindro, no con el acelerador, sino variando la sincronización de las aberturas de las válvulas en cada cilindro. Esto también permite que los motores se hagan más pequeños y más eficientes.
Tales ajustes no son posibles con los motores de válvulas variables convencionales, que utilizan controles mecánicos que restringen su funcionamiento. Pero Lotus Engineering ha desarrollado un sistema hidráulico que, según dice, permite un control completo de la sincronización, la duración y la elevación de las válvulas. Los investigadores concluyeron que la mejor configuración de válvulas era cuatro para cada cilindro, dos para la entrada de aire y dos para el escape. Según el ingeniero principal de la empresa, Graham Pitcher, la potencia del motor se podía controlar cerrando una válvula de admisión y abriendo ligeramente la otra.
Otra diferencia importante con respecto a los diseños anteriores es que el inyector de combustible se coloca en el centro de la culata del cilindro, en lugar de en el lateral. Esto permite que el combustible y el aire se mezclen mejor, aunque significa que el inyector está ubicado en la parte más caliente del motor y, por lo tanto, requiere un flujo de agua mejorado para mantenerlo fresco. Un beneficio adicional de una mejor combustión es una menor cantidad de combustible no quemado en el escape, lo que resulta en menos emisiones de hidrocarburos.
Lotus Engineering y Continental Powertrain ya han adoptado la tecnología en un prototipo de bajo carbono. Se ha instalado en el Opel Astra un motor de tres cilindros y 1.5 litros basado en el concepto de combustión y se ha demostrado que reduce las emisiones de dióxido de carbono en un 15 por ciento en comparación con el motor estándar de 1.8 litros y cuatro cilindros del Astra. Al mismo tiempo, el prototipo produce un aumento del 36 por ciento en el par motor y un aumento del 14 por ciento en la potencia.
Según Geraint Castleton-White, líder del tren de potencia en Lotus Engineering, el resultado es un automóvil que emite 140 gramos o menos de dióxido de carbono por kilómetro. En 2007, los automóviles vendidos en Europa tenían un promedio de 158 gramos de dióxido de carbono por kilómetro; La legislación propuesta en el Parlamento Europeo requeriría que los automóviles cumplan con los estándares de 130 gramos por kilómetro para 2012.
Hemos tenido un gran interés por parte de los fabricantes de todo el mundo y el concepto estará en producción en el futuro, dice Castleton.
El motor prototipo es más rentable que otros motores de combustión pobre de inyección directa, porque evita la necesidad de equipos costosos para atrapar los óxidos de nitrógeno, dice.
John Heywood, profesor de ingeniería mecánica en MIT, no está sorprendido por las mejoras. Ha habido una mejora casi lineal en el rendimiento de los motores de combustión interna durante las últimas dos décadas, señala. Necesitamos perseguir todas las posibilidades que parezcan prometedoras. Pero sugiere que existen otras formas potenciales de aumentar la eficiencia del motor, como reducir la fricción, que podría terminar siendo más rentable. Hay dudas sobre el atractivo de mercado a largo plazo de la tecnología de válvulas variables, dice.