Los ingenieros artífices del descubrimiento. Universidad de Purdue.
Los motores de los coches han evolucionado mucho desde que fueron inventados, pero aún hay elementos mecánicos en ellos que no han cambiado jamás. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, ha conseguido desarrollar un modelo informático del motor que permitirá disminuir el consumo de combustible y la producción de humo y de gases contaminantes sólo modificando un mecanismo de más de un siglo de antigüedad.
Según explica el ingeniero Gregory M. Shaver , en un comunicado de la Universidad de Purdue, este invento supone un gran salto en la tecnología de estos motores, un avance técnico que podría aplicarse en los coches híbridos para la fabricación de vehículos más ecológicos y eficientes.
Válvulas independientes
En los coches tradicionales, la rotación de las ruedas resulta del movimiento de los pistones (cilindros giratorios que comprimen el flujo de gas o de aire) en los cilindros, cuya activación depende a su vez de la entrada en ellos de una mezcla de aire y combustible. Una bujía de ignición genera una chispa y provoca una “explosión” que permite la puesta en marcha de dichos pistones.
Los ingenieros de Purdue se dieron cuenta de que era posible generar una explosión igual de fuerte pero con menos combustible combinando en proporciones distintas a las usuales el aire y el combustible, lo que aumentaría la eficacia del motor en entre un 15% y un 20%.
Para obtener una mejor proporción en la mezcla de aire-combustible y aumentar la eficacia de los motores, los investigadores deben poner ahora a punto un nuevo tipo de válvulas de entrada de aire, que se abrirían en función de la velocidad del coche, de su peso y del carburante empleado.
Estas válvulas no estarían vinculadas a los pistones, como en los motores tradicionales, por lo que su tiempo de funcionamiento no dependería de ellos. Por esta razón, podrán ser afinadas con mayor exactitud para una mayor eficiencia de la combustión del diesel, la gasolina u otros combustibles alternativos, como el etanol o el biodiesel, aseguran los especialistas.
Mayor rendimiento
Este concepto permitirá por tanto una mejora significativa de los motores convencionales de gasolina y diesel de coches y camiones. Pero también posibilitará la introducción de un avanzado método de fabricación de motores denominado Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI, que precisa de la reinyección en los cilindros de los gases resultantes de la combustión, y que sería más fácilmente aplicable con un sistema de válvulas cuya apertura depende de las necesidades de los motores, en lugar del movimiento de los pistones.
De hecho, sólo el calor de estos gases reinyectados es suficiente para producir la explosión de activación de los pistones. La temperatura de esta explosión es más baja que la de las chispas corrientes, evitando la aparición de óxido de nitrógeno en los humos, provocada por las elevadas temperaturas necesarias para encender las chispas en los motores convencionales. La eficiencia de la combustión del sistema HCCI también reduciría las emisiones de CO2 y de hidrocarburos no quemados.
Gran esfuerzo multidisciplinar
Shaver señala que, por otro lado, este sistema convertiría a los coches en máquinas mucho menos dependientes de los combustibles fósiles, que podrían funcionar mucho mejor con combustibles alternativos.
Para alcanzar este objetivo, sin embargo, aún se requiere un gran esfuerzo de investigación en diversas áreas, con compromisos inversores, especialistas en aplicaciones energéticas, ingenieros industriales y académicos especializados.
Según Shaver, “resulta esencial continuar con esta investigación desde multiples frentes, incluidos los problemas asociados con las células de combustible y los sistemas híbridos, así como investigar la manera de incorporar los motores de combustión avanzados a trenes de alta velocidad”.
Según explica el ingeniero Gregory M. Shaver , en un comunicado de la Universidad de Purdue, este invento supone un gran salto en la tecnología de estos motores, un avance técnico que podría aplicarse en los coches híbridos para la fabricación de vehículos más ecológicos y eficientes.
Válvulas independientes
En los coches tradicionales, la rotación de las ruedas resulta del movimiento de los pistones (cilindros giratorios que comprimen el flujo de gas o de aire) en los cilindros, cuya activación depende a su vez de la entrada en ellos de una mezcla de aire y combustible. Una bujía de ignición genera una chispa y provoca una “explosión” que permite la puesta en marcha de dichos pistones.
Los ingenieros de Purdue se dieron cuenta de que era posible generar una explosión igual de fuerte pero con menos combustible combinando en proporciones distintas a las usuales el aire y el combustible, lo que aumentaría la eficacia del motor en entre un 15% y un 20%.
Para obtener una mejor proporción en la mezcla de aire-combustible y aumentar la eficacia de los motores, los investigadores deben poner ahora a punto un nuevo tipo de válvulas de entrada de aire, que se abrirían en función de la velocidad del coche, de su peso y del carburante empleado.
Estas válvulas no estarían vinculadas a los pistones, como en los motores tradicionales, por lo que su tiempo de funcionamiento no dependería de ellos. Por esta razón, podrán ser afinadas con mayor exactitud para una mayor eficiencia de la combustión del diesel, la gasolina u otros combustibles alternativos, como el etanol o el biodiesel, aseguran los especialistas.
Mayor rendimiento
Este concepto permitirá por tanto una mejora significativa de los motores convencionales de gasolina y diesel de coches y camiones. Pero también posibilitará la introducción de un avanzado método de fabricación de motores denominado Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI, que precisa de la reinyección en los cilindros de los gases resultantes de la combustión, y que sería más fácilmente aplicable con un sistema de válvulas cuya apertura depende de las necesidades de los motores, en lugar del movimiento de los pistones.
De hecho, sólo el calor de estos gases reinyectados es suficiente para producir la explosión de activación de los pistones. La temperatura de esta explosión es más baja que la de las chispas corrientes, evitando la aparición de óxido de nitrógeno en los humos, provocada por las elevadas temperaturas necesarias para encender las chispas en los motores convencionales. La eficiencia de la combustión del sistema HCCI también reduciría las emisiones de CO2 y de hidrocarburos no quemados.
Gran esfuerzo multidisciplinar
Shaver señala que, por otro lado, este sistema convertiría a los coches en máquinas mucho menos dependientes de los combustibles fósiles, que podrían funcionar mucho mejor con combustibles alternativos.
Para alcanzar este objetivo, sin embargo, aún se requiere un gran esfuerzo de investigación en diversas áreas, con compromisos inversores, especialistas en aplicaciones energéticas, ingenieros industriales y académicos especializados.
Según Shaver, “resulta esencial continuar con esta investigación desde multiples frentes, incluidos los problemas asociados con las células de combustible y los sistemas híbridos, así como investigar la manera de incorporar los motores de combustión avanzados a trenes de alta velocidad”.