Algunas marcas nos están sorprendiendo mucho recientemente con sus innovaciones en materia de motorizaciones. Mazda está trabajando en los futuros motores SKYACTIV-X, Infiniti en los motores de compresión variable y fabricantes como Volvo ya tienen en el mercado tecnologías como el sistema PowerPulse, al tiempo que también hemos hablado en profundidad del ‘engranaje de arranque’ en la nueva transmisión CVT de Toyota, del turbocompresor eléctrico de Audi o de Mazda y su Dynamic Pressure Turbo.
Todas las etapas de la historia del automóvil han tenido algo en común: la carrera tecnológica hacia la rentabilidad y la eficiencia. En épocas palabras, cuando el petróleo no era un problema y el consumo un simple dato, eran otros los motivos de competencia entre las marcas, tales como la potencia, el diseño, la durabilidad… Sin embargo, todavía queda mucho por investigar en los motores de combustión interna.
El motor que usa gasolina y diésel
A raíz de un nuevo vídeo de nuestro amigo Jason Fenske, de Engineering Explained, hoy os voy a hablar de un curioso invento que nació en 2010 y que resulta uno de los conceptos más salvajes que hemos visto a nivel mecánico. Bautizado como Reactivity Controlled Compression Ignition (RCCI), podría ser el Santo Grial de la combustión interna, ya que utiliza gasolina y diésel como combustibles para alcanzar niveles increíbles de eficiencia.
Pensemos que el nuevo bloque de 2.0 litros de Toyota logra una notable eficiencia térmica del 40 por ciento, mientras que la unidad de potencia de la Fórmula Uno del Mercedes-AMG alcanza el 50 por ciento.
Por ahora, este motor solo existe en un banco de pruebas, pues es un prototipo desarrollado por la Universidad de Wisconsin-Madison que, en pruebas de laboratorio, ha logrado nada menos que un 60 por ciento de eficiencia térmica. Eso significa que este motor está convirtiendo el 60 por ciento del combustible consumido en energía, en lugar de desperdiciar la misma, una cifra mucho más alta que cualquier motor de combustión actualmente en producción.
El RCCI es una variante de la ignición de compresión de carga homogénea (HCCI) que proporciona más control sobre el proceso de combustión y tiene el potencial de reducir drásticamente el uso de combustible y las emisiones. Para ello, utiliza una mezcla de combustible en el cilindro con al menos dos combustibles de diferente reactividad e inyecciones múltiples para controlar la reactividad del combustible en el cilindro, a fin de optimizar la fase, la duración y la magnitud de la combustión.
Básicamente, un motor RCCI utiliza dos inyectores de combustible por cilindro para mezclar un combustible de baja reactividad, como es la gasolina, con un combustible de alta reactividad, como es el diésel. En teoría, se podría mezclar cualquier combustible de baja y alta reactividad para lograr el RCCI (etanol y diésel, gasolina y gasolina con pequeñas adiciones de cetano…), pero la gasolina y el diésel son quizás la combinación más interesante cuando hablamos de mecánicas y de futuro. Además, el proceso de combustión es fascinante.
En primer lugar, una mezcla de aire y gasolina ingresa en la cámara de combustión para crear una carga bien mezclada de combustible de baja reactividad, aire y gases de escape recirculados. Posteriormente, mediante inyecciones únicas o múltiples directamente en la cámara de combustión, se inyecta el diésel. Ambos combustibles comienzan a mezclarse a medida que el pistón se mueve hacia el punto muerto superior, momento en el cual se inyecta un poco más de diésel antes de la ignición. Con ello, este motor es más eficiente en combustible que un motor diésel convencional, al tiempo que resulta mucho más limpio.
Así, el RCCI permite la optimización de la combustión de tipo HCCI y de la ignición por compresión premezclada (PCCI) en motores diésel, reduciendo las emisiones sin la necesidad de métodos de postratamiento. Al elegir adecuadamente las reactividades de las cargas de combustible, sus cantidades relativas, tiempos y combustión, se pueden adaptar para lograr una salida de potencia óptima (eficiencia de combustible), a temperaturas controladas (control de NOx) y con relaciones de equivalencia controladas (control de hollín). Pero dejemos la palabrería, lo mejor es que lo veáis por vosotros mismos ¡Adentro vídeo!
- Disminución de las emisiones de NOx y PM.
- Reducción de las pérdidas por transferencia de calor.
- Mayor eficiencia de combustible.
- Elimina la necesidad de costosos sistemas de tratamiento posterior.
- Cumple con las pautas de emisiones de la EPA 2010 después del tratamiento.
Aunque esta idea suena como la mecánica ideal de combustión interna que podría salvarnos de un futuro plagado de vehículos híbridos, eléctricos, de pila de hidrógeno o de gas, lo cierto es que este motor es muy costoso y todavía está en pleno desarrollo, por lo que si alguna vez entrara en la producción en serie, no sería a corto plazo. También hemos de tener en cuenta un problema adicional: el hecho de equipar un automóvil con dos sistemas de abastecimiento de combustible totalmente independientes.
