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Written on December 22, 2009 by Juan Antonio Moral in Uncategorized

El futuro de los motores de combustión interna, MCI

 

Observamos que todas las marcas de automóviles importantes están anunciando el lanzamiento inminente de vehículos eléctricos, VE. Las expectativas de mercado a corto y medio plazo para estos vehículos, incluso con subvenciones estatales, son discutibles pero es evidente que una evolución hacia el vehículo eléctrico está en marcha.

La pregunta que nos podemos hacer ahora es ¿Cuál es el futuro de los motores de combustión interna?

En mi opinión los MCI seguirán siendo la base del negocio de los fabricantes por bastante tiempo aún.

Ni los “low cost” ni la gama “premiun” serán eléctricos en mucho tiempo, en el resto de la gama intermedia  el porcentaje  de los VE será creciente en función de los avances tecnológicos: en el precio de las baterías, su duración, autonomía y tiempo de recarga, todo ello, hoy día, muy lejos de la aceptación de la mayoría de los clientes. Los MCI son muchísimo más baratos que las baterías, no tienen problemas de recarga ni de autonomía y satisfacen nuestra cultura actual de conductores de automóviles.

Además, los MCI tienen, todavía, posibilidades técnicas importantes para mejorar su rendimiento y reducir las emisiones de CO2.

La primera de estas posibilidades consiste en conseguir la combustión completa de los hidrocarburos de la gasolina y del gasóleo ya que en los motores actuales, todavía, hay que funcionar con una mezcla rica en combustible para conseguir que la ignición se produzca en el momento adecuado, lo que hace que, por la falta de oxígeno, quede combustible sin quemar- aunque después este combustible se utilice en los catalizadores para reducir los óxidos de nitrógeno resultantes-.

 Una mezcla pobre en combustible y rica en oxígeno permite la combustión completa y, además, a compresión mucho más elevada –hasta los 2600 bares- lo cual aumenta también el rendimiento y la potencia para una cilindrada determinada. Son los motores CAI (Controlled Auto Ignition) y los HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) que ahora son posibles gracias a la electrónica que permite regular finamente la apertura de las válvulas –sistema “camless”- y los parámetros de temperatura, mezcla , presión. etc. Si a estas mejoras añadimos las cajas de cambio “dual clutch”,  o las continuamente variables CVT o IVT, se pueden conseguir mejoras en las emisiones de CO2 de más el 20% sin reducir prestaciones.

La segunda posibilidad de progreso es la hibridación en paralelo. En un vehículo MCI actual  el motor tiene que estar sobredimensionado – entre el 60% y el 80% más- con relación a su utilización en velocidad crucero debido a las demandas de ‘potencia y par en situaciones punta – arrancadas, aceleraciones, subidas…-. Los motores tienen que ser más grandes y pesados que lo que necesitaríamos en el 80% de su utilización. Esto significa bajos rendimiento y consumo excesivo.

La solución es dotar al vehículo con un MCI adecuado para el régimen  normal y suplementarlo en los momentos punta con un motor eléctrico que puede llegar a propulsar al vehículo independientemente del MCI, es lo que se llama “híbrido en paralelo”. La autonomía en modo eléctrico puro puede ser variable, desde la solución “micro”, “stop/start, Kern/F1,  a los “mild”, “soft” o “full plug-in”. Los híbridos en paralelo permiten utilizar MCI más pequeños y en régimen más regular optimizando el rendimiento y el consumo. Los híbridos ya en el mercado reducen las emisiones del CO2 ya en más de un 20%.     

Como los vehículos eléctricos puros sólo reducen las emisiones efectivas de CO2 en función del porcentaje de la energía eléctrica que se produce sin combustibles fósiles – en España, hoy, la hidráulica más la nuclear más las eólica y solar equivalen a menos del 40% de la producción eléctrica total-  se podría llegar a unos vehículos con MCI tan verdes como los EV puros, por lo menos durante algún tiempo,  más baratos y, desde luego, más divertidos de conducir.

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