10 tecnologías para un futuro con motores de combustión

Actualmente los vehículos con motores de combustión interna aún tienen capacidad de mejora: Desde el uso de sistemas de hibridación con motores eléctricos, pasando por combustibles alternativos y combustibles sintéticos hasta la propia mejora del propulsor. Todas estas tecnologías ayudarán a mejorar emisiones, rendimiento y autonomía.

Emisiones

Los ingenieros se basaban en el cicle NEDC (New European Driving Cycle) para el diseño y desarrollo de sus motores. Con este ciclo evaluaban los vehículos a muy bajas revoluciones y carga, por lo que los consumos y emisiones obtenidas hasta ahora distaban mucho de la realidad de los conductores.

A partir del 1 de septiembre de 2017 vimos la llegada de la nueva normativa WLTP (worldwide harmonized light vehicles test procedures), en español: procedimientos mundialmente armonizados para pruebas de vehículos ligeros. Esta nueva normativa se aplicará a partir de 2018. Todo esto obligará a fabricantes a contar con nuevas tecnologías para afrontar las nuevas pruebas.

Hibridación

Seguirá presente en la próxima década. La posibilidad de conjugar un motor eléctrico y de combustión en paralelo ofrece flexibilidad ya que permite usar casi cualquier motor para ello. Nos beneficiaremos de menos emisiones, recuperación de energía a través de frenada regenerativa y consumos aún mejores a los actuales.

Hibridación de 48 voltios

Híbridos de nivel 0. Homologan en ciclo WLTC consumos y emisiones un 3,8 por ciento inferiores a los de la tecnología de 12 voltios. No son tan eficientes como los híbridos del primer apartado. Aun así permiten usar esta tecnología con una relación coste-beneficio muy favorable.

Distribución variable Uniair

Los sistemas de distribución variable van desde un simple phaser en el árbol de levas hasta el sistema UniAir completamente variable. Estos elementos optimizan el proceso de combustión y reducen el consumo de combustible y las emisiones. Schaeffler produce en masa el sistema de distribución variable UniAir desde 2009, con más de tres millones de unidades producidas y una optimización constante. También se ha desarrollado una variante del sistema que se puede integrar fácilmente en motores ya existentes. Es importante que el motor, en general, y la turboalimentación estén adaptados a los requisitos del tren de válvulas completamente variable. Con estas premisas, el sistema UniAir reduce en un 8,4% el consumo y las emisiones en el ciclo de pruebas WLTC.

Combustión y gestión térmica

Necesitamos equilibrio térmico en los sistemas de propulsión de vehículos y para ello se deben controlar los flujos de calor. En 2011 Shaffler desarrolló el primer módulo de gestión térmica para motores gasolina. En su segunda generación incluyeron un módulo mecatrónico. A medida que se vaya desarrollando y se pierda menos energía en forma de calor durante la combustión conseguiremos mejores consumos y emisiones. También una mayor eficiencia de todo el conjunto.

Reducir la fricción

Con el uso de rodamientos que reducen en hasta un 80% la fricción en frío y mejorar su respuesta. Esto suponía una entrega anticipada de par y reducción de NOx. Ford, por ejemplo, está en vías de sustituir los cojinetes del cigüeñal por rodamientos.

Distribución variable eléctrica

Estos sistemas permiten sincronizar las válvulas para adaptarse a todas las condiciones de uso del motor. A diferencia de los hidráulicos, los árboles de levas con accionamiento eléctrico permiten ajustar el tiempo de las válvulas cuando el motor está parado. Durante una secuencia de inicio/parada o cuando el vehículo circula por inercia (sailing), este sistema puede preparar el motor de combustión por adelantado para su posterior reinicio. Gracias a ello, se requiere de menos par, fricción y desgaste. Otros beneficios del actuador eléctrico del árbol de levas son: un rango de temperaturas de uso más elevado, actuaciones más rápidas y precisas, y disminución de la carga de trabajo de la bomba de aceite. Gracias a todo ello, se consigue una reducción de los consumos y emisiones de un 2%.

Compresión variable

Schaeffler está trabajando en sistemas de compresión variable electromecánicos, a los que puede aplicar toda su experiencia en la distribución variable. Variar el ratio de compresión tiene un impacto directo en la combustión y, por lo tanto, en el consumo y las emisiones; y es una de las pocas funciones del motor que aún no se ha hecho variable. La relación de compresión clásica conduce a un conflicto de intereses, para lograr un compromiso de eficiencia en carga parcial y completa. Y ese compromiso puede, en muchos casos, no ser suficiente para superar las nuevas normativas de emisiones.

Desconexión de cilindros

En motores de 3 y 4 cilindros también se puede aplicar esta tecnología. Se trata de un sencillo sistema electromecánico. Permite desconectar de manera selectiva los cilindros para bajar emisiones y consumos.

Embrague electrónico o E-Clutch

Los cambios automáticos y automatizados han mejorado tanto que han superado con creces al cambio manual. Aunque su cuota de mercado va a la baja, la realidad es que todavía sigue creciendo su número absoluto. Por ello se plantea automatizar el embrague para reducir consumos y CO2.

Combustibles alternativos

Como por ejemplo el gas natural que ya emite un 25% menos de CO2 en comparación con la gasolina. Gas metano como alternativa ya que a medio y largo plazo se podrá sintetizar. ¿Cómo? a través de un proceso PtG o Power to Gas. En cuanto al diésel, también se investiga en el proceso PtL o Power to Liquid. Si se consigue que la energía generada provenga también de energías renovables se podrá decir que no emiten CO2.

En este apartado, Área365 ya ofrece una gasinera en Alcorcón en el Polígono Industrial Urtinsa en calle Ebanistas 2, en la que profesionales y particulares ya repostan sus vehículos GNC (Gas Natural Comprimido). También dispone de surtidores con GLP. En poco tiempo la estación BP de San Fernando de Henares contará con un gasinera que suministrará GNC y GNL (gas natural licuado). Una alternativa interesante para el transportista internacional.

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