Un nuevo concepto de motor desarrollado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison podrían reducir el consumo de combustible en aproximadamente un 30 por ciento en automóviles y en casi un 20 por ciento en camiones pesados.
El concepto, que se ha demostrado en motores de prueba, implica precisamente la mezcla de dos combustibles diferentes en la cámara de combustión, lo que da un mayor control sobre el momento y la duración de la combustión. Podría ofrecer una manera de cumplir con las normas de economía de combustible sin utilizar los motores eléctricos más caros ni las baterías que se encuentran en los vehículos híbridos, aunque para una eficiencia aún mayor, el nuevo diseño podría ser incorporados en un vehículo híbrido. El concepto del nuevo motor es posible gracias a la inyección electrónica de combustible, la cual es precisa por previas simulaciones por ordenador.
Se descubrió este proceso utilizando modelos informáticos avanzados, lo que permitió identificar la receta para la mezcla óptima de los combustibles. El diseño tiene dos versiones, una para la sustitución de motores diésel de gran potencia y otro, que se hará público este otoño, que reemplazaría a los motores de gasolina convencionales. Las dos utilizan el mismo proceso de combustión que hace que los motores diesel sean significativamente más eficientes que los motores de gasolina, el combustible y el aire se comprimen hasta que llega a las presiones y temperaturas que hacen que se prenda fuego, en lugar de utilizar una chispa para encender el combustible.
El nuevo diseño mejora la eficiencia de los motores más allá de los motores diesel mediante la reducción de la cantidad de energía que se desperdicia en forma de calor y mejorando el control sobre el momento de la combustión. También reduce las emisiones asociadas a los motores diesel, especialmente importante ahora que las normativas sobre emisiones de automóviles nuevos requieren emplear los costosos sistemas de postratamiento.
En la versión diseñada para reemplazar los motores diésel de gran potencia, la gasolina de un tanque de combustible se inyecta en el puerto de admisión, cerca de la cámara de combustión, donde se mezcla con el aire antes de pasar a la cámara (esta es la forma convencional de inyección de combustible en los vehículos de gasolina ). Luego de combustible diesel a partir de otro tanque se inyecta directamente en la cámara utilizando un inyector de combustible de baja presión. Dado que esta mezcla se comprime, el diesel se enciende en primer lugar, seguido poco después por la gasolina, que es más resistente a la combustión. El control de la relación de los dos combustibles determina tanto el momento de la combustión y el tiempo que dura. El diseño requiere un control preciso de la inyección de combustible, como la relación y la distribución de los dos combustibles en la cámara tiene que cambiar en función de la carga colocada en el motor.
Con cargas ligeras, la mezcla es de aproximadamente 50-50, mientras que las cargas más pesadas puede ser que necesite tan poco como 5 por ciento de diesel. El motor resultante tiene una eficacia del 55 por ciento , en comparación con el 40 a 45 por ciento de los motores convencionales diesel para vehículos pesados.
Además las emisiones son lo suficientemente bajas para eliminar la necesidad de sistemas de postratamiento de gases de escape, sistemas que, en un camión de servicio pesado, puede costar tanto como el propio motor.
En la versión diseñada para reemplazar la gasolina en los motores convencionales, el combustible diesel se sustituye con la gasolina que está mezclada con un aditivo para hacerla más reactiva. En lugar de tener dos tanques de combustible, el coche sólo necesita un tanque de gasolina y un pequeño embalse del tamaño de una botella para mantener el aditivo. La gasolina es inyectada por el inyector de puerto, y se mezcla con el aditivo que es inyectado directamente en la cámara. El resultado es un motor que está tiene una eficiencia del 45 por ciento, en comparación con el 30 por ciento de los motores de gasolina convencionales.
En ambos sistemas, el enfoque reduce la presión y temperatura del motor, lo cual reduce la formación de contaminantes peligrosos como smog y otros. Las temperaturas más bajas también reducen la cantidad de energía que se pierde en forma de calor.
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