Schaeffler proyecta que para el año 2030, alrededor del 70% de los vehículos nuevos estarán equipados con motores de combustión interna, ya sea como la única fuente de energía o como parte integral de sistemas híbridos.
Estos datos indican claramente que, más allá de otras noticias que puedan suscitar preocupación, este tipo de motores tiene un horizonte de tiempo considerable por delante.
No obstante, la implementación de nuevas regulaciones ambientales va a impulsar a la industria automotriz a desarrollar motores cada vez más ecológicos. Por tanto, en la actualidad, el futuro de los motores de combustión se centra en el avance de tecnologías que permitan la creación de motores con una menor huella ambiental. Aunque estas innovaciones por sí solas pueden no producir resultados espectaculares, su colaboración conjunta está allanando el camino hacia una generación de propulsores notablemente más eficientes. En este artículo, te invitamos a explorar ocho de estas innovaciones que configuran el futuro de los motores de combustión.
Hibridación
La idea de combinar un motor de combustión con uno eléctrico y un sistema de recuperación y almacenamiento de energía ha demostrado ser altamente efectiva en la reducción de consumo de combustible y emisiones, y continuará siendo relevante en la próxima década. Los motores de combustión evolucionarán para integrarse de manera más efectiva con los sistemas híbridos y para seguir mejorando su eficiencia. De hecho, esta tendencia es tan marcada que se espera que los vehículos híbridos representen el 40% del mercado para el año 2030.
Hibridación «suave» de 48 voltios
La hibridación de 48 voltios ha abierto la posibilidad de electrificar una amplia gama de motores con una relación coste-beneficio altamente beneficiosa. Desde una perspectiva técnica, esta tecnología es más simple y se adapta perfectamente a los modelos de vehículos más asequibles, lo que permite lograr reducciones de consumo y emisiones de hasta un 6,6%.
Distribución completamente variable Uniair
UniAir se destaca como el único sistema de distribución completamente variable disponible en el mercado, con la capacidad de perfeccionar el proceso de combustión y lograr notables mejoras en la eficiencia del consumo de combustible y la reducción de emisiones. Schaeffler ha fabricado más de tres millones de unidades de UniAir y recientemente ha lanzado una nueva generación aún más eficiente, en respuesta a la excelente recepción por parte de la industria. Esta innovación de Schaeffler tiene el potencial de reducir el consumo de combustible y las emisiones en el ciclo de pruebas WLTC en hasta un impresionante 8,4%
Gestión térmica
La eficaz gestión de los flujos de calor se ha demostrado como un enfoque altamente efectivo para la reducción de emisiones. Un motor que alcanza rápidamente su temperatura óptima es un motor más limpio. En línea con esta premisa, Schaeffler introdujo el primer módulo de gestión térmica (TMM) para motores de gasolina en 2011, un concepto que ha evolucionado constantemente desde entonces y promete un futuro prometedor.
Todo el conocimiento adquirido en la gestión de flujos de calor en vehículos híbridos se utilizará para desarrollar sistemas predictivos que aseguren que todos los componentes del vehículo operen a la temperatura adecuada, proporcionando calor o enfriamiento según las necesidades específicas en cada momento.
Reducción de la fricción
La fricción representa un desafío para la eficiencia, y es por eso que los rodamientos modernos aplicados en diversos sistemas desempeñan un papel crucial al reducir de manera significativa los niveles de fricción. Por ejemplo, en el turbo, los rodamientos tienen la capacidad de disminuir la fricción en frío hasta en un 80%, mejorando así la respuesta y aumentando la eficiencia en un 2,5%.
Otra innovación importante radica en la sustitución de los cojinetes del cigüeñal por rodamientos, una iniciativa que ya se está desarrollando en colaboración con Ford. La simple instalación de un rodamiento en el primer soporte del cigüeñal, el más alejado del volante motor, ha resultado en una reducción del consumo de combustible del 1%.
Desconexión de cilindros
Aunque esta funcionalidad se ha implementado previamente en motores de mayor tamaño, los motores más pequeños de tres y cuatro cilindros también pueden aprovecharla, lo que contribuye a la reducción de las emisiones de CO2. El eRocker, o balancín desactivable, representa un sistema electromecánico de fácil integración que permite la desconexión selectiva de cilindros con el fin de reducir el consumo de combustible y las emisiones.
Además, Schaeffler ha desarrollado volantes bimasa y embragues con péndulos centrífugos para contrarrestar las vibraciones torsionales generadas por la desactivación de cilindros, lo que facilita aún más la implementación de esta tecnología.
E-Clutch o embrague electrónico
A pesar de que la cuota de mercado de los vehículos con cambio manual está disminuyendo, aún representan el 43% de las ventas globales de automóviles. Aunque su popularidad está en declive, el número absoluto de estos vehículos continuará creciendo (en 2016 se produjeron 40 millones de cajas de cambios manuales). La principal ventaja de estos sistemas es su costo más bajo en comparación con las modernas cajas automáticas o automatizadas. Sin embargo, en términos de eficiencia, las transmisiones automáticas han superado a las manuales.
Para aprovechar las oportunidades que brindan las nuevas tecnologías para reducir el consumo de combustible y las emisiones de CO2, es esencial automatizar el embrague en las transmisiones manuales. Esto permitirá la implementación de estrategias de ahorro, como el «coasting» (circulación por inercia con el motor apagado), o la recuperación de energía durante deceleraciones y frenadas mediante sistemas de hibridación de nivel 0 o 1. La combinación de estas tecnologías puede lograr una reducción de hasta el 8% en el consumo de combustible.
Combustibles alternativos
Los combustibles alternativos representan una perspectiva adicional que va más allá del diseño del motor para reducir las emisiones. El gas natural, por ejemplo, ya está disponible y emite alrededor de un 25% menos de CO2 que la gasolina convencional. Además, a medio y largo plazo, será posible sintetizar gas metano mediante un proceso PtG (Power to Gas).
Los motores diésel también están en el radar de la investigación en relación con los combustibles sintéticos basados en un proceso PtL (Power to Liquid). Si la generación de energía primaria utilizada durante la producción de estos combustibles proviene de fuentes renovables, como la energía eólica o fotovoltaica, estos combustibles pueden considerarse prácticamente neutros en cuanto a emisiones de CO2.
Fuente: Repxpert
