Motores de combustión
Revista de motores de combustión
El desarrollo de motores se esfuerza por crear motores más limpios y eficientes energéticamente que también se adapten a los futuros biocombustibles. La unidad de motores de combustión interna trabaja con los retos de hoy y de mañana para impulsar los futuros transportes adaptados al clima.
En la actualidad, los transportes basados en motores de combustión interna y en combustibles fósiles generan elevadas emisiones de dióxido de carbono y otros compuestos. Por ello, el desarrollo de motores se esfuerza por crear motores más limpios y eficientes energéticamente que también se adapten a los futuros biocombustibles. La unidad de motores de combustión interna trabaja con los retos de hoy y mañana para impulsar los futuros transportes adaptados al clima.
Un área de investigación clave es el sistema de intercambio de gases, incluidos los sistemas de turboalimentación y recirculación de los gases de escape. Esta investigación se lleva a cabo en el centro de competencia CCGEx, donde se combina la investigación fundamental en mecánica de flujos y acústica con la investigación más centrada en los motores.
Otra área de investigación es la combustión del diésel, investigada mediante el análisis óptico de la combustión en motores especiales con acceso óptico y mediante el análisis de la pulverización de la inyección de combustible en un laboratorio especial de pulverización. Esta investigación se realiza en colaboración con un importante fabricante de motores. En el área de intercambio de gases y combustión se han iniciado varios desarrollos importantes e innovadores -algunos con patentes concedidas y otros con solicitudes de patentes previstas-, todos ellos dirigidos a abordar el ahorro de energía.
Cómo funciona un motor de combustión interna
Muchos señalan actualmente a los coches eléctricos como la única solución para que podamos conducir un coche en el futuro. Los coches se comercializan como coches sin emisiones, pero no es tan sencillo. Lucien Koopmans es profesor de la División de Sistemas de Combustión y Propulsión y cree que el motor de combustión interna es una parte de la solución.
Lucien Koopmans, profesor y jefe de la División de Sistemas de Combustión y Propulsión del Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas, es uno de los ponentes y lanza una serie de talleres con su presentación El fin del motor de combustión, ¿o una nueva vida? ¡Alerta de spoiler! Está convencido de que el motor de combustión interna formará parte de las soluciones futuras. El campo de aplicación es demasiado amplio y el potencial de hacer que el clima sea neutral es demasiado grande para que el motor de combustión interna desaparezca. Lo mejor sería combinar las ventajas de las dos soluciones tecnológicas para conseguir una solución sostenible y respetuosa con el clima para el futuro, cree.
Qué es el motor de combustión interna
Los motores de combustión son una tecnología muy conocida que se utiliza en automóviles, camiones, equipos de construcción, propulsión marina y aplicaciones de energía de reserva. Los motores de combustión emplean la expansión de gases calientes para empujar un pistón dentro de un cilindro, convirtiendo el movimiento lineal del pistón en el movimiento de rotación de un cigüeñal para generar energía. Mientras que las máquinas de vapor que impulsaron la revolución industrial eran accionadas por vapor producido externamente, los motores de combustión modernos utilizados para la generación de energía eléctrica son motores de combustión interna en los que una mezcla de aire y combustible es comprimida por un pistón y encendida dentro de un cilindro. Los motores de combustión interna alternativos (ICE) se caracterizan por el tipo de combustión: encendido por chispa (SG) o encendido por compresión, también conocido como diesel.
El motor SG se basa en el ciclo Otto y utiliza una bujía para encender una mezcla de aire y combustible inyectada en la parte superior de un cilindro. En el ciclo Otto, la mezcla de combustible no se calienta lo suficiente como para arder sin chispa, lo que lo diferencia del ciclo Diesel. En los motores diesel, el aire se comprime hasta que la temperatura se eleva hasta la temperatura de autoignición del combustible. Cuando el combustible se inyecta en el cilindro, se quema inmediatamente con el aire comprimido caliente y los gases de combustión en expansión empujan el pistón hacia el fondo del cilindro.
Quién inventó el motor de combustión interna
Los grandes avances tecnológicos han permitido aumentar la eficiencia de los motores de combustión interna para ahorrar combustible y reducir considerablemente las emisiones contaminantes asociadas. La preocupación por la ecología está en el centro de la investigación sobre el desarrollo de los motores.
Durante cada ciclo, la combustión de la mezcla de combustible (mezcla de aire y combustible) en la cámara provoca un aumento de la presión de los gases que impulsa el pistón y el sistema del cigüeñal. Como el cigüeñal está conectado a los componentes de la transmisión mecánica (cajas de cambio, ejes de transmisión, etc.), su movimiento impulsa las ruedas del vehículo.
El rendimiento del motor depende, en primer lugar, de la cantidad de energía generada por la combustión y, por tanto, de la cantidad de mezcla de combustible presente en la cámara de combustión. Así pues, está directamente relacionado con el volumen de la cámara (cilindrada unitaria), el número de cámaras o cilindros del motor (cilindrada total) y la cantidad de combustible inyectado.
El término hace referencia al hecho de que se necesitan 4 carreras distintas para convertir la energía química contenida en el combustible en energía mecánica. Cada carrera corresponde a media rotación del cigüeñal (un movimiento hacia arriba o hacia abajo del pistón). Las carreras 1 y 4 están dedicadas a la transferencia de gases (admisión de gases frescos y expulsión de gases de escape), mientras que las carreras 2 y 3 son necesarias para la preparación de la combustión, seguida de la combustión propiamente dicha y su transformación en energía mecánica.
