Motores D-EGR ¿La próxima revolución en motores gasolina?

 |  @ClaveroD  | 

Qué te parece si cogemos un motor gasolina y elevamos su eficiencia térmica del actual 30% a un nada despreciable 42% sin complejos sistemas híbridos, electrificación masiva de componentes y complejos diseños en sistemas y subsistemas. Esta es la idea que en su momento nos presentó SwRI en colaboración con PSA y que ahora vuelve a la carga con la construcción del primer automóvil prototipo.

Hasta la fecha, SwRI había trabajado con modelos teóricos y propulsores D-EGR evaluados en bancos de laboratorio. El siguiente gran paso necesario era enfrentar la tecnología D-EGR a las condiciones reales de circulación, y para ello han cogido un Buick Regal GS – nuestro Opel Insignia – y le han instalado una mecánica gasolina de 2 litros capaz de hacer uso del diseño D-EGR en todo su rango de aplicación. Y ahora es cuando te preguntarás: ¿Pero qué es todo esto del motor D-EGR?

E-EGR: llevando un paso más allá los sistemas EGR

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Los gases de escape del cilindro 1 son directamente reenviados hacia la admisión a través de un enfriador y un mezclador de aire

De concepción sencilla y de aplicación no tanto, el propulsor D-EGR nació como la fórmula capaz de alcanzar elevadas relaciones de compresión, hablamos de 14:1, para conseguir elevar la eficiencia térmica del propulsor hasta el 42%. El problema cuando trabajamos con tan altas presiones, es que rápidamente se disparan los NOx y los problemas de autoencendido hacen acto de presencia.

Así, SwRI recurrió a un rediseño del sistema de admisión y escape un tanto peculiar que brinda un interesante equilibrio entre la alta relación de compresión y la reducción en la generación de gases. De los cuatro cilindros que componen el bloque de 2 litros, el cilindro número uno trabaja de forma independiente en mezcla muy pobre (factor lambda>1), comunicando la totalidad de sus gases de escape hacia la admisión compartida por los cuatro cilindros.

Es la generación de Hidrógeno en el cilindro 1 la que permite evitar el autoencendido que suele acompañar el uso de una alta relación de compresión

De este modo, el cilindro número uno comunica una masa de gases de escape rica en Hidrógeno que es mezclada con aire de la admisión y que pasa a formar parte del llenado de los cuatro cilindros con un 25% menos de oxígeno, pero con una reducción de las emisiones de CO2 del 15% en el tubo de escape.

El consumo específico del prototipo ahora en funcionamiento ha conseguido reducirse desde los 385 g/kW-h que arrojaba el motor de producción hasta los 330 g/kW-h; los valores mínimos registrados son de 212 g/kWh comparados con los 236 g/kW-h del motor de producción.

En 2018 comenzaremos a ver estos motores en el mercado

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La reconversión de las condiciones de trabajo de uno de los cuatro cilindros permite que el funcionamiento global del propulsor se mantenga por debajo de los escenarios que provocan la autodetonación.

Peugeot-Citroën ya anunció de forma oficial la incorporación de este diseño en sus mecánicas a partir de 2018. SwRI por su parte continúa evolucionando la idea original de cara a impulsar su repercusión comercial en el resto de fabricantes.

Fuente: SwRI
En Diariomotor: ¿Por qué los nuevos motores de la Fórmula 1 serán tan impresionantes?
En Tecmovia: PSA D-EGR: reinventando el motor gasolina a través de los gases de escape

Lee a continuación: El conductor está en peligro de extinción [La semana en Tecmovia]

Ver todos los comentarios 14
  • sigo viendo los mismos problemas actuales de la egr por acumulación de carbonilla en el sistema de admisión y recirculación. Térmicamente es mas eficiente, pero que precio tenemos que pagar los usuarios a la larga en costes de mantenimiento??

  • Germán

    ¿No se generan desequilibrios en el bloque por tener un cilindro trabajando de distinta forma? ¿Vibraciones? ¿Fiabilidad?

    • Sergio Rincón

      En principio tendrían que estar previstos en el diseño. Si el tema de vibraciones es fuerte, se deberá diseñar un volante que las compense en forma eficiente, eso teniendo en cuenta que ese pistón (el cilindro no hace trabajo en la más formal de las acepciones técnicas) esté unido al cigüeñal. Otra cosa sería analizar el comportamiento del bloque frente a las vibraciones que ya es más difícil de tratar, imagino que dependiendo de la secuencia de encendido se puede minimizar la amplitud de las vibraciones al pasar por la frecuencia crítica (frecuencia natural de resonancia, bien sean del bloque o del conjunto).

      • Germán

        Interesante, lo de las vibraciones. ¿Cómo podría funcionar de otra manera que no fuera uniendo el pistón al cigüeñal? Por último, Mazda ya tiene motores de gasolina trabajando con esa relación de compresión…

        • Sergio Rincón

          Pues hay fabricantes que ofrecen motores con desconexión de pistones, quizá allí radique la solución.
          Una que se me ocurre de repente es acoplar algún alternador o bomba de agua o hidráulica a ese pistón ‘suelto’, para no desperdiciar energía; aunque seguramente aquí no estén pensando lo mismo.

          • Germán

            Ah, ¿los motores con desconexión de cilindros desconectan los pistones en realidad? Pensaba que lo que hacían era desactivar la inyección y el encendido en esos cilindros. Buscaré más sobre el tema. Y las otras ideas son originales, dan que pensar.

          • David Clavero Domínguez

            La desconexión de pistones no es real. Hablamos de desconexión de cilindros ya que se desactiva la inyección y encendido al mismo tiempo que las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas.

            En esa situación, el pistón sigue girando en vacío para reducir al máximo las pérdidas, pero girando al fin y al cabo.

            La desconexión del cigüeñal todavía no se ha desarrollado ,).

          • Pepe

            Girando el piston sin inyeccion=a camara del cilindro seca,vacio,etc..=a mas desgaste no?

          • David Clavero Domínguez

            En ningún caso Pepe, ya que el engrase lo realiza el lubricante del automóvil. El desgaste de este cilindro en todo caso será inferior, aunque ciertamente el giro en menor número de cilindros provoca vibraciones que sí producen un mayor desgaste aunque los propulsores palían estos defectos a través de árboles de equilibrado.

            Un saludo!

  • Walter Röhrl

    Muy complicado veo enriquecer la mezcla, recirculada, menos gases contaminantes, y con un cilindro de lastre al resto…..creo que está verde esa tecnología todavía.

    • Jose

      Quien dijo que sea lastre?

  • me parece una idea muy interesante, sin embargo la deposición de carbonilla radica nada mas que en el mantenimiento realizado al motor como también a la calidad del combustible que utilicemos, en europa claramente dará buenos resultados como la gran gama de tecnologías que han desarrollado, aunque me sigue gustando mas la idea de los tres cilindros que está implantando PSA en sus nuevos modelos mas pequeños

  • SAE90

    Hace años Saab intento desarrollar un motor de compresión variable.El truco que utilizaban era el de colocar una especie de bisagra en la culata para que asi, en funcion de las necesidades del motor,aumentar o disminuir la relacion de compresion.no valió para mucho.S2!!!!