Nissan alcanza el 50 por ciento de eficiencia térmica en un motor de combustión

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Mucho se habla hoy de los desarrollos que hay en camino a la electromovilidad, pero pocos siguen estrujando e investigando los límites de un motor a combustión, del cual se sabe, aún no se explota por completo su potencial, pero que por otro lado, también es difícil por las variables que hay que tener en cuenta para que su funcionamiento sea estable y confiable, con mantenciones periódicas y manteniendo los costos a raya.

Una de las marcas que permanece trabajando en este campo es Nissan, quienes durante estos días han anunciado un desarrollo bastante importante y que involucra uno de los desafíos más grandes que existen aún en el campo de los motores a combustión, que es la eficiencia térmica, o sea, cuanto rendimiento obtienes del proceso mismo de combustión.

Esto significa que los motores pueden ser más ecológicos y que la energía se aprovecha mucho más. El problema, está en que todas las medidas que uno toma para poder lograr esos índices, van en perjuicio de otras ventajas.

Nissan alcanza el 50 por ciento de eficiencia térmica en un motor de combustión

El laboratorio de Nissan.

En un motor convencional de gasolina, uno puede aumentar las tasas de compresión, hacer mezclas más livianas o con más retorno de gases, así como disminuir la resistencia a la fricción de muchos componentes, desde el cigüeñal hasta las bombas de aceite, pero se pierde performance en hacer que el motor tenga que responder a tantas variables. Además, el motor a combustión, al tener como principal propósito romper la inercia de un vehículo, tiene que generar mucha fuerza a bajas revoluciones y eso está fuera de la zona de mayor eficiencia térmica.

En cambio, cuando usas el motor como un generador de electricidad, puedes hacer que este funcione por mayor tiempo en su punto de mayor eficiencia y desarrollar un sistema en torno a aquello, puesto que la tarea del motor ya no será mover el auto, sino que cargar las baterías que alimentan los motores eléctricos. La teoría de Nissan (y la de otros fabricantes) es que finalmente, el motor a combustión, no tendrá que cumplir con ningún requerimiento de performance variable (aceleración).

En síntesis, el que mucho abarca, poco aprieta y esto también lo sabe Mercedes-Benz, quienes aseguran que su motor de F1 también puede lograr ese rango de eficiencia térmica; claro, porque el motor de carreras, está pensado para un solo objetivo, que es funcionar la mayor parte del tiempo en un rango acotado de revoluciones (alto régimen, en este caso) y por un periodo estimado (cantidad de vueltas). Nuevamente, entre más acotas el rango de optimo performance de un motor, puedes concentrarte en obtener las mayores ventajas en temas de combustión y así lograr transformar la mayor cantidad de energía en movimiento.

Nissan alcanza el 50 por ciento de eficiencia térmica en un motor de combustión

Para lograr una óptima combustión con una mezcla ligera y más comprimida, hay que estudiar mucho los ciclos de inyección y también el proceso de expansión de la combustión, así como los flujos de la mezcla y toda la dinámica que ocurre dentro de la cámara. Por lo que se puede ver en el video de Nissan, este proceso (llamado STARC; strong, tumble and appropriately stretched robust ignition channel) tiene que estar muy controlado para lograr la mayor eficiencia.

Finalmente, los experimentos de Nissan dieron entre un 43% y un 50% de eficiencia térmica, según si se usó alta compresión con una mezcla ligera, recirculación de gases o métodos combinados y otros métodos de recuperación térmica que no fueron mencionados.

El motor, está aún en fase de prototipo, pero de concretar las pruebas, podríamos verlo próximamente en algún modelo e-Power de Nissan.

Nissan alcanza el 50 por ciento de eficiencia térmica en un motor de combustión

Note y Kicks, probando sus sistemas e-Power AWD en la nieve.

e-Power

Este “paso” se encuentra entre un auto micro hibrido y un auto híbrido enchufable. Tuvo su debut en el año 2016 con los modelos Note y Serena en Japón. Pero pronto se irá masificando en modelos como el Qashqai, el nuevo Note y también el Kicks en algunos mercados. Para Nissan será un puente que le permitirá mantener costos contenidos y mayor adaptabilidad en muchos mercados, antes de que se logre llegar a una oferta de autos completamente eléctricos. Y mientras no se logre aumentar la autonomía de las baterías o los tiempos de carga en modelos más accesibles, un generador a combustión altamente eficiente y poco contaminante no parece tan mala idea.