Motores sin arboles de leva. ¿Posible futuro?

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El motor de combustión es algo muy normal en nuestro día a día. Miles y miles de vehículos animados por esta invención circulan por las calles de todo el mundo. Una maquina que desata pasiones, que moviliza a más de medio mundo pero que sin duda, desde que fue inventado, apenas ha cambiado.


Dos italianos, el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio y Felice Matteucci, un ingeniero hidráulico y mecánico, se pueden considerar como los padres del motor de combustión. En 1.853 detallaron documentos de operación y construcción y patentes pendientes en varios países europeos. El siguiente personaje importante para un invento que comenzó sus aplicaciones prácticas como motores fuera borda fue Nikolaus Otto, quien en 1.886 patento el diseño de un motor de combustión interna a cuatro tiempos, basado en los estudios del inventos francés Alphonse Beau de Rochas de 1.862, que a su vez se baso en el modelo de combustión interna de Barsanti y Matteucci.

Desde entonces, el automóvil ha evolucionado muchísimo. Son ordenadores rodantes. Multitud de sensores controlan casi todas las funciones, la seguridad es un punto clave importantísima cada día más, funciones multimedia impensables hace tan solo unos años, con gráficos en color, con efecto 3D en ciertos casos y una conectividad total, ya sea vía teléfono para realizar o recibir llamadas, como sorprendentes capacidades para navegación por internet, recepción de audio digital o incluso conocer en tiempo real el estado de la climatología o el tráfico.


En paralelo, el motor fue evolucionando en cuanto a sistemas de admisión y alimentación, desde los carburadores a los sistemas de inyección directa o inyección doble como en el caso de algunos motores de Audi. Se cambiaron la forma de las cámaras de combustión, el lugar de las válvulas y se incluyeron sistemas que modifican el diagrama de distribución. Pero sigue siendo básicamente el mismo diseño durante más de 100 años. Hasta ahora.

Hay una cosa que esta bastante clara, los diagramas de distribución que se basan en el giro del cigüeñal están desfasados completamente. El primer paso para solucionar esto fue la distribucion variable, pero cuenta con algunas limitaciones que no permiten un control total sobre las válvulas. De conseguir esto, supondría un cambio drástico en el funcionamiento e incluso en el carácter del motor. Se podría modificar el mapeado de forma individual para cada válvula según las variables que se consideraran oportunas. Se podría incluso programar multitud de posibles parámetros, seleccionables desde un botón para circular por cuidad gastando los menos posible o para extraer lo máximo del motor sin tener en cuenta otros temas.


Cierto es que varias marcas han estado estudiando las posibilidades en este aspecto, pero la que realmente se atrevió a dar el primer paso fue Fiat, con los motores MultiAir. Se trata de un motor que incorpora una revolucionaria tecnología desarrollada y patentada por Fiat Powertrain Technologies (FPT) y representa un importante punto de inflexión respecto al actual escenario de los motores de gasolina, con posibilidades futuras de ser incorporada a los motores diésel.

Los motores convencionales, cuentan con válvulas controladas por la rotación del árbol de levas y la mariposa del acelerador, con muelles para el cierre de las válvulas, causando perdidas de potencia y lentitud para adaptarse a los cambios constantes en la conducción. Fiat pensó en esto y aposto por la inclusión de una válvula electrohidráulica entre el árbol de levas y la válvula de admisión, controlada por un solenoide, y a su vez controlado por la centralita de inyección, permitiendo una casi infinita posibilidad de regulación de las válvulas de admisión, prescindiendo del árbol de levas.


Se consigue un aumento de potencia cercano al 10%, una mejora del par en un 15% y una reducción de consumos en otro 10%. Además, las emisiones de CO2 se reducen otro 10%, las emisiones de partículas llegan hasta el 40% menos y en el caso de las emisiones de NOx, la cifra alcanza una reducción del 60%. Como se ve, todo son ventajas.

Ahora sale a la palestra una pequeña empresa dedicada al desarrollo y fabricación de superdeportivos, Koenigsegg. Llevan dos años y medio probando y desarrollando un sistema de control neumático mediante actuador electro-mecánico para el gobierno de las válvulas. Actualmente esta montado en un Saab 9-5 que ya ha recorrido 60.000 km sin incidencias mecánicas.

La denominación que recibe este sistema es "Free Valve System", y afecta a todas las válvulas, tanto admisión como escape, no como en el Multi Air de Fiat que solo actúa sobre las de admisión.


Sistemas como estos, sumados a la reducción de cilindrada, la sobrealimentación y los sistemas de inyección cada día mejores, podría suponer un paso adelante que el motor de combustión debería haber realizado hace mucho tiempo. Además, si contamos la hibridación, la recuperación de energía o el transvase de esta tecnología a los motores diésel, los consumos de combustible, el rendimiento y las emisiones no serían un problema. Un solo motor podría dar vida a las suficientes características individuales como para movilizar las diferentes versiones de un modelo, ya sean deportivas o claramente urbanas.

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