¡Menos consumo y emisiones! Investigadores mejoran el ciclo Atkinson

La eficiencia del ciclo Atkinson es la clave para su adopción en los vehículos híbridos enchufables

Los motores de ciclo Atkinson le restan prioridad a la potencia en favor de un funcionamiento eficiente, una característica que describe su auténtica razón de ser. Inventado por James Atkinson en 1882, este tipo de motor continúa evolucionando hasta nuestros días e, incluso, ha cobrado un nuevo impulso con su aplicación en los sistemas híbridos modernos.

En una era donde la sustentabilidad es crucial, la eficiencia de los motores de combustión interna figura como una característica clave para su supervivencia. Por ello, encontramos propuestas en el mercado de vehículos híbridos no enchufables con motores de gasolina que recurren al ciclo Atkinson. De acuerdo a diferentes estudios, entre 20% y 30% del ahorro de combustible de un auto con este sistema de propulsión se debe a la aplicación de este sistema.

Mayor eficiencia energética

Un equipo de investigadores chinos, pertenecientes al Instituto de Tecnología de Beijing y Beiq Foton Motor, logró desarrollar un método para mejorar la eficiencia del ciclo Atkinson. De acuerdo con los involucrados, se logra un mejor desempeño cuando se optimiza la presión a la que se bombea el combustible, sin importar las exigencias del bloque híbrido.

La revista Fuel publicó los resultados de la investigación, los cuales ya llamaron la atención de los diferentes fabricantes interesados en bajar los consumos y las emisiones. Los autores de dicho avance explicaron que la clave es controlar el rango de la relación de compresión. Para definirlo en el punto adecuado, llevaron a cabo un análisis termodinámico del funcionamiento del motor, lo que les permitió optimizar el tiempo de cierre de las válvulas de admisión.

El gran potencial de este avance para su implementación en la industria automotriz recae en la reducción de pérdidas de eficiencia en los diferentes escenarios posibles. La eficiencia del motor de ciclo Atkinson mejora a baja, media y alta carga. En los 2 primeros casos, la reducción de la presión efectiva media de bombeo aumenta la eficiencia mecánica, lo que deriva en un menor consumo de combustible. En tanto, la eficiencia térmica se encarga de reducir el gasto de gasolina en el escenario opuesto.

Los investigadores afirman que el secreto es controlar el rango de la relación de compresión

La clave para mejorar la eficiencia de los híbridos

El método expuesto por los investigadores chinos propone aumentar la presión de admisión, a fin de reducir la presión de bombeo y, en consecuencia, obtener mejores números de consumo de combustible. Este mecanismo genera que la combustión se lleve a cabo sobre un volumen constante, lo que aumenta la eficiencia y calidad de todo el proceso.

De la misma manera, los investigadores demostraron que el consumo de combustible específico durante la frenada (BSFC, por sus siglas en inglés) registró una mejora considerable a 2,000 rpm y 3,000 rpm.

“El motor de ciclo Atkinson se ha convertido en la principal opción para el desarrollo de los autos híbridos enchufables debido a sus ventajas naturales (…) En la actualidad, se tiene la idea fundamentada de que el motor de ciclo Atkinson es el tipo de motor ideal para un sistema de propulsión híbrido”, comentó uno de los responsables de la investigación.

De la misma manera, adelantó que su equipo de trabajo se empleará a fondo para abordar otros aspectos del motor de ciclo Atkinson; entre ellos, el efecto de reflujo de admisión, la potencia de salida y el sistema de emisiones, a fin de maximizar la eficiencia y mejorar su funcionamiento.

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