Desarrollan un motor híbrido que emite la mitad de dióxido de carbono

Investigadores del ETH Zúrich (Swiss Federal Institute of Technology) han estudiado el potencial de combinar un motor eléctrico con un motor de combustión interna dual diésel-gas natural. En el trabajo publicado en la revista Energies se indica que utilizando este motor las emisiones de dióxido de carbono se pueden reducir a 43 g/Km, valor muy inferior a la media de los vehículos actuales que está en torno a 132 g/Km.

[Autora: Aida Ruiz-Universidad Rey Juan Carlos]

Los motores diésel-gas natural existen ya en la actualidad y se están haciendo populares en algunas partes del mundo como Norte América, Australia, América Latina, India, Pakistán, China y otros países de Asia. Tienden a usarse en vehículos grandes como autobuses y camiones de basura pero también tienen aplicaciones en vehículos diésel comerciales de menor tamaño. En este tipo de motores tienen el potencial de alcanzar eficiencias similares a las de los motores diésel pero sin la necesidad de un tratamiento posterior para reducir los óxidos de nitrógeno. En el motor dual en lugar de una bujía de encendido estándar para motores a gas natural, el motor se enciende con una pequeña cantidad de diésel que se inyecta directamente en el cilindro.

En este trabajo los autores intentan alcanzar las menores emisiones de CO2 posibles combinando tres factores. En primer lugar, el uso de gas natural como combustible reduce un 20-25 % las emisiones específicas de dióxido de carbono debido a que el metano posee una mayor relación H/C que el diésel. En segundo lugar, La utilización del motor dual asegura una alta eficiencia de combustión. Finalmente, utilizan una hibridación eléctrica en paralelo con una relación de hibridación elevada.

Para la realización de las medidas se utilizó un motor Volkswagen TDI 2.0-475 NE de 4 cilindros con un volumen de desplazamiento de 2 L. El motor está basado en un motor diésel convencional equipado con un sistema de inyección, un turbocompresor con turbina de geometría variable y un sistema de recirculación a alta presión de los gases de escape. Para controlar la inyección de encendido y asegurar una operación estable incorporaron un sensor de presión en los cilindros que permite adaptar la cantidad y tiempo de inyección del diésel.

Los resultados de estas investigaciones mostraron que las emisiones de óxido de nitrógeno estaban por debajo de 75 ppm para todas las condiciones de operación ensayadas. El motor dual alcanzaba una eficiencia elevada del 39, 5 % y una alta proporción de gas de hasta el 98 %, lo que producía una reducción del CO2 de hasta el 22 %, comparándolo con el emitido por un motor diésel convencional. Los experimentos realizados para un vehículo híbrido eléctrico con el motor dual mostraron unos niveles de CO2 emitidos muy bajos., entre 43,0 g/Km y 77,7 g/Km. Las bajas emisiones son debidas a la alta eficiencia del motor y a la relación de gas energética que está ente el 89,6 y el 94,1 %. El motor diésel-gas natural puede ser utilizado en un vehículo no híbrido pero la hibridación proporciona una reducción drástica de las emisiones de CO2.

Los investigadores están convencidos de que el motor dual diésel-gas natural podría ser producido en serie en unos 5 años. Los costes adicionales de este motor comparados con los de un motor diésel convencional son moderados debido a que sólo son necesarias pequeñas modificaciones. Además, el motor puede operar como uno 100 % diésel debido a que los componentes permanecen invariables, lo que permite utilizarlo en regiones en las que la infraestructura para el repostaje de gas natural estén limitadas.

Referencias:

  • ETH Zürich. “Super efficient combustion engine emits half the carbon dioxide.” ScienceDaily, 12 Sep. 2013. Web. 23 Sep. 2013.
  • Tobias Ott, Christopher Onder, Lino Guzzella. Hybrid-Electric Vehicle with Natural Gas-Diesel Engine. Energies, 2013; 6 (7): 3571 DOI: 10.3390/en6073571

 

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