Principio de funcionamiento del motor de combustión interna
El biodiésel es un combustible alternativo renovable que puede utilizarse en motores diésel estándar sin apenas modificaciones adicionales. Al igual que el etanol, el biodiésel suele combinarse en parte con el combustible diésel estándar.
Los vehículos híbridos de gas y electricidad se han hecho cada vez más populares en la última década. Ofrecen el mayor ahorro de combustible de los vehículos híbridos enchufables, además de la autonomía de los vehículos de gasolina tradicionales. Mientras que los híbridos enchufables no contribuyen prácticamente a las emisiones del tubo de escape, o no lo hacen, los híbridos gas-eléctricos contribuyen a las emisiones sólo en la medida en que lo hace su central eléctrica de petróleo.
El gas natural es una fuente de combustible doméstica muy disponible y de bajo coste que puede utilizarse en forma comprimida (GNC) o licuada (GNL). Su bajo contenido en carbono lo convierte en un combustible alternativo de combustión limpia. Hay unos 112.000 vehículos de gas natural en Estados Unidos y cerca de 14,8 millones en todo el mundo.
Eficiencia del motor de combustión interna
Este documento de revisión abarca los posibles combustibles alternativos para la aplicación en motores de automoción, tanto para motores de encendido por chispa (SI) como de encendido por compresión (CI). También incluye las aplicaciones de los combustibles alternativos en las aplicaciones de investigación de la combustión avanzada. Los combustibles alternativos representativos para los motores de encendido por chispa son el gas natural comprimido (GNC), el hidrógeno (H2), el gas licuado de petróleo (GLP) y los combustibles alcohólicos (metanol y etanol), mientras que para los motores de encendido por compresión son el biodiésel, el éter dietílico (DME) y el propulsor a chorro 8 (JP-8). La nafta se introduce como combustible alternativo para la combustión avanzada en el encendido por compresión de carga premezclada. La producción, el almacenamiento y la cadena de suministro de cada combustible alternativo se resumen brevemente, y van seguidos de debates sobre las principales motivaciones de la investigación de dichos combustibles alternativos. Se presentan estudios bibliográficos que investigan las ventajas y desventajas relativas de estos combustibles alternativos para su aplicación a la combustión de motores. El contenido de la combustión del motor consiste básicamente en el proceso de combustión, desde el desarrollo de la pulverización, las características de la mezcla aire-combustible, hasta el proceso de formación del producto final de la combustión, que se analiza para cada combustible alternativo. Se ofrece una visión general de los combustibles alternativos junto con resúmenes de las características de la combustión del motor para cada combustible, además de su estado de distribución actual y sus perspectivas futuras.
El motor de combustión interna más eficiente
El área de combustibles alternativos y motores de combustión interna tiene como objetivo desarrollar experimentos de vanguardia relacionados con los motores de combustión interna y los vehículos, además de las investigaciones sobre emisiones y tribología relacionadas con los motores. El laboratorio dedicado a la investigación de motores allana el camino para un desarrollo equilibrado de esta área de investigación de primera línea, que cuenta con varios bancos de pruebas de motores mono y multicilíndricos totalmente instrumentados para diferentes tipos de motores/dinamómetros. Los temas de investigación actuales incluyen la Velocimetría de Imágenes de Partículas (PIV) para la visualización del flujo en el cilindro, la Interferrometría de Fase Doppler (PDI) para la caracterización de la pulverización, la visualización de la combustión y el diagnóstico óptico, la Inyección Directa de Gasolina (GDI), la HCCI/PCCI de gasolina y combustibles similares al diesel, el ruido y la vibración del motor, el encendido por láser del GNC y el hidrógeno.
Un ejemplo de motor de combustión interna
Resumen: Aunque los motores de gasolina y diésel de cuatro tiempos se han afianzado en la mayoría de las aplicaciones, se ha buscado un concepto de motor de combustión alternativo que pueda ofrecer una mayor eficiencia, densidad de potencia y otras ventajas potenciales. Estos diseños alternativos incluyen motores rotativos, como el motor Wankel, motores de dos tiempos, así como motores de seis tiempos y de ciclo dividido.
Los motores de combustión interna que consisten en un pistón que gira en un cilindro y que está conectado por una biela a un cigüeñal -los más comunes son los motores diésel de cuatro tiempos y los de encendido por chispa- se han afianzado para muchas aplicaciones durante al menos un siglo. Sin embargo, los diseños de motores alternativos pueden ofrecer algunas ventajas potenciales y siguen siendo explorados. Estas ventajas pueden incluir un alto rendimiento térmico, una alta densidad de potencia y el consiguiente tamaño compacto y peso ligero, o la tolerancia a los combustibles de baja calidad.
Varios conceptos de combustión alternativa han encontrado nichos en aplicaciones para las que ofrecen claras ventajas y/o se han explorado como alternativas al diseño arraigado. Entre los conceptos de motores de combustión alternativos más destacados se encuentran: