EGR para motores de gasolina

La mejora en eficiencia consigue que el motor de gasolina supere a los propulsores diesel. La irrupción comercial de esta nueva familia de mecánicas a gasolina pretende ser lanzada para 2018.

Las válvulas de recirculación EGR son conocidas en los motores diesel, ya que su función en la reducción de emisiones y consumos supone una gran mejora.

El grupo francés PSA, Peugeot-Citroën, siempre en la búsqueda de innovaciones en materia de ingeniería y diseño de automoción, decidió mejorar el propulsor de gasolina con la mira puesta en la eficiencia. En tal sentido, ayudado por el instituto SwRI, desarrolló una nueva familia de motores de explosión que emplean ciclo Otto capaces de trabajar empleando un alta relación de compresión, elevando así la eficiencia del propulsor de manera drástica.

Dada la experiencia de Peugeot-Citroën en cuanto a este sistema gracias a sus motores HDI, comenzó a desarrollar válvulas EGR para los motores de ciclo Otto, es decir, de gasolina. La clave para garantizar el correcto funcionamiento de un motor de explosión en relaciones de compresión tan altas, 14:1 (registro propio de una mecánica diesel), se centra en la dedicación del cilindro 4 para su trabajo en mezclas pobres, factor Lambda >1. Gracias a un enriquecimiento en oxígeno del cilindro 4, los gases de escape producidos son directamente reenviados hacia un enfriador y un mezclador de aire para conseguir una mezcla gases/gasolina capaz de soportar una elevada relación de compresión sin llegar a producir procesos de autoignición en cualquiera de los cuatro cilindros que emplea este propulsor.

El funcionamiento se basa en la mayor relación de compresión efectiva que puede obtenerse por estos gases de la recirculación. Además, se incrementa la presencia de hidrógeno proveniente de los hidrocarburos sin quemar, que de otra manera serían emitidos a la atmósfera, mejorando así la eficiencia en 10%, tanto en condiciones de homologación como de funcionamiento diario. El mayor inconveniente de los motores de gasolina es la posible autoignición del combustible (lo que se denomina “picado de biela”) que provoca violentas vibraciones en el motor que reducen su vida útil. Para evitar ese problema se tiende a utilizar relaciones de compresión bajas, en pro de la fiabilidad pero perjudicando la eficiencia.

Mediante el sistema de recirculación por EGR, desde PSA aseguran que ese riesgo disminuye y se puede aumentar la relación de compresión de los motores Otto. De conseguir relaciones de compresión más elevadas, el rendimiento del motor puede incrementarse, llegando a superar a los motores diesel, ya que el ciclo Otto es más eficiente que éste a igualdad de relación de compresión.

PSA ya está trabajando en el motor en cuestión, el cual estiman tener listo y en el mercado en 2018, antes de que se presenten las nuevas limitaciones de emisiones para los motores de gasolina en Europa que se espera sea en 2020.

Hay que resaltar que en la actualidad se trata de un diseño experimental que se encuentra en fase de desarrollo, pero gracias a este sistema de recirculación de gases de escape a través de un cilindro dedicado, se consigue obtener valores de emisiones muy reducidos obteniendo una eficiencia térmica de 42%.

La resultante del empobrecimiento del combustible en el cilindro número 4 es la generación de hidrógeno que permite, tras su recirculación hacia el colector de admisión, afrontar explosiones más homogéneas y controladas. La reducción de emisiones de CO2 alcanza 10% a través de este diseño.

El objetivo a conseguir con este diseño es la estabilidad en diferentes planos de carga del propulsor, pues el control sobre la recirculación de los gases de escape es vital para lograr que el funcionamiento a una alta relación de compresión en todo el régimen de revoluciones, no se vea afectado por el grado de carga.

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