Así es como se está reinventando el motor de combustión

Son muchos los agentes y la tecnología que está apareciendo en la industria del automóvil con el fin de ‘desterrar’ a los motores de combustión interna pero algunos fabricantes, como Bosch o Mahle entre otros, podrían estar trabajando en un revolucionario motor de combustión.

Mahle, la compañía alemana detrás de muchas innovaciones de diseño de motores de combustión en los últimos 100 años, ha desarrollado un sistema de combustión llamado Mahle Jet Ignition (MJI). Ya está en uso en los motores de un importante equipo de Fórmula 1 y también formará parte de un nuevo sistema de propulsión híbrido modular que debería facilitar la producción de híbridos eléctricos de gasolina.

El sistema MJI funciona así. En un motor de gasolina tradicional, el combustible se inyecta en los puertos de entrada junto con el aire entrante (inyección indirecta) o directamente en la cámara de combustión (inyección directa). La nueva tecnología MJI viene en dos tipos: activo y pasivo. El primero incorpora ambos tipos de inyección. El inyector de puerto funciona de la manera normal, pero las puntas del inyector directo y de la bujía se colocan en una pequeña precámara inmediatamente encima de la cámara de combustión principal.

Cuando ocurre el ciclo de inducción, el inyector del puerto envía el 95% del combustible al puerto de entrada, que se precipita hacia la cámara de combustión principal y luego es comprimido por el pistón como de costumbre. A medida que sucede, el 5% restante se inyecta en la precámara y se enciende con la chispa.

Así funciona el nuevo sistema MJI de Mahle

A medida que se enciende, los chorros de combustible y aire calientes parcialmente quemados son forzados a través de pequeños orificios en el fondo de la precámara, encendiendo la carga principal como un todo en lugar de hacerlo en un punto cerca de la bujía. La grabación es más rápida y uniforme, con una acumulación de presión más rápida para generar energía más rápidamente. Todo el proceso es homogéneo (combustible y aire mezclados de manera uniforme) y puede funcionar de forma ultra pobre (cantidad de aire mucho mayor en comparación con el combustible) cuando se necesita menos potencia.

La última versión ‘pasiva’ (utilizada en F1) elimina el inyector directo, con solo una bujía en la precámara. No es una idea nueva: Honda desarrolló la precámara de combustión controlada por vórtice compuesto para su Honda Civic de primera generación a principios de la década de 1970, pero su ejecución fue más complicada que la del MJI pasivo de Mahle.

A medida que la mezcla de combustible y aire se ingiere a través de los puertos de entrada a la cámara de combustión y se comprime, una pequeña cantidad de la carga principal se empuja a través de las boquillas de la cámara a la cámara. Allí, se enciende por la bujía y los chorros de alta presión de combustible y aire quemados son forzados a retroceder a través de las boquillas hacia la carga principal, encendiéndolo como antes.

Se pueden usar relaciones de compresión más altas de lo normal antes de que la detonación (pinking) se convierta en una amenaza y eso mejore aún más la eficiencia del combustible. La recirculación de gases de escape y el aire frío durante la combustión pobre reducen las temperaturas de combustión y, significativamente, NOx en un 99% en el área ultra pobre de la gama del motor. Los niveles de emisiones de hidrocarburos son equivalentes a los producidos por un motor de gasolina de inyección de puerto normal y los niveles de partículas están en algún punto intermedio entre el de puerto y la inyección directa.

Ambas versiones de MJI se pueden aplicar a prácticamente cualquier motor de gasolina y pueden funcionar en todo el recorrido operativo del motor. Con eso en mente, Mahle está en conversaciones avanzadas con varios fabricantes de automóviles, así que observe este espacio.

También apto para vehículos híbridos

Mahle también ha anunciado un tren motriz híbrido modular (MHP) que utiliza el encendido por chispa Mahle Jet ‘pasivo’ en su motor de gasolina y debería proporcionar una solución de tren motriz prácticamente llave en mano para los fabricantes de vehículos. Se puede configurar con un motor turboalimentado de dos o tres cilindros y una transmisión de una, dos o cuatro velocidades. Debido a eso, el MHP se puede escalar para adaptarse a cualquier cosa, desde un automóvil del segmento B hasta un SUV del segmento J más grande.