Los ingenieros de Volkswagen crearón un motor denominado GCI que combina los beneficios del motor Diésel con los del motor gasolina ya que consume como un Diésel pero contamina como un gasolina. Esto se ha conseguido utilizando un motor de gasolina parecido a los motores actuales con un sistema combinado de combustión denominado CCS y que aún forma parte del futuro.

El motor GCI montado sobre un Volkswagen Golf está derivado de un FSI de 1,6 l, con grandes modificaciones en la distribución para aumentar la reaspiración de gas de escape; la relación de compresión es la misma (12 a 1). Este motor puede funcionar en modo HCCI hasta unas 2.000 rpm y hasta una presión media efectiva de 2,0 bar.

Cuando el motor funciona en modo HCCI hay entre un 40 y un 70 por ciento de reaspiración de gas de escape. Esto tiene dos efectos: uno, que la atmósfera en la cámara es muy poco oxidante, lo que contribuye limitar la formación de óxido de nitrógeno. Dos, el calor aportado por el gas de escape facilita el encendido de la mezcla cuando no hay chispa.

El motor de tipo HCCI (Carga Homogénea Encendida por Compresión, en inglés) es una combinación de los actuales motores de gasolina y Diesel: la mezcla de aire y combustible se realiza fuera de la cámara de combustión, como en los motores de gasolina de inyección indirecta, pero no se enciende por una chispa, sino que se autoinflama por compresión, como en los motores de ciclo Diesel.
Ahora Mercedes Benz y Volkswagen están desarrollando, cada cual por su lado, motores HCCI. Volkswagen lo llama GCI (Gasolina Compression Ignition) y Mercedes Benz DiesOtto (una combinación de los dos tipos de ciclo). El motor de mezcla pobre homogénea encendido por compresión tiene un rendimiento comparable al de un motor Diesel pero genera emisiones más limpias. No emite partículas porque la mezcla es homogénea y produce una cantidad muy reducida de óxido de nitrógeno porque la combustión es relativamente fría.
En un motor HCCI hay entre un 40 y un 70 por ciento de reaspiración de los gases de escape, lo cual genera dos efectos: a) que la atmósfera en la cámara sea muy poco oxidante, lo que contribuye a limitar la formación de óxido de nitrógeno, y b) que el calor aportado por el gas de escape facilite el encendido de la mezcla cuando no hay chispa.

El otro factor que limita la aparición de óxido de nitrógeno es que la combustión es relativamente fría (unos 2.100ºC). Es una de las ventajas del motor HCCI y se debe a que no hay un frente de llama, sino que la combustión es simultánea en toda la cámara; en un motor de gasolina, la mayor temperatura se alcanza en la llama que recorre la cámara desde la bujía.

La combustión en modo HCCI es tán rápida, que prácticamente se produce a volumen constante. En un motor de gasolina normal y en un Diesel hay una variación en el volumen de la cámara durante la combustión, dado que la combustión es más lenta.

La mezcla puede ser muy pobre, hasta lambda 1,5 en algunas condiciones. Debido a la mezcla pobre, a una relación de compresión relativamente alta y a que el motor no está estrangulado cuando funciona en modo HCCI, el redimiento es mucho mejor que en un motor de gasolina. Volkswagen estima que un Golf con este motor gastaría un 17 por ciento menos.

Como en el motor HCCI la mezcla es homogénea, la formación de partículas no es un problema. En un motor Diesel, cuya mezcla es estratificada, cada gota de carburante tiene alrededor una cierta cantidad de oxígeno. Si ese oxígeno se agota y la combustión se detiene, se forma una partícula sólida de hollín (aunque generalmente con restos líquidos de hidrocarburos).

La formación de partículas es tanto mayor cuanto más rica sea la mezcla y cuanto menos fina sea la pulverización del carburante (hay menos superficie de contacto entre el carburante y el aire). En el motor HCCI y en cualquier otro de mezcla homogénea que no sea excesivamente rica y queme adecuadamente, el carburante y el aire están distribuidos de manera que nunca falta aire para que la combustión sea completa.

En la actualidad también hay en desarrollo motores HCCI que funcionan con etanol o querosén y que son aplicados en tractores o motores náuticos.

 

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