¿Por qué Aramco, empresa energética y química estatal de Arabia Saudita, está interesada en inventar un nuevo motor a combustión? Es evidente que se trata del mayor productor de petróleo a nivel mundial. Pero como hoy el foco está puesto en las nuevas energías, Aramco encontró una manera inteligente de llevarlo a cabo: reinventar el motor híbrido, integrando aún más la parte eléctrica con los componentes mecánicos. El resultado se denomina Dedicated Hybrid Engine (DHE) y es una idea que, de llevarse a la fase de producción, podría ser la solución idónea para conseguir lo mejor de dos mundos, algo que ya se percibe en los modelos híbridos de nueva generación, pero que podría impulsarse aún más allá.
Cabe destacar que Aramco es dueño en un 10 % de Horse Powertrain, empresa creada por Renault y Geely, que surge tras independizar sus departamentos de desarrollo motriz. La maniobra resulta lógica y ya da como fruto este prototipo.
¿Estamos ante el motor híbrido ideal?
Para muchos, la receta perfecta la tienen marcas como Toyota (Hybrid Synergy Drive) o BYD (DM-i), con propulsores optimizados que van asociados a un motor eléctrico y luego a una transmisión. Pero los ingenieros de Aramco creen que se pueden ahorrar algunos pasos para hacer algo más eficiente.
Todo comienza con un motor prototipo de tres cilindros y 1,6 litros de capacidad. Este bloque debe ser simple y compacto, por ende no cuenta con culatas, ya que van integradas en un diseño monobloque. Además, tiene solo seis válvulas, accionadas por varillas (OHV); dejando atrás sistemas como el VVT o el VTEC. Además, la idea es que este motor funcione en una ventana de trabajo óptima, en un rango de revoluciones prefijado: lo que falte en potencia o torque, lo aportan los motores eléctricos.
Para simplificar el conjunto y minimizar los índices de fricción, todo lo que gira cuenta con rodamientos de rodillos y para evitar la carga lateral, el cigüeñal está descentrado 12 mm. ¿Qué pasa con los componentes auxiliares? Todos son eléctricos y funcionan a demanda.
Los cilindros tienen 82 mm de diámetro y 101 mm de recorrido, lo que, según Aramco, reduce las pérdidas de calor: todo con el fin para aumentar la eficiencia térmica. Además, se incorpora sistema de inyección dual, ignición en precámara, recirculación de gases enfriada, lubricación por cárter seco y una turbina eléctrica.
El resultado es un motor que logra una eficiencia térmica que está entre el 41 % y 42 %, con un rango de compresión máximo de 15:1. Sí, hay motores en China que pueden lograr mayor eficiencia térmica, pero aún falta lo mejor.
Este propulsor se monta de manera transversal en el centro del auto y es acompañado en cada extremo por dos engranajes planetarios, lo que permite que el motor participe de la tracción o pueda desconectarse para funcionar solo como un extensor de rango. En cada lado del conjunto motriz hay dos motores axiales, lo que elimina el uso de una transmisión y un diferencial. Esto implica que el aceite del motor se compartirá con el de los engranajes planetarios.
En esencia, el sistema busca que el motor térmico funcione solo en su punto más eficiente, dejando el resto del trabajo a los eléctricos.
Aplicaciones
El fabricante de motores de carrera Pipo Moteurs desarrolló dos prototipos para Aramco Americas Detroit Research Center y su líder Nayan Engineer, fue quien tuvo la idea de desarrollar este proyecto durante la pandemia. El primer prototipo no resultó muy potente, pero eso se solucionó rápidamente al instalar un turbocargador convencional. Según dicen, el sistema es modular; es decir, hay muchas configuraciones para este motor, incluyendo una versión 1.1 con dos cilindros, una versión "V4" de 2,1 litros y un V6 3,2, todos en versión aspirada o sobrealimentada. Incluso, una aplicación central podría entregar tracción AWD.
Resultados
Desde Aramco señalan que si bien el precio de algunas piezas (como los rodamientos) serán más costosas que las de uso convencional, otros costos se reducirán al simplificar el armado del sistema motriz: un motor de tres cilindros solo tiene 175 piezas, a pesar de que los engranajes planetarios serán más complejos que en otras aplicaciones mecánicas. Sin embargo, las simulaciones señalan una eficiencia del 35 %, además de otros beneficios, como tamaño más compacto, peso más ligero y motores eléctricos más pequeños, entre otros.
Con las patentes de desarrollo recién ingresadas, será turno de Aramco para mostrarle al mundo este desarrollo y ver si logra transformar el futuro del motor térmico, lo que permitirá seguir usando combustible, pero en menor cantidad y de manera más eficaz. Todos ganan.
