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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. Por encima de esos valores, funciona
como un motor de gasolina normal, encendido por chispa.
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 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.
Los valores de potencia y par máximos no varían
con relación a un motor normal, ya que a plena carga
no funciona en modo HCCI. Volkswagen ha desarrollado este
prototipo para que funcione con gasolina de octano 95. |
