La base de un automóvil moderno es su motor de combustión interna (ICE), y a pesar del desarrollo de fuentes de energía alternativas, el ICE tradicional conserva su superioridad debido a razones culturales, económicas y sociales. Entre 1994 y 2008, los motores de los automóviles experimentaron muchos cambios y mejoras, que afectaron positivamente su desempeño económico y ambiental. La lógica del desarrollo de motores de combustión interna se puede entender sobre la base de tendencias y patrones globales durante un cierto período de tiempo. Desde principios de los 90 en la industria automotriz, se han producido cambios radicales en el diseño debido a los nuevos materiales y los nuevos requisitos para el automóvil "global".
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El cambio en la proporción de modelos diesel a gasolina durante un período de 15 años ha contribuido a un aumento en el uso de automóviles diesel en el mundo, aunque este proceso no es el mismo y afectó principalmente a Europa occidental, donde la flota de automóviles diesel en algunos países creció del 25% al 70% . El diesel, que tiene una mayor eficiencia de combustible en comparación con los motores de gasolina, también tiene desventajas bien conocidas: potencia específica reducida, nivel de ruido relativamente alto, dificultad para reducir la toxicidad de los gases de escape, mayor costo de producción. Por lo tanto, la elección final entre un motor de gasolina y diesel para un automóvil de pasajeros sigue siendo controvertida. Es posible que la influencia de los estándares y requisitos ambientales para la economía de combustible de los motores de automóviles en los próximos 10-15 años conduzca a un enfoque técnico más cercano a los motores de gasolina y diesel, al tiempo que reduce la diferencia en el consumo de combustible y el costo de producción de este tipo de motores. Esto se evidencia por el desarrollo de DaimlerChycler en el concepto Mersedes Benz F700 con un motor en el que se realiza la ignición del gas por compresión, como en un motor diesel, lo que lo hace más económico para los motores diesel, debido al uso de un ciclo termodinámico más avanzado. Este motor implementa todas las tecnologías modernas de una década: inyección directa, turbocompresor controlado, relación de compresión variable y otros desarrollos recientes que proporcionan un consumo de combustible de 5 l / 100 km para un automóvil relativamente grande. El estudio de la tecnología de ignición a partir de la compresión de gasolina ahora ha abarcado a muchos fabricantes de automóviles, esto reúne la tecnología de motores diesel y de gasolina y crea las condiciones para crear un automóvil multicombustible.
Durante el período de 15 años, la filosofía de reducción de personal se ha fortalecido en la construcción moderna de motores, que dice que es mejor obtener más potencia de un volumen más pequeño que de uno más grande, ya que esto abre perspectivas para reducir la masa y el tamaño de la unidad de potencia, así como aumentar la eficiencia del combustible en los modos ralentí y cargas parciales. Este pensamiento moderno comenzó el proceso de reducir el volumen y el número de cilindros del motor, y ahora incluso la base de los motores de automóviles: los motores de combustión interna de 4 cilindros comenzaron a reducir el volumen de trabajo y se modernizaron en la dirección de la tecnología de "volumen de trabajo a pedido", que esencialmente convierte estos motores en 2- x cilindro. Los motores de los últimos años se han vuelto más diversos en cuanto al número de diseños en el compartimiento del motor: circuitos W, VR y en forma de V con diferentes ángulos de inclinación de bloque, así como motores en línea con un número impar de cilindros, pero todos estos esquemas generalmente no han afectado la mayor parte de los diseños. y solo construcción diversificada de motores. La base del motor de combustión interna sigue siendo el diseño del motor R.
El sistema de combustible también ha cambiado mucho. La era de los sistemas de carburadores y motores con inyección central ha pasado, y está siendo reemplazada por una inyección distribuida y una directa. A principios de siglo, comenzó una nueva ronda de desarrollo de sistemas de inyección de combustible, basada en el uso de circuitos electrónicos fundamentalmente nuevos para la inyección directa de combustible, y su uso está creciendo, a pesar de la complejidad y la exigente calidad del combustible para estos motores. La mayoría de los motores de combustión interna de diseño moderno todavía usan inyección distribuida, que continuará mejorando, mejorando la regulación de la formación de vórtices en la entrada y la calidad de la atomización del combustible, ya que existen considerables posibilidades a este respecto, dado el desarrollo de tecnologías.
El sistema de suministro de combustible diesel también ha evolucionado recientemente. Para los motores diesel, el factor más importante que determina el rendimiento del proceso de trabajo es el esquema de formación de mezcla utilizado. El uso de motores diésel en automóviles comenzó con estructuras pre-cámara y cámara de Foucault (cámaras de combustión separadas). Sin embargo, debido a una serie de deficiencias fundamentales de estos esquemas de mezcla, así como al desarrollo en el campo de los motores diesel con cámaras no divididas, en los últimos años ha habido una tendencia a utilizar la inyección directa de combustible. El desarrollo de la inyección directa estuvo influenciado por el desarrollo del sistema de suministro de combustible Common Rail, que permitió ampliar la gama de modificaciones y modelos de motores diesel. El desarrollo posterior del sistema Common Rail está asociado con un aumento adicional de la presión de combustible en el rail de combustible (180 ... 200 MPa), la optimización del proceso de inyección de combustible y la reducción del ruido y la toxicidad de los gases de escape.
Bajo la influencia de la amenaza del agotamiento de los recursos petroleros y el endurecimiento de las normas ambientales para los motores de combustión interna, la mayoría de los fabricantes de automóviles en el desarrollo de nuevos modelos priorizan la alta eficiencia del combustible y el respeto al medio ambiente. Los indicadores de potencia ahora ocupan el tercer lugar en la lista de prioridades (excepción solo para modelos deportivos). Es por eso que el poder de los autos en masa no está creciendo tanto como antes de principios de los 90. Los cambios en el sistema de distribución de gas en los últimos años muestran que el esquema de 4 válvulas se está convirtiendo en el estándar para los automóviles debido a sus ventajas obvias, y los sistemas de 3 y 5 válvulas siguen siendo una rara excepción a la regla. El número de automóviles que usan motores de refuerzo también está creciendo. La base de la presurización moderna es la turboalimentación en diversas variaciones, así como en combinación con la presurización mecánica. Cabe señalar que casi todos los motores con inyección de gasolina distribuida tienen tuberías de admisión sintonizadas que proporcionan presurización dinámica de gas. Al mismo tiempo, las tuberías con geometría variable se utilizan cada vez más, lo que permite lograr configuraciones de admisión óptimas en diversas condiciones de funcionamiento. El uso de turbocompresor fue especialmente pronunciado en los motores diesel, y con el desarrollo de la tecnología boost, los enfriadores de aire de carga (intercoolers) comenzaron a usarse para aumentar la eficiencia. Ahora el uso de intercoolers se ha convertido en la regla para la mayoría de los motores sobrealimentados.
El potencial de ICE para el período comprendido entre los años 90 y nuestro tiempo está tratando principalmente de expandirse aumentando la eficiencia en cargas inactivas y parciales, que constituyen la mayor parte del tiempo usando un automóvil moderno. El sistema de control de sincronización de válvulas que regula las fases de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape utilizando los cambiadores de fase instalados en los árboles de levas ha encontrado una amplia aplicación. Los primeros modelos de cambiadores de fase eran principalmente hidráulicos y regulaban el funcionamiento de las válvulas de admisión, pero los últimos modelos ya son eléctricos, lo que aumenta la velocidad y la eficiencia, y también regulan tanto las válvulas de admisión como las de escape. La desventaja del control de fase usando cambiadores de fase montados en el árbol de levas fue un cambio gradual en la sincronización de la válvula, que sirvió como razón para el desarrollo de sistemas para el control de sincronización de la válvula continuamente variable. El primer sistema de este tipo fue BMW Valvetronic, que controlaba las fases regulando continuamente el cambio en la altura de las válvulas de admisión (gracias a este sistema, ¡era la primera vez que creaba un ICE de gasolina sin acelerador!). Pronto, tecnologías similares fueron dominadas por Nissan (VVEL) y Toyota (Valvematic). Pero el desarrollo más avanzado fue introducido por FIAT bajo el nombre de MultiAir. El sistema MultiAir utiliza un árbol de levas para las válvulas de entrada y salida, y la acción de entrada de las levas se realiza a través de un sistema electrohidráulico especial que le permite controlar la entrada de cada válvula individualmente. El desarrollo de tecnologías de distribución de gas permitió desarrollar ideas para el tamaño del motor modular, que apareció por primera vez en automóviles con un gran volumen y número de cilindros: este sistema ahorró combustible al deshabilitar parte de los cilindros de la operación a carga parcial, y ahora es posible utilizar esta tecnología en motores de pequeño volumen y Número de cilindros.
Los motores de automóviles modernos ahora se han vuelto más perfectos gracias a los nuevos materiales en su fabricación y a un cálculo y estudio más profundo de los procesos que ocurren en el motor de combustión interna, lo que dio como resultado una reducción de las pérdidas por fricción y pérdidas de la bomba dentro del motor. La introducción del principio de cambiar la potencia de las unidades de accionamiento del motor, según la necesidad, permitió reducir los costos de energía de conducir la bomba de aceite y la bomba de agua del motor de combustión interna, así como apagar el generador durante la aceleración y encenderlo al frenar, dependiendo de la posibilidad y la necesidad de esto.
El período desde el comienzo de los años 90 hasta nuestros días puede llamarse legítimamente el período de transición de estructuras mecánicas complejas de la simbiosis de diversas tecnologías a la electrificación de todas las unidades auxiliares posibles en un automóvil para lograr la mayor eficiencia energética.
PD: Si describe brevemente la esencia de todo lo anterior, significa que la cantidad de tecnologías introducidas por primera vez desde los años 90 no aumentó las capacidades del automóvil en ocasiones, sino que solo permitió alcanzar una serie de objetivos intermedios. Fue la transición posterior a la introducción de componentes eléctricos en los ICE lo que dio un resultado cualitativamente mejor, sin complicar el diseño, al tiempo que logró los mismos objetivos que los sistemas mecánico-hidroneumáticos en los ICE.