17 de septiembre de 2021

Uso de calor del motor de desecho en los motores de camionetas

Los fabricantes de automóviles están mejorando la economía de combustible al explotar un nuevo enfoque de control que usa el calor residual de los motores de los vehículos. Presentemente, hasta el 67% de la energía térmica producida en los motores de combustión interna, ya sea gasolina o diesel, se desperdicia. Por lo general, el tren motriz o el motor disipan el calor por convección, donde se llevan al circuito de refrigeración o se pierden del tubo de escape en los gases de escape.

Un equipo ligado de Chrysler y el Eje de Investigación Automotriz de la Academia Estatal de Ohio recientemente desplegó un enfoque práctico para maximizar la eficiencia del tren motriz y reducir el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono. Juntos, los ingenieros en la industria y la investigación, junto con los estudiantes, determinaron cómo capturar y distribuir efectivamente la energía térmica útil a la transmisión y los aceites del motor desde un punto de vista de controles, que requieren hardware adicional como un intercambiador de calor de transmisión y tuberías asociadas, y un nuevo software. El aceite de temperatura más alta es menos viscoso, por lo que se requiere menos torque para la operación y la transmisión y el motor pueden operar con eficiencias mecánicas más altas.

Los fabricantes de automóviles logran optimizar la economía de combustible seleccionando arquitecturas óptimas de circuitos de refrigerante, intercambiadores de calor y dispositivos de control de flujo. El objetivo de este trabajo era calentar los aceites del tren motriz rápidamente y funcionar a una temperatura ligeramente más alta sin potencia hidráulica adicional.

Primero precisamos entender cuánto calor estaba disponible en el tren motriz durante diversos ciclos de conducción y circunstancias de arranque en frío. Al simular los elementos térmicos que controlan el calor del tren motriz, como el termostato electrónico, los ventiladores de refrigeración, las contraventanas de la parrilla y la válvula de agua, establecieron la mejor manera de distribuir la energía disponible.

El dispositivo realizó simulaciones para esparcir la eficiencia del tren motriz y minimizar el consumo de inflamable en diversas condiciones de conducción, y probó su rumbo basado en modelos al entregar instrucciones de control a los actuadores que modulaban el calor del tren motriz en un vehículo de prueba.