Motor INNEngine: ¿Qué es? ¿Cómo funciona? Ventajas, partes…

Partes del Motor INNEngine

INNEngine es un motor diseñado y desarrollado por españoles, que está llamado a ir un paso más allá en las capacidades obtenidas hasta la fecha con los motores de combustión.

Se trata de una combinación de tecnologías, que le confieren las ventajas de los motores de dos tiempos, de cuatro tiempos e incluso lo vuelven comparable con los motores eléctricos en algunos factores. De ahí que esté demostrando un potencial mayor de lo que estamos acostumbrados en cuanto a rendimiento, eficiencia y emisiones.

¿Qué es el motor INNEngine?

Se trata de un motor de pistones opuestos de la empresa granadina INNEngine SL. Por lo tanto, su funcionamiento es muy parecido al habitual en los motores de dos tiempos, pero sin el típico inconveniente del exceso de emisiones. Esto se debe a que no necesita mezclar el aceite con el combustible para lubricarse. Lo que propició la casi desaparición de los motores de dos tiempos con el endurecimiento de la normativa.

Motor INNEngine real

Además, el INNEngine es un motor sin cigüeñal porque transforma el movimiento longitudinal de los pistones en circular mediante unos platos de levas y unos seguidores. Como verás en el apartado de Ventajas, esto le permite ser mucho más sencillo y con una forma cilíndrica compacta.

Este motor completa el ciclo en un solo tiempo o, lo que es lo mismo, en solo 180º de giro del motor. De ahí que haya cierta controversia en si llamarlo de dos tiempos o directamente de uno. Es más, según sus creadores si se construyese un modelo más grande, se podría completar el ciclo en 60º de giro del motor o incluso en solo 45º. Sería cuestión de tener unos discos de levas con más elevaciones y valles, con lo que se conseguiría pocas revoluciones y un par enorme.

¿Cómo funciona?

Para entender como funciona este motor hay que saber en qué consisten cada una de las tecnologías que lo conforman:

Pistones opuestos

En lugar de tener un solo pistón por cada cámara de combustión, el motor INNEngine tiene uno por cada lado de la cámara. De tal forma que se desplazan dos pistones con una sola detonación de combustible. En total, la versión actual está compuesta de cuatro cámaras de combustión colocadas en horizontal y dos pistones en cada una, para sumar un total de ocho pistones.

Motor de pistones opuestos

Se trata de un diseño que se lleva usando en maquinaria pesada militar muchas décadas. Sin embargo, a pesar de su gran eficiencia y pocas emisiones no se ha utilizado en el sector de la automoción por su mayor tamaño, al tener dos cigüeñales, dos pistones por cilindro con sus correspondientes bielas y otros componentes por duplicado.

Sin embargo, en el motor INNEngine los problemas de espacio y costes se reducen por su inteligente diseño. En lugar de tener los cilindros en línea, como suelen estar en los motores de pistones opuestos, este motor los tiene colocados en horizontal y formando un cuadrado. De ahí que pueda tener una forma cilíndrica mucho más compacta.

Platos de levas o platos sinusoidales

Al tener esta forma cilíndrica, el paso del movimiento lineal de los pistones al circular no se puede hacer mediante el típico cigüeñal. Por eso, lleva dos platos de levas en los extremos, que no son otra cosa que discos con elevaciones y valles que usarán los pistones para forzarlos a girar. En el siguiente vídeo puedes ver cómo funciona de forma clara y sencilla:

Como puedes ver, los pistones empujan el plato mediante unos seguidores cuando la pendiente que pasa por él ya tiende a bajar. Además, cada plato tiene dos elevaciones colocadas diametralmente opuestas. Así que los pistones diametralmente opuestos en el bloque las empujarán al mismo tiempo.

Como se trata de un motor de pistones opuestos, por el otro lado del motor se realiza el mismo proceso en el otro plato de levas. Por eso, siempre que se produce un empuje, es aplicado por cuatro pistones al mismo tiempo. Dos por un lado y dos por el otro. Lo que como verás en el apartado de Ventajas le confiere un equilibrio perfecto. Además, con este sistema la presión contra los platos que hace girar al motor se divide entre cuatro puntos y la fricción que provocaría el desgaste se minimiza.

Los encargados de que los pistones vuelvan a entrar en los cilindros son otros platos de levas más pequeños. Unos discos con las elevaciones y valles opuestas, que forman parte de la misma pieza que los otros platos de levas.

Distribución y relación de compresión variables

El motor INNEngine tiene distribución variable para regular el momento en que se deja entrar el aire a las cámaras de combustión y por cuánto tiempo se mantiene abierta. Así puede adaptarse a las necesidades inherentes a cada régimen de revoluciones y carga.

Su relación de compresión también es variable, para conseguir la máxima eficiencia tanto en altas cargas como en bajas. Es decir, cuando se le mete mucha mezcla de aire y combustible a las cámaras de combustión y cuanto se le mete poca.

Para entender esto, hay que saber que la relación de compresión óptima es alta cuando se le mete poca mezcla a la cámara de combustión y baja cuando se le mete mucha. En el siguiente vídeo puedes ver bien en que consiste esta tecnología, aunque sea en un motor de cuatro tiempos convencional:

A parte de esto, su distribución en general funciona de la siguiente manera: abre el escape siempre antes que la admisión para que se produzca el escape espontáneo. El escape cierra antes de la admisión, al contrario que en los motores tradicionales, para evitar que se tengan pérdidas por la lumbrera de escape y para aprovechar la inercia de la vena de gas.

Lumbreras de admisión y escape

Al tratarse de un motor de pistones opuestos, la admisión y escape no se realiza mediante válvulas, los árboles de levas que las abren y otras sincronizaciones. Funciona como un motor de dos tiempos en el sentido de que son los pistones los que tapan y destapan las lumbreras por donde entran la mezcla de aire y combustible (admisión) y salen los gases (escape).

En lo que no funciona como un motor de dos tiempos es en cuanto a la lubricación, que no requiere mezclarse con el combustible con el consiguiente aumento de emisiones. En este apartado funciona como un motor de cuatro tiempos, así que los pistones tienen segmentos de lubricación y compresión.

Tal como lo describen los responsables de INNEngine SL, los segmentos de compresión superan las lumbreras de admisión y escape, pero los segmentos de engrase no lo hacen nunca. Además, las cabezas del pistón no friccionan contra las paredes del cilindro, pero si los cuerpos, que son los que van especialmente lubricados.

Ventajas del Motor INNEngine

Las ventajas del motor INNEngine

Compacto y ligero, ¿cuánto pesa?

Al usar platos de levas y seguidores, se eliminan los cigüeñales, las bielas y otros componentes necesarios para hacerlos girar. De esta forma, el motor es mucho más pequeño y ligero que uno de cuatro tiempos. A esto también contribuye que las parejas de pistones están colocadas formando un cuadrado y en posición horizontal, dándole al bloque una forma cilíndrica muy compacta.

La siguiente versión de este motor pesará solo 35 kg a pesar de que mantendrá el cubicaje de 500 cc. Lo que es un peso extremadamente reducido comparado con los motores actuales.

Sencillo

Al ser un motor de pistones opuestos, no tiene válvulas, árboles de levas y los elementos de sincronización necesarios para ellos. Esto se debe a que la admisión y el escape se realiza mediante sus correspondientes lumbreras, que son tapadas o destapadas por los propios pistones (igual que en un motor de dos tiempos convencional).

Artículo relacionado:
El motor de dos tiempos

Bajas emisiones

Como te hemos mencionado antes, funciona como un motor de dos tiempos en cuanto al uso de lumbreras, pero su lubricación es como la de uno de cuatro tiempos (menos emisiones). Es decir, que tiene segmentos de lubricación iguales a los de éste último tipo de motor. Además, el hecho de que sea de pistones opuestos, permite una combustión muy buena gracias a los efectos Swirl y Tumble. Es decir, que la mezcla se mueve en forma de remolino dentro del cilindro. Por eso, es muy buena opción para extensor de autonomía para coches eléctricos.

Como puedes ver en la siguiente imagen, el motor INNEngine también podría usarse en el futuro con Gas Licuado del Petroleo (GLP) o LPG en inglés. Un combustible que reduciría aún más su nivel de emisiones.

El motor INNEngine se está desarrollando para funcionar como extensor de autonomía (Range Extender)

Alto rendimiento, ¿cuánta potencia tiene?

Según sus diseñadores, el INNEngine puede dar el doble de empuje que un dos tiempos y el cuádruple de un cuatro tiempos. A principios de 2020 ya estaban consiguiendo 155 Nm con un motor de 500 cc desde 800 rpm. A lo que contribuye en gran medida que por cada vuelta del motor ya se han completado dos ciclos completos.

INNEngine SL todavía no está en la fase de desarrollo adecuada para dar cifras definitivas de potencia, consumo o emisiones. Sin embargo, sí que adelantaron que con los 0.5 litros de cilindrada podrían conseguir un rendimiento similar al de un motor de 2.0 litros.

Muy buen equilibrio

Debido a su funcionamiento y configuración, sus masas siempre están equilibradas. Así que no tiene vibraciones y su rumorosidad es mínima. Lo que le permitirá una comodidad muy alta para el usuario, ya se use como motor principal o como generador de un sistema Range Extender (Extensor de Autonomía). La regularidad de su empuje es similar a la de un motor V8.

Eficiente

Según sus creadores el INNEngine podrá conseguir unos niveles de eficiencia muy altos, precisamente por la combinación de tecnologías que aglutina. Especialmente por la arquitectura de pistones opuestos, la relación de compresión y distribución variables y a su reducido peso.

Además, como la fase compresión y expansión se produce en la mitad de tiempo, tiene la ventaja de que los gases tienen menos tiempo para calentar las paredes del cilindro y para perder estanqueidad por los segmentos de compresión. Por lo que aprovecha muy bien la energía.

Partes del Motor INNEngine

Partes

El motor INNEngine tiene una arquitectura muy particular, aunque utiliza piezas propias de los motores de dos tiempos y de cuatro tiempos. A continuación te exponemos sus partes principales para que entiendas mejor su funcionamiento:

  • bloque cilíndrico horizontal que alberga las cámaras de combustión dispuestas formando un cuadrado
  • pistones con segmentos de compresión y de lubricación como en un motor de cuatro tiempos.
  • seguidores: son los ruedines que van apoyados contra los platos de levas para transformar el movimiento lineal en circular
  • platos de levas: unos discos con montañas y valles que reciben el movimiento de los pistones para girar
  • inyección indirecta. Aunque en el futuro quieren que funcione mediante inyección directa.
  • sistema de refrigeración: la refrigeración envuelve todo el bloque. Entra por la parte inferior y sale por la superior. Los responsables del motor INNEngine sostienen que consiguen un salto de temperatura en entre 1 y 2 grados entre la entrada y la salida. Como se tiende a generar más calor en la parte cercana al escape que en la de admisión, los porcentajes de flujo no son iguales en ambos extremos del motor.
  • sistema de lubricación: el sistema de lubricación está muy separado del de refrigeración. El bloque es un cilindro, así que no hay culata ni junta de culata, por lo que no puede haber comunicación entre el aceite y el anticongelante por el motor.
  • turbo: aunque actualmente trabajan con un nivel de compresión muy bajo: 1,15 o 1,2 bar.
Artículo relacionado:
Sistemas de inyección

Aplicaciones que tendrá el INNEngine

Aunque teóricamente podría usarse para casi cualquier función, el motor INNEngine se está enfocando principalmente hacia dos aplicaciones: por un lado, se está desarrollando una versión de 500 cc que trabajará como generador para ampliar la autonomía de coches eléctricos o híbridos. Por el otro una versión más pequeña de 125 cc para el aeromodelismo o los Karts.

Según sus creadores, su uso como generador de un sistema Range Extender es en el que más se está implicando la empresa INNEngine SL. Para lo que no tendría que funcionar a niveles tan exigentes como en un motor que mueva el coche. Actualmente se les está pidiendo 40 CV a 2.500 rpm.

A día de hoy, dentro de la escala Technology Readiness Levels (TRLS) o Niveles de Madurez Tecnológica, están entre el nivel 4 y 5. Es decir, a punto de pasar a las pruebas fuera de laboratorio.

El futuro del motor INNEngine

Según Juan Garrido Requena, principal responsable del diseño del motor, también están trabajando en la aplicación de la combustión externa para complementar su motor INNEngine (de combustión interna). Aunque funcionaría con cualquier tipo de propulsor.

Un motor de combustión externa es el que convierte la energía calórica, obtenida en una combustión externa a él, en energía mecánica. Por ejemplo, una máquina de vapor. Así se podría aprovechar el calor del Motor INNEngine para generar más energía, en lugar de simplemente disiparlo como se ha hecho tradicionalmente.

Según lo describió Garrido, en una entrevista en el canal de Youtube de Juan Francisco Calero: con esto conseguirían “que cada motor tenga su propia pequeña central térmica de ciclo combinado”. El aprovechamiento de la energía sería mucho mayor que el obtenido hasta le fecha.


Sé el primero en comentar

Deja tu comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

*

*

  1. Responsable de los datos: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalidad de los datos: Controlar el SPAM, gestión de comentarios.
  3. Legitimación: Tu consentimiento
  4. Comunicación de los datos: No se comunicarán los datos a terceros salvo por obligación legal.
  5. Almacenamiento de los datos: Base de datos alojada en Occentus Networks (UE)
  6. Derechos: En cualquier momento puedes limitar, recuperar y borrar tu información.