Articulo de referencia

Poder de Achates

Achates Power es un desarrollador estadounidense de motores de encendido por compresión de dos tiempos y pistones opuestos para su uso en vehículos comerciales y de pasajeros. C...

Achates Power es un desarrollador estadounidense de motores de encendido por compresión de dos tiempos y pistones opuestos para su uso en vehículos comerciales y de pasajeros. Con sede en San Diego, California , la empresa fue fundada en 2004 por James U Lemke . [ 1 ]

Según Achates Power, su motor de dos tiempos con pistones opuestos ha demostrado un aumento en la eficiencia del combustible con niveles de emisiones del motor suficientes para cumplir con las regulaciones de emisiones por el tubo de escape. [ 2 ] [ 3 ]

En 2018, Achates Power recibió $6,994,601 de la Junta de Recursos del Aire de California para la demostración en carretera del motor de pistones opuestos Clase 8 para servicio pesado. [ 4 ] El objetivo del programa era demostrar que un motor diésel de servicio pesado podía cumplir con los requisitos de emisiones ultrabajas de NOx de California al tiempo que aumentaba la eficiencia del combustible. Se instaló un motor de pistones opuestos de servicio pesado de 10.6 L en un tractor Peterbilt 579 y se operó en la flota de Walmart Corporation. El motor demostró la capacidad de cumplir con todas las regulaciones de emisiones de NOx de 2027 promulgadas tanto por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos como por la Junta de Recursos del Aire de California, incluidas las nuevas regulaciones para operación a baja carga y uso fuera de ciclo. Además, el motor demostró la capacidad de cumplir con las regulaciones de la Fase 2 de Gases de Efecto Invernadero de la EPA de 2027 y aumentó la eficiencia hasta en un 21 % en comparación con un camión de referencia. Además, utilizando el protocolo de envejecimiento acelerado del sistema de postratamiento en el Instituto de Investigación del Suroeste, el motor demostró su capacidad para cumplir con las regulaciones CARB de 2027 hasta una vida útil completa de 800 000 millas. Cabe destacar que estos resultados se lograron con un sistema de postratamiento convencional, ubicado bajo el piso, que consta de un catalizador de oxidación diésel, un filtro de partículas diésel, una reducción catalítica selectiva y un catalizador de deslizamiento de amoníaco. No se requirió tecnología adicional de control de emisiones para lograr los niveles ultrabajos de NOx. [ 5 ] En 2025, la empresa publicó un documento técnico en el Congreso Mundial de la SAE que resumía estos resultados. [ 6 ]

En diciembre de 2012, la empresa anunció que había sido seleccionada como subcontratista de AVL Powertrain Engineering, Inc. para construir el motor de combate de próxima generación para el Ejército de los EE. UU. [ 7 ] Menos de un año después, en octubre de 2013, Achates Power y Fairbanks Morse Engine firmaron un acuerdo de desarrollo conjunto y licencia para reducir las emisiones y el consumo de combustible de los motores de pistones opuestos de combustible dual y propiedad de Fairbanks Morse. [ 8 ] En 2017, Cummins anunció que, junto con Achates Power, había sido seleccionada por el Ejército de los EE. UU. para desarrollar el Advanced Combat Engine de 1000 hp basado en la tecnología de pistones opuestos desarrollada por Achates Power. [ 9 ] El Ejército de los EE. UU. describe el Advanced Combat Engine como un "motor de alta eficiencia y densidad de potencia que permite la expansión de las capacidades de los vehículos terrestres militares más allá del potencial actual o pasado con la próxima generación de potencia de propulsión". [ 10 ]

Achates Power es una empresa privada respaldada por Sequoia Capital , RockPort Capital Partners, Madrone Capital Partners, Triangle Peak Partners e Interwest Partners.

Motor

El motor de pistones opuestos Achates Power se basa en la arquitectura de pistones opuestos popularizada por los motores de aviación Junkers Jumo 205/207 desarrollados en la década de 1930. El diseño coloca dos pistones por cilindro, que trabajan en movimiento alternativo opuesto. Esto elimina piezas como la culata y el tren de válvulas, mejorando la eficiencia general del motor, ya que estos componentes se consideran los principales responsables de las pérdidas de calor y fricción. [ 11 ] [ 12 ] La culata y el tren de válvulas también se encuentran entre los elementos más complejos y costosos de los motores convencionales. El ciclo de dos tiempos potencia las ventajas de eficiencia de la arquitectura de motor de pistones opuestos. Con este ciclo, cada evento de combustión es más corto en duración y, por lo tanto, más cercano al momento óptimo en comparación con los motores de cuatro tiempos . Los motores de dos tiempos también son más pequeños en cilindrada y tamaño en comparación con los motores de cuatro tiempos para un rendimiento similar. [ 11 ]

Si bien el desarrollo de los motores históricos de pistones opuestos cesó para su uso en aplicaciones de automóviles y camiones en carretera con la introducción de las normas de emisiones modernas , [ 11 ] Achates Power dice que ha patentado muchas modificaciones a la arquitectura original [ 13 ] para cumplir con las normas actuales.

En 2025, Achates Power publicó un artículo, junto con investigadores de los Laboratorios Nacionales de Argonne, que describe los resultados de la combustión de hidrógeno por encendido por compresión de inyección directa en un motor de pistones opuestos de un solo cilindro de Achates Power en los Laboratorios Nacionales de Argonne. [ 14 ] En condiciones de baja carga, se logró un encendido por compresión de carga parcialmente premezclada estable. A velocidades y cargas más altas del motor, se logró una combustión controlada por mezcla similar a la combustión diésel. Se logró una eficiencia térmica indicada de hasta el 47 %.

Afirmaciones sobre la reducción de emisiones

Achates afirma que su motor de pistones opuestos de dos tiempos puede lograr menores emisiones de óxidos de nitrógeno ( NO x ) que un motor de cuatro tiempos equivalente por varias razones. [ 15 ] Por ejemplo:

Cronograma de desarrollo

2004: James Lemke funda la empresa con la inversión del difunto John Walton , hijo de Sam Walton , fundador de Wal-Mart Stores, Inc. 2005: Comienzan las pruebas del motor en la celda de pruebas interna de la empresa 2007: Ronda de capital de riesgo Serie A liderada por Sequoia Capital con inversiones de RockPort Capital Partners, Madrone Capital Partners e InterWest Partners; la empresa recibe un contrato de DARPA para diseñar un motor UAV ligero y compacto 2008: Se completan 500 horas de pruebas 2009: Se pone en marcha la segunda celda de pruebas de la empresa; Ronda de capital de riesgo Serie B liderada con el nuevo inversor, Triangle Peak Partners 2010: El motor pasa la prueba de durabilidad cíclica de 50 horas de la OTAN; se completan más de 1000 horas de pruebas; se agrega un banco de pruebas adicional a las instalaciones de la empresa 2011: Se completan más de 2500 horas de pruebas 2012: Primer encendido del motor A48 de pistones opuestos, doble cigüeñal y tren de engranajes rectos de la empresa; La empresa supera las 3600 horas de tiempo total de prueba; junto con AVL Powertrain Engineering, Inc., Achates Power es seleccionada por el Ejército de los EE. UU. para desarrollar un motor de combate de próxima generación 2013: Achates Power es seleccionada para el premio Frost & Sullivan 2013 North American New Product Innovation Award en el mercado de motores para vehículos comerciales medianos y pesados; la empresa supera las 4500 horas de tiempo total de prueba; la empresa es nombrada primera finalista en el premio "Energy Security Prize" de Securing America's Future Energy (SAFE); Fairbanks Morse Engine firma un acuerdo de desarrollo conjunto y licencia con Achates Power 2014: el motor de Achates Power supera las 5000 horas de pruebas en dinamómetro ; la empresa publica los resultados de un estudio de motores diésel ligeros que compara su motor con un referente de motores diésel de próxima generación [ 16 ]

2015: La empresa recibe un contrato militar de 14 millones de dólares del Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería de Vehículos Blindados del Ejército de los EE. UU. para ayudar en el desarrollo del "futuro vehículo de combate" del Ejército [ 17 ].

Referencias

  1. "Acerca del poder de Achates" .
  2. Regner, G.; Callahan, B.; Dion, E.; Herold, R.; Johnson, D.; McIntyre, S.; Redon, F.; Wahl, M. (diciembre de 2011). "El motor de dos tiempos de pistones opuestos Achates Power: resultados de rendimiento y emisiones en una aplicación de servicio medio" . SAE International Journal of Engines . 4 (3): 2726– 2735. Bibcode : 2011SAEJE..04.2726R . doi : 10.4271/2011-01-2221 .{{cite journal}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  3. Berg, Tom; Lockwood, Rolf; Park, Jim (12 de enero de 2012) “Motores del mañana: ¿Para qué tipos de motores venderá repuestos en el futuro?”, Heavy Duty Trucking
  4. "LCTI: Demostración en carretera de un motor de pistones opuestos de clase 8 para vehículos pesados" . Junta de Recursos del Aire de California . Consultado el 9 de junio de 2025 .
  5. "Resumen de rendimiento y emisiones de motores diésel de servicio pesado con pistones opuestos" (PDF) . Achates Power, Inc. Consultado el 9 de junio de 2025 .
  6. Kale, Vaibhav; Bako, Zoltan (abril de 2025). Lograr emisiones ultrabajas de NOx y cumplir con el requisito de vida útil completa para la regulación de CO2 de la fase 2 de CARB 2027 sobre NOx y GHG 2027 con un motor de 2 tiempos de pistones opuestos y un ATS convencional (Informe técnico). SAE. doi : 10.4271/2025-01-8391 . 2025-01-8391.
  7. Ponticel, Patrick (19 de diciembre de 2012) “El Ejército de EE. UU. selecciona a AVL y Achates Power para un motor de nueva generación”, SAE Automotive Engineering International Online
  8. Zoia, David (2 de enero de 2014) “Achates encuentra tracción con un motor de pistones opuestos”, WardsAuto.com
  9. Bolig, Randy (26 de enero de 2023). "El motor de combate avanzado de Cummins revoluciona la combustión diésel" . Diesel Army . Consultado el 4 de junio de 2025 .
  10. "Motor de combate avanzado" (PDF) . Comando de desarrollo de capacidades de combate del Ejército de EE. UU. – Centro de sistemas de vehículos terrestres. OPSEC3440 . Consultado el 4 de junio de 2025 .
  11. 1 2 3 Flint, Martin; Pirault, Jean-Pierre (octubre de 2009) Motores de pistones opuestos: evolución, uso y aplicaciones futuras, ISBN 978-0-7680-1800-4
  12. Foster, D.; Herold, R.; Lemke, J.; Regner, G.; Wahl, M. (2011). "Beneficios termodinámicos de los motores de dos tiempos con pistones opuestos" . Serie de documentos técnicos de la SAE . Vol. 1. PA: SAE International. doi : 10.4271/2011-01-2216 . 
  13. "Inicio" . patentdocs.org .
  14. Huo, Ming; El-Hannouny, Essam; Longman, Douglas (abril de 2025). Estudio experimental de la combustión de hidrógeno por encendido por compresión de inyección directa en un motor de dos tiempos de pistones opuestos (OP2S) (Informe técnico). SAE. doi : 10.4271/2025-01-8430 . 2025-01-8430.
  15. "Las diez razones principales* por las que el motor de pistones opuestos tiene bajas emisiones de NOx de forma natural - *Actualizado con una undécima razón" . 27 de julio de 2018.
  16. Sitio web de Achates Power. "Cronología del diseño del motor" . Archivado del original el 13 de mayo de 2013.
  17. "Achates Power gana un proyecto de motores militares de 14 millones de dólares" . www.prnewswire.com (Comunicado de prensa) . Consultado el 5 de noviembre de 2015 .
  • Sitio web oficial de Achates Power
  • Perspectivas para la modernización de los motores de combustión , Bloomberg TV. 21 de septiembre de 2011.
  • Las empresas emergentes trabajan para reinventar el motor de combustión , New York Times. 30 de marzo de 2011.
  • 25 empresas a tener en cuenta en el sector de la tecnología energética , Bloomberg Businessweek. 14 de julio de 2009.
  • 8 tendencias en tecnología verde a tener en cuenta , CNN Money. 11 de mayo de 2011.
  • Motores económicos y de alto rendimiento de combustible... Pero... , Automotive News. 5 de marzo de 2012.
  • Un motor que consume un tercio menos de combustible... , MIT Technology Review. 14 de enero de 2013.
  • Sitio web de motores de pistones opuestos