Motor cerámico

Un motor cerámico es un motor de combustión interna fabricado con materiales cerámicos especialmente diseñados . Los motores cerámicos permiten la compresión y expansión de gases a temperaturas extremadamente altas sin pérdida de calor ni daños en el motor. ^{[ 1 ]} Los motores cerámicos, como prueba de concepto, se popularizaron gracias a estudios exitosos a principios de las décadas de 1980 y 1990. En condiciones de laboratorio controladas, los motores cerámicos superaron a los motores metálicos tradicionales en términos de peso, eficiencia y rendimiento. Los motores totalmente cerámicos se consideraban el siguiente avance en la tecnología de motores del futuro, pero aún no han entrado en el mercado automotriz debido a problemas de fabricación y económicos. ^{[ 2 ]}

Tras la crisis energética de la década de 1970 , se inició la investigación sobre motores diésel más eficientes , lo que dio lugar a un nuevo mercado para vehículos de bajo consumo. Un nuevo diseño de motor de turbina de gas prometía una alta eficiencia térmica, pero requería un material capaz de soportar temperaturas de 1370 °C (2500 °F) . El calor extremo impedía el uso de materiales fácilmente disponibles, como metales , superaleaciones y compuestos de carbono . En consecuencia, centros de investigación financiados por el gobierno en Estados Unidos , Japón , Alemania y el Reino Unido experimentaron con la sustitución de metales por cerámica. La alta resistencia al calor de la cerámica allanó el camino hacia el primer uso comercial de motores de turbina de gas, cuyos éxitos dieron lugar a la idea de un motor totalmente cerámico. ^{[ 1 ] [ 3 ]}  

Entre 1985 y 1989, Nissan , en colaboración con NGK , produjo el primer turbocompresor cerámico del mundo , que posteriormente debutó en el Fairlady Z 200ZR de 1985. ^{[ 1 ] [ 4 ]} Isuzu desarrolló un motor diésel cerámico que utilizaba cerámica para los pistones, los anillos de pistón y las ruedas del turbocompresor. ^{[ 5 ]} Isuzu también desarrolló un motor que utilizaba camisas de cilindro hechas de materiales cerámicos como el nitruro de silicio . Isuzu también utilizó cerámica para las válvulas de admisión y escape, el colector de escape, la carcasa del turbocompresor, los árboles de levas, el aislamiento térmico y los balancines. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Las predicciones para un motor turbocompuesto adiabático (un motor teóricamente eficiente en cuanto al calor) se consideraban plausibles con el uso de material cerámico técnico. Un artículo técnico de Roy Kamo de 1987 predijo que la producción en masa de dichos motores se produciría en el año 2000. Sin embargo, estas predicciones se basaban en la creencia de que la cerámica superaría "la metodología de diseño, el proceso de fabricación, el coste de mecanizado y el control de calidad de la producción en masa necesarios para la producción a gran escala". ^{[ 9 ]}

Actualmente, los motores cerámicos no son viables para la producción en masa. Las piezas grandes, como el bloque del motor , pueden ser difíciles de fabricar con cerámica debido a su fragilidad y rigidez.

En 1982, Isuzu probó un automóvil con un motor totalmente cerámico cerca de la bahía de Kinko . ^{[ 10 ]}

En 1988, Toyota introdujo un motor cerámico en su Crown , ^{[ 11 ]} así como en su prototipo GTV (Gas Turbine Vehicle) . ^{[ 12 ]}