Motor de combustión controlada

El término «motor de combustión controlada» (CCE, por sus siglas en inglés) es utilizado por TechViki, una empresa de diseño de motores, para identificar un tipo de motor de combustión interna (MCI) experimental diseñado por Brad Howell-Smith . Este motor utiliza dos levas que giran en sentido contrario en lugar de un cigüeñal . Los pares de cilindros se disponen en oposición, formando un motor bóxer plano o un motor en X.

La idea surgió en 1995 durante la fase REM del sueño de Howell-Smith, un ingeniero automotriz residente en Australia. Diseñó cinco configuraciones de motor diferentes con variaciones en cada una y fundó Revolution Engine Technologies Pty Ltd en 1996 con un presupuesto de 2000 dólares australianos. El primer prototipo funcional fue construido por su suegro, Peter Koch, en el garaje de Howell-Smith. Howell-Smith fundó una empresa llamada Revetec Limited y estableció un centro de investigación y desarrollo en Sídney. El prototipo se exhibió en el Salón Internacional del Automóvil de Sídney de 1996, lo que dio a conocer el diseño al público. Se comenzó a trabajar en un segundo prototipo destinado a generadores y bombas; sin embargo, el interés mostrado por el mercado automotriz de Oriente Medio desvió la atención hacia las aplicaciones automotrices.

El diseño del motor Revetec ^{[ 1 ]} consta de dos levas trilobuladas (de tres lóbulos) que giran en sentido contrario y están engranadas entre sí, de modo que ambas contribuyen al movimiento hacia adelante. Dos cojinetes recorren el perfil de ambas levas (cuatro cojinetes en total) y permanecen en contacto con ellas en todo momento. Los cojinetes están montados en la parte inferior de los dos pistones interconectados, que mantienen la holgura deseada durante toda la carrera.

Las dos levas giran y elevan el pistón con un movimiento de tijera hasta los cojinetes. Una vez en la parte superior de la carrera, se inyecta la mezcla de aire y combustible. Esta es la carrera de potencia durante la cual se alcanza la máxima ventaja mecánica después de que el pistón se haya movido aproximadamente un 5 % de su recorrido desde el punto muerto superior (aprox. 10° ATDC), lo que aprovecha mejor las altas presiones del cilindro en este punto del ciclo. En comparación, un motor convencional alcanza su máxima ventaja mecánica después de que el pistón se haya movido aproximadamente un 40 % de su recorrido desde el punto muerto superior (aprox. 60° ATDC). Un efecto secundario de esto es que un CCE puede funcionar al ralentí a RPM mucho más bajas .

Debido a que el conjunto del pistón se mueve en una sola dimensión (a diferencia de un motor con bielas ), se minimiza el contacto con la pared del cilindro, lo que reduce el desgaste y las necesidades de lubricación. Las levas generan menos impacto en el pistón , lo que permite el uso de componentes cerámicos . El motor puede funcionar en ambos sentidos si se utilizan lóbulos simétricos.

La distancia efectiva de giro se determina por la longitud desde el punto de contacto del cojinete hasta el centro del eje de salida (no por la carrera).

Los cojinetes dobles hacen contacto con las dos levas en el lado opuesto, lo que anula las fuerzas laterales. El conjunto del pistón no experimenta fuerzas laterales, lo que reduce el desgaste y las necesidades de lubricación en el contacto con el cilindro. Un módulo, que consta de un mínimo de cinco componentes móviles, produce seis carreras de potencia por revolución. Aumentar el número de lóbulos de cada leva a cinco produce diez carreras de potencia sin aumentar el número de componentes.

Las siguientes ventajas se afirman para el motor CCE en ^{[ 2 ] .}

• La relación potencia de producción prevista a peso con traje es de 0,40  bhp/lb, según las pruebas realizadas en 2007 al motor X4v2. ^{[ 3 ]} En comparación, un motor Continental de 100 hp (75 kW) tiene una relación de 0,465 hp/lb, con traje. ^{[ 4 ]}   
• Eficiencia: las pruebas recientes dieron buenos resultados para un motor de gasolina cuando funciona con mezcla pobre. ^{[ 5 ]}
• Menos componentes móviles y totales. Como resultado de tener menos componentes, su fabricación es más sencilla que la de los motores convencionales.
• Conjunto de culata idéntico al de los motores convencionales. La mayoría de las tecnologías de culata existentes pueden adaptarse o utilizarse.
• Diseño flexible: puede ser de cuatro tiempos, de dos tiempos , de gasolina, diésel o gas, de aspiración natural o forzada.
• Se eliminaron los componentes con movimiento alternativo irregular, como las bielas . No se requiere equilibrado de segundo orden.
• El eje de salida puede girar en cualquier dirección si se emplean levas multilobuladas con lóbulos simétricos.
• El CCE puede diseñarse para operar a velocidades operativas muy reducidas mientras proporciona un alto par motor. ^{[ 6 ]}
• Una reducción sustancial de la carrera disminuye la pérdida de calor a través de la pared del cilindro.
• Es posible prolongar el tiempo de permanencia del pistón porque el diseño del motor permite utilizar una relación de compresión inferior a la normal, lo que reduce la pérdida de potencia derivada del ciclo de compresión .
• Capaces de funcionar con una mezcla más pobre que los motores convencionales.
• La máxima ventaja mecánica se puede aplicar al eje de salida con tan solo 20 grados después del punto muerto superior (ATDC), utilizando una alta presión en el cilindro al inicio de la carrera, en comparación con los aproximadamente 60 grados ATDC de los motores convencionales.
• Se pueden lograr menores emisiones gracias a un mayor control sobre la combustión.
• Baja velocidad de ralentí debido al aumento de la eficiencia mecánica en la parte superior de la carrera.
• Escaso o nulo contacto con el cilindro/empuje lateral del pistón, lo que reduce el desgaste del cilindro.
• Se puede tener una sincronización de puertos diferente en la carrera de compresión que en la carrera de expansión, lo que permite un mejor control.
• Centro de gravedad más bajo en el diseño tipo bóxer.
• Gracias a las tasas de aceleración controladas de los pistones, el CCE reduce las vibraciones del motor.
• Un eje de salida hueco puede utilizarse para aplicaciones especiales, como bombas peristálticas.

Los siguientes datos aún no han sido verificados de forma independiente.

• Vibración
• Fiabilidad, especialmente cuando se trabaja con recursos limitados, como se requiere para una buena economía.
• Emisiones

Patente estadounidense 5,992,356 "Motor de combustión de pistones opuestos"; 30 de noviembre de 1999; Howell-Smith; Bradley David (Worongary, Australia).

Revetec tiene pendiente una solicitud de patente en virtud del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT, por sus siglas en inglés) para el diseño "X", presentada a finales de 2006.

En su página de desarrollo se muestra una gráfica de dinamómetro del motor Revetec de 1,38 litros, que muestra una curva de par plana. ^{[ 1 ]}

Resultados de las pruebas (11 de noviembre de 2007) del motor X4v2 que muestran las curvas de par y potencia y el mapa de inyección de combustible. ^{[ 7 ]}

En abril de 2008, Revetec completó su primer Informe de Pruebas con Certificación Independiente realizado por Orbital Australia, logrando una cifra repetible de BSFC de 212 g/kW-h (38,6 % de eficiencia). ^{[ 5 ]}

• Sitio web de Revetec
• En el nuevo diseño de motor de Automotive Design & Production, las levas reemplazan al cigüeñal .