La firma norteamericana Avadi Engines diseñó y fabricó un motor de combustión interna (ICE) de 250 cc que agrupa los 4 tiempos de un naftero convencional en uno solo, gracias a un funcionamiento simultáneo de movimiento lineal y rotación
El cambio de paradigma global para adoptar los vehículos eléctricos (EV) es un cambio crítico. Sin embargo, la innovadora compañía de motores norteamericana Avadi Engines afirma que todavía faltan décadas para que nuestra infraestructura sea capaz de depender exclusivamente de motores eléctricos.
A pesar del impulso mundial hacia la electrificación total, muchas empresas automotrices importantes están invirtiendo actualmente en tecnología de motor de combustión interna (ICE), el tipo de motor principal que se encuentra en la mayoría de los vehículos actuales.
En ese contexto, Avadi Engines está desarrollando un motor de combustión revolucionario que es más liviano, más eficiente en combustible y más ecológico. El motor naftero Avadi MA-250 patentado de 4 tiempos tiene potencial de aplicación en prácticamente cualquier industria que utilice motores de combustión en la actualidad. Desde automóviles, motocicletas y aviación hasta equipos para el cuidado del césped y generadores de energía. La misión de Avadi es redefinir lo que puede ser un motor de combustión interna.
El problema de los eléctricos
A medida que se abordan las limitaciones de los vehículos eléctricos, continúan las inversiones en tecnología ICE. Ya sea a nivel de un país o global, la electrificación a gran escala enfrenta una serie de obstáculos ambientales que aún no se han abordado.
Según algunas estimaciones, podríamos ver que los minerales primarios se agotan en tan solo 20 a 100 años. Avadi afirma que si queremos abordar la amenaza potencial del cambio climático, es vital que busquemos simultáneamente mejorar las tecnologías que utilizamos hoy.
Así, Avadi Engines cree que el motor de combustión interna está maduro para nuevos desarrollos que resulten en mayores eficiencias y una unidad operativa más limpia, y la mayoría de los principales actores de la industria están de acuerdo.
Los fabricantes de equipos originales como Toyota, Yamaha, Volvo, Cummins y Westport han realizado importantes inversiones en nueva tecnología ICE a pesar de la creciente presión para avanzar exclusivamente hacia los vehículos eléctricos. Este enfoque continuo indica la capacidad de permanencia de los motores de combustión que estas empresas esperan ver.
En este sentido, Avadi cree que puede coexistir exitosamente con el avance continuo de los vehículos eléctricos y que su tecnología tiene el potencial de cumplir con las expectativas de esta próxima generación de motores.
Solución innovadora
Un motor de combustión liviano y ecológico que no sacrifica la potencia. El Avadi MA-250 utiliza una combinación de mecánica de motor de pistón y la exclusiva tecnología patentada de rotación interna de doble vástago inventada por la firma de Yakima, en el estado de Washington.
Según Avadi, el MA-250 funciona así: “a medida que se produce el movimiento del pistón, las dos varillas se mueven en forma de tijera, acoplando engranajes de piñón giratorios a una corona dentada fija para proporcionar potencia al eje. Este avance de ingeniería que puede aumentar exponencialmente el torque al crear una reducción de engranajes en el eje.
“Este mecanismo hace girar las aspas del ventilador para enfriar el aire y equilibra el eje para reducir la vibración. Debido a que los mecanismos de admisión y escape están ubicados en la parte superior del cilindro, se elimina la necesidad de un tren de válvulas tradicional, lo que crea un factor de forma más pequeño y requiere menos piezas.
“Sin embargo, quizás lo más importante es que la rotación interna de Avadi crea propiedades de autoequilibrio que simplemente no son posibles en un motor de combustión tradicional donde el movimiento del pistón y el eje son perpendiculares entre sí. Según los diseñadores de Avadi, este es un avance en ingeniería física que distingue al Avadi MA-250 de cualquier ICE disponible en la actualidad”.
En otras palabras, el principio de funcionamiento de este motor es la rotación. El pistón sube y baja al tiempo que todo el cilindro gira sobre su propio eje dentro de una carcasa exterior.
El pistón sube y baja apoyado sobre dos bielas en lugar de una. El cigüeñal está dividido en dos y cada una de dichas bielas lleva el movimiento a su correspondiente porción del cigüeñal. Cada una de esas partes del eje motor tiene en su extremo un engranaje que se apoya sobre una corona dentada fija en la carcasa exterior.
Como cada engranaje del cigüeñal gira en sentido contrario al otro, el pistón termina girando sobre si mismo al tiempo que baja y sube. Entonces, ¿Pude ser considerado un motor de un único tiempo? Teóricamente, sí.
¿Cuatro tiempos en uno?
El Avadi realiza los tiempos de admisión, compresión, combustión y escape, gracias a su rotación, en el mismo momento, sin un sistema de válvulas tradicional.
En la parte superior, lo que llamaríamos “tapa de cilindros”, de la mencionada carcasa exterior, hay tres agujeros. Uno para la bujía, uno para la admisión y otro para el escape. Cuando el motor gira sobre su eje dentro de esta carcasa fija, encontramos que el cilindro tiene otros dos agujeros. Uno para la bujía y otro que al girar coincide con los de la carcasa en los momentos de admisión y escape.
Esto da lugar a que, cuando el pistón baja, se produce la admisión; al subir, la compresión con los agujeros tapados; combustión, con el pistón bajando de nuevo y escape volviendo a subir coincidiendo con el agujero de escape. Los cuatro tiempos se cumplen, pero de un modo diferente al de un 4T clásico y en un solo ciclo de giro del eje vertical del motor. El motor respira mediante agujeros y está pensado para funcionar dispuesto horizontalmente, lo que lo hace particularmente útil para motos.
En la práctica, el motor Avadi puede satisfacer muchas necesidades ya que presenta una relación peso potencia y consumos excelentes. Su diseño de 250 cc produce 16 CV de potencia y 30 Nm de torque a solo 3500 rpm. Si se lo compara con el motor 2T del Honda Fourtrax 250, que tiene la misma cilindrada, el Avadi consigue los 16 CV a 2500 rpm antes, logrando también 10 Nm más de par motor.
En resumen unifica los cuatro tiempos solo en uno y combina el movimiento perpendicular del pistón con la rotación del cilindro dentro de su carcasa, utiliza menos piezas y menos materias primas para su fabricación, lo que permite beneficios de menores costos generales. Esta eficiencia también puede ahorrar costos de fabricación, ensamblaje, envío e inventario, aumentando así los márgenes de ganancias.
En primera instancia, Avadi planea aplicar esta generación de motores en drones y vehículos aéreos no tripulados de tamaño medio. Estas industrias permitirían obtener retroalimentación de desarrollo hasta que esté preparado para escalar la tecnología a industrias más grandes, como drones militares, agricultura y automóviles.
