Un motor bivalente es un motor que puede utilizar dos tipos diferentes de combustible. Algunos ejemplos son los motores de petróleo / GNC y de petróleo/ GLP , que están ampliamente disponibles en el mercado europeo de repuestos para vehículos de pasajeros. [ cita necesaria ]
Los motores que pueden utilizar alcohol (a menudo producido como biocombustible ) o gasolina estándar son variantes de los vehículos de combustible flexible . Estos vehículos están en producción y comúnmente disponibles para la venta en los Estados Unidos y otros países.
El gas natural comprimido (GNC) se produce comprimiendo metano para almacenarlo a altas presiones. El gas natural licuado (GNL) se produce y almacena criogénicamente, de forma muy similar al hidrógeno líquido. Las propiedades físicas del gas natural requieren que la relación de compresión del motor sea mayor que la de los motores de combustión interna normales, y una mayor compresión genera una mayor eficiencia. El gas natural también tiene un octanaje más alto , por lo que se puede quemar a una temperatura más alta, lo que reduce la detonación del motor , y el combustible se puede producir sin complicados procesos de refinamiento. Dado que en la combustión de gas natural se produce poco carbono sin quemar, el motor y el aceite se mantienen mucho más limpios que si se quemara gasolina únicamente, y por tanto aumenta la vida útil del motor . Hay kits de posventa disponibles para convertir vehículos para que funcionen con GNL o GNC y gasolina. En Estados Unidos, el gas natural es más barato que la gasolina, pero el GNC a presiones típicas requiere un repostaje más frecuente porque contiene sólo una cuarta parte de la energía por unidad de volumen de la gasolina, [1] mientras que el GNL contiene sólo el 80%. Aunque el gas natural es un recurso finito y sus reservas pueden agotarse, es único entre los combustibles actuales por tener una TRE (energía devuelta sobre la energía invertida) neta positiva, mientras que el petróleo y otros combustibles son sumideros netos de energía. [ cita necesaria ]
El gas licuado de petróleo (GLP) es una mezcla de varios hidrocarburos , principalmente propano , butano y etano . El gas se mezcla fácilmente con el aire, lo que permite una combustión más completa. El combustible cuesta menos que la gasolina normal, pero el GLP tiene menor energía por unidad de volumen, por lo que su economía y eficiencia de combustible son menores. El GLP prolonga la vida útil del motor debido a sus características de combustión limpia. La principal diferencia entre estos vehículos y otros está en sus sistemas de almacenamiento de combustible. El GLP es un gas a temperatura ambiente, pero un líquido cuando está presurizado (la presión requerida varía según la composición de la mezcla). Suele almacenarse a unos 10 bar . Un inconveniente es que los depósitos de GLP son mucho más pesados que los convencionales, por lo que se necesitarían dos depósitos, lo que aumentaría el peso del vehículo. Muchos fabricantes de automóviles fabrican vehículos que funcionan con GLP y gasolina. [2] Algunos [ ¿quién? ] dicen que el GLP es el combustible alternativo menos respetuoso con el medio ambiente porque se deriva de combustibles fósiles , por lo que inevitablemente se liberarán gases de efecto invernadero a la atmósfera. [3]
Los motores bivalentes también pueden utilizar combustible de hidrógeno , como lo demuestra el BMW Hydrogen 7 que utiliza un motor bivalente V12 Serie H7. El motor en sí es similar a un motor de combustión de gasolina normal, excepto por el sistema de inyección de combustible . Cuando un BMW Hydrogen 7 funciona en modo gasolina, el combustible se inyecta directamente en los cilindros, pero cuando el vehículo funciona con hidrógeno, el combustible se inyecta en el colector de admisión. BMW afirma que el Hydrogen 7 es el "primer vehículo de hidrógeno listo para producción" del mundo, aunque sólo se han producido 100 vehículos en total y no está previsto producir más. [4]
La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la preservación de los recursos naturales son cada vez más importantes para las personas de todo el mundo. Muchos países tienen regulaciones sobre la economía de combustible de los vehículos recién fabricados y muchos gobiernos ofrecen exenciones fiscales a los fabricantes de vehículos que utilizan combustibles de combustión limpia. De este modo, los fabricantes de vehículos se ven motivados a desarrollar nuevas tecnologías de motores de combustión interna. El motor bivalente permite una transición más sencilla de los combustibles fósiles a los combustibles alternativos. La tecnología avanza y existe una demanda cada vez mayor de motores de combustión más eficientes y limpios.
Se está investigando el hidrógeno como combustible para vehículos porque no produce emisiones de dióxido de carbono . Si el combustible de hidrógeno se vuelve más popular, tiene el potencial de ser menos costoso que otros combustibles, si se puede implementar una producción de bajo costo mediante electrólisis. [ cita necesaria ] El hidrógeno se puede utilizar y crear en pilas de combustible para alimentar motores eléctricos o quemarse directamente en motores de combustión. BMW ha desarrollado un motor de combustión interna bivalente que puede alternar entre combustibles de petróleo e hidrógeno líquido . En forma gaseosa, el hidrógeno es difícil de almacenar y tiene una baja densidad de energía volumétrica. Se puede producir de muchas maneras diferentes, pero muchos de los métodos producen dióxido de carbono. El método más prometedor es la electrólisis . Se ha investigado la seguridad de los depósitos de almacenamiento de hidrógeno en caso de accidente y diversas pruebas demuestran que no presentan ningún problema. [5] Cuando se utiliza como combustible, el hidrógeno tiene un amplio rango de inflamabilidad y baja energía de ignición. Estas propiedades permiten quemar hidrógeno utilizando una amplia gama de mezclas de aire y combustible, pero surgen problemas con la ignición prematura. La ventilación del cárter es muy importante cuando se quema hidrógeno, debido a la baja energía de ignición. Se necesita una ventilación adecuada para evitar la ignición en el cárter y la formación de agua en el aceite del motor. [6] El hidrógeno y el gas natural son combustibles muy similares, por lo que las diferencias entre los componentes necesarios para quemarlos son triviales y es fácil crear sistemas interoperables.
La densidad de energía volumétrica se puede aumentar si el hidrógeno se almacena como líquido criogénico. El hidrógeno líquido proporciona casi un tercio de energía por unidad de volumen que la gasolina.
El combustible de hidrógeno líquido tiene algunas desventajas. La tecnología es muy nueva y la infraestructura para estaciones de servicio de hidrógeno líquido es actualmente muy limitada. Muchos de los procesos comúnmente utilizados para crear el combustible emiten gases de efecto invernadero y el hidrógeno producido generalmente se deriva de recursos finitos. El almacenamiento del hidrógeno líquido es un problema importante. Dado que el punto de ebullición del hidrógeno líquido es muy bajo (-252,88 °C), es difícil mantener el combustible lo suficientemente frío como para conservar su forma líquida. Cuando se calienta, se evapora . Entonces la presión en el tanque de combustible aumenta y es necesario liberar algo de gas. En estos vehículos se instalan válvulas de liberación para que la presión en el tanque no suba demasiado, pero se pierda una pequeña cantidad de combustible.