Evaluación de combustibles para motores de gasolina y motores CI.

La elección del combustible adecuado es un factor clave para el rendimiento y eficiencia de los motores de gasolina y motores de inyección de combustible. En este artículo, exploraremos la evaluación de distintos combustibles y cómo impactan en el desempeño de estos motores. Descubre cuáles son los factores a tener en cuenta al seleccionar el combustible ideal para tu vehículo y cómo maximizar su potencia. ¡Prepárate para conocer todo sobre la evaluación de combustibles para motores de gasolina y motores CI!

En el artículo anterior, analizamos las propiedades importantes de los combustibles para motores de encendido por chispa y de los combustibles para motores de encendido por compresión. En este artículo analizaremos la clasificación de combustible para ambos combustibles de motor.

Clasificación de combustibles

Hay dos parámetros importantes que evalúan los combustibles del motor. Estos son el índice de octanaje de la gasolina y el índice de cetano del diésel. Los combustibles generalmente se clasifican según su resistencia a la detonación.

Evaluación de combustibles para motores de gasolina.

• La resistencia a los golpes es una de las principales propiedades del combustible para motores de gasolina.
• La resistencia a los golpes depende enteramente de la composición química del combustible.
• Además, hay otros parámetros que causan detonación en un motor de gasolina, a saber, la relación aire-combustible, el tiempo de encendido, la velocidad del motor, la dilución, la forma de la cámara de combustión, la relación de compresión y las condiciones ambientales.
• Entonces, antes de evaluar la resistencia a la detonación del combustible, debemos establecer estos parámetros en los valores estándar.

Normalmente, los combustibles se clasifican según sus propiedades antidetonantes. Para determinar la resistencia a la detonación de cualquier combustible, la resistencia a la detonación se puede comparar con una mezcla de dos combustibles de referencia. uno de alto octanaje y otro de menor octanaje.

Isooctano (C_octavoh₁₈) es rico en octanaje. El índice de octano es de alrededor de 100, el heptano normal (C₇h_dieciséis) tiene un octanaje de 0. Estos dos se utilizan como combustibles de referencia para determinar la resistencia a la detonación.

El número de octanaje de un combustible se define como el porcentaje en volumen de isooctano en la mezcla de isooctano y heptano normal que corresponde exactamente a la intensidad de detonación del combustible de prueba en un motor estándar en condiciones de funcionamiento estándar.

La adición de ciertos compuestos como tetraetilo de plomo El aumento del índice de isooctano da como resultado que el combustible tenga una mejor resistencia al impacto.

En el rango de alto índice de octanaje, incluso un pequeño cambio en el índice de octanaje conduce a una mejor resistencia a los golpes. Por ejemplo, aumentar el índice de octanaje de 92 a 93 da como resultado una mejor resistencia a los golpes que el índice de octanaje n.ocre oscuro Aumentar de 30 a 31.

Debido a esta naturaleza progresiva del efecto del índice de octano sobre la resistencia a la detonación, se derivó una nueva escala para expresar el índice de octano en relación con el rendimiento del motor.

Un octanaje superior a 100 se puede calcular utilizando la siguiente fórmula

Donde “A” es la cantidad de tetraetilo de plomo en ml/galón de combustible

En otras palabras, el número de octanaje se puede calcular con el número de rendimiento (PN) utilizando la siguiente fórmula.

Método de laboratorio:

• Se utiliza un medidor de detonación para medir la detonación de los motores.
• Primero, necesitamos medir el knock-in estándar del motor en condiciones de funcionamiento estándar.
• El motor de gasolina funciona en condiciones específicas con la relación de compresión estándar y una composición específica de combustibles de referencia. Para que podamos medir el golpe normal de los motores.
• Ahora agregue el combustible a probar en el motor y ajuste la relación aire-combustible para lograr el máximo golpe en el motor (el peor de los casos).
• Ahora es necesario ajustar la relación de compresión del motor para reducir la lectura del indicador de detonación a la lectura estándar del indicador de detonación.
• La relación de compresión ahora es fija y se conoce la composición del combustible de referencia.
• Es decir, comparamos el golpe producido por los combustibles de referencia en el motor con el golpe producido por el combustible de prueba.
• La fracción volumétrica de isooctano en la respectiva composición del combustible de referencia da como resultado el índice de octano.

Evaluación de combustibles para motores de encendido por compresión.

• Para los motores de encendido por compresión, las características antidetonantes dependen de la composición química, el diseño y las condiciones de funcionamiento del motor.
• La evaluación de la detonación se lleva a cabo comparando el combustible en las condiciones de funcionamiento prescritas en un motor especial con los combustibles de referencia.

Los combustibles de referencia son el cetano normal (C)._dieciséish₃₄) con número de cetano 100 y el segundo es alfa-metilnaftaleno (C₁₁h₁₀) con número de cetano 0.

El número de cetano se define como el porcentaje en volumen de cetano normal en la mezcla de cetano normal y alfa-metilnaftaleno que coincide estrechamente con las características de ignición del combustible de prueba en un motor estándar en condiciones de operación estándar.

Dado que el retraso del encendido es el carácter principal que puede controlar el encendido por compresión en los motores de encendido por compresión. Por lo tanto, este símbolo puede resultar útil para determinar el carácter de detonación en los motores CI. Esto significa que el retraso del encendido está directamente relacionado con el tipo de detonación.

Añadiendo el nitrato de amilo, nitrato de etilo o éter puede mejorar la resistencia a los golpes.

método de laboratorio

Esta prueba debe realizarse bajo ciertas condiciones de operación que se muestran en la siguiente tabla con un motor diésel monocilíndrico como el motor diésel CFR (Cooperative Fuel Research) o el motor monocilíndrico de compresión variable Ricardo.

• Primero, el combustible de prueba se utiliza en el motor bajo las condiciones de operación especificadas.
• La bomba de inyección de combustible también debe ajustarse para garantizar una relación correcta de combustible y aire.
• La sincronización de la inyección de combustible debe establecerse en 13° antes del punto muerto superior (TDC).
• Ahora tenemos que encontrar la posición del encendido en el punto muerto superior para lograr un retardo de encendido de 13° variando la relación de compresión.
• Ahora el número de cetano se puede determinar observando la relación de compresión en la que el retardo de encendido es de 13°.
• Como ya se mencionó, el retraso del encendido en los motores de compresión está directamente relacionado con la característica de detonación.

El número de cetano del combustible desconocido se puede estimar observando la relación de compresión de 13° y luego consultando un gráfico preparado que muestra la relación entre el número de cetano y la relación de combustión.

Sin embargo, para mayor precisión, se seleccionan dos composiciones de combustible de referencia que difieren en no más de 5 números de cetano para incluir la muestra desconocida. La relación de compresión varía para cada mezcla de referencia para lograr el retardo de encendido estándar (13°) y al interpolar las relaciones de compresión se determina el número de cetano del combustible desconocido.

Diploma

Hemos analizado la clasificación de combustibles tanto para motores de encendido por chispa como para combustibles para motores de encendido por compresión utilizando el método tradicional y el ejemplo de laboratorio. Si tiene alguna idea sobre este tema, háganoslo saber en la sección de comentarios a continuación.

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Clasificación de combustibles para motores de encendido por chispa y motores de encendido por compresión

En el artículo anterior, hemos discutido las cualidades importantes de los combustibles para motores de encendido por chispa y los combustibles para motores de encendido por compresión. En este artículo, vamos a discutir la clasificación de los combustibles para ambos tipos de motores.

1. Clasificación de combustibles para motores de encendido por chispa:
La resistencia al golpeteo es una de las principales características de los combustibles para motores de encendido por chispa. La resistencia al golpeteo depende completamente de la composición química del combustible. Además, hay otros parámetros que pueden causar el golpeteo en el motor de encendido por chispa, como la relación aire-combustible, el encendido, la velocidad del motor, la dilución, la forma de la cámara de combustión, la relación de compresión y las condiciones ambientales. Antes de clasificar las características de resistencia al golpeteo de un combustible, es necesario fijar estos parámetros en valores estándar.
Normalmente, los combustibles se clasifican por sus características de resistencia al golpeteo. Para determinar estas características, se comparan con una mezcla de dos combustibles de referencia. El primero tiene un alto número de octano y el segundo tiene un número de octano más bajo.

El Iso-Octano (C8H18) es rico en octano y su número de octano es cercano a 100, mientras que el heptano normal (C7H16) tiene un número de octano de 0. Estos dos combustibles se utilizan como referencia para determinar las características de resistencia al golpeteo.

El número de octano de un combustible se define como el porcentaje en volumen del Iso-Octano en la mezcla de Iso-Octano y heptano normal, que coincide exactamente con la intensidad de golpeteo del combustible de prueba en un motor estándar bajo condiciones operativas estándar. La adición de ciertos compuestos, como el tetraetilo de plomo, al Iso-Octano, resultará en un combustible con mayor resistencia al golpeteo.

En la clasificación de números de octano altos, incluso un pequeño cambio en el número de octano resulta en una mayor resistencia al golpeteo. Por ejemplo, un aumento en el número de octano de 92 a 93 produce una mayor resistencia al golpeteo que un aumento de 30 a 31. Debido a esta característica progresiva del número de octano en la resistencia al golpeteo, se ha desarrollado una nueva escala que expresa el número de octano en relación con el rendimiento del motor.

2. Clasificación de combustibles para motores de encendido por compresión:
En los motores de encendido por compresión, las características de resistencia al golpeteo dependen de la composición química, así como del diseño y las condiciones de operación del motor. La clasificación de golpeteo se realiza comparando el combustible bajo condiciones prescritas de operación en un motor especial con los combustibles de referencia. Los combustibles de referencia son el Cetano normal (C16H34), que tiene un número de cetano de 100, y el alfa metilnaftaleno (C11H10), que tiene un número de cetano de 0.

El número de cetano se define como el porcentaje en volumen del Cetano normal en la mezcla de Cetano normal y alfa metilnaftaleno, que coincide exactamente con las características de ignición del combustible de prueba en un motor estándar bajo condiciones operativas estándar. Dado que el retardo de ignición es el principal factor que controla la autoignición en los motores de encendido por compresión, esta característica puede ayudar a determinar la resistencia al golpeteo. Es decir, el retardo de ignición está directamente relacionado con el carácter de golpeteo.

La adición de nitrato de amilo, nitrato de etilo o éter puede mejorar la resistencia al golpeteo.

Método de laboratorio:
Este ensayo debe realizarse bajo ciertas condiciones de operación mostradas en la tabla a continuación con un solo cilindro, como un motor diésel CFR (Cooperative Fuel Research) o un motor de compresión variable de cilindro único Ricardo.
– Velocidad del motor: 900 RPM
– Temperatura del agua de enfriamiento: 100 ° C
– Temperatura del aire de admisión: 65.5 ° C
– Adelanto de inyección de combustible: constante a 13° antes del punto muerto superior (PMS)
– Retardo de ignición: 13°

Primero, se utiliza el combustible de prueba en el motor bajo las condiciones de operación especificadas. La bomba de suministro de inyección de combustible también debe ajustarse para obtener una relación correcta aire-combustible. El tiempo de inyección de combustible debe ajustarse a 13° antes del PMS. Luego, se debe encontrar la posición de la ignición en el PMS para obtener un retardo de ignición de 13° al variar la relación de compresión. Ahora se puede encontrar el número de cetano al anotar la relación de compresión en la cual el retardo de ignición es de 13°. Como mencionamos anteriormente, el retardo de ignición está directamente relacionado con el carácter de golpeteo en los motores de compresión.

El número de cetano del combustible desconocido se puede estimar anotando la relación de compresión de 13° y luego consultando un gráfico preparado que muestra la relación entre el número de cetano y la relación de combustión.

Conclusión:
Hemos discutido la clasificación de los combustibles tanto para los motores de encendido por chispa como para los motores de encendido por compresión con el método tradicional y un ejemplo de laboratorio. Si tienes alguna pregunta o comentario sobre este tema, déjanos saber en la sección de comentarios a continuación.