Método de carga para motores SI y CI: potencia, demanda

En el mundo automotriz, los motores de combustión interna son los protagonistas indiscutibles. Dentro de este sector, existen dos tipos de motores ampliamente utilizados: los de encendido por chispa (SI) y los de encendido por compresión (CI). Ambos motores son vitales para el funcionamiento de vehículos y maquinaria, y es esencial comprender cómo funcionan y cómo optimizar su rendimiento. En este artículo, exploraremos el método de carga para motores SI y CI, centrándonos en la potencia y demanda que estos motores pueden generar. Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la tecnología automotriz y descubrir cómo se obtiene la máxima potencia de estos motores.

Método de carga para motores SI y CI: potencia, demanda

Introducción a la carga:

Básicamente, sobrealimentar significa suministrar aire a alta presión al motor. Cuando se suministra aire a alta presión al motor, el flujo másico de combustible también aumenta, lo que resulta en una mayor potencia de salida. Esto también aumenta la eficiencia del motor.

Entonces la potencia de salida desarrollada por el motor depende principalmente de:

(i) Cantidad de suministro de aire

(ii) Cantidad de aire utilizado en la combustión para producir electricidad

(iii) Eficiencia térmica

La cantidad de aire suministrada al motor se puede aumentar aumentando la velocidad del motor o suministrando aire a alta presión. El proceso de suministrar aire a alta presión se llama sobrealimentación. Y los dispositivos para proporcionar aire a alta presión se denominan sobrealimentadores.

Tenga en cuenta que la turboalimentación es un caso especial de sobrealimentación en el que el compresor o los dispositivos de suministro de aire a alta presión son impulsados ​​por la turbina impulsada por el escape. Esto queda claro cuando se estudian los métodos de carga.

Leer más: Introducción a los supercargadores: tipos y beneficios de los supercargadores

Necesidad de cargar o elementos de carga.:

Los objetivos de la carga se analizan a continuación:

(1) La sobrealimentación es generalmente necesaria para aumentar el rendimiento del motor respectivo.

(2) La sobrealimentación es esencial para aumentar la potencia de salida de un motor determinado con un peso determinado. Cabe señalar que el factor peso es importante en los motores de avión.

(3) Sabemos que la densidad del aire disminuye a medida que aumenta la altitud, por lo que los motores reciben menos aire/oxígeno y el rendimiento del motor disminuye. Esta caída de rendimiento ronda el 10% por kilómetro.

Carga de motores de gasolina:

En los motores de gasolina (SI), la sobrealimentación sólo se utiliza cuando la atención se centra en la producción de potencia.

Se utiliza en los siguientes motores:

(a) Motores de aeronaves

b) Motores de coches de carreras.

Mediante el uso de un compresor suministramos aire a alta presión para que:

(1) Aumenta el suministro de aire.

(2) Aumenta la eficiencia volumétrica del motor.

(3) La presión del aire en la entrada del motor aumenta.

(4) A medida que aumenta la presión del aire, también aumenta la temperatura del aire de entrada.

Por lo tanto, cuando se suministra al motor aire a alta presión y alta temperatura, el retardo de encendido se acorta, lo que provoca preencendido y más problemas de detonación.

Al recargar se suministra más aire y, por tanto, más combustible, lo que provoca un mayor consumo de combustible. Sin embargo, la potencia desarrollada será superior a la de los motores atmosféricos. (Tenga en cuenta que los motores de aspiración natural son aquellos motores que aspiran aire directamente de la atmósfera. Cuando se suministra aire a alta presión a los motores, se denominan motores sobrealimentados).

En resumen, la turbocompresión en los motores de gasolina generalmente no se utiliza debido al mayor consumo de combustible, sino cuando se quiere desarrollar más potencia.

Turboalimentación de motores diésel (CI).:

En los motores de gasolina, la sobrealimentación conduce a un mayor consumo específico de combustible. En los motores diésel, por el contrario, el suministro de aire a alta presión y alta temperatura conduce a una mejor combustión. Los problemas de combustión existentes también se resuelven con temperaturas más altas. También reduce el retraso del encendido. Gracias a esta mejora de la combustión, en los motores turboalimentados también se puede utilizar cualquier combustible diésel de menor calidad.

El consumo de combustible de los motores diésel turboalimentados es comparativamente menor que el de los motores atmosféricos debido a una mejor combustión.

Los motores diésel sobrealimentados se utilizan generalmente debido a una mejor combustión y una mayor eficiencia mecánica.

Efectos de la sobrealimentación en el rendimiento del motor:

Los siguientes son los efectos de la sobrealimentación en el rendimiento del motor:

(1) Los motores sobrealimentados suministran más aire a alta presión y alta temperatura, lo que resulta en una mayor eficiencia volumétrica y una mayor potencia de salida.

(2) Debido a las presiones más altas, se mejora la evacuación (es decir, la eliminación de los gases quemados del cilindro del motor).

(3) La eficiencia mecánica aumenta debido a la carga.

(4) En los motores de gasolina, la sobrealimentación conduce a una mejor mezcla de aire y combustible. Tenga en cuenta que cuanto más aire se suministra, más combustible se debe suministrar. Por tanto, el consumo específico de combustible es mayor en comparación con los motores atmosféricos.

(5) En los motores diésel, la sobrealimentación conduce a una mejora de la combustión y, por tanto, a un aumento de la eficiencia mecánica.

Métodos de carga:

El suministro de aire a alta presión al motor se llama sobrealimentación. Y el compresor se utiliza para cargar los motores. El compresor puede ser accionado directamente por el motor a través del eje de salida mediante algunos engranajes o puede ser accionado por turbinas impulsadas por los gases de escape, los llamados turbocompresores.

Los diferentes sistemas de tarificación utilizados generalmente son los siguientes:

(i) El compresor es impulsado desde el eje de salida del motor a través de algunos engranajes. El compresor suministra aire a alta presión al motor. Finalmente los gases se ventilan como se muestra. Tenga en cuenta que parte de la potencia total se utiliza para accionar el compresor y la producción de potencia neta aumenta debido a la sobrealimentación.

Método de carga para motores SI y CI: potencia, demandaMétodo de carga para motores SI y CI: potencia, demanda
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(ii) Como se muestra en la figura, los gases de escape del motor impulsan la turbina, que a su vez impulsa el compresor. En la figura, la turbina y el compresor están acoplados como se muestra. El compresor toma aire de la atmósfera y, tras aumentar la presión, lo suministra al motor. Y este tipo de disposición ahora se usa comúnmente y se llama turbocompresor.

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Método de Sobrealimentación para Motores de Encendido por Chispa (SI) y Motores de Encendido por Compresión (CI) – Rendimiento, Necesidad

Introducción a la Sobrealimentación:
Básicamente, la sobrealimentación significa suministrar aire a alta presión al motor. Cuando se suministra aire a alta presión al motor, la masa de flujo de combustible también aumenta y, en consecuencia, se obtiene una mayor potencia de salida. Por lo tanto, la eficiencia del motor también aumenta.

Así que, la potencia de salida desarrollada por el motor depende principalmente de:
(i) Cantidad de suministro de aire.
(ii) Cantidad de aire utilizado en la combustión para generar potencia.
(iii) Eficiencia térmica.

La cantidad de aire suministrada al motor se puede aumentar aumentando la velocidad del motor o suministrando aire a alta presión. El proceso de suministrar aire a alta presión se conoce como sobrealimentación. Y el equipo utilizado para suministrar aire a alta presión se conoce como sobrealimentador.

Se debe tener en cuenta que la turbocargador es un caso particular de sobrealimentación en el que el compresor o el equipo de suministro de aire a alta presión está accionado por la turbina accionada por los gases de escape. Esto se entenderá claramente al estudiar los métodos de sobrealimentación.

Leer más: Introducción al sobrealimentador: Tipos y ventajas del sobrealimentador.

Necesidad de Sobrealimentación u Objetivos de Sobrealimentación:
Los objetivos de la sobrealimentación se discuten a continuación:
(1) La sobrealimentación es esencialmente necesaria para aumentar la potencia del motor dado.
(2) La sobrealimentación es esencial para aumentar la potencia de salida del motor dado, para un peso dado. Es importante tener en cuenta el factor peso en los motores de avión.
(3) Sabemos que a medida que subimos más y más, la densidad del aire disminuye, por lo que los motores obtienen menos aire / oxígeno y la potencia de los motores disminuye, y esta disminución de potencia será del 10% en un kilómetro.

Sobrealimentación de Motores de Gasolina (SI):
En el caso de los motores de gasolina (SI), la sobrealimentación se utiliza solo cuando la potencia de salida es la principal consideración.

Por lo tanto, se utiliza en los siguientes motores:
(a) Motores de avión
(b) Motores de autos de carrera.

Al utilizar un sobrealimentador, suministramos aire a alta presión, por lo que:
(1) Aumenta el suministro de aire
(2) Aumenta la eficiencia volumétrica del motor
(3) La presión del aire en la entrada del motor aumenta
(4) A medida que aumenta la presión del aire, también aumenta la temperatura del aire en la entrada.

Así que cuando se suministra aire a alta presión y alta temperatura al motor, disminuye el retardo de encendido y esto lleva a problemas de preencendido y detonación.

Durante la sobrealimentación, se suministra una mayor cantidad de aire y, en consecuencia, se suministra una mayor cantidad de combustible, lo que resulta en un mayor consumo de combustible. Pero la potencia desarrollada será mayor que la de los motores aspirados naturalmente. (Tenga en cuenta que los motores aspirados naturalmente son aquellos motores que toman aire directamente de la atmósfera y si se suministra aire a alta presión a los motores, entonces se conocen como motores sobrealimentados).

En resumen, la sobrealimentación de los motores de gasolina (SI) no se utiliza generalmente debido a un mayor consumo de combustible, pero se utiliza cuando se necesita desarrollar más potencia.

Sobrealimentación de Motores Diésel (CI):
En el caso de los motores de gasolina, la sobrealimentación resulta en un mayor consumo específico de combustible. Pero en el caso de los motores diésel, cuando se suministra aire a alta presión y alta temperatura al motor, se produce una mejor combustión. También se solucionará cualquier problema de combustión existente debido a las temperaturas más altas. Además, disminuye el retardo de encendido. Debido a esta combustión mejorada, cualquier bajo calidad de combustible diésel también puede ser utilizado en los motores sobrealimentados.

El consumo de combustible de los motores diésel sobrealimentados es comparativamente menor que el de los motores aspirados naturalmente debido a una mejor combustión.

Los motores diésel sobrealimentados se utilizan generalmente debido a su mejor combustión y mejora de la eficiencia mecánica.

Efectos de la Sobrealimentación en el Rendimiento del Motor:
A continuación se muestran los efectos en el rendimiento del motor debido a la sobrealimentación:
(1) En los motores sobrealimentados, se suministra una mayor cantidad de aire a alta presión y alta temperatura, lo que resulta en un aumento de la eficiencia volumétrica y una mayor potencia de salida.
(2) Debido a una mayor presión, el barrido (es decir, la eliminación de los gases quemados del cilindro del motor) mejorará en los motores sobrealimentados.
(3) La eficiencia mecánica aumenta mediante la sobrealimentación.
(4) Para los motores de gasolina, la sobrealimentación da como resultado una mejor mezcla de aire y combustible. Tenga en cuenta que a medida que se suministra una mayor cantidad de aire, también se requiere una mayor cantidad de combustible. Por lo tanto, el consumo de combustible específico será mayor en comparación con los motores aspirados naturalmente.
(5) Para los motores diésel, la sobrealimentación mejora la combustión y, por lo tanto, aumenta la eficiencia mecánica.

Métodos de Sobrealimentación:
Suministrar aire a alta presión al motor se conoce como sobrealimentación. Y se utiliza el sobrealimentador para sobrealimentar los motores. El sobrealimentador puede ser accionado directamente por el eje de salida del motor a través de engranajes o puede ser accionado por las turbinas accionadas por los gases de escape llamadas turboalimentador.

Las diversas disposiciones de sobrealimentación generalmente utilizadas son las siguientes:
(i) El compresor es accionado por el eje de salida del motor a través de engranajes. El compresor suministra aire a alta presión al motor. Finalmente, los gases se expulsan como se muestra. Tenga en cuenta que una parte de la producción total se utiliza para accionar el compresor y la potencia de salida neta aumenta debido a la sobrealimentación.
(ii) Como se muestra en la figura, los gases de escape del motor accionan la turbina que a su vez acciona el compresor. En la figura, la turbina y el compresor están acoplados como se muestra. El compresor toma aire de la atmósfera y, después de aumentar la presión, se suministra al motor. Y este tipo de disposición se utiliza actualmente y se llama turboalimentación.

Referencias externas:
– [Enlace 1](https://learnmech.com/introduction-to-supercharger-types-and-advantages-of-supercharger/)
– [Enlace 2](https://learnmech.com/ic-engine-mcq-objective-question-and-answers-part-1/)
– [Enlace 3](https://learnmech.com/air-standard-diesel-cycle-used-for-diesel-engine/)
– [Enlace 4](https://learnmech.com/fabrication-of-variable-volume-engine-buy-mechanical-project/)
– [Enlace 5](https://learnmech.com/what-is-lean-burn-engine-working-advantages-and-disadvantages/)
– [Enlace 6](https://learnmech.com/ic-engine-mcq-objective-question-and-answers-part-3/)
– [Enlace 7](https://learnmech.com/introduction-to-turbochargers-working-advantages-disadvantages-of-turbochargers/)

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