El motor naftero: atmosférico y sobrealimentado


Publicado por Taller Actual
2342

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-01

Vista exterior de un motor V8 TFSI, es decir con inyección directa de nafta/gasolina, y turbo- intercooler, de 4.2 litros de cilindrada.- Audi.

El motor de ciclo Otto de cuatro tiempos, funciona según un ciclo reproducible cada dos vueltas del cigüeñal completas, es decir cada 720 grados. El estudio del funcionamiento, puede basarse entonces en la evaluación de un ciclo que dura 720 grados, siguiendo el orden cronológico de sus cuatro tiempos.

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-02

Ciclo de 4 tiempos del motor de nafta/gasolina o de ciclo Otto: 1- Admisión. 2- Compresión. 3- Combustión/Expasión. 4- Escape.

Consideramos en principio un motor mono cilíndrico, tomando como base, para después estudiar un motor poli cilíndrico o de varios cilindros.
El giro del cigüeñal (parte rotativa), va a accionar el sistema rotativoalternativo (biela-pistón). El pistón por lógica va a tener diferentes posiciones, pero particularmente la posición baja y la posición alta.

• Posición baja: Punto Muerto Bajo o Punto Muerto Inferior (PMI).
• Posición alta: Punto Muerto Alto o Punto Muerto Superior (PMS).

Se puede tener en cuenta la sobrealimentación de los siguientes motores:

- El motor del ciclo Otto o de nafta/gasolina.
- El motor de ciclo Diesel o gasolero.

El motor del ciclo Otto.

La carrera de admisión. En la carrera o ciclo de admisión, el aire fresco aspirado, ingresa al cilindro, el pistón pasa- en su carrera descendente- desde el Punto Muerto Superior al Inferior (PMS. al PMI). La válvula de admisión se encuentra abierta, y la de escape permanece cerrada. Cuando la válvula de admisión se va a cerrar, la columna de gas esta en movimiento, y la misma posee una cierta energía cinética que es aprovechable para provocar una sobrepresión que mejora el llenado. No hay necesidad de cerrar la válvula de admisión, justo en el Punto Muerto Inferior (PMI). Cabe puntualizar que, cuando el pistón comienza su carrera ascendente, la sobrealimentación de admisión comienza a ser contrabalanceada, por la presión existente en el cilindro. El ángulo correspondiente, al punto de cierre de la válvula de admisión se lo define como; Retardo Cierre de la Admisión (RCA).

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-03

Motor de 4 cilindros y 4 tiempos con inyección directa de nafta/ gasolina.

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-04

Corte en perspectiva parcial de un motor de 4 cilindros en línea – Audi.

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-05

Componentes alternativos/ rotativos con eje de balanceo Lanchester- M.Benz.

Su medida es tomada a partir del comienzo, donde teóricamente va a producirse, es decir en el PMI. Por ejemplo un RCA de 70 grados, corresponde a un cierre de la válvula de admisión de 70 grados después del PMI. (ángulo medido sobre el cigüeñal y no sobre el árbol de levas).

La carrera de compresión.

En esta carrera, los gases van a tener una presión elevada, que corresponde a una disminución de su volumen (el pistón pasa desde el PMI al PMS). Teóricamente se puede considerar la combustión, desde el momento que el pistón supera el PMS. Cabe considerar en la práctica, el tiempo del comienzo de la inflamación de los gases, que termina en provocar la combustión con un cierto avance, con relación al PMS. La finalidad es disponer de la fuerza máxima de expansión, que después de superado el PMS. Para un régimen, y un determinado avance al encendido, hay una parte de la masa gaseosa que se combustiona antes que el pistón llegue al PMS. - Un avance exag erad o, provoca un aumento de presión que se opone, al mo vimiento ascendente del pistón. - Un avance pequeño o reducido, no permite lograr un valor elevado de la presión de expansión.

La carrera de expansión.

La expansión que sigue a la combustión, vinculada a la carrera precedente, es en realidad la única carrera útil, o matriz del ciclo. La energía desarrollada por la combustión, y al almacenada por el volante motor, que la transmite al embrague, en tanto que una parte de esta energía es devuelta al motor, que le permite completar las otras tres carreras del ciclo.

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-06

Carrera de compresión: avance a la inyección y detalle de la cámara de combustión.

Durante esta etapa, el gas se expande, el pistón pasa del PMS al PMI. la presión se mantiene elevada, la apertura de la válvula de escape provoca la formación de una “bocanada”, de un volumen de gases que sale a gran velocidad por el sistema de escape. Es decir que durante esta carrera de expansión, en donde el pistón en su carrera descendente desde el PMS al PMI., la presión de los gases es todavía importante, elevada, la apertura de la válvula de escape provoca la formación de un flujo de gases ya combustionados que egresa al medio ambiente. En la actualidad se busca, a través de la investigación y el desarrollo de las fábricas terminales; el ahorro de energía y el aumento del rendimiento mecánico y térmico. Para estos logros, se recurre, se propone diferentes soluciones;

• Motores con procesos de combustión diferentes.
- Sistemas de combustión homogénea (HCCI).
- Combustión estratificada (mezcla pobre).
- Sistema de inyección de nafta combinadas (directa e indirecta).

• Ciclos de funcionamiento Miller- Atkinson.
- Alto rendimiento pero baja potencia y par motor.

• Sistemas de sobrealimentación de avanzada.
- Turbos TGV. o VNT. comando electrónico y válvulas rotativas.
- Compresores mecánicos volumétricos desarrollados. Sabemos que en la práctica, existe el avance a la apertura del escape (AAE), antes de que el pistón llegue en su carrera descendente al PMI. Es decir que la evaluación de los gases de escape, se produce antes de que comience la carrera ascendente del pistón hacia el PMS. (Punto Muerto Superior).

tap-156-el-motor-naftero-atmosferico-y-sobrealimentado-07

Detalle de los sistemas de distribución y alternativos/rotativos de un motor de 4 cilindros.

SOLICITAR MÁS INFORMACIÓN
SOBRE ESTE PRODUCTO
Lo Más Visto

Motorcraft

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Más Notas que te Pueden Interesar