Foros de SóloIngeniería

- 04 Jul 2014, 18:49 #341145

He estado enredando en el rendimiento de los motores Otto y diesel. Como supongo que todos sabréis,el rendimiento de la combustión (es decir la cantidad de energía química que se transforma en energía mecánica), depende directamente de la compresión de la mezcla.
Vale, mi duda es la siguiente: por ejemplo en un turismo berlina de 125kw, casi todo el tiempo se usa alrededor del 10%, lo que implica que (en el caso de gasolina, teniendo en cuenta la mezcla estequiometrica) solo se llenaría un 10% del cilindro.
Con sólo ese aire en una cámara de combustión fija diseñada para dar una compresión de 13:1 con el cilindro lleno, sólo tendría una compresión aprox. de 1,3:1, lo que tira por el suelo directamente el rendimiento de la reacción.
¿Por qué no se puede hacer una cámara de combustión de 3 cm3 y variarla con servos según la cantidad de aire?
Supongo que tendrá alguna respuesta sencilla, pero no entiendo por qué algunas empresas han desarrollado sistemas de compresión variable de 7:1 hasta 13:1 según las revoluciones y a nadie se le ha ocurrido hacerlo según el caudal para maximizar el rendimiento.

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- 04 Jul 2014, 19:32 #341148

Pues porque mucho tendrían que correr esos actuadores, entiendo. Aparte de la dificultad constructiva que tendrá de por sí.

Eso que comentas de la relación de compresión variable... ¿Tienes algo de información? Mera curiosidad, porque no lo había oído nunca.

Por cierto, aún no te has presentado. Echa otro vistazo a las instrucciones, por favor.

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Cacahué

- 04 Jul 2014, 20:15 #341151

Hola, ya me he presentado.
Tengo bastantes referencias, por ejemplo saab, motor turbo, utilizaban la diferencia de compresion para tener una compresion de 13:1 cuando no entraba el turbo.
En realidad variar la compresion no es tan dificil, lo que se hace es mover el bloque de cilindros + culata unos mm.
Entiendo que hasta ahora el peligro de abrir la mariposa de golpe causaria un picado de biela brutal, no obstante, con los actuales motores con mariposa electronica no hay problema.
Otra referencia que te puedo dar es la una honda para Dakar que utilizaba la compresion variable para detonar la gasolina como si fuera un diesel a bajas y medias rpm y bajar la compresion a altas revoluciones para evitar el problema y encendiendo por chispa.
Espero que alguien pueda aportar alguna opinion. Soy consciente de que puede ser una pregunta complicada.
Un saludo

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- 04 Jul 2014, 21:41 #341152

Muy buena pregunta, en el ciclo diesel entiendo que no ocurre el problema casi todos los diesel van sin regulación de entrada de aire, es mas algunos como bmw montan palometas para reducir el flujo y evitar la absorción de potencia que produce una gran cantidad de aire con una reducida dosis de gasoil.
Es cierto que Saab saco hace ya bastante su motor con compresión variable, y efectivamente fue por que un motor turboalimentado debería tener una cámara de compresión muy grande para que no picase y sería ineficiente en baja carga. Esto lo conseguía con unas excéntricas que acercaban o retiraban el cigueñal, supongo que no sera factible para grandes variaciones de cámara de compresión.
http://www.km77.com/tecnica/motor/motorsaabsvc/t02.asp

Si haces unos números verás una relación de compresión real en baja carga dejaría una cámara de compresión tan pequeña que no habría sitio para hacer cruces de válvula ni avances de admisión o retardes de escape, si bien es cierto que en baja carga no hacen falta cruce de válvulas pero complicaría mucho la gestión de motor y el costo de fabricación.

O seguramente lo haya conseguido Toyota, viendo las cosas tan raras que hace igual sí.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Jul 2014, 13:39 #341158

Gracias por la ayuda, no obstante, en la pagina del svc de saab pone (o eso o entiendo yo) que el mecanismo es como el que te comentaba mas arriba, usan un la culata + cilindro y los alejan y acercan del bloque mediante un fuelle.
En cuanto al problema de valvulas solo se daria en motores con mucho cruce de valvulas, en una pensado para economizar no. Luego queria puntualizar que se trata de todos los motores de ciclo otto, tambien los dos tiempos que como sabeis no tienen mas que una bujia en la culata.
Como comentario a lo de mover el cigüeñal resulta mas complicado porque el tema de transmision de fuerza y el circuito de aceite.

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- 05 Jul 2014, 15:20 #341159

Digo lo del cruce por que queremos conseguir un motor eficiente en todos los regímenes, todos los medianamente potentes llevan bastante cruce, pero sí que sería posible reducir tanto la cámara si pudiésemos gestionar el cruce (se me ocurre distribución variable, o esas válvulas experimentales de solenoide de Bmw).
En el 2 tiempos sería mas fácil, pero surge un pequeño problema que es la llamada "banda de skish" que es el ajuste que se da entre pistón y culata muy importante para motores de 2tiempos potentes, es un problema porque al alejar la culata en momentos de alta carga, la banda de skish deja de hacer su efecto, pero si que sería posible si la banda de skish permaneciese fija y el centro de la cámara de combustión fuese el que se acercase o alejase.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Jul 2014, 16:27 #341162

De nuevo gracias por vuestro esfuerzo.
Si aumentamos el rendimiento de la gasolina no importaria tener que hacer motores mas grandes que trabajen a menos revoluciones (esto nos daria motires mas duraderos, pero con menos viveza).
En un motor de 2000cc de 4 cil tenemos cilindros de 500cc y camaras 13:1 de 38,56cc. Una camara de 4cc no es imposible, es mas con motores mas grandes serian tal vez 5cc, con un importante ajuste de la bujia.
En el caso del motor 2t la cosa se pone mejor aun, si utilizamos la lumbrera de escape como punto de llamemosle "fuelle", cerrariamos parcialmente la salida al trabajar con poca carga y al trabajar con mucha carga ampliariamos la camara y la lumbrera de salida facilitando la salida.

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- 05 Jul 2014, 18:06 #341164

Pues se tiende a lo contrario motores más pequeños más ligeros mas compactos, etc. Y en el 2t estoy contigo además se aprovecha y se baja más la lumbrera de escape en bajas revoluciones y se sube en alta eso es perfecto pero no tanto como para ahorrarte la válvula de escape, ¿Pero vuelvo a decir que haces con la banda de squish?.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Jul 2014, 21:00 #341166

La tendencia a poner motores mas pequeños es para reducir perdidas por friccion, ya que parece que no son capaces de mejorar la eficiencia (el ciclo atkinson si mejora algo la eficiencia)
Lo de la banda de squish, se podria dejar en su sitio y modificar la camara directamente en la culata, sin mover el cilindro.

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- 06 Jul 2014, 05:53 #341171

Pues nada sigue investigando y porsupuesto gracias a tí por plantear este tema tan interesante.
Sí te sirve de algo te doy una última idea mecánica que no modificaría la estructura de los motores convencionales esta sería colocar en la misma linea de bancada del cigueñal unos casquillos escéntricos, accionados por un motor paso a paso o por un servomotor. Estos casquillos contendrían los antifricción normales y llevarían una ranura circular de engrase que comunicara la bancada y las muñequillas del cigueñal.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 10 Jul 2014, 13:16 #341371

Yo he visto algo de camaras de combustión variables. De todas maneras, si bien los rendimientos tienen una relación directa con la relación de compresión, tambien es un tema muy importante las perdidas de calor que se producen. Para cámaras muy pequeñas, hay que modificar las superficies de transferencia al minimo posible. Esto ultimo junto a conseguir lo mismo para camaras de combustión para llenado completo se convierte en una cuestión bastante peliaguda. Esto puede parecer cuestión baladí, pero a grandes rasgos en un coche: 0.3 al embrague, 0.3 al escape, 0.3 al radiador y el 0.1 por entre rozamientos y radiación.

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