Tema 2. Renovación de la carga 4T

1. Tema 2. Renovación de la carga 4T Objetivos • Descubrir la importancia del proceso de la renovación de la carga y saber cuantificarlo • Clarificar cuáles son los factores influyentes en él y por qué Contenido • Justificación • Definición. Evaluación • Factores que afectan • Fenómenos no estacionarios en colectores • Medios para mejorar la renovación de la carga Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 1

2. Tema 2. Renovación de la carga 4T Índice • Justificación • Definición. Evaluación • Rendimiento volumétrico • Trabajo de bombeo • Factores que afectan • Régimen de giro • Diagrama de distribución • Geometría del motor • Fenómenos dinámicos en colectores • Medios para mejorar la renovación de la carga • Distribución variable • Geometría de admisión variable Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 2

3. Justificación Potencia efectiva: Atención • La cantidad decombustiblea introducir en el motor tiene como único límite la cantidad de aire que hemos sido capaces de introducir en él. • La masa deairees, pues, elfactor que limita la potencia efectiva del motor. ! ¡ Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 3

4. Definición. Evaluación Definición • Renovación de la carga:substitución de los productos quemados existentes en el cilindro por mezcla sin quemar para reanudar el ciclo Evaluación • Eficiencia Rendimiento volumétrico • Coste Trabajo de bombeo Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 4

5. Rendimiento volumétrico Definición Relación entre el gasto másico de mezcla (aire) real aspirado por el motor y uno de referencia Referencia • Por lo general, son lascondiciones atmosféricas • Enmotores sobrealimentadoscaben distintas posibilidades (hay que ser consciente de qué posibilidad se elige...) Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 5

6. Rendimiento volumétrico Factores que afectan • Factores de funcionamiento: • Condiciones operativas: régimen y carga. • Condiciones ambientales: P, T y humedad. • Reglajes (FR, T refrigerante). • Factores geométricos: • Sección de paso para el aire: número y tamaño de válvulas de admisión • Relación carrera/diámetro • Conductos de admisión y escape: fenómenos dinámicos • Diagrama de distribución Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 6

7. Trabajo de bombeo Definición Es el trabajo que cuesta realizar el proceso de admisión y escape.Área del lazo de bombeo Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 7

8. Trabajo de bombeo Factores que afectan • Factores de funcionamiento: • Régimen de giro • Grado de carga • Rendimiento volumétrico • Factores geométricos: • Secciones de paso: pérdidas de carga, número de válvulas de escape • Conductos de escape: fenómenos dinámicos • Diagrama de distribución Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 8

9. Régimen de giro Evolución del v con el régimen de giro Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 9

10. Diagrama de distribución Define aperturas y cierres de las válvulas AAA: • Favorece el inicio de admisión RCA: • Aprovecha inercia AAE: • Ayuda al vaciado espontáneo RCE: • Aprovecha inercia Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 10

11. “Normal” n moderado “Ideal” n  0 “Sport” n elevado Diagrama de distribución Tendencias Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 11

12. ¡¡Compromiso!! Diagrama de distribución Optimizar W neto • Aumentar AAE • W bombeo  • W expansión  ¡¡AAE es muy importante!! Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 12

13. ¡¡Hay más espacio!! Geometría motor Disposición válvulas Relación S/D Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 13

14. Fenómenos dinámicos en colectores • Fenómenos de ondas • Relacionados con la propagación de perturbaciones en los conductos • Están presentes a cualquier régimen de giro • Fenómenos inerciales • Debidos a la inercia del movimiento de la masa de fluido • Se aprovecha de la compresibilidad del fluido para generar variaciones de densidad • Tiene efecto, sobre todo, a elevado régimen de giro Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 14

15. Fenómenos dinámicos en colectores • Colector de admisión • Bien sintonizado puede mejorar un 25% el rendimiento volumétrico Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 15

16. Fenómenos dinámicos en colectores • Colector de escape • Bien sintonizado reduce el trabajo de bombeo y favorece ligeramente el llenado Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 16

17. Fenómenos dinámicos en colectores • Colector de escape • A:Onda reflejada llega en el cruce • B:Onda reflejada llega a mitad de escape • C:Onda reflejada llega al principio del escape Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 17

18. Fenómenos dinámicos en colectores Fenómeno de ondas e inercia desligados • Longitudes iguales • Ondas iguales • Secciones diferentes • Inercia diferente (velocidades diferentes para un mismo gasto) Inercia • Se aprovecha a través del diagrama de distribución Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 18

19. Hay que diseñar sistemas adaptables Mejora de la renovación de la carga Vías de acción • Diseño base del motor • Diagrama de distribución • Geometría de colectores Inconveniente principal • Los óptimos dependen fuertemente delrégimen de giro Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 19

20. Distribución variable Variar ¿qué? • Levantamiento de las válvulas • Desfases admisión – escape • Duración de la apertura Tipos de variación • Sistemas continuamente variables • Ofrece muchas posibilidades • Difícil optimización • Sistemas on–off • Cambian a un determinado régimen de giro Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 20

21. Distribución variable VTEC (Honda) • Sistema on–off • Permite variar: • Levantamiento válvulas • Desfase • Duración apertura “Cambia la leva que actúa sobre las válvulas” n  n  Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 21

22. Distribución variable TITOLO (Ferrari) • Sistema continuo • Permite variar: • Levantamiento válvulas • Duración apertura “Utiliza una leva tridimensional” Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 22

23. Distribución variable ENGRANAJE HELICOIDAL (BMW, Alfa Romeo) • Sistema continuo • Permite variar: • Desfase “Varía la posición relativa polea- árbol de levas” Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 23

24. Distribución variable TENSORES DE CADENA DISTRIBUCIÓN (Porsche) • Sistema continuo • Permite variar: • Desfase de todas las levas “Varía las longitudes de las ramas de la cadena (o correa) de distribución” Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 24

25. Admisión variable Longitud continuamente variable (Mazda, BMW) • Sistema continuo • Permite variar: • Inercia y sintonización a la vez “Utiliza un núcleo que rota dentro de un ‘plenum’. También existen algunos telescópicos” Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 25

26. Admisión variable Resonancia variable (Opel, Peugeot...) • Sistema más ‘burdo’ “Utiliza mariposas dentro de los conductos de admisión” Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 26

27. Tema 2. Renovación de la carga 4T Resumen • Justificación • Definición. Evaluación • Rendimiento volumétrico • Trabajo de bombeo • Factores que afectan • Régimen de giro • Diagrama de distribución • Geometría del motor • Fenómenos dinámicos en colectores • Medios para mejorar la renovación de la carga • Distribución variable • Geometría de admisión variable Ampliación de Motores de Combustión. Tema 2.- Renovación de la carga 4T 27