

En un motor de combustión interna , la sobrealimentación se refiere al uso de turbocompresores o compresores para aumentar la densidad del aire de admisión. Los motores sin sobrealimentación se clasifican como de aspiración natural . [ 1 ]
Principio de funcionamiento
Descripción general
La sobrealimentación se utiliza a menudo para aumentar la potencia de un motor. [ 2 ] Esto se logra comprimiendo el aire de admisión para incrementar la masa de la mezcla aire-combustible presente en la cámara de combustión . Un motor de aspiración natural tiene una presión máxima de admisión de aire igual a la de la atmósfera circundante ; sin embargo, un motor con sobrealimentación produce un "sobrealimentador", [ 3 ] por el cual la presión del aire es mayor que la de la atmósfera circundante. Dado que la densidad del aire aumenta con la presión, esto permite que una mayor masa de aire entre en la cámara de combustión.
Teóricamente, el análisis del ciclo de potencia de vapor de la segunda ley de la termodinámica sugeriría que aumentar la presión efectiva media dentro de la cámara de combustión también aumentaría la eficiencia térmica del motor . [ 4 ] Sin embargo, consideraciones (como enfriar la cámara de combustión, prevenir el golpeteo del motor y limitar las emisiones de NOx ) pueden significar que los motores de inducción forzada no siempre son más eficientes en el consumo de combustible, particularmente en el caso de motores de alto rendimiento.
Motores diésel
Los motores diésel de cuatro tiempos son muy adecuados para la sobrealimentación, ya que la ausencia de combustible en el aire de admisión permite utilizar relaciones de compresión más altas sin riesgo de preignición. Por lo tanto, el uso de turbocompresores en motores diésel es relativamente común.
Los motores diésel de dos tiempos tienen un principio de funcionamiento significativamente diferente al de los motores de gasolina de dos tiempos, y requieren algún tipo de sobrealimentación, generalmente un compresor, para poder funcionar.
Usos en altitudes elevadas
La menor densidad del aire de admisión se debe a la pérdida de densidad atmosférica que se produce a mayor altitud. Por lo tanto, uno de los primeros usos de la sobrealimentación fue en los motores de aeronaves. A 5500 metros (18 000 pies ) , la presión del aire es la mitad que a nivel del mar, lo que significa que un motor sin sobrealimentación produciría menos de la mitad de la potencia a esta altitud. [ 5 ] La sobrealimentación se utiliza para aumentar artificialmente la densidad del aire de admisión, con el fin de reducir la pérdida de potencia a mayor altitud.
Los sistemas que utilizan un turbocompresor para mantener la potencia de salida de un motor a nivel del mar se denominan sistemas "turbonormalizados". Generalmente, un sistema turbonormalizado intenta mantener una presión en el colector de admisión de 29,5 inHg (100 kPa) . [ 5 ]
Tipos de compresores
Los dispositivos de sobrealimentación más comunes son los turbocompresores y los compresores volumétricos. Un turbocompresor acciona su compresor mediante una turbina impulsada por el flujo de gases de escape, mientras que un compresor volumétrico se acciona mecánicamente por el motor (generalmente mediante una correa conectada al cigüeñal del motor).
Tecnologías asociadas
El enfriamiento intermedio se utiliza a menudo para reducir la temperatura del aire de admisión después de su compresión. Otro método menos común es la inyección de agua (o de metanol).
Referencias
- ↑ "Cómo funciona la inducción forzada" . www.gearpatrol.com . 23 de septiembre de 2013. Archivado del original el 30 de octubre de 2023. Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
- ↑ Elisabeth H. Dorries (diciembre de 2004). TechOne: Reparación de motores de automóviles . Cengage Learning. pág. 106. ISBN 1-4018-5941-0.
- ↑ Don Fuller (diciembre de 1982). "Turboalimentación: esta vez llegó para quedarse" . Popular Mechanics . Hearst Magazines: Páginas 75 y 109. ISSN 0032-4558 .
- ↑ Cengle, YA; Boles, MA (2008). Termodinámica: Un enfoque de ingeniería (6.ª ed.). Nueva York, NY: McGraw-Hill. págs. 70, 590.
- 1 2 Knuteson, Randy. "Ampliando tus conocimientos sobre turbocompresión" (PDF) . Aircraft Maintenance Technology (julio de 1999). Archivado del original (PDF) el 17 de junio de 2012. Recuperado el 18 de abril de 2012 .
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