La eficiencia volumétrica de un motor define esencialmente la capacidad de respiración . Desempeña un papel vital en la determinación de la cantidad de combustible que un motor puede quemar por completo y las rpm máximas a las que el motor puede funcionar racionalmente.
La eficiencia volumétrica de un motor depende del tipo y tamaño del filtro de aire, el carburador, la posición de la placa del acelerador, el diseño de la válvula de admisión y algunos otros factores.
Teóricamente se define como la relación entre el volumen del caudal de aire en el sistema de admisión y el caudal al que el pistón desplaza el volumen . Ahora,
Eficiencia volumétrica = 2 x Ma / (px V x N)
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Dónde,
Ma: masa de aire inducida en el cilindro por ciclo.
p – densidad del aire de entrada.
V – volumen del cilindro.
N – RPM del motor.
Se debe tener en cuenta que la masa de aire inducida depende de las rpm del motor, ya que otros parámetros generalmente no varían significativamente.
Debe quedar bastante claro que la eficiencia volumétrica disminuye a rpm más altas porque el proceso de expulsar los gases de escape y succionar la carga fresca dentro del cilindro es cada vez menor . Por lo tanto, el aumento marginal de la masa de aire inducida disminuye con el aumento de las RPM. El aumento de rpm ayuda a aumentar el caudal másico que es mucho mayor que la caída causada por la disminución de la eficiencia volumétrica.
Por lo tanto, la disminución en la eficiencia volumétrica afecta el aumento marginal en la cantidad de masa inducida dentro del cilindro. El efecto del aumento de rpm compensa el efecto de la disminución de la eficiencia volumétrica en el caudal másico. Entonces, en general, el flujo de masa aumenta pero a un ritmo decreciente.
Por esta razón, los fabricantes de automóviles emplean turbocompresores y sobrealimentadores en motores que aumentan el caudal másico al aumentar la densidad del aire de entrada y mantener la eficiencia volumétrica del motor.
Nota: este aumento marginal decreciente en el caudal másico establece el límite superior para las rpm del motor.
Nota 2: no hemos considerado varios aspectos de la eficiencia volumétrica, como el efecto de embestida, las pérdidas por fricción, la composición del combustible y la relación de combustible de aire por razones de simplicidad.
¡Espero eso ayude! Gracias por preguntar.