Si la eficiencia volumétrica del motor disminuye con el aumento de la velocidad del motor, ¿cómo aumenta la masa de aire inducida a velocidades más altas?

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)

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.

Por esa razón, se utiliza un turbocompresor o sobrealimentador. Comprime el aire de entrada y lo envía a los cilindros. De ahí podemos mejorar la eficiencia volumétrica del motor. Funciona como el compresor (turbo y supercargador). El turbocompresor funciona utilizando la presión de los gases de escape. Debido a que el gas de escape sale del motor bajo una presión particular, al expandir el gas de escape en la turbina obtenemos la energía de rotación, esta energía se acopla al otro extremo de la paleta del compresor en el turbocompresor. En el caso del sobrealimentador, obtenemos el accionamiento del cigüeñal.

La eficiencia volumétrica es la proporción de la cantidad real de aire y mezcla de combustible inducida en el cilindro al volumen barrido del cilindro.

Para cualquier motor, la eficiencia volumétrica no es constante en todo el rango operativo (considerando que está diseñado para operar en un rango y no a una velocidad constante como los grupos electrógenos)

La eficiencia volumétrica es máxima en un rango particular de velocidad del motor que depende de muchos factores de diseño del motor que no son parte de la pregunta.

La eficiencia volumétrica por lo tanto varía con la velocidad del motor y otros factores. La masa de aire aumenta porque hay más número de ciclos a velocidades más altas. Por lo general, la eficiencia volumétrica del motor es más alta donde produce el par máximo.

Mediante el uso de turbocompresores podemos aumentar la combustión y los sopladores externos. El aumento de la eficiencia del volumen significa más longitud de carrera. Tdc a bdc. Si más longitud de carrera significa menos velocidad.

O por la fórmula de poder puedes derivar una relación indirecta entre estos dos

Eso es lo que hacen el turbocompresor y los sobrealimentadores.
Luego comprima el aire atmosférico y lo envía al intercooler para reducir la temperatura … luego se lo envía al colector de entrada y a la cámara de combustión.