¿Cómo se puede usar el escape de un motor IC para aumentar su kilometraje?

Answer 1

En el nivel más básico, hay mucha energía en los gases de escape de un motor de automóvil IC. Se puede aprovechar de varias maneras para mejorar la eficiencia general del sistema.

1. Comenzaré con el método más común: el turbocompresor. Permite que los gases de escape se expandan y se enfríen a través de una turbina que deriva el trabajo en el proceso. Este trabajo realizado se utiliza para conducir un compresor que empuja más aire al cilindro. En los motores diésel, esto significa que puede funcionar con menos potencia para la misma potencia y esto aumenta la eficiencia. En los motores de gasolina, le permite inyectar más combustible y extraer más potencia para el mismo desplazamiento. En otras palabras, puede reducir seriamente el motor para obtener la misma potencia y mejorar la eficiencia.

1a. Usando una configuración similar a un turbocompresor, puede conectar un generador eléctrico a la turbina en lugar del compresor y generar energía eléctrica que puede almacenarse en una batería y / o usarse para propulsión directa o para operar sistemas auxiliares.

1b. Con una configuración similar a la de un turbocompresor, puede conectar un volante de inercia de alta velocidad a la turbina en lugar del compresor y almacenar energía cinética que se puede utilizar para propulsión directa o funcionamiento de sistemas auxiliares.

2. Puede recuperar el calor del escape y usarlo para calentar el motor, la transmisión, etc. a la temperatura de trabajo más rápido durante los arranques en frío. Esto requiere una cámara de fluido térmicamente bien aislada.

3. Puede calentar agua u otro fluido usando gases de escape y hacer funcionar una turbina de vapor usando el ciclo Rankine. La energía generada por lo tanto puede almacenarse como electricidad.

4. Puede usar un generador termoeléctrico (funciona según un principio similar a los termopares) para generar directamente energía eléctrica a partir del calor de los gases de escape.

5. Puede pasar el aire sobre el múltiple de escape calentado desde el exterior y usarlo para calentar la cabina. Esto ahorra algo de energía eléctrica del sistema HVAC.

Espero no haber dado ninguna oportunidad potencial de patente 😉 ¡Gracias por A2A!

Answer 2

Hay dos tipos de sistemas de escape.

• Restrictivo
• Flujo libre

Escape restrictivo
Estos vienen instalados de fábrica, hacen menos ruido y son más baratos de fabricar.
Ellos, como su nombre lo indica, restringen el flujo de escape, lo que ayuda a mantener un perfil bajo en el sonido.

Sistemas de escape de flujo libre.
Estas son las piezas de rendimiento posteriores al mercado que tendría que instalar más adelante.
Como su nombre lo indica, estos dan control libre para que salgan los gases de escape. Sin embargo, producen más ruido y le dan a su motor un poco más de potencia.

Esto sucede porque el motor puede respirar más fácilmente.
Cuando el motor puede respirar más fácilmente, la combustión puede ser más completa y esta eficiencia en la combustión le da al motor más potencia (alrededor del 3%).

Ahora puede pensar que la potencia no tiene nada que ver con el kilometraje, pero lo que está sucediendo es que la eficiencia general está aumentando.
Mejor eficiencia = más kilometraje

Imagine que necesita usar una cierta cantidad de combustible para alcanzar una velocidad de 40 km / hy mantenerla.
Con un escape de flujo libre, debido a que la combustión es más eficiente, ahora necesita un poco menos de combustible para alcanzar la misma velocidad.
Esto ahorra combustible y aumenta el kilometraje.

Answer 3

Agregar un turbocompresor ayudará a aumentar en gran medida la eficiencia del combustible.
Un turbocompresor usa la energía de los gases de escape salientes para impulsar una turbina, que a su vez usa esta energía para comprimir el aire que puede usarse como admisión.
Este aire comprimido ayuda a aumentar la relación de compresión del motor y, por lo tanto, la eficiencia del combustible.
En los motores de gasolina, la turboalimentación puede aumentar la eficiencia del combustible en un 5-20%
En los motores diesel, la eficiencia del combustible se puede aumentar hasta en un 50%.

Answer 4

Me gustaría agregar a lo que la gente ha dicho anteriormente:
i) EGR: la recirculación de gases de escape es un proceso utilizado para reducir el Nox producido por el vehículo. Pero también ayuda a mantener la temperatura dentro de la cámara de combustión, lo que a su vez ayuda a la combustión completa del combustible.

ii) De una manera simple, cuanto menor es la contrapresión, más eficiente es el motor, diseñar un escape adecuado le brinda un amplio impulso en el kilometraje.

Answer 5

Además de los sistemas de turboalimentación o recuperación de calor residual (que ya han sido descritos por otros), la EGR en los motores SI se usa no solo para la reducción de emisiones de NOx sino que también reduce el circuito de bombeo en el diagrama PV (al reducir el vacío de admisión) y, por lo tanto, proporciona un Mejora de la eficiencia de carga parcial. Sin embargo, el beneficio de la reducción del trabajo de bombeo no se obtiene plenamente, porque la velocidad de combustión disminuye significativamente a medida que aumentan las tasas de EGR.

Answer 6

Turbocompresor (inducción forzada).
Turbosteamer (IC + motor de vapor)
Materiales termoeléctricos (se están invirtiendo miles de millones de dinero para esta investigación)

Answer 7

A medida que el escape de un motor IC aumenta, la cantidad de espacio disponible para la carga fresca de admisión aumenta a medida que aumenta la eficiencia volumétrica y aumenta la potencia de salida de un motor, por lo que aumenta el kilometraje de un motor.

Gracias

Answer 8

Use el escape para precalentar el aire que ingresa a la cámara de combustión que ahorraría la energía necesaria para calentar el aire dentro del cilindro y, por lo tanto, tal vez aumente el kilometraje.

Fuente – PK Nag.