Combustibles Convencionales ES

THIS PRESENTATIONCOMBUSTIBLES Y VEHÍCULOS ALTERNATIVOS
Ciclo de 4 tiempos
ADMISIÓN
COMBUSTIBLES Y VEHÍCULOS ALTERNATIVOS
COMPRESIÓN
Con todas las válvulas cerradas, el pistón sube, comprimiendo el aire en el interior del cilindro
Aumentan la presión y la temperatura del aire.
INYECCIÓN
Una vez comprimido el aire, se inyecta el combustible a alta presión en el cilindro.
EXPLOSIÓN
Se produce el encendido al entrar en contacto el combustible con el aire caliente.
Se transmite la energía mecánica generada al motor.
ESCAPE
Después de la combustión, los gases calientes salen del cilindro por las válvulas de escape.
ADMISIÓN
COMPRESIÓN
EXPLOSIÓN
ESCAPE
INYECCIÓN
Biela – Transmite el movimiento al cigüeñal
Cigüeñal – Transforma el movimiento alterno en rotatorio
COMPONENTES DEL MOTOR
Sistema de refrigeración (evita el sobrecalentamiento de los componentes)
Lubricación (reduce el rozamiento, limpia los componentes, etc.)
Combustible (admisión de combustible)
Cabeza (DOHC)
Leva Lateral
Enfriar los componentes del motor:
mantener el motor a una temperatura de funcionamiento adecuada (p.ej. evitar que se fundan los componentes)
mantener las propiedades físicas y químicas del aceite lubricante (una excesiva temperatura podría deteriorarlo)
Proporcionar calor para climatizar el interior del vehículo
Mejorar el arranque en frío
con el apoyo de:
La función del aceite de motor va más allá de la mera lubricación.
El aceite también debe tener:
Gran capacidad detergente y dispersante
Gran capacidad anti-oxidante
Buena capacidad de neutralizar ácidos
Capacidad de mantener sus propiedades ante cambios de temperatura (en frío y en caliente)
SISTEMA DE LUBRICACIÓN
Objetivo:
Introducir combustible en el motor para su mezcla con el aire caliente en el interior del cilindro y posterior evaporación, auto-ignición y combustión
169.bin
Mayor presión de inyección
Múltiples inyectores de compresión
Directa
Indirecta
Pérdidas
Rendimiento
Mayor
Menor
Régimen
Combustible
Funciona con combustibles de menor calidad (viscosidad, índice de cetano)
Inyección
Ventajas
Inconvenientes
con el apoyo de:
Turbulencias (“squish”) y remolinos (“squirl”) del aire en la cámara de combustión
INYECCIÓN DIRECTA
Bomba-inyector
Bomba en línea
600...700 bares 1 000 bares en la punta del inyector
Bomba radial
172.bin
Bomba-inyector
Disminución del ruido y de la vibración
Buen consumo de combustible
Buen par y potencia
Disminución de emisiones contaminantes
ADMISIÓN EN LOS MOTORES DE GASOLINA
Un motor de gasolina puede admitir:
Una mezcla de aire y combustible
Aire, con inyección directa del combustible al interior del cilindro – Motores de Inyección Directa
Source: Total
Objetivo: Aumentar la relación potencia/peso
Un compresor aumenta la densidad del aire antes de su admisión en los cilindros
Desventajas (en relación con los motores atmosféricos sin turbocompresor):
Mayor complejidad y coste
Ventajas:
Mayor par en todos los regímenes de revoluciones por minuto
Mejor consumo de combustible
Objetivo: Aumentar la relación potencia/peso
Enfría el aire después de la compresión antes de su admisión en los cilindros:
Admisión de una mayor masa de aire en los cilindros
Mayor consumo
Mayor par
Mayor potencia
FORMACIÓN Y CONTROL DE LOS CONTAMINANTES
La combustión en los motores Diésel se caracteriza por una alta concentración de gotículas de combustible (baja vaporización del combustible).
Principales contaminantes:
Partículas (PM)
Control de las emisiones:
Filtro de partículas
Control de las emisiones
Diésel:
Recirculación de los gases de escape o EGR (evita la formación de NOx)
Filtros de partículas, activos y pasivos (disminución de PM)
Convertidor catalítico de oxidación (reducción de HC y CO)
Reducción catalítica selectiva o SCR (transforma el NOx en N2 y H2O)
Petrol:
Convertidores catalíticos con tres vías
Catalizadores de oxidación (transforma CO y HC en CO2 y H2O)
Catalizadores de reducción (transforma NO en N2 y O2)
El Diésel es un derivado del cetano (C10H22)
Cetanaje o Índice de cetano: Indica la mayor o menor capacidad de autoignición del combustible ( menor lapso hasta la autoignición)
15: Baja capacidad de autoignición: isocetano
100: Alta capacidad de autoignición: cetano
Menor índice de cetano requerido: 51
Contenido de azufre: Menos de 50 ppm combustible de bajo contenido en azufre
Eliminación de las emisiones de dióxido de azufre (SO2)
Reducción de las emisiones de PM
Menos de 10 pmm: Combustible sin azufre (a partir de 2009)
HC
CO
NOx
PM
Diésel
Gasolina
Norma
Año
CO
HC
PAR
Energía generada por el motor en una revolución, resultante de la combustión del combustible [kg.m o N.m].
1 kg.m=9,8 N.m
Cuanto más alto el par, mayor es la eficiencia del motor a un régimen de revoluciones determinado.
POTENCIA
1kW = 1,36 CV
Curva de par de giro
Muestra la distribución del par a cualquier régimen de revoluciones, a plena carga.
Debería ser lo más baja posible, lo que significa buena respuesta del motor a cualquier régimen de revoluciones.
RPM x N.m (o kg.m).
Curva de potencia
Muestra la distribución de la potencia en cualquier régimen de revoluciones, a plena carga.
RPM x kW (o CV).
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Emisiones de CO2 por litro: la gasolina supera ligeramente al Diésel
Emisiones de CO2 por km: menor consumo de Diésel y menor emisión
La eficiencia energética es una función de las relaciones de compresión
Los motores Diésel utilizan una relación variable de combustible y aire
Los motores de gasolina utilizan una relación constante de aire y combustible (estequiométrica de 14,7 a 1), independientemente de la velocidad y la carga
El tipo de admisión de los motores Diésel permite que la relación de aire y combustible en régimen de ralentí pueda descender hasta 100 a 1, siendo su eficiencia de consumo mucho mayor que la de los motores de gasolina
Combustión
Autoignición provocada por la alta presión y temperatura en el interior del cilindro
Encendido por bujías
Combustible
Debe ser de vaporización fácil y favorecer la autoignición (cetanaje alto)
Debe ser resistente a la autoignición (octanaje algo)
Relación de compresión
Limitada por las características del combustible (9 a 12)
Eficiencia
~35%
Turbocompresión
Siempre que sea posible. Aumenta la eficiencia y mejora la combustión
Solución poco frecuente, pero cada vez más popular
Diésel
Gasolina
Consumo
Menor
Mayor
Precio
Normalmente menor, pero depende de los impuestos con que se grave en cada país
Mayor
Peso
Alto
Bajo
Alta
con el apoyo de:
INDUSTRIA DEL AUTOMÓVIL - CURIOSIDADES
En 1976, Volkswagen presentó la denominación “GTI”, pero no la registró. Casi todos los fabricantes la utilizaron.
Sin embargo, en 1991, Volkswagen presentó la denominación “TDI”, pero esta vez sí la registró. El resultado fue el siguiente …
JTD - Alfa, Fiat, Lancia D- 4D - Toyota
d - BMW D5- Volvo
TDdi - Ford Di-D – Mitsubishi
TDCi - Ford dTi - Renault
CDTi - Honda dCi - Renault
CRDi - Hyundai CDT – Rover
DvTdi – Mazda DTI – Opel
Mejor eficiencia energética: menor consumo de combustible/uso de energía (funciona con relaciones de compresión mayores)
Ventajas de los motores de gasolina:
Mejor arranque en frío
Mayor elasticidad (velocidades de motor más altas)
Más ligero
Resumen
La tendencia actual en motores y tecnologías Diésel se dirige a:
mejorar la pulverización del combustible (mayor presión de inyección)
mejorar el flujo en el interior del cilindro
optimizar la inyección para reducir el ruido y las vibraciones
maximizar la potencia y el par sin sacrificar la economía de combustible (optimizar la turbocompresión)
optimizar la inyección de combustible para reducir el consumo de combustible (p.ej. tecnologías de inyección)
Aumentar el cetanaje
Resumen
Universidad Técnica de Lisboa
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