Sobrealimentacion De Motores

marco gt
Invitado
#1
pongo una introduccion al funcionamiento de los motores sobrealimentados para que se sepa el porque de todo.

la potencia en un motor depende directamente de la cantidad de mezcla que se quema en el cilindro,por lo que para conseguir el mejor rendimiento tendremos que optimizar el llenado del cilindro para que se queme la mayor cantidad posible de mezcla.
un motor atmosferico es un motor que se vale de la presion atmosferica para llenar el cilindro de gases frescos,la presion atmosferica es casi 1 bar(creo que 0.98bar pero no lo se seguro), en estos motores nos vemos limitados a intentar que la presion del cilindro en el momento antes de la compresion sea lo mas cercana posible a la atmosferica ya que si es asi significara que hemos llenado el cilindro lo maximo posible y obtendremos el mejor rendimiento que ese motor puede alcanzar.
si la rendimiento es mayor cuanto mas mezcla ingrese en el cilindro debemos de procurar ingresar la maxima cantidad posible.
la mejor forma de hacer esto es sobrealimentando un motor,ya que vamos a ingresar mayor cantidad de mezcla de la que se podria incluso en su momento de maximo rendimiento.
esto se consuigue creando una presion por encima de la atmosferica dentro del conducto de admision,esto provocara que la presion en el cilindro antes del comienzo de la compresin sea superior a la presion atmosferica por lo que tendremos una mayor cantidad de mezcla en el cilindro y el rendimiento sera mayor.

por ejemplo,si tenemos un motor de 2.000cc, de cuatro cilindros,cada cilindro tendra 500cc,este motor en su momento de maximo rendimiento obtendra como maximo 500cc de mezcla para quemar, pero si a este motor lo sobrealimentamos con una presion de 0.2bar(por encima de la atmosferica)y manteniendo la misma temperatura de admision que en el caso del atmosferico,tendremos 600cc de mezcla en el cilindro,ya que la presion(simpre que sea a tª constante)vale de factor multiplicador,en este caso 0,2.

pero tenemos un problema,si tenemos un motor con una relacion de compresion mas o menos ajustada a los valores maximos de compresion teniendo presion atmosferica antes de la compresion,si aumentamos esa presion inicial variara en la relacion de compresion de un modo que nos podria perjudicar encuanto a pasarnos del limite de picado.

para eso tenemos las siguientes formulas:

poniendo como ejemplo el motor anterior de 2.000cc con una reacion de compresion de 10:1
vamos a calcular el volumen de la camara de combustion:

Vc= V / Rc - 1 = 500cc / 10 - 1= 55.56cc

y ahora el volumen total del cilindro y la camara de combustion:

Vt = Vc + V=55.56+500= 555.56cc

ahora calculamos la presion de combustion del motor atmosferico:

Pc = P x Rcª

Pc= presion de compresion
P= presion en el colector de admision
Rc=relacion de compresion
ª= 1.5(valor dado estandart)

Pc= 1(pres.atmosferica) x 10ª= 1 x 31.6 = 31.6bar

con estos datos pasamos a la version sobrealimentada
vamos a calcular la nueva relacion de compresion para que teniendo como P(presion en el colector de admision) 1,2bar (1 bar de presion atmosferica y 0.2 de sobrealimentacion);la presion de compresion sea la misma que en el caso atmosferico.

RCs=(raiz de 1.5 de)Pc / P

(no se expresar la raiz de 1,5 aki, perdonarme, Pc /P va dentro de raiz de 1.5)

RCs= Relacion de compresion corregida para sobrealimentacion.
Pc= presion de compresion
P = presion en el colector de admision

RCs = (raiz de 1.5 de) 31.6 / 1.2 = 8.86

La relacion de compresion para evitar picado sera en este caso de 8.86:1

espero no me haya estendido demasiado en el tema y sirva de ayuda
xaxan
Invitado
#2
Muy bien redactado. Pero es complicadillo de enteder a la primera para los que estamos en camino de ser ingenieros.(en mi caso estoy estudiando bachillerato).
NED
9
#3
Pues para los que estamos en el camino (empezándolo...) de intentar entender algo de algo, ya ni te digo...

"pero tenemos un problema,si tenemos un motor con una relacion de compresion mas o menos ajustada a los valores maximos de compresion teniendo presion atmosferica antes de la compresion,si aumentamos esa presion inicial variara en la relacion de compresion de un modo que nos podria perjudicar encuanto a pasarnos del limite de picado. "

Hasta aquí vale. Pero, digo yo... sin tener ni idea... el límite de picado, depende de la presión? Si, parece que si... o al menos y dadas unas circunstancias más adelante en el tiempo, supongo que dependerá de la presión inicial. Entonces, en un motor atmosférico o uno presurizado, no debería de existir ese fenómeno... por el simple hecho de tener esta o aquella presión...

Si presurizamos ese cilindro un poco más de lo normal, aumentará la presión inicial, claro que sí. Pero también lo hará, si aumentamos la compresión de uno atmosférico, aún teniendo la misma cantidad de mezcla en su interior...

Claro que... no es posible aumentar la presión de llenado de un motor atmosférico sin aumentar la compresión, pero si aumentamos la compresión, perdemos capacidad... con lo que ya no tenemos el mismo aire que en el caso inicial...



Vaya lío... sigo leyendo.

Un saludo.
marco gt
Invitado
#4
bueno voy a intentar aclarar todo,si alguien discrepa sobre mis comentarios ruego que me rectifique,ya que yo no soy ningun experto de la materia,solo un mecanico aficionado a las preparaciones y al funcionamiento fisico de los motores.

vamos a comenzar por como funciona un motor Otto(de gasolina)en primer lugar se supone que todos sabemos mas o menos como es un motor y todas sus partes mas importantes.

sabemos que tenemos 4 tiempos,admision,compresion,explosion y escape.

en el tiempo de ADMISION el piston desciende en el cilindro aumentando su volumen y creando una depresion, la valvula de admision esta abierta y comunica con el colector de admision que nos va a proporcionar la mezcla de aire y gasolina en proporcion adecuada para el funcionamiento del motor,esta mezcla ingresa en el cilindro por el efecto de la depresion creada dentro de cilindro y por parte del descenso del piston,ya que en el exterior hay presion atmosferica.
el cilindro se llena de mezcla,y se cierra la valvula de admision para dar paso a el tiempo de compresion,en este momento el piston teoricamente (en la realidad no es asi) esta en su punto mas bajo en la carrera de descenso.

el tiempo de COMPRESION se inicia cuando la valvula de admision y la de escape estan completamente cerradas,en este momento el piston esta recorriendo el cilindro en carrera ascendente para comprimir la mezcla,esta mezcla al comprimirse aumenta su presion y su temperatura hasta alcanzar la temperatura maxima admisible por el combustible antes de la detonacion.esta temperatura maxima la marca el grado de octanaje,por lo que si tenemos una gasolina de 95 octanos aguantara menos temperatura que una de 98octanos,en consecuencia cuanto mas aumentemos la presion de compresion mas temperatura conseguiremos y mas cerca estaremos del grado de detonacion o picado de biela.
si los valores estan dentro de lo admisible,cuando el piston llega a su punto mas alto la mezcla esta a mucha temperatura pero no combustionara hasta que no salte la chispa en la bujia,esta chispa da el calor suficiente a la mezcla para su combustion.
esto es asi para controlar el momento de la combustion,ya que si dejamos que adquiera la temperatura de combustion por la compresion no controlariamos el momento de encendido ni la propagacion de la combustion,y se originaria la detonacion que puede dañar gravemente los elementos del motor.

el tiempo de EXPLOSION Y EXPANSION es cuando se produce la combustion de la mezcla y en consecuencia el aumento de presion y temperatura que empuja al piston en su carrera descendente(Expansion de gases).
cuanto mayor sea la temperatura y presion del tiempo de compresion mayor sera la presion y temperatura en el tiempo de Explosion y mayor sera la Expansion o fuerza de empuje sobre el piston,por lo que mayor sera el rendimiento del motor.

tiempo de ESCAPE es el tiempo en el que se abre la vavula de escape y el piston recorre una carrera ascendente para vaciar el cilindro de gases quemados.
en este tiempo queda un presion debido a la temperatura de los gases quemados,que ayuda a evacuar el cilindro de gases quemados para que se vuelva a repetir el ciclo.

Aclaraciones:

el grado de octanaje de la gasolina es el que marca el grado de detonacion,
por ejemplo la gasolina de 95 octanos aguanta 10,5 :1 de relacion de compresion.
y la 98 octanos aguanta 11,5:1 de relacion de compresion.

La DETONACION es muy perjudicial para el motor ya que ocurre cuando se alcanza la temperatura maxima admisible,si aumentamos la compresion asta ese punto toda la mezcla estara a temperatura critica por lo que se pueden producir varios frentes de combustion y es una combustion mucho mas rapida que la normal ya que toda la mezcla esta a mucha mas temperatura,debido a que es muy descontrolada y muy rapida puede originar daños en el motor,sobretodo si ocurre antes de llegar al punto mas alto de la carrera de ascenso del motor ya que el piston hara muchafuerza en contra del giro del motor,por eso se le llama picado de biela.
para evitar esto hay que dejar un margen de temperatura ya que cada compresion es distinta debido a muchos factores(tª del motor,tª del aire de admision,tª de la culata,etc)este margen hasta la combustion lo alcanza la mezcla gracias a la bujia que da el calor necesario por medio de la chispa; ademas de que controlamos la propagacion de la combustion o frente de llama y asi se consigue una combustion mas lenta(debido a que toda la mezcla no esta a temperatura critica) y controlada.

espero que haya aclarado las dudas,en caso contrario estare encantado de aclarar lo que sea.

P.D= espero que me corrijais si e dicho algo no correcto.gracias
TELVM
LVPVS NON CVRAT NVM OVIVM
#5
Vaya lo que sigue con ánimo constructivo ein, que el tema es interesante y te lo estas currando .

Cita de marco gt
... por ejemplo,si tenemos un motor de 2.000cc, de cuatro cilindros,cada cilindro tendra 500cc,este motor en su momento de maximo rendimiento obtendra como maximo 500cc de mezcla para quemar ...
En el mundo real eso puede ser así, o puede ser peor, o puede ser mejor, en dependencia de muchos factores que configuran la famosa eficiencia volumétrica (VE). V.g. algunos aspirados guarrindongos se quedan por el 80% de VE (solo llenan 400cc de los 500 de tu ejemplo); algunos aspirados realmente patanegra se las apañan para llegar al 130% de VE (enhebran 650cc de mezcla en un puchero de 500) jugando con el timing de los árboles y la supercarga inercial, el efecto Helmholtz en la admisión, y demás trucos del gremio.

... pero si a este motor lo sobrealimentamos con una presion de 0.2bar(por encima de la atmosferica) y manteniendo la misma temperatura de admision que en el caso del atmosferico,tendremos 600cc de mezcla en el cilindro,ya que la presion(simpre que sea a tª constante)vale de factor multiplicador,en este caso 0,2.
Teóricamente sí, pero again en el mundo real, al comprimirlo, el aire se nos calentará preocupantemente. Podemos mitigarlo con intercoolers/chargecoolers/inyección de agua/alcohol y demás trucos del gremio, pero cuasisiempre (salvo alarde excepcional al respecto) entrará más caliente que en un aspirado.

... ahora calculamos la presion de combustion del motor atmosferico:

Pc = P x Rcª

Pc= presion de compresion
P= presion en el colector de admision
Rc=relacion de compresion
ª= 1.5(valor dado estandart)

Pc= 1(pres.atmosferica) x 10ª= 1 x 31.6 = 31.6bar
Esta fórmula es un poco demasiado simple. V.g. el factor capital para intentar calcular la relación de compresión dinámica (el timing de cierre de válvulas ADM) no aparece en ella.

Aquí hay un calculador sencillito de compresión dinámica, según boost y altitud:

http://www.rbracing-rsr.com/comprAdvHD.htm

Aclaraciones:

el grado de octanaje de la gasolina es el que marca el grado de detonacion,
por ejemplo la gasolina de 95 octanos aguanta 10,5 :1 de relacion de compresion.
y la 98 octanos aguanta 11,5:1 de relacion de compresion.
Ah, ojalá fuera así de simple y lineal . Aparte de que solo estas considerando el RON de la alfalfa (siendo el MON el realmente importante), hay montones de variables que nos moverán arriba o abajo el umbral de deto, a igualdad de compresión estática.

Y nos dejamos en el tintero a la furia más temible, la preignición.

Lectura recomendada sobre ambas furias:

http://www.streetrodstuff.com/Articl...ne/Detonation/
Nissan_200SX
d[º_º]b
#6
buena info pero la de 98 aguanta mas que una compresion 11.5:1 sin problemas de detoacion hay motores con compreisones 10:1 por ejemplo y turbados tiran a presiones de 0.5 bar con gasolina 98 sin problemas de detonacion, la comrpesion en ese motor supera poresupueso a esos 11.5:1
marco gt
Invitado
#7
TELVN
gracias por tus correcciones,eres un genio en este tema.

del indice mon de la gasolina ya ni me acordaba(cuando lo estudie en el instituto).

hay muchas cosas no se del todo bien o no recuerdo. por eso animo a todo el que sepa estas cosas realmente para que quede algo bien curioso.

gracias.
TELVM
LVPVS NON CVRAT NVM OVIVM
#8
Cita de centroi
entonces el picado de biela, cuando se oye ese jodido claketeo, es ke la combustion se adelanta no? y ntonces ace como para ir en contra, segun en entendido,
Detonación: Evento siempre posterior a la chispa de bujía en que la mezcla más alejada de la candela, en vez de arder controladamente como y cuando le toca, detona explosivamente y antes de tiempo, 'por simpatía'. El pistón se vé sometido a un picazo de sobrepresión cuando aun anda cerca de PMS, lo que suele inducirle graves quebraderos de cabeza, crack.

pero todo eso a ke se debe?
La deto anida e incuba allá donde se generen excesivas presiones y temperaturas en cámara. Por las razones que sean, que pueden ser muchas.

como se puede solucionar??? poke viendo esto es mas grave de lo k parece
Lo suyo es bajar las presiones y temperaturas en cámara para dejar sin excusa a la deto. Otros detalles que ayudan son alfalfa de más octano, retrasar encendido, candelas más fresquitas, un encendido potente en buen estado, etc. etc.
marco gt
Invitado
#9
se supone que depende del desgaste del motor a lo mejor la perdida es por segmentos y valvulas;con esmerilar valvulas y cambiar segmentos valdria,si no tal vez tengas que encamisar motor y cambiar pistones,y ya puestos casquillos de biela y bancada.
para andar todos los dias no te interesa rabajar la compresion hasta tener que usar 98. pero seguramente tu motor te deja algo de juego para rebajarle la compresion un poco y ganar algo de rendimiento.
marco gt
Invitado
#10
explicacion clara de por que es muy importante el diagrama de distribucion y sobretodo el RCA(retraso de cierre de la valvula de admision)para saber la compresion adecuada,y por tanto la presion final de compresion:

estos datos vienen de mano de TELVM,con su permiso lo expongo para que todos lo sepamos.

La relación de compresión dinámica (dCR) no depende solo de la relación de compresión estática (sCR) y la presión en colector ADM, hay otros factores, y el más crítico es el timing de cierre de las vulvas ADM.

Ejemplo ilustrativo: Cojamos un motor aspirado a nivel del mar con 86mm (3.3858 pulgadas) de diámetro y carrera; 140mm de longitud de biela (5.5118") y sCR de 10.0:1. Ahora vamos a jugar con dos timings de admisión.

1) Cerrando vulvas ADM 75º después de PMI: dCR= 7.33:1 ; presión en cámara 9.8 bares.

2) Cerrando vulvas ADM 50º después de PMI: dCR= 8.81:1 ; presión en cámara 12.4 bares.

Obsérvese como, con idéntica sCR de 10.0:1 en ambos casos, el cuento cambia mucho según el timing. Y el responsable del timing es el árbol de levas, el auténtico director de orquesta del motor.

parece ser que la formula que yo he utilizado(sacada de un libro de turbos un poco antiguo-1989-)no es del todo correcta.
pero aki tenemos la explicacion de TELVM de por que no y que es lo que mas puede influir.

http://www.rbracing-rsr.com/comprAdvHD.htm

aki esta el calculador de como hacerlo correctamente

P.D= nunca te acostaras sin saber algo mas!!
marco gt
Invitado
#11
animo centroi, supongo que no tendras problemas si usas un buen manual de taller y tienes cuidadito al hacer las cosas,reparar un motor no es tan complicado,aunque tienes que tener mucho cuidado a la hora de desmontar y montar la partes importantes(culata,cigüeñal,arbol de levas,etc),al dar los aprietes y al calar la distribucion,pero si lo haces como te explican en el manual y con herramientas decentes no tienes problema.

un saludo
TELVM
LVPVS NON CVRAT NVM OVIVM
#12
Cita de marco gt
1) Cerrando vulvas ADM 75º después de PMS ...

2) Cerrando vulvas ADM 50º después de PMS ...
Ahí hay una errata mía. Léase "después de PMI".
marco gt
Invitado
#13
ya esta corregida la errata.
marco gt
Invitado
#14
tio, no creo q el un motor pueda estar tan jodido para tener q cambiar el bloke y todo, mira q me extraña. ademas en el mercado hay piezas para todos los motores,sobre todo lo mas comunes que hay por la calle. yo lo que haria si el motor esta muy jodido de camisas y pistones,seria preguntar en una tienda de repuestos(valeo o por el estilo)si para tu motor hay pistones a sobremedida;asi rectificas las camisas y queda como nuevo; si no hay tendras que encamisar el bloque,y ponerle los pistones de origen.en la culata tendras que cambiar los retenes de valvula,y en caso de que esten muy mal, las valvulas, si no con esmerilas vale;por que no creo que las guias y los asientos esten muy mal;normalmente esas zonas aguantan mucho.las bielas no se suelen joder,si el cicgúeñal esta muy mal, rectificarlo un poco en los apoyos y con casquillos a sobremedida va listo, y juego de juntas.verificar la bomba de aceite y en caso de que este mal cambiarla y el motor queda como nuevo.
de todas formas cuantos kilometros tiene,y que trato le has dado; por que los motores no se joden tan facilmente.como pa tener que cambiar tantas cosas.
si el coche te tiene que durar reparalo,si lo haces tu no creo que se te suba de 1000 euros + o -.si no metele un motor de desguace y punto que seguro que no te vale mucho y suelen estar muy bien y en algunos desguaces te vienen con garantia.

suerte!
GUSPISTOLAZO
ForoCoches: Miembro
#15
ni pajolera idea
d3viL
Miembro chatarril
#16
Cita de centroi
coche maldito, nunca a dado problemas, ni los da, salvo gastar aceite aora,y un consumo brutal... lo k awanta ese motor a pesar de como esta je je je (5000 cogo a cada rato y alguna k otra 6000 a ver si revienta de una vez eso si, nunca al corte)... pos a ver como se va todo, oy m kede son bateria, carga pokisimo y 5 minutos parado y se keda descargado y ala! a empujar el coche pa sacarlo (lo k me costo), otro cosilla, bateria nueva jajaja

un saludo y perdonad los tochazos
joder tio...pero como puedes tener el coche tan rebentao? xDDD


si dices ke constantemente estas escuchando un picado de biela dioss eske no kiero ni imaginar como se esta jodiendo ese motor por dentro...ske no es normal ke pike si va de serie, ahi a tenido ke aber anteriormente un fallo de algo, ahora no se me ocurre el ke porke no e visto el coche pero yo no lo veo normal


y bueno si la bateria nueva tambien se descarga ya sabes ke es el alternador...otra cosa ke nueva vale un paston y medio...te chirria la correa del alternador? si te chirria se ha clavado el cojinete y no gira bien


un saludo
marco gt
Invitado
#17
si tienes sitio yo pararia el coche un mesecito, le sacaria el motor lo desmontaria entero y lo llevaria a rectificar(bloque,culata y cigüeñal)q es lo mas caro, cambiaria los pistones, los casquillos y en caso de estar muy mal las guias de valvula y con un juego de juntas te queda el motor nuevo como de fabrica.
y si no tienes tanta pasta o tiempo compra uno de desguace que de gasolina te vale muy pokito.

aki en madrid esta el desguace La torre,que tienen un monton de motores a buenos precios y con garantia.lo malo es lo que te cueste transportarlo.

weno un saludito y suerte!!
marco gt
Invitado
#18
tambien subo este que es muy bueno, no es por que lo hiciera yo,hay gente que aporto mas y mejor que yo
xXxKOKExXx
Sana-bria
#19
y despues de un lustro lo volvemos a subir para que esto se vuelva a parecer a un foro de coches.
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