Técnicas del automóvil motores

PMS -------PMI Figura 2.2 Se llama relación de compresión a la relación existente entre el volumen del cilindro cuando el pistón se encuentra en el p.m.i. (derecha en la figura) y el de la cámara de compresión (cen­ tro), que es el volumen ocupado por los gases cuando el pistón alcanza el p.m.s. Llamando p a la relación de compresión, F a la cilindrada y v al volumen de la cámara de combustión, pode­ mos escribir: P = V + v La relación de compresión de un motor da el nivel de compresión a que se somete el gas en el interior del cilindro. Cuanto mayor sea ésta, más presión se obtiene al final de la compresión. Dado que la línea de compresión es una adiabática, la temperatura alcanzada por el gas al fi­ nal de la compresión es la correspondiente al calor absorbido, que puede ser calculada con la conocida expresión: / + 273 = (ro+273)/?c^-' en la que t es la temperatura final en grados centígrados, /o la temperatura inicial, la relación de compresión, y y el exponente calorimétrico del gas, de valor 1,33 para la mezcla de aire y gasolina y 1,4 para el aire. En los últimos años se han diseñado motores con relaciones de compresión cada vez más elevadas, con las ventajas que reportan estos aumentos, que van acompañados de un incremento de la potencia desarrollada y una economía de consumo de combustible, sin que por ello tenga lugar un crecimiento comparable del peso y tamaño del motor. Es decir, para el mismo peso y volumen de los motores actuales, las potencias obtenidas con respecto a los más antiguos son considerablemente mayores. Con relaciones de compresión mayores, se obtienen presiones de combustión más altas, que determinan un mayor impulso recibido por el pistón y, de otra parte, los gases quemados se expanden hasta un volumen mayor, con lo que el empuje sobre el pistón se realiza durante un recorrido más largo, obteniéndose un trabajo mayor en la carrera de expansión, durante la cual, los gases inflamados se enfrían porque la energía térmica del combustible se transforma en energía mecánica. Al aumentar la relación de expansión (cantidad que se expanden los gases quemados cuando el pistón se desplaza hacia abajo durante la carrera de trabajo), también au­ menta la cantidad de energía témiica transformada en energía mecánica, debido a la mayor ex­ pansión. Cuanta más energía térmica se transforma en energía mecánica, menos calor se expulsa al sistema de escape y menor energía térmica se desperdicia. Una relación de compresión alta mezcla mejor el aire con el combustible, debido a la mayor actividad de las moléculas de ambos con la elevación de la presión, lo que a su vez supone que se queme mayor cantidad de combustible y se libere más energía térmica. Por otro lado, con las altas relaciones de compresión, el volumen ocupado por el gas al final de la compresión es me-