Técnicas del automóvil motores

635 0 ,210 -10 .800 = 0,28 = 28% Rendimiento volumétrico {rjy) Las prestaciones de un motor dependen entre otros factores de la cantidad de aire utilizado. Cuanto más aire se introduce en los cilindros, mayor es la cantidad de combustible que puede quemarse y, consecuentemente, mayor es la energía que se obtiene de la combustión. El rendi­ miento volumétrico es la relación entre el peso del gas (M^,) introducido realmente en el cilindro en cada ciclo, y el peso (Me) de una carga completa que pudiera ser introducida, es decir, de volumen igual al del cilindro, en las condiciones atmosféricas ideales (15 °C y 760 mm Hg). Por ello, el rendimiento volumétrico se expresa: rjy = MJMc. El rendimiento volumétrico es función de la velocidad media del pistón, de la sección de los conductos de admisión y del tamaño de las válvulas. Efectivamente, cuanto mayor es la veloci­ dad de rotación del motor, menor es el tiempo que permanece abierta la válvula de admisión, llegándose a una situación en que la cantidad de gases que entran al cilindro es insuficiente, lo que determina una disminución de la potencia que desarrolla el motor a partir de cierto régimen. De ahí el que la velocidad y la potencia del motor no puedan aumentar indefinidamente. Los motores modernos son diseñados de manera que la aspiración resulte fácil y posean un rendimiento volumétrico elevado en altas revoluciones, para lo cual las válvulas de admisión se fabrican más grandes y los colectores de aspiración de mayor sección, con menos sinuosidades y tan cortos como sea posible. Por el contrario, en las bajas revoluciones interesa que los con­ ductos de admisión sean más largos y estrechos para favorecer el efecto de aspiración del motor, que es menor en estas condiciones de funcionamiento. Estas condiciones contrapuestas determi­ nan la utilización de sistemas de admisión variable, como será descrito más adelante. La temperatura de funcionamiento del motor y la del ambiente también influyen en el rendi­ miento volumétrico, pues cuanto más elevadas sean, más se dilata el gas que llega al cilindro, reduciéndose la cantidad que puede penetrar. El rendimiento volumétrico puede mejorarse notablemente comprimiendo el fluido antes de introducirlo al cilindro y, todavía más, si a la compresión sigue un buen enfriamiento entre el compresor y el cilindro. Esta técnica es la empleada en los motores sobrealimentados. 2.9 RENDIMIENTO GLOBAL. BALANCE TERMICO Rendimiento térmico La parte de energía suministrada al motor que no aparece en forma de trabajo mecánico se pierde en forma de calor. Supongamos un motor que está funcionando y observemos lo que pasa en un cilindro: Expansión: Dado que la combustión se produce en un tiempo muy corto, podemos admitir que todo el calor se emplea en elevar la temperatura y, por consiguiente, la presión de los gases. El pistón desciende empujado por esta presión permitiendo la dilatación del gas, pero durante este período de tiempo hay intercambio de calor entre los gases, cuya temperatura es de unos 2000 °C y las paredes de los cilindros, que están aproximadamente a 100 °C. Este intercambio es tanto más importante cuanto mayores sean la diferencia de temperaturas, la superficie de las paredes y el tiempo que dura dicho intercambio. Escape: Antes de finalizar esta carrera, la válvula de escape se abre y los gases salen al exte­ rior. Al comienzo de este tiempo, los gases poseen aun una temperatura bastante elevada, pues solamente han cedido calor por expansión y por pérdida a través de las paredes. El resto de su