Asignaturas:
- Consumo específico de combustible
- Eficiencia del motor
- Diagrama de potencia/diagrama de huevo.
- Diagrama de reducción de activos
Consumo específico de combustible:
Normalmente expresamos el consumo de combustible de un vehículo en kilómetros recorridos por litro, por ejemplo: 1:15. La documentación del vehículo suele indicar litros cada 100 km. Se han tenido en cuenta las condiciones de conducción, es decir, las resistencias de conducción que juegan un papel importante.
Es interesante para los técnicos saber cuánto combustible cuesta entregar una determinada potencia durante un período de tiempo. Este consumo se expresa en kilogramos de combustible por hora (B). Cuando lo miramos por kilovatio, hablamos del consumo específico de combustible (be), expresado en g/kWh.
El consumo específico de combustible se puede incluir en el diagrama par-potencia del vehículo. Este diagrama muestra que el consumo específico de combustible en condiciones de plena carga es último cuando el par motor está justo por encima de su máximo.
Eficiencia del motor:
Obtenemos el menor consumo específico de combustible en las circunstancias en las que la eficiencia del motor es mayor. La potencia se expresa en vatios o julios/s. La potencia suministrada es el contenido calorífico del combustible, que es igual al consumo específico de combustible (be) * la potencia suministrada (P) * el calor específico de combustión (H).
Diagrama de potencia/diagrama de huevo:
Durante la fase de prueba de cada motor (nuevo), se realiza una medición del consumo específico de combustible. En esta medición, el consumo de combustible se realiza en un banco de pruebas de motores o banco de pruebas de potencia a diferentes velocidades con cargas variables del motor. La carga se regula pisando el pedal del acelerador gradualmente más profundamente, de modo que el motor entregue unos pocos kW más de potencia con cada paso. De esta manera se recorre todo el rango de velocidades.
La siguiente imagen muestra el diagrama de consumo de combustible, también llamado "diagrama de huevo". Las islas indican el consumo de combustible en g/kWh. Estas líneas (en forma de huevo) conectan los puntos cuyo consumo específico de combustible es el mismo. La isla más pequeña alcanza una velocidad de unas 3000 rpm. el consumo de combustible más bajo, concretamente 240 g/kWh. A esto lo llamamos el "punto óptimo". El motor es más económico a tales velocidades y cargas.
Explicación de las líneas del diagrama Ei:
- Eje vertical: el par en Nm;
- Eje horizontal: velocidad del cigüeñal;
- Línea azul: la curva de par del motor;
- Líneas verdes: líneas eléctricas en kW;
- Islas Negras: las zonas de consumo
Las líneas eléctricas (verdes) muestran claramente que al disminuir la velocidad, el par (y por lo tanto la presión de combustión promedio) debe aumentar para mantener la misma potencia. También vemos una disminución en el consumo de combustible. El consumo mínimo de combustible de 240 gramos por kWh se alcanza a una velocidad de aproximadamente 3000 rpm y con una potencia de aproximadamente 85 kW. El consumo de combustible de este coche es de 9 l/100 km de media.
Esto significa que el motor es más económico cuando tiene que entregar aproximadamente el 45% de la potencia total. A potencias más bajas, el motor es ineficiente: prácticamente no se entrega potencia, pero todas las pérdidas por fricción interna deben ser absorbidas. En la práctica, esto puede significar que el vehículo puede resultar más económico circulando a 120 km/h en 6ª marcha que circulando a 90 km/h en 4ª marcha.
Diagrama de potencia para reducción de personal:
Hasta hace poco, los fabricantes utilizaban motores de gran cilindrada. En el grupo VAG, el motor 6.0 (W-) de 12 cilindros fue la pieza estrella, entre otros, en el Audi A8 y el BMW M5 (E60), que ofrecía altas prestaciones con el motor atmosférico V5 de 10 litros. Los coches de clase media también estaban equipados con un motor de cilindrada relativamente grande, por ejemplo un 2.0 litros atmosférico. Hoy en día, los fabricantes buscan todas las formas posibles de reducir drásticamente las emisiones sin sacrificar el rendimiento. Vemos que la cilindrada de cada vez más motores se reduce y un turbo de escape garantiza un buen rendimiento. Un ejemplo de esto lo vemos en el VW Golf, donde el motor de 1.0 litros con turbo funciona mejor y es más económico que un motor (más antiguo) de 1.4 litros sin turbo:
- VW Golf V de 2005, cilindrada: 1,4 litros, activos: 59 kW, consumo: 6,9 l/100km (1:14.5);
- VW Golf VII de 2015, cilindrada: 1.0 litros, activos: 85 kW, consumo: 4,5 l/100km (1:22,2).
Los diagramas de huevos a continuación son de un atmosférico motor con una cilindrada de 2,5 litros y un presurizado 1,6 litros motor. Ambos motores entregan un par máximo de 240 Nm. La curva de par del motor de aspiración natural es mucho más plana que la del motor turbo alrededor de 3000 rpm. Con ambos motores, el par máximo se alcanza aproximadamente a 3000 rpm, pero vemos que el presión efectiva promedio del pistón (BMEP) para el motor turbo es 7 bar más alto a la velocidad del par. Un BMEP más alto conduce a menos pérdidas de flujo durante el intercambio de gases y a una mayor eficiencia.
