¿Cuál es la conexión entre la relación de compresión y el ahorro de combustible?

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Algunos motores son súper eficientes, gracias a que sus ingenieros juegan con una pequeña cosa llamada relación de compresión. Vea imágenes de motores de automóviles. Duangkamon Khattiya / Elección del fotógrafo / Getty Images

¿Ha notado la ola de autos con un gran rendimiento de gasolina que llega al mercado? El Mazda3 con el motor SkyActiv puede alcanzar 42 millas por galón (17,9 kilómetros por litro). El Chevrolet Cruze Eco puede alcanzar 40 millas por galón (17 kilómetros por litro) y el Hyundai Elantra también. Y entienda esto: a pesar de que estos autos obtienen algunos de los mejores millajes de combustible en la industria, no utilizan tecnología híbrida gasolina-eléctrica, combustibles alternativos u otros trucos ecológicos. Están propulsados ​​por el motor de combustión interna a la antigua. Entonces, ¿qué hace que su economía de combustible sea tan buena? Sus motores son súper eficientes, gracias a que sus ingenieros juegan con una pequeña cosa llamada relación de compresión..

El motor básico de su automóvil funciona convirtiendo la energía química de una explosión controlada de la mezcla de aire, gasolina y una chispa, en movimiento mecánico. Para obtener una visión más detallada de este proceso, consulte cómo funciona el motor de un automóvil. Pero, la historia básica es que cada motor de automóvil tiene un número determinado de cilindros que albergan pistones. La explosión controlada hace que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo, lo que hace girar el cigüeñal del motor (que es la conversión de energía química en mecánica), que a su vez, impulsa las ruedas..

los índice de compresión es la relación entre el volumen del cilindro y la cámara de combustión cuando el pistón está en la parte inferior y el volumen de la cámara de combustión cuando el pistón está en la parte superior. Los ingenieros automotrices pueden mejorar la eficiencia y el ahorro de combustible mediante el diseño de motores con altas relaciones de compresión. Cuanto mayor sea la relación, más comprimido estará el aire en el cilindro. Cuando se comprime el aire, se obtiene una explosión más poderosa de la mezcla de aire y combustible y se usa más combustible. Piénselo de esta manera: si tuviera que estar cerca de una explosión, probablemente elegiría estar cerca de una en algún lugar exterior, porque la fuerza de la explosión se disiparía y no parecería tan poderosa. En una habitación pequeña, sin embargo, la fuerza estaría contenida, haciéndola sentir mucho más poderosa. Lo mismo ocurre con las relaciones de compresión. Al mantener la explosión en un espacio más pequeño, se puede aprovechar más su poder. Al aumentar la relación de compresión de 8: 1 a 9: 1, por ejemplo, puede mejorar el ahorro de combustible entre un 5 y un 6 por ciento..

El tipo de relación de compresión que acabamos de conocer es lo que se conoce como relación de compresión estática. Se llama estática porque solo se mide cuando la válvula de admisión está cerrada. Hay otro tipo de relación de compresión que tiene en cuenta la apertura y el cierre de la válvula de admisión. Hablaremos de eso en la página siguiente..

Como aprendimos en la página anterior, la compresión estática del motor se mide cuando la válvula de admisión de aire de un motor está completamente cerrada. Sin embargo, en funcionamiento real, eso casi nunca sucede. El motor está funcionando tan rápido que es posible que la válvula de admisión de aire deba abrirse nuevamente antes de que el pistón haya terminado su recorrido completo hacia arriba y hacia abajo. Cuando eso sucede, parte de la presión dentro del cilindro se pierde, lo que reduce la eficiencia. En esencia, hay más espacio para el aire, por lo que el motor pierde parte de la potencia de la combustión de aire y combustible..

Las relaciones de compresión dinámica tienen en cuenta el movimiento de la válvula de admisión de aire. Los ingenieros pueden ajustar un motor para que la válvula de admisión de aire se cierre antes, lo que ayuda a aumentar la presión del cilindro. El motor también se puede ajustar para que la válvula se cierre más tarde, pero eso deja salir algo de aire y reduce la eficiencia con la que el motor usa combustible..

Calculando el relación de compresión dinámica en realidad es bastante difícil. Para hacerlo, utilice la longitud de la carrera y la longitud de la biela para determinar la posición del pistón cuando la válvula está completamente cerrada. Debido a que esta relación se encuentra cuando el pistón está en la mitad de su carrera, siempre es menor que la relación de compresión estática. Al igual que la compresión estática, una relación de compresión más alta significa un uso de combustible más eficiente y una mejor economía de combustible..

Los motores de alta eficiencia de muchos de los automóviles actuales deben gran parte de su economía de combustible a sus altas relaciones de compresión. Pero un motor de alta compresión también tiene sus inconvenientes. Para mantenerlo funcionando en plena forma, debe usar gas de alto octanaje, que es más caro que el gas sin plomo normal. Si omite la gasolina premium, con el tiempo, el motor puede desarrollar un golpe. Un golpe del motor es cuando la combustión de aire y combustible no ocurre en el momento óptimo en la carrera del pistón. El uso de combustible de bajo octanaje en un motor de alta compresión puede aumentar la probabilidad de que el motor golpee, por lo que si compra un automóvil nuevo de alta compresión y bajo consumo de combustible, asegúrese de usar el tipo de gasolina que se recomienda en el manual del propietario para obtener el más de eso.

¿Busca más información sobre la relación de compresión del motor y el ahorro de combustible? Simplemente siga los enlaces en la página siguiente.

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Fuentes

  • Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. "Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
  • Vizard, David. "Tecnología de relación de compresión: la reducción de potencia". Revista popular de Hot Rodding. Febrero de 2009. (16 de diciembre de 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html



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