Toma de aire del motor: ¿cómo funciona?

Para provocar la combustión en un motor térmico, se requieren dos elementos clave: combustible y un oxidante. Aquí nos centraremos en observar cómo entra el oxidante en el motor, es decir, el oxígeno presente en el aire.

Un ejemplo de entrada de aire de un motor moderno.

Suministro de aire: ¿qué camino toma el oxidante?

El aire que se dirige a la cámara de combustión debe pasar por un circuito, el cual tiene varios elementos definitorios, veámoslos ahora.

1) filtro de aire

Lo primero que entra oxidante en el motor es el filtro de aire. Este último se encarga de capturar y retener la mayor cantidad de partículas posible para que no dañen las partes internas del motor (cámara de combustión). Sin embargo, hay varias configuraciones/calibres de filtros de aire. Cuantas más partículas atrape el filtro, más difícil será el paso del aire: esto reducirá ligeramente la potencia del motor (que luego se volverá un poco menos transpirable), pero mejorará la calidad del aire que entrará en el motor. (menos partículas parásitas). Por el contrario, un filtro que deja pasar mucho aire (caudal alto) mejorará el rendimiento pero permitirá que entren más partículas.

Debe cambiarse con regularidad porque se obstruye.

2) Medidor de masa de aire

En los motores modernos, este sensor se usa para indicar en la ECU del motor la masa de aire que ingresa al motor, así como su temperatura. Con estos parámetros en el bolsillo, el ordenador sabrá controlar la inyección y la válvula de mariposa (gasolina) para que la combustión esté perfectamente controlada (saturación de la mezcla aire / combustible).

Cuando se obstruye, ya no envía datos correctos a la computadora: dongle apagado.

3) Carburador (motor de gasolina antiguo)

Los motores de gasolina más antiguos (antes de los 90) tienen un carburador que combina dos funciones: mezclar combustible con aire y regular el flujo de aire al motor (aceleración). Ajustarlo a veces puede resultar tedioso ... Hoy en día el propio ordenador dosifica la mezcla aire / combustible (por eso su motor ahora se adapta a los cambios de las condiciones atmosféricas: montañas, llanuras, etc.).

4) Turbocompresor (opcional)

Diseñado para aumentar el rendimiento del motor al permitir que entre más aire en el motor. En lugar de estar limitados por la admisión natural del motor (movimiento del pistón), estamos agregando un sistema que también "soplará" mucho aire hacia adentro. De esta forma, también podemos aumentar la cantidad de combustible y por tanto la combustión (combustión más intensa = más potencia). El turbo funciona bien a altas revoluciones porque es impulsado por los gases de escape (lo que es más importante a altas revoluciones). El compresor (sobrealimentador) es idéntico al turbo, excepto que es impulsado por la potencia del motor (de repente comienza a girar más lento, pero funciona antes a RPM: el par es mejor a bajas RPM).

Hay turbinas estáticas y turbinas de geometría variable.

5) Intercambiador de calor / intercooler (opcional)

En el caso de un motor turbo, necesariamente enfriamos el aire suministrado por el compresor (de ahí el turbo), porque este último se calentó ligeramente durante la compresión (el gas comprimido se calienta de forma natural). Pero sobre todo, enfriar el aire permite poner más en la cámara de combustión (el gas frío ocupa menos espacio que el gas caliente). Así, se trata de un intercambiador de calor: el aire a enfriar pasa a través de un compartimento adherido al compartimento más frío (que a su vez se enfría con aire fresco exterior [aire / aire] o agua [aire / agua]).

6) Válvula de mariposa (gasolina sin carburador)

Los motores de gasolina funcionan mediante una mezcla muy precisa de aire y combustible, por lo que se requiere un amortiguador de mariposa para regular el aire que ingresa al motor. Un motor diésel que funciona con exceso de aire no lo necesita (los motores diésel modernos lo tienen, pero por otras razones casi anecdóticas).

Al acelerar con un motor de gasolina, se debe dosificar tanto aire como combustible: una mezcla estequiométrica con una relación de 1 / 14.7 (combustible / aire). Por tanto, a bajas revoluciones, cuando se necesita poco combustible (porque necesitamos un chorrito de gas), debemos filtrar el aire entrante para que no haya exceso. Por otro lado, cuando acelera con un diésel, solo cambia la inyección de combustible en las cámaras de combustión (en las versiones turboalimentadas, el impulso también comienza a enviar más aire a los cilindros).

7) colector de admisión

El colector de admisión es uno de los últimos pasos en la ruta del aire de admisión. Aquí estamos hablando de la distribución del aire que ingresa a cada cilindro: el camino se divide entonces en varios caminos (dependiendo del número de cilindros en el motor). El sensor de presión y temperatura permite que la computadora controle el motor con mayor precisión. La presión del colector es baja en gasolinas con poca carga (mariposa no completamente abierta, mala aceleración), mientras que en diésel siempre es positiva (> 1 bar). Para entender, vea más información en el siguiente artículo.

En gasolina con inyección indirecta, los inyectores están ubicados en el colector para vaporizar el combustible. También hay versiones de un solo punto (más antiguas) y multipunto: consulte aquí.

Algunos elementos están conectados al colector de admisión:

• Válvula de recirculación de gases de escape: los motores modernos tienen una válvula EGR, que permite recircular algunos de los gases. al colector de admisión para que vuelvan a pasar en los cilindros (reduce la contaminación: NOx enfriando la combustión. Menos oxígeno).
• Respiradero: El vapor de aceite que sale del cárter regresa al puerto de admisión.

8) Válvula de entrada

En el último paso, el aire ingresa al motor a través de una pequeña puerta llamada válvula de admisión que se abre y se cierra continuamente (según un ciclo de 4 tiempos).

¿Cómo confunde correctamente la calculadora?

La ECU del motor permite dosificar con precisión todos los "ingredientes" gracias a la información proporcionada por los distintos sensores / sondas. El medidor de flujo muestra la masa de aire entrante y su temperatura. El sensor de presión en el colector de admisión le permite conocer la presión de sobrealimentación (turbo) ajustando esta última con una válvula de descarga. La sonda lambda en el escape permite ver el resultado de la mezcla estudiando la potencia de los gases de escape.

Topologías / Tipos de ensamblaje

A continuación se muestran algunos conjuntos por combustible (gasolina / diésel) y antigüedad (motores más o menos antiguos).

Motor viejo esencia atmosférico à

carburador

Aquí hay un motor de gasolina atmosférico bastante antiguo (80/90). El aire pasa a través del filtro y el carburador arrastra la mezcla de aire / combustible.

Motor viejo esencia turbo à carburador

motor esencia inyección atmosférica moderna indirecta

Aquí el carburador se reemplaza por una válvula de mariposa e inyectores. Modernismo significa que el motor está controlado electrónicamente. Por tanto, existen sensores para mantener la computadora actualizada.

motor esencia inyección atmosférica moderna buey

La inyección es directa aquí porque los inyectores se dirigen directamente a las cámaras de combustión.

motor esencia inyección turbo moderna buey

En un motor de gasolina reciente

motor diesel inyección buey et indirecta

En un motor diesel, los inyectores se colocan directa o indirectamente en la cámara de combustión (indirectamente hay una precámara conectada a la cámara principal, pero no hay inyección en la entrada, como en la gasolina con inyección indirecta). Consulte aquí para obtener más explicaciones. Aquí, es más probable que el diagrama se refiera a versiones anteriores con inyección indirecta.

motor diesel inyección buey

Los motores diesel modernos suelen tener inyección directa y sobrealimentadores. Se agregaron una gran cantidad de elementos para limpiar (válvula EGR) y controlar electrónicamente el motor (computadora y sensores)

Motor de gasolina: vacío de admisión

Como probablemente ya sepas, el colector de admisión de un motor de gasolina está la mayor parte del tiempo a baja presión, es decir, la presión está entre 0 y 1 bar. 1 bar es (aproximadamente) la presión atmosférica en nuestro planeta a nivel del suelo, por lo que esta es la presión en la que vivimos. También tenga en cuenta que no hay presión negativa, el umbral es cero: vacío absoluto. En el caso de un motor de gasolina, es necesario limitar el suministro de aire a bajas velocidades para que se mantenga la relación oxidante/combustible (mezcla estequiométrica). Sin embargo, tenga cuidado, entonces la presión se vuelve igual a la presión en nuestra atmósfera inferior (1 bar) cuando estamos completamente cargados (acelerador lleno: acelerador abierto al máximo). Incluso superará la barra y llegará a 2 bar si hay impulso (un turbo que expulsa aire y eventualmente presuriza el puerto de admisión).

Inscripción escolar DIESEL

En un motor diesel, la presión es de al menos 1 bar, ya que el aire fluye como quiere en la entrada. Por lo tanto, debe entenderse que el caudal cambia (dependiendo de la velocidad), pero la presión permanece sin cambios.

Inscripción escolar ESENCIA

(Carga baja)

Cuando acelera un poco, el cuerpo del acelerador no se abre mucho para restringir el flujo de aire. Esto provoca una especie de atasco. El motor aspira aire por un lado (derecha), mientras que la válvula de mariposa restringe el flujo (izquierda): se crea un vacío en la entrada y luego la presión está entre 0 y 1 bar.

A plena carga (aceleración máxima), la válvula de aceleración se abre al máximo y no hay efecto de obstrucción. Si hay turbocompresor, la presión llegará incluso a 2 bar (esta es aproximadamente la presión que hay en sus neumáticos).

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