Sistemas de Sobrealimentación y Lubricación en Motores de Combustión

SISTEMA DE SOBRECARGA Y ADMISIÓN

¿Cuál es el fin de la sobrecarga de aire?

El objetivo es aumentar la potencia sin variar la cilindrada ni el régimen del motor. Al colocar en el cilindro un volumen de aire mayor que el que entra con aspiración normal, podemos quemar más combustible, lo que conlleva un aumento de potencia.

¿Qué factores influyen en el rendimiento volumétrico?

Con el fin de optimizar el llenado del cilindro, se precisa de un dispositivo que enfríe el aire que se ha calentado al comprimirlo antes de entrar en los cilindros del motor.

¿Qué soluciones técnicas conoces para paliar efectos negativos?

• Intercooler: radiador enfriado por aire.

Cita algunos tipos de compresores para sobrecarga de MACI y los tipos de accionamiento que se pueden emplear.

• Turbocompresores: accionados por los gases de escape.
• Compresores de mando mecánico: accionados por el cigüeñal mediante piñones o correa.

¿Se pueden combinar distintos tipos de compresores y de accionamiento en un mismo motor?

Sí, se pueden. Por ejemplo, el sistema TSI de VW combina un compresor para bajas RPM y un turbocompresor para altas RPM.

¿Qué es una válvula de descarga (wastegate)?

En un sistema turbocompresor, es el elemento que sirve de limitador de la presión en el colector de admisión. Funciona como una válvula de seguridad: manda directamente parte de los gases de escape a la salida sin pasar por la turbina.

¿Qué utilidad tiene un turbocompresor de geometría variable?

Sirve para solucionar el problema de que, a bajas RPM, los gases de escape apenas mueven las turbinas y no se alcanza la presión suficiente en el aire de admisión. Se diferencia del turbo convencional en que utiliza un plato con álabes móviles orientables para conseguir la máxima compresión tanto a altas como a bajas RPM.

¿Y un colector de admisión de geometría variable?

A cada régimen de giro le corresponde una longitud y un diámetro de colector específicos para optimizar el flujo.

¿Qué objetivo tiene un sistema de óxido nitroso (NOS)?

El N2O es un gas que aumenta el rendimiento de los motores al inyectarlo directamente en los cilindros. Durante la combustión (300°C), el N2O se divide liberando oxígeno; este oxígeno extra permite que se queme más combustible. El nitrógeno actúa como amortiguador durante el aumento de presión, ayudando a controlar el proceso de combustión y reduciendo la temperatura entre 15-25°C. Esto permite conseguir una mezcla más rica y mayor potencia durante periodos cortos. El uso prolongado provocaría el deterioro del motor.

¿Cuál es el límite de la utilización de la sobrecarga?

• En MEP: La sobrecarga se hace introduciendo la mezcla aire-combustible a una presión inferior a la presión de compresión. Si se sobrepasa este límite, se produce el picado.
• En MEC: Un mayor volumen de aire impulsado facilita el encendido, favorece la expulsión de los gases de escape y el llenado del cilindro con aire fresco. El límite estará en los esfuerzos mecánicos a los que se someterán los elementos del motor.

¿Por qué hay diferentes circuitos de lubricación independientes en los grandes motores lentos?

Porque cada circuito se utiliza para lubricar elementos distintos. Incluso pueden utilizar aceites diferentes, como en el caso de los turbos, que necesitan un aceite mucho más rico.

¿Cuáles son estos sistemas?

• Sistema de engrase principal (cojinetes).
• Sistema de engrase de cilindros (destinados a quemarse).
• Sistema de engrase del eje de levas (por chapoteo).
• Sistema de engrase de las soplantes (bomba acoplada).

¿Cómo se lubrica el pie de biela en los motores de cuatro tiempos?

Por el interior de la biela lleva un conducto por el que pasa el aceite desde la cabeza al pie.

¿Qué diferencia hay entre filtrar en serie y en paralelo?

Si filtramos con el filtro en serie, por él pasará todo el aceite; si lo hacemos en paralelo, sólo se estará filtrando una parte del aceite.

¿Qué es la niebla de aceite en el cárter?

Es el vapor de aceite que se origina como consecuencia del sobrecalentamiento de algunas partes del motor.

SISTEMA DE ARRANQUE E INVERSIÓN DE GIRO

¿Qué es necesario para el arranque de un MACI?

• MEP: Aire, combustible y RPM mínimas para conseguir el encendido al saltar la chispa.
• MEC: Aire, combustible y compresión suficiente para alcanzar el encendido al inyectar el combustible.

¿Cómo se imprime a los émbolos la velocidad necesaria para lograr la compresión suficiente?

• A mano (MEC y MEP pequeños).
• Con un motor auxiliar.
• Por aire comprimido a los cilindros.

¿Cuál es la potencia a vencer por el sistema de arranque para provocar la inversión de giro?

La fórmula es: W = Wi · ηm · ηp · ηc, donde W es la potencia a vencer, Wi la potencia indicada, y η representa los distintos rendimientos (mecánico, de presión y de ciclo).