Lo he leído en varias revistas últimamente en relación con motores comprimidos, pero no sé qué es, qué ventajas tiene ni el principio de su funcionamiento. Gracias
Sigo sin entenderlo, es decir, comprendo qué es lo que se pretende, que no es sino enfriar los gases para evitar la detonación para poder trabajar con relaciones de compresión más altas, pero por lo que leo lo que hace es que la válvula de admisión se cierra más tarde que la de escape y no sé qué tiene eso que ver con el enfriamiento de los gases
qué lastima estar desde el movil, te lo explicaria gustosamente. basicamente has de saber que los tiempos de apertura y cierre de valvulas influyen en la temperatura final de combustion al renovarse mayor cantidad de mezcla "nueva" con menor temperatura (la de admision) y favorecer el llenado. el problema de esta tecnica es que a determinados regimenes es dificil controlar la contrapresion en los conductos de admision y escape por la propia naturaleza fluida de los gases y su dinamica (velocidad y turbulencia maximas admisibles por diseño y friccion interna) y puede resultar contraproducente para el rendimiento volumétrico, que no es siempre el mismo sino variable con la velocidad de giro del motor. este tipo de motor lo montaba el mazda xedos9, un gran desconocido. basicamente es un motor normal con compresor.
Gracias, entiendo lo de la dinámica de fluídos porque era el problema con el que se encontraban los motores 2T y de ahí surgieron las válvulas de escape tipo YIPS y ATAC de yamaha y honda. Pero lo que pasa es que en la explicación esa habla de que la válvula de escape se cierre antes que la de admisión, y que yo sepa eso es lo normal, no?, es decir, sé que existe un momento en que ambas están abiertas, el llamado cruce, pero siempre es la de escape la que se cierra antes dado que también se abre antes, por eso no entiendo lo que pone en la explicación esa. Perdona si no me expreso bien, no soy ingeniero sino simplemente un aficionadillo con un montón de libros en casa, entre ellos el Arias Paz, y de ellos he aprendido. A ver si explicándote lo que yo entiendo puedes aclarame. Parto del momento de explosión, la válvula de escape se abre antes de llegar al PMI porque a partir de cierto momento el poder expansivo de los gases es mínimo y por otra parte dejaríamos menos tiempo para que estos saliesen por la válvula. Tenemos el pistón en PMI, la válvula de esacape sigue abierta y antes de llegar al PMS se abre la de admisión, correcto? El pistón en PMS y empieza abajar, la válvula de admisión está completamente abierta y la de escape aun lo está, porque los gases frescos ayudan a eliminar los quemados, pero antes de que el pistón llegue al PMI se cierra, voy bien? Pistón subiendo y se va cerrando la de admisión, que ha aprovechado la inercia de los gases para un mejor llenado. Wxplosión y vuelta a empezar. Vale, si lo que he puesto es lo correcto, dónde está la novedad del ciclo Miller y por qué sólo puede hacerse con un compresor volumétrico y no con un turbo, como me ha parecido entender? Un millón de gracias, es que soy un espíritu inquieto y me encanta aprender
Siendo modesto Víctor, y con las mismas "ansias" de aprender que tienes tú, me ha tocado remitirme a la poco rigurosa (según se mire) Wikipedia para conocer el verdadero "secreto" del Ciclo Miller, porque al menos en literatura que tenga por casa o en cuanto a lo que he estudiado, al ser una variación del Ciclo Otto sin gran trascendencia, no suele verse en ningún temario. Aunque según veo se ha empleado en plantas de potencia (serán de pequeña potencia porque habitualmente se emplea ciclo diesel). De todo lo que he leído y lo que yo ya sí sabía, si no se suele implementar este tipo de configuración es por el alto coste que conllevan los "periféricos" (compresor, sistemas de variación de apertura de válvulas, etc...) para la ganancia real en rendimiento. Te copio y pego porque la verdad es que la información está bastante bien detallada: Diferencias con el ciclo Otto En el ciclo Miller, la válvula de admisión se mantiene más tiempo abierta que en un motor de ciclo Otto. El tiempo de compresión está dividido en dos etapas: 1ª PARTE: Cuando la válvula de admisión continúa abierta mientras el pistón ya está subiendo debido a un Retraso al Un aspecto clave del ciclo Miller es que el tiempo de compresión comienza sólo después de que el pistón ha eliminado su carga "extra" y la válvula de admisión se cierra. La apertura dura aproximadamente el 20% o 30% del transcurso inicial del tiempo de compresión. De esta forma, la compresión real sucede aproximadamente en un 70% a 80% del tiempo total de compresión, después de la apertura. El pistón consigue los mismos niveles de compresión de un motor de ciclo Otto pero con menos trabajo, ya que una parte de la compresión total se ha logrado mediante el compresor volumétrico. [editar] Equilibrio en la eficiencia El ciclo Miller aumenta su efectividad en la medida en que el compresor volumétrico pueda comprimir la mezcla empleando menos energía que la requerida por el pistón para hacer el mismo trabajo. De la compresión total de la mezcla en la culata cuando el pistón está en punto muerto superior, El compresor volumétrico es más eficiente generando baja compresión de la mezcla en el colector de admisión. (algo parecido a la precompresión en el cárter generada en un motor de dos tiempos) El pistón es usado para generar los niveles más altos de compresión, donde resulta más efectivo que el compresor volumétrico. Así, en el ciclo Miller la compresión total resulta de la PREcompresión efectuada por el compresor volumétrico para la masa de aire que entra al cilindro, sumada a la segunda compresión que efectúa el pistón en el interior del cilindro, logrando así que la fuerza que el pistón debe ejercer para lograr la compresión total de la mezcla en la culata sea menor que en un motor de ciclo Otto que trabaje a la misma presión. El equilibrio en la eficiencia depende de la cantidad de energía que consuma el compresor volumétrico y del aumento del rendimiento termodinámico logrado en el interior del cilindro. En total el arrastre del compresor reduce la potencia útil del motor entre un 10% y un 15%. Para optimizar este ciclo térmodinámico, la producción exitosa de motores ha requerido del uso de colectores de admisión variables, sistemas mixtos de precompresión, (turbo - compresor volumétrico) distribuciones adaptativas para poder regular el Retraso al Cierre de Admisión en función de las necesidades de potencia y rendimiento en cada momento (variable valve timing). Lo cual ha encarecido consideráblemente la producción masiva de motores que utilicen este ciclo. Sale más rentable por un lado el ciclo Atkinson se trata del mismo ciclo termodinámico pero sin precompresión en el colector de admisión, donde prima el rendimiento a regímenes medios sobre la potencia del motor. Y por otro lado los motores otto con inyección directa de gasolina, ya sea estratificada u homogénea, (Sistemas GDI de Mitsubishi motors, HPI de PSA Peugeot-Citröen, FSI y TSI de VAG Volkswagen-Audi). [editar] Eficiencia total del ciclo de encendido Intercooler en la admisión. Sobre un motor típico de encendido por chispa, (Ciclo Otto) el ciclo Miller proporciona un beneficio adicional. El aire de admisión primero es comprimido por el compresor volumétrico, y luego enfriado por un intercooler. Esta temperatura de entrada de aire en el interior del cilindro más baja, junto con la mayor densidad del aire debida a la PREcompresión en el colector de admisión, hace que la temperatura que alcanza la mezcla al final de la carrera de compresión sea considerablemente más baja. Esto da margen al punto de encendido para que salte la chispa sin que llegue a detonar la mezcla o a autoencenderse antes de tiempo, incrementando la eficiencia total del ciclo termodinámico Miller. La eficiencia es incrementada al elevar la compresión del motor. En un motor de gasolina común, la relación de compresión varía entre 6.5:1 a 10:1 en automóviles, y se limita a estas cifras ya que altos niveles producirían autoencendido de la mezcla que se comprime por efecto del incremento de la temperatura del gas cuando es comprimido, lo cual en motores de alta compresión se evita usando gasolina de alto octanaje. El tiempo de compresión reducido del ciclo Miller permite que sea posible una compresión total más elevada, obteniendo más rendimiento sin llegar al empleo de gasolinas especiales. Sin embargo, los beneficios de la utilización de compresores volumétricos tiene su costo. Entre un 15% y un 20% de la energía generada por un motor sobrealimentado mecánicamente es usualmente requerida para hacer trabajar el propio compresor volumétrico. En consecuencia, la eficiencia total del motor resulta de un delicado equilibrio, en el que la energía mecánica consumida por el compresor volumétrico para funcionar no sea mayor que el aumento de rendimiento dentro del motor.
Te adjunto una gráfica que he buscado de Presión-Volumen, que son los diagramas que se emplean para calcular el trabajo total desarrollado por un ciclo de potencia (recuerda que W=P·dV), donde comparan las variaciones entre el ciclo Atkinson (una optimización del Otto mucho más empleada) y el Miller. Lo importante sería saber el área total que cada ciclo "cubre", pues eso indicaría cuál ofrece más rendimiento.
Muchas gracias, creo haberlo entendido. En definitiva, al haber un retraso en el cierre de la válvula de admisión liberamos al motor del trabajo de comprimir la mezcla en las primeras fases de ascensión del pistón. Esta falta de compresión se subsana precomprimiendo los gases en el conducto de admisión (de forma similar a los 2T como bien dices), y al estar estos enfriados a traves de un intercooler evitamos los problemas de detonación y podemos trabajar con relaciones de compresión más altas. Supongo que la forma de los conductos de admisión será fundamental para evitar que escapen gases frescos por él en la fase de compresión, no? Pues un millón de gracias, da gusto andar por aquí habiendo gente como tú.
El diseño más crítico es el del tamaño de las válvulas, siempre se suelen diseñar las de admisión en torno a un 30% más grandes (si mal no recuerdo) para favorecer el llenado a altos regímenes. Precísamente por donde se escapan con mayor facilidad la mezcla fresca es en el retraso al cierre de la válvula de escape por simple succión de la corriente creada en el escape. Más bien hay que jugar con la retención y el diámetro de los colectores de escape para evitar demasiadas pérdidas de carga a bajos regímenes, que dejarían el motor "sin bajos". La forma de los conductos de admisión influye principalmente en la turbulencia generada y en la velocidad de llenado del cilindro (sobre todo su rugosidad interna), más que en la contrapresión, que depende principalmente de la longitud y sección de todo el conducto de admisión, desde el filtro. Mientras más anchos y cortos, mayor flujo en alto régimen (motor más puntiagudo), mientras más largos y estrecho, mejores bajos, pero falta de "pulmón" en alta.
Jajaja, gracias por la parte que me toca, pero humildemente, aún distan mucho mis conocimientos de merecer ser profesados... No obstante, a la docencia dudo que me dedique alguna vez, tengo nula paciencia con mis "alumnos".
