Comprensión del Rendimiento de Motores Diésel: Principales Métricas Explicadas

De hecho, los motores diésel son tan importantes para las operaciones de muchas industrias, incluidos el transporte, la generación de energía y la minería, así como la agricultura. Los motores tienen sus propias formas de medir si están haciendo un buen trabajo al convertir energía en potencia, ya que el rendimiento de un motor está directamente relacionado con su eficiencia y salida de potencia. Hoy, analizaremos con más detalle cinco métricas esenciales del rendimiento de los motores diésel que ayudan a comprender y evaluar cómo operan: consumo específico de combustible, par y caballos de fuerza, relación de compresión, temperatura del gas de escape y relación aire-combustible.

Análisis del Consumo Específico de Combustible

Consumo específico de combustible (BSFC): Una medida de cómo de eficazmente un motor utiliza el combustible. Esto cuantifica el requerimiento de combustible para la potencia. Números más bajos de BSFC indican mayor eficiencia, ya que requiere menos energía para producir la misma fuerza.

Dado que los motores diésel se encuentran a menudo en aplicaciones comerciales donde el uso de combustible es un gasto significativo, una alta eficiencia en el uso de combustible es esencial. Al mejorar el BSFC del motor, se puede reducir el consumo de combustible y disminuir los costos operativos, además de reducir las emisiones. Como resultado, los fabricantes y operadores de motores diésel a menudo ajustan el diseño de un motor dado o cómo se opera con el fin de maximizar la eficiencia en el uso de combustible.

Determinar la interdependencia de Par y Potencia

Tanto el par motor como la potencia son números de rendimiento que los motores diésel generan, pero los dos se confunden fácilmente. El par es la fuerza que impulsa el movimiento rotacional, mientras que la potencia representa qué tan rápidamente se puede realizar un trabajo en un período de tiempo. La potencia se calcula como el producto de la velocidad del motor y el par.

Cuando se trata del rendimiento de los motores diésel, el par es lo principal para aspectos como las capacidades de remolque y carga, así como también la aceleración. Los motores diésel producen más par que las unidades de gasolina, lo que los hace perfectos para usarse en aplicaciones donde se necesita mucho par - como el funcionamiento de grandes piezas de equipo industrial y máquinas agrícolas... y camiones pesados. Por otro lado, las aplicaciones de alta potencia incluyen automóviles deportivos y autos de carreras, donde la potencia es más importante.

Relación de Compresión - Explicada

La relación de compresión es el volumen de una cámara de combustión en su capacidad máxima (punto A en la imagen de arriba) en comparación con todos los válvulas completamente cerradas y un pistón comprimido en PMS, cuyo volumen será (B). Esa relación tiene una gran influencia en la eficiencia y la potencia de salida de los motores diésel. Con una mayor compresión, una cantidad mayor de aire y combustible se comprime en la cámara, lo que puede resultar en un aumento de temperatura - y por lo tanto presión dentro del sistema de combustión, lo que permitiría lograr más millas por galón y producir más potencia.

Para mejorar el consumo de combustible y las emisiones, muchos fabricantes de motores diésel los diseñan con relaciones de compresión más altas de lo normal. Pero las temperaturas y presiones de combustión aumentadas pueden ser un doble filo, ya que el aumento de las relaciones de compresión locales a menudo están vinculadas a la detonación por un lado o a la preignición por el otro. Por lo tanto, los motores diésel se equipan con otras tecnologías como turbocompresores e intercooler para controlar la combustión y evitar dañar el motor por sobrepresurización.

Al monitorear el rendimiento, revisa la temperatura del gas de escape

EGT o Temperatura del Gas de Escape es la temperatura del gas de escape después de salir del motor. El monitoreo de EGT es parte de un conjunto de herramientas que son esenciales para entender lo que nuestros motores están haciendo actualmente y proporciona información vital para evaluar el rendimiento, así como para diagnosticar problemas comunes del motor. Un aumento en el EGT puede significar que la eficiencia de la combustión es mala, mientras que una disminución podría ser debido a inyectores de combustible obstruidos o filtros de aire afectando la capacidad general de realizar una buena entrada para perfeccionar la mezcla de combustible-aire, etc.

La medición de EGT también se utiliza para prevenir el sobrecalentamiento dañino para el motor. Para motores diésel y otras aplicaciones desafiantes (por ejemplo, generación de energía, marina), los sensores de EGT se utilizan a menudo para monitorear la operación del motor con el fin de evitar el fallo de componentes importantes y el sobrecalentamiento que eventualmente llevaría a una pieza dañada.

¿Cómo afecta la Relación Aire-Combustible al Rendimiento del Motor Diésel?

La relación aire-combustible (AFR) es la masa de aire que entra en el cilindro en comparación con una cantidad fija de combustible suministrada a esta cámara. La AFR es un valor significativo en el rendimiento de los motores diésel, que afecta a otras características de los motores, como la eficiencia, las emisiones y la potencia de salida. Llegar a la AFR ideal le indica a tu motor cuándo puede quemar combustible de manera más efectiva, reduciendo las emisiones en consecuencia.

Siempre a la vanguardia, los fabricantes de motores intentan maximizar la AFR para sus aplicaciones específicas mediante diseños e innovaciones operativas. Incorporan las tecnologías más recientes, como la inyección electrónica de combustible, la recirculación de gases de escape y la reducción catalítica selectiva para administrar la AFR, maximizar la eficiencia de la combustión/ el control de emisiones de varias maneras/ y asegurar el mejor rendimiento del motor.

En su núcleo, entender las cifras de rendimiento de un motor diésel significa que puedes mantener la operación de tus motores diésel lo más efectiva y confiable posible. La comprensión de conceptos básicos como el consumo específico de combustible, par motor y caballos de fuerza, relación de compresión, temperatura del gas de escape (EGT) y la relación aire-combustible es crítica para los fabricantes de motores diésel en relación con la optimización del diseño, mientras que los operadores están interesados en mejorar el rendimiento o reducir costos.