Comprensión del rendimiento del motor diésel: explicación de las métricas clave

De hecho, los motores diésel son muy importantes para las operaciones de muchas industrias, incluidas 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 potencia de salida. Hoy, analizaremos más de cerca cinco métricas esenciales de rendimiento de los motores diésel que ayudan a comprender y evaluar cómo funcionan: consumo de combustible específico de los frenos, par y caballos de fuerza, relación de compresión, temperatura de los gases de escape y relación aire-combustible.

Un análisis del consumo de combustible específico de los frenos

Consumo de combustible específico de frenos (BSFC): una medida de la eficacia con la que un motor utiliza el combustible. Cuantifica el requisito de combustible de la potencia. Los números de BSFC más pequeños indican una mayor eficiencia, ya que se 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 supone un gasto importante, una alta eficiencia del combustible es esencial. Al mejorar el BSFC del motor, se puede reducir el consumo de combustible y disminuir los costos de operación, además de ahorrar emisiones. Como resultado, los fabricantes y operadores de diésel a menudo modifican el diseño de un motor determinado o su funcionamiento en un esfuerzo por maximizar la eficiencia del combustible.

Averiguar la interdependencia del par y los caballos de fuerza

Tanto el par como los caballos de fuerza son números de rendimiento que generan los motores diésel, pero ambos se confunden fácilmente. El par es la fuerza que impulsa el movimiento de rotación, mientras que los caballos de fuerza representan la rapidez con la que se puede realizar el trabajo a lo largo del tiempo. Los caballos de fuerza se calculan como el producto de la velocidad del motor y el par.

Cuando se trata del rendimiento del motor diésel, el par es el nombre del juego, ya que influye en aspectos como la capacidad de remolque y transporte, así como en la aceleración. Los motores diésel generan más torque que las unidades de gasolina, lo que los hace perfectos para su uso en aplicaciones donde se necesita mucha torsión, como alimentar grandes piezas de equipos industriales y máquinas agrícolas... y camiones pesados. Por otro lado, las aplicaciones de alta potencia incluyen automóviles deportivos y 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 todas las válvulas completamente cerradas y un pistón comprimido en el PMS, cuyo volumen será (B). Esta relación tiene una gran influencia en la eficiencia y la potencia de los motores diésel. Con una compresión más alta, se comprime una mayor cantidad de aire y combustible en la cámara, lo que puede resultar en un aumento de la temperatura; por lo tanto, la presión dentro del sistema de combustión permitiría lograr más mpg y producir más potencia.

Para mejorar la economía de combustible y las emisiones, muchos fabricantes de motores diésel están diseñados con relaciones de compresión más altas de lo normal. Pero el aumento de las temperaturas y presiones de combustión puede ser un arma de doble filo, ya que el aumento de las relaciones de compresión local suele estar ligado a la detonación, por un lado, o a la preignición, por el otro. Por lo tanto, los motores diésel están equipados con otras tecnologías como turbocompresores e intercoolers para controlar la combustión y no dañar el motor por sobrepresurización.

Supervisión del rendimiento, controle la temperatura de los gases de escape

EGT o temperatura de los gases de escape es la temperatura de los gases de escape después de salir del motor. Monitoreo de EGT El monitoreo de EGT es parte de un conjunto de herramientas que son esenciales para comprender lo que nuestros motores están haciendo actualmente y proporciona información vital para ayudar a evaluar el rendimiento y diagnosticar problemas comunes del motor. Un aumento de EGT puede significar que la eficiencia de la combustión es mala, mientras que una disminución podría deberse a cosas como inyectores de combustible o filtros de aire obstruidos que afectan la capacidad general de hacer un buen trabajo en la admisión para perfeccionar la mezcla de aire y combustible, etc.

La medición de EGT también se utiliza para evitar el sobrecalentamiento que daña el motor. Para motores diésel y otras aplicaciones desafiantes (por ejemplo, generación de energía, marina), los sensores EGT a menudo se usan para monitorear el funcionamiento del motor con el fin de evitar fallas de componentes importantes y sobrecalentamiento que eventualmente provocarían daños en la pieza.

¿Cómo afecta la relación aire-combustible al rendimiento del motor diésel?

La relación aire-combustible (AFR) es la masa de aire que ingresa al cilindro en comparación con una cantidad fija de combustible alimentada a esta cámara. AFR es el valor significativo en el rendimiento del motor diésel que afecta a otras características de los motores, como la eficiencia, las emisiones y la potencia de salida. Llegar al AFR ideal le indica a su motor cuándo puede quemar combustible de manera más efectiva, lo que a su vez reduce las emisiones.

Siempre a la vanguardia, los fabricantes de motores intentan maximizar el AFR para sus aplicaciones específicas a través de diseños y operaciones imaginativos. Incorporan las últimas tecnologías como inyección electrónica de combustible, recirculación de gases de escape y reducción catalítica selectiva para administrar AFR, maximizar la eficiencia de la combustión/el control de emisiones de varias maneras y asegurar el máximo rendimiento del motor.

En esencia, comprender las cifras de rendimiento de los motores diésel significa que puede mantener el funcionamiento de sus motores diésel igual de eficaz y confiable. La comprensión de conceptos básicos como el consumo de combustible específico de los frenos, el par y los caballos de fuerza, la relación de compresión, la temperatura de los gases de escape (EGT) y la relación aire-combustible es fundamental para los fabricantes de motores diésel relacionados con la optimización del diseño, mientras que los operadores están interesados ​​en mejorar el rendimiento o Reduciendo costos.