Pregunta:
¿En qué se diferencian los motores modernos de los antiguos?
user3407319
2015-08-23 17:42:50 UTC
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Los motores modernos producen más caballos de fuerza con más economía de combustible pero con el mismo procedimiento de quemar la mezcla de aire y combustible y mover el pistón, pero los viejos y los nuevos son de cuatro cilindros y hacen lo mismo, entonces, ¿cómo lo hacen? esto y cual es la diferencia entre ellos ??? ¿Tiene algo que ver la relación de compresión o la relación combustible: aire?

i think it's about the combustion chamber getting more tight , see the the formula 1 engine it's so tight that it needs to be warmed even before starting and you know how it performs
Dos respuestas:
Zaid
2015-08-24 02:35:04 UTC
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Es cierto que los motores modernos producen más potencia

Las estadísticas lo dicen todo, pero aquí hay un ejemplo rápido en números:

1976 BMW M17 1990 cc 113 CV

2011 BMW N20 1997 cc 340 hp


Pero algunas cosas nunca cambiarán

  Aire + Combustible = Explosión + Emisiones  

La ecuación química que rige la combustión interna no ha cambiado. Esto significa que la relación óptima de aire a combustible (AFR) se habrá mantenido igual independientemente del motor.


Entonces, ¿cómo lo hacen?

Aquí están Algunas formas en las que se obtiene más potencia de un motor moderno con la misma cilindrada que un predecesor anterior:

  • Más (aire + combustible) = Más (Bang + Emissions)

    La física no limita la cantidad de mucho aire y combustible que se mezclan en un cilindro de cilindrada fija. Mientras se mantenga el AFR, agregar más aire y combustible a la cámara de combustión dará como resultado una explosión más grande y, por lo tanto, más potencia.

    A lo largo de los años, los fabricantes de automóviles lo han logrado a través de muchos medios, que incluyen:

    • Aumente la presión del colector de admisión : tomas de aire de flujo libre, carga dinámica, tomas de aire ram, turbocompresor, sobrealimentación, etc.
    • Mejorar la eficiencia volumétrica - sincronización variable de válvulas, más válvulas por cilindro
  • Mayor relación de compresión

    Más mezcla de aire y combustible comprimida = más explosión, porque eso es lo que dicta la termodinámica¹

    Los fabricantes han podido aumentar los números de compresión por encima del años desde las proporciones típicas (para gasolina) de 9.0: 1 a 11.0: 1 (13.0: 1 en algunos casos) a través de varias técnicas, que incluyen:

    • Mover a una filosofía de motor de interferencia donde las válvulas y pistones ocupan el mismo espacio físico en diferentes momentos

    • Astuto diseño de corona de pistón que "llena" espacios con material donde no es tan ventajoso tener gases de combustión

    • Uso de inyección directa ​​a > en motores de gasolina

  • Mejor control de la mezcla aire-combustible

    La inyección de combustible permite un control mucho más preciso sobre las relaciones aire-combustible de lo que hubiera sido posible anteriormente con los carburadores, aunque la gran ventaja aquí es que las emisiones son menores que una mayor potencia.

    En el caso de los motores de gasolina, la inyección directa de gasolina lo lleva al siguiente nivel al homogeneizar mejor la mezcla aire-combustible para exprimir aún más la eficiencia.

  • Mejor ingeniería

    Muchas cosas han cambiado en el panorama del diseño de motores. Los ingenieros ahora tienen acceso a:

    • mejores materiales: esto les permite superar los límites del diseño
    • mejores capacidades de fabricación: tolerancias más estrictas, diseños más intrincados
    • mejores habilidades de modelado, lo que les permite optimizar mejor los diseños
    • mejor comprensión de la teoría / diseño de motores: cada generación de ingenieros se basa en el trabajo de aquellos que les precedieron

¹ - tiene que ver con el área bajo el diagrama HS, aplicable para cualquier ciclo termodinámico (Otto & Diesel incluido, por supuesto)

Una respuesta mucho mejor de la que hubiera escrito ... ¡gran trabajo! +1
En la parte de mejor ingeniería, estoy esperando bloques de motor impresos en 3D como lo está haciendo SpaceX con sus motores de cohete. Produce piezas que son mucho más resistentes y ligeras: http://www.spacex.com/news/2014/07/31/spacex-launches-3d-printed-part-space-creates-printed-engine-chamber-crewed
@RobertS.Barnes que seguro será interesante
Shobin P
2015-08-24 15:30:35 UTC
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Según yo, hay 3 eventos o avances importantes que han contribuido a la mayor parte de la eficiencia y mejora de los motores modernos.

1. Inyección electrónica de combustible

La eliminación del carburador significó que la relación de mezcla de aire y combustible ahora se puede ajustar en un grado más alto y es posible un ambiente óptimo y de combustión para que el motor finalmente mejore 3 factores principales :

  • Mejor potencia de salida.
  • Mejor economía de combustible.
  • Mejores emisiones.

Introducción de un La ECU también fue un trampolín para una participación mucho más digital dentro del ecosistema de los vehículos de motor. (Más sobre eso a continuación)

2. Inducción forzada (turbocompresores)

La inducción forzada, especialmente mediante la turbocarga del motor, fue otro hito que fue pionero en el camino pavimentado con el motor moderno para obtener numerosas ventajas sobre un motor de aspiración natural. Aunque el turbo estuvo presente desde los años 50, no fue hasta finales de los 90 y más recientemente que el turbo se abrió camino en la mayoría de los autos de producción cotidianos. Hay innumerables ventajas de tener un automóvil con inducción forzada (especialmente un turbocompresor).

  • Alto rendimiento con un motor de capacidad comparativamente menor.

En lugar de tener un motor de bloque grande N / A, los tamaños de los motores modernos se han reducido drásticamente con el último motor Ford Ecoboost que produce alrededor de 125 CV de potencia con un motor de 1 litro. Esta reducción de tamaño en sí tiene muchos beneficios, como una mejor economía de combustible sin comprometer la potencia, reducción del peso del motor, menor salida de CO2.

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  • Consumo de combustible menos específico.

Básicamente, cuando no está usando el impulso del turbo, su automóvil es un miserable Ford de 1.0 litros que devuelve una buena economía de combustible, pero no está comprometiendo potencia. Lo mejor de ambos mundos.

  • Mejores emisiones.

Mejorando el punto anterior, los turbos funcionan con los gases de escape que generalmente se desperdician en un motor de aspiración natural, por lo que proporcionan más potencia sin producir más C02, por ejemplo, un motor N / A de 3,5 litros que produce 400 CV producirá mayores cantidades de C02 que un motor turboalimentado de 2.0 litros que produce 400 CV cuando ambos están en ralentí.

Hoy en día también obtienes VGT o turbo de geometría variable que se transforma según las necesidades del usuario.

3. Digitalización del motor

Este es uno de los hitos más importantes logrados con el motor moderno gracias a la informática y la industria de los semiconductores.

La mayoría de los componentes del Los motores modernos están gobernados por al menos una computadora a bordo. Esta automatización permite lograr una eficiencia sin precedentes en comparación con el funcionamiento mecánico y analógico. Las siguientes son las partes importantes que se entrelazan en el entorno digital.

  • Desde la entrada de aire, tenemos el sensor MAF que detecta la cantidad de aire que ingresa al motor, dando ese parámetro a la ECU para calcular la cantidad de combustible necesaria para una combustión óptima.
  • Sincronización variable de válvulas: esta tecnología cambió la forma en que funcionaban las válvulas, todo el proceso de combustión o el ciclo otto se optimizó gracias a este hito.
  • Como dice Zaid, Inyección directa que permite un control aún mayor de la mezcla de aire y combustible que ingresa al cilindro.
  • El sensor Lambda u O2 que mide la proporción de oxígeno en los gases de escape y dice cómo pasos anteriores realizados y ajustando el siguiente ciclo de combustión.

Hay toneladas de otras ayudas informáticas trabajando en el motor moderno, lo que lo hace mucho mejor que los anteriores.

Otros puntos que deben mencionarse:

  • Uso de mejores materiales para la construcción del motor. L i>
  • Introducción más rápida de nueva tecnología en los automóviles de hoy en día, a diferencia de los tiempos antiguos donde solía llevar años de pruebas antes de entrar en producción.
  • Mejores opciones y herramientas de prueba y diagnóstico disponibles para el usuario. (nuevamente, computadoras)

Nota: Soy consciente de que la mayoría de los puntos mencionados anteriormente se inventaron hace mucho tiempo, pero Fueron los últimos tiempos en que se volvieron prácticos y tenían una ventaja real en el diseño moderno del motor.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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