¿El acelerador es igual a la potencia en un motor de pistón turboalimentado?

La posición del acelerador en sí misma no es igual a la potencia en ningún motor de pistón. La potencia es un par vs RPM, como en cualquier motor.

Los motores de pistón de las aeronaves, ya sea con turbocompresor o no, utilizan la presión del múltiple, la presión absoluta aguas arriba de la placa del acelerador, dada en pulgadas de mercurio como un barómetro, como representación del par, y el piloto utilizará un gráfico con curvas que representan las RPM y presión múltiple para derivar la potencia que se produce. En los automóviles, si se monitorea la presión del múltiple, invierten el concepto y lo expresan como vacío (la diferencia entre la presión ambiental y absoluta en el múltiple), ya que la presión en el múltiple es normalmente más baja que la ambiental, en ausencia de sobrealimentación/turbocarga.

Para una condición atmosférica determinada, la presión del múltiple variará con la apertura del acelerador. Debido a que la potencia es una función del par y las RPM, se logrará el 50 % de la potencia dentro de una banda de presiones múltiples (ajustes del acelerador) y valores de RPM; por ejemplo, puede obtener un 50 % de potencia a 20" de presión del colector y 2000 RPM, o 19" de presión del colector y 2100 RPM, o 21" de presión del colector y 1900 RPM.

Si la hélice tiene un paso fijo, pierde la capacidad de controlar las RPM y habrá una configuración específica del acelerador que dará como resultado un 50 % de potencia, el punto en el que la presión del colector y las RPM suman el 50 % de la potencia nominal para un ambiente determinado condición _ Sin embargo, esta configuración variará con las condiciones atmosféricas y la altitud, por lo que aún no termina con una posición del acelerador que representa el 50% en todas las condiciones.

La turboalimentación/sobrealimentación realmente no cambia las cosas, aparte del hecho de que las presiones del múltiple pueden ser más altas que las ambientales a máxima potencia, y ciertas presiones del múltiple pueden alcanzarse a grandes altitudes que un motor de aspiración normal no puede. Además, en un motor turboalimentado o sobrealimentado, tendrá una configuración de aceleración máxima que es una función de una línea roja de presión del múltiple, que puede ser menor que la aceleración físicamente abierta.

En un PW-985 radial, que tiene un sobrealimentador mecánico, la configuración máxima del acelerador es de 36" de presión del colector. Empujar el acelerador completamente hacia adelante puede llegar a 38 o 39", lo que dañará el motor. Entonces, en ese caso, avanza el acelerador hasta la línea roja de MP y se detiene allí, y estará en algún lugar por debajo del límite de recorrido físico del acelerador, mientras que en un motor de aspiración normal simplemente lo presiona hasta que se detiene.

Todavía se reduce al hecho de que la potencia del X% por ciento se logra en varias combinaciones de presión del múltiple y RPM, y la apertura del acelerador que da como resultado una presión del múltiple determinada variará en consecuencia y no hay una configuración universal única, excepto para completamente abierto acelerador.

Como explica correctamente John K, la relación entre la posición del acelerador, o incluso la presión del múltiple, y el par o la potencia nunca es lineal. Pero me gustaría añadir una cosa:

Si la potencia del motor y la presión del múltiple dejan de aumentar al 65 % (o cualquier otro %) del movimiento del acelerador, tiene un motor con una línea roja de presión del múltiple, protegido con una válvula de descarga automática (un motor de "clasificación plana", aunque ese término solo se volvió común más tarde con las turbinas).

El punto de turboalimentar un motor es que puede producir más potencia a grandes altitudes. Supongamos que su motor tiene un turbocompresor capaz de producir una presión del colector de 45 inHg a 19,000 pies. La presión del colector sigue siendo proporcional a la altitud de densidad, por lo que al nivel del mar, si abriera completamente el acelerador, la presión del colector aumentaría a alrededor de 81 inHg . Pero si el motor pudiera manejar eso, tendría que ser demasiado pesado, y los motores de encendido por chispa (a diferencia de los diésel) están limitados a alrededor de 55 inHg de todos modos porque por encima de eso, la carga de aire se calentará demasiado y activará el preencendido, lo que reduce la potencia y daña el motor.

Entonces, con tal motor, se le dice que no lo deje correr por encima de, digamos, 54 inHg de presión del múltiple, o el motor podría dañarse.

Los motores más nuevos tienen válvulas de descarga automáticas en el turbo. Esas son válvulas que aliviarán la presión si excede la línea roja. Por lo tanto, si el motor alcanza ese MP de 54 inHg al 65 % del acelerador y sigue acelerando, las compuertas de descarga se abrirán y la presión del colector permanecerá alrededor de 54 inHg, y el motor no producirá más potencia.

Los motores más antiguos no tenían compuertas de descarga, o solo operaban manualmente, por lo que había que tener cuidado de no sobrecargar (superar el MP) el motor.

Con motores grandes, también es probable que le digan que no exceda un límite inferior durante más de un tiempo. Por ejemplo, máximo 2 minutos por encima de 49 inHg. Que los pilotos siempre tienen que cuidarse a sí mismos.

Los simuladores de vuelo utilizados para el entrenamiento de tripulaciones aéreas deben replicar el comportamiento esencial del control de vuelo, de los cuales la respuesta del acelerador es importante. En los simuladores de vuelo, esto se implementa de la siguiente manera:

• Mida los parámetros de entrada y los parámetros de salida asociados (flujo de combustible), en múltiples circunstancias relevantes. Como en este proyecto de investigación suizo sobre las emisiones de los aviones de un motor con carburador, en el que afirman que "el flujo de combustible del motor de pistón es constante para una cantidad dada de potencia".
• Diseñe la funcionalidad del sistema basándose en la física del sistema. Para el sistema de combustible que incluye temperatura y compresibilidad del combustible, comportamiento de la bomba, fricción en las líneas de suministro, etc.
• Programe la funcionalidad del sistema, luego calibre utilizando los puntos de datos de las mediciones.

Una declaración como "En un avión con motor de pistón normal, el acelerador es igual a la potencia" definitivamente debería verificarse con mediciones. ¿El ajuste de potencia es realmente lineal con el flujo de combustible?

Sin embargo, el comportamiento que describe podría ser el efecto de las características que se muestran en esta respuesta : los motores turboalimentados y sobrealimentados tienen una relación no lineal entre la potencia máxima y la altitud.