Tengo alrededor de 4 millas de manejo en la ciudad para llegar al trabajo todas las mañanas y en el invierno mi automóvil nunca alcanza la temperatura de funcionamiento durante mi viaje corto. De hecho, tengo suerte si la temperatura del motor supera los 50 °C, y uno de mis sueños más salvajes es que salga aire caliente por la ventilación del aire acondicionado.
He visto imágenes de una cámara térmica (flir) de la parte inferior de un automóvil mientras se calentaba después de un arranque en frío. La temperatura de escape pasó de 5C a 90C en 1 minuto y en 3 minutos subió a 200C.
¿Es factible tener un intercambiador de calor entre el escape y el refrigerante del motor para transferir ese calor del escape al refrigerante, calentando el motor?
Tendría que haber algún tipo de mecanismo (¿válvula desviadora?) para garantizar que solo una cantidad suficiente de gas de escape llegue al intercambiador para evitar el sobrecalentamiento, pero los ingenieros se han enfrentado a desafíos mucho mayores.
FYI: Supongo que VW debe haber leído esta pregunta: https://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/a10201136/why-volkswagen-uses-a-water-cooled-exhaust-manifold/
El problema que tendrá al extraer calor de sus gases de escape para calentar su motor es doble:
Los gases generalmente no tienen una alta capacidad de calor específico, por lo que, aunque está caliente, no es mucha energía térmica y llevará algún tiempo calentar una gran masa. Las paredes de su tubo de escape son increíblemente delgadas y están aisladas de manera bastante efectiva por el aire que las rodea, por lo que se calentarán rápidamente. Si tomó un ventilador y sopló aire sobre él para calentar el aire, se sorprenderá de lo rápido que su escape rojo cereza brillante se enfría nuevamente. Si envolvió el tubo de escape en una camisa de agua de 2 pulgadas, tomará mucho más tiempo calentar este artilugio que el tubo de escape desnudo.
La condensación causada por el enfriamiento activo de los gases de escape sería considerable y bastante corrosiva para el metal de su escape. Es posible que descubra que acelera la velocidad a la que tiene que reemplazar el intercambiador de calor o el escape, y el costo asociado de hacerlo lo convierte en una opción económicamente inviable
Investigue si su sistema de calefacción está funcionando correctamente; si su termostato está atascado (parcialmente) abierto (como están diseñados para cuando fallan), su motor tardará mucho más en alcanzar la temperatura de funcionamiento.
Es en el mejor interés de la economía de combustible (y por lo tanto la reputación del fabricante, por lo que hay un impulso de mercado para esto) que un motor se caliente rápidamente y, por lo tanto, están diseñados para tener un circuito de enfriamiento realmente pequeño (el bloque del motor y el matriz de calefacción/intercambiador que calienta el habitáculo a través de los aireadores) gracias a que el termostato principal está totalmente cerrado en frío, lo que hace que el motor se caliente rápidamente, antes de que el radiador principal empiece a utilizarse para evacuar el exceso de calor.
Considere también hacer funcionar el soplador a una velocidad más baja para que no sufra factores humanos como la sensación térmica, lo que significa que percibe que el aire de las rejillas de ventilación es más frío de lo que es, porque se mueve a alta velocidad. Ejecute el modo de recirculación, para que su calentador no extraiga aire frío fresco del exterior, pero mantenga el aire acondicionado encendido para deshumidificar el aire, especialmente si lo está ejecutando en recirculación en lugar de fresco. El exceso de humedad en las superficies del interior del automóvil absorberá el calor del aire, ya que la evaporación del agua necesita obtener su energía de alguna parte; el funcionamiento de la recirculación sin aire acondicionado significará que, con el tiempo, la humedad en la tela del interior del automóvil y en su aumentarán las superficies. Estarás limpiando el parabrisas todas las mañanas con un trapo para que puedas ver, etc.
Alternativamente, es posible obtener (al menos en mi país) accesorios eléctricos del mercado de accesorios, como fundas de asientos con calefacción y calentadores de ventilador que se conectan a la toma del encendedor de cigarrillos. También es posible equipar su automóvil para que pueda enchufarlo al suministro de energía de su casa durante la noche para precalentar la cabina y el motor con calefacción por resistencia eléctrica (los países fríos consideran que estos sistemas son necesarios incluso para hacer que el motor funcione por la mañana). Mantenerlo dentro de un garaje también puede ayudar, ya que inicialmente no se enfriará tanto.
Si está buscando un experimento barato y fácil de un tipo similar al que está proponiendo aquí, considere canalizar el aire alrededor del motor, particularmente en el lado del colector de escape, hacia la entrada de aire de la cabina. Los automóviles con carburador más antiguos a menudo tenían un capó alrededor del escape que formaba parte de la entrada de aire al carburador, controlado por una tira bimetálica, con el objetivo de reducir las variaciones de temperatura del aire de admisión (reduciendo la condensación de combustible en las superficies de la entrada) y hacer que requiera menos estrangulamiento al principio de la carrera; este sistema sería similar, pero no tiene tantas complicaciones de condensación como eliminar el calor de los gases de escape
Por último, si elige la ruta de procesamiento de gases de escape y la lleva a la producción comercial, en realidad podría tener beneficios considerables para el futuro diseño de escape; si puede bajar la temperatura de los gases de escape lo suficiente como para que los escapes puedan estar hechos de plástico, la preocupación por la condensación desaparece... pero entonces los automóviles solo necesitarían un escape para durar toda su vida útil y las compañías de escape comprarían y enterrarían su patente </conspiracyTheory > :)
Editar : de los comentarios que indican que el objetivo es calentar el motor más rápido
Le resultará difícil lograr que los gases de escape hagan esto, debido a la falta antes mencionada de una gran cantidad de energía térmica incorporada en el aire. Claro, si pudieras mantener los gases en contacto con el bloque por más tiempo, se calentaría un poco más rápido, pero no creo que veas una diferencia apreciable en un viaje corto.
Hay enfoques locos que podría tomar, como aislar su motor con espuma en aerosol, agregar un termo muy grande tipo termo al vacío al sistema de refrigeración (algunos autos de lujo tienen esto incorporado para proporcionar calor a la cabina antes en los días fríos), agregar algún tipo de dispositivo de quema de combustible para calentar el circuito de refrigeración como ha señalado. Incluso podría comprar un automóvil con motor más pequeño, o si su viaje es corto, uno eléctrico (como un Renault Twizy), entonces no tiene que preocuparse.
..pero en general, creo que deberías dejar de preocuparte por eso. Un motor habrá alcanzado una temperatura de funcionamiento razonable mucho antes de que la aguja de la temperatura del refrigerante comience a subir. Esos indicadores de refrigerante generalmente tienen un rango muy estrecho, como 90 a 110, con un funcionamiento de 100. Las partes que realizan el trabajo serio ya estarán más calientes que esto mucho antes, y es el aumento de la demora en calentar el refrigerante lo que toma tiempo. No es la causa de que un motor tuviera que llegar a un punto en el que cada parte del bloque esté a 100 grados antes de que funcione de manera eficiente y sea digno de convertirse en un auto de F1 algún día (BMW usó viejos motores de salón para basar los motores de F1 en, como la teoría era que habían pasado por muchos ciclos de calor y frío y el metal estaría más libre de tensiones internas), por lo que la respuesta corta sería esencialmente "no
No estará de más hacer una explosión más larga a alta velocidad varias veces al mes, especialmente si su automóvil tiene un gato, un filtro de partículas diésel o un sistema de control de emisiones similar que requiere una buena explosión, pero no se preocupe si tiene que ser cada viaje; mi viaje al trabajo se redujo drásticamente de 50 millas a 1.5 hace cinco años, y el Volvo 04 diésel que he tenido durante 12 años todavía se comporta igual. No hago ningún esfuerzo especial para hacerlo explotar regularmente, pero cuando se rinde irreparablemente Lo desecharé y espero obtener un E60 M5. Creo firmemente que al tener este sueño, mi auto actual funcionará para siempre, solo para evitar que se haga realidad :)
No es factible. Posible, si. Factible, No. Gastaría demasiado dinero por muy poca ganancia de calor.
Solo una sugerencia, podría considerar un calentador de bloque. Esto le permitiría mantener el bloque caliente en esas noches muy frías. Esto permitiría un calentamiento más rápido por la mañana.
Sí, es factible. De hecho, muchos automóviles ya cuentan con dicho sistema. Mi automóvil (Toyota RAV4 híbrido con motor 2AR-FXE de 2.5 litros) tiene ese sistema. Se llama "EGR enfriado" o "EGR enfriado por refrigerante", y mueve el calor de los gases de escape al refrigerante del motor, exactamente como lo describiste. También es posible trasladar el calor de los gases de escape al aceite del motor ("EGR refrigerado por aceite").
Aquí hay una figura de un trabajo de investigación que muestra qué tan bien la EGR enfriada por refrigerante y la EGR enfriada por aceite dan como resultado un calentamiento más rápido: https://www.researchgate.net/figure/257207795_fig12_Figure-12-The-EGR-gas-temperature-after-the -EGR-enfriador-para-aceite-refrigerado-EGR-y
Ahora, si planea instalar un sistema de este tipo en un automóvil que aún no lo tiene, probablemente no sea tan fácil. Requeriría modificaciones en el flujo de refrigerante, y el montaje de dicho dispositivo podría ser complicado si el automóvil no ha sido diseñado para la instalación de dicho dispositivo.
Creo que la opción más sensata para su caso es un calentador de bloque, como señaló CharlieRB.
Debido a los controles/ley/rendimiento de emisiones en los motores modernos, cualquier modificación del escape debe realizarse después del sensor de oxígeno posterior al gato. De lo contrario, perderá códigos, fallará en el smog y tendrá un rendimiento deficiente.
Existe tal cosa como calentar el interior de un automóvil con el escape. Un ejemplo es el Old Beetle o cualquier motor refrigerado por aire. Puede haber kits de posventa para esto, pero una búsqueda rápida en Google no arrojó ninguno.
También fabrican sistemas de recuperación de calor de escape que intercambian calor de escape en refrigerante de glicol. El problema con estos sistemas es que se ve obligado a hacer circular el glicol continuamente o drenarlo por completo; si el glicol está estático en el intercambiador de calor, el alto calor del escape lo hervirá rápidamente, causando una presión excesiva en el sistema y dejando depósitos. No puede incluirlo en el circuito de refrigerante del motor porque el radiador no es lo suficientemente grande para enfriar tanto el motor como el enfriador de escape.
Otra opción es la calefacción eléctrica, utilizando un alternador bastante grande. 100 amperios a 14 V son 1400 vatios o aproximadamente la salida de un calentador-ventilador barato de Walmart. Hacen alternadores tan grandes como 400A. Sin embargo, los cables son enormes.
Ayuda aún más si calienta el conductor en lugar de toda la cabina. Haga esto con asientos con calefacción, que es una solución fácil de atornillar.
De hecho, podría arrojar un calentador de red dentro de su cabina y encenderlo mediante un WeMo u otro sistema de automatización del hogar. Sería muy selectivo con el tipo de calentador, por ejemplo, esos tipos de "radiador de aceite" que no se calientan mucho. Le gustaría quitar el calentador durante el viaje, ya que las vibraciones diarias de estar en un automóvil arruinarían un calentador doméstico.
El problema central es que los automóviles con motor de gasolina simplemente no están diseñados para un viaje de 4 millas. Lo correcto para eso es un híbrido eléctrico o lo suficientemente fuerte que no necesita hacer funcionar el motor en absoluto, por ejemplo, Chevy Volt. Estos vehículos tienen sistemas para brindar comodidad en la cabina sin el motor, y lo relevante aquí es que esos sistemas son de encendido instantáneo . Ya sea calefacción eléctrica directa o, si es posible, cambiar el sistema de aire acondicionado para bombear calor al automóvil en lugar de sacarlo. Esto es muy eficiente, capaz de generar 3-5 BTU a un costo de energía de 1.
Tuve el mismo problema en mi viejo e39 3.0d con la falla del calentador auxiliar webasto, esas cosas cuestan una fortuna para reparar y se romperán nuevamente debido a la edad y la ubicación en el automóvil. Estaba planeando (vendí el auto antes que yo) comprar un calentador de estacionamiento chino (ahora puedes conseguir uno por tan solo $150) e instalarlo para calentar la cabina y tal vez soplar una fracción del aire caliente en el compartimiento del motor . Sé que esto no es tan eficiente, pero
a) no requiere modificaciones en el automóvil en sí; cualquier cambio en el sistema de enfriamiento causará problemas tarde o temprano, créanme
b) soplar aire caliente en la bahía durante 30 minutos calentará un poco de todos modos (podría intentar soplar aire caliente a los conductos de entrada de aire)
c) tener la cabina precalentada extraerá menos calor del motor
d) usan como 0,2-0,4 litros de combustible por hora, y 15-20 minutos de funcionamiento es más que suficiente, expulsan aire caliente más que un secador de pelo de 2kw (declarado 5kw pero no estoy seguro)
No recomendaría hacer un arranque remoto (suponiendo que tenga un diésel), eso es mucho desgaste para las partes internas del motor, a menos que instale un calentador de entrada de aire eléctrico
tizoide
Harper - Reincorporar a Monica
ObservaciónLima
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