Vivo cerca de las Montañas Rocosas y conduzco hasta ellas con bastante frecuencia. Tengo un pequeño cuatro cilindros de aspiración natural que tiende a perder una cantidad muy notable de potencia al llegar a altitudes más altas y no ayuda que gran parte del viaje sea cuesta arriba con dos adultos y equipaje.
Entiendo que esto se debe a que la densidad del aire es menor en altitud que al nivel del mar. Menos aire succionado por el motor implica menos combustible para mantener la relación estequiométrica, por lo que pierde potencia para mantener la eficiencia de la combustión. De hecho, puede calcular aproximadamente cuántos caballos de fuerza está perdiendo usando esta fórmula:
Pérdida de HP = (elevación en pies * 0,03 * caballos de fuerza a nivel del mar)/1000
La solución a esto es simple: ¡Más aire! Los turbocompresores comprimen el aire y lo empujan junto con la presión atmosférica para crear una mayor densidad de oxígeno, que es detectada por el vehículo y se agrega más combustible, lo que aumenta la potencia. El resultado es que los vehículos turboalimentados apenas tienen cambios perceptibles de potencia en altitud. Dado que los diésel a menudo están equipados con un turbo, rara vez sufren una pérdida de potencia en altitud por la misma razón.
Este sitio web afirma que los motores diésel tienen una relación de compresión de 20:1 frente a 8:1 de la gasolina. Sé que la relación de compresión no está relacionada con la entrada de aire real; está comprimiendo el aire que entra en una proporción específica, independientemente de la cantidad de aire involucrada. Sin embargo, me imagino que esto todavía podría ayudar a los motores diesel no turbo a funcionar en altitudes más altas, ya que tienden a funcionar con poca potencia y pueden cambiar la relación aire/combustible de manera menos estricta. Creo que entiendo por qué estoy equivocado al creer esto, pero asumo que no estoy tomando todo en consideración.
Mi pregunta es la siguiente: ¿Los motores diesel sin turbo pierden potencia en comparación con los motores de gasolina sin turbo en altitudes más altas?
Teniendo en cuenta la respuesta de Zaid a continuación, armé un gráfico rápido para ver la diferencia entre la fórmula que di arriba y la más precisa que Zaid proporcionó tan amablemente para el porcentaje de reducción de potencia.
Altitud (pies) 3000 5000 10 152 14 000 Reducción Real 5,91% 13,46% 30,18% 40,52% Suplente 9,00% 15,00% 30,46% 42,00%
Entonces puede ver que la fórmula más simple funciona mejor cerca de los 10,000 pies y se descompone en altitudes más bajas. Esto fue comparando las fórmulas para un motor de gasolina.
Al menos según la norma SAE J1349 .
(Cálculos que se muestran a continuación) .
suposiciones
Dry air pressure in the Rockies = 90 kPa ( at 3000 ft)
Absolute Temperature = 277.15 K ( 4 °C )
Esto nos permite calcular las dos cantidades, A& B, que se utilizan para determinar los factores de corrección para ambos tipos de motores:
A = 99 / p_PT = 99 / 90 = 1.1
B = T_P / 298 = 277.15 / 298 = 0.9300
Para motores de gasolina:
Correction factor = A^1.2 * B^0.5 = 1.081
Para motores diesel de aspiración natural:
Correction factor = A * B^0.7 = 1.045
Este factor de corrección se utiliza para determinar la potencia real generada por un motor en un dinamómetro después de tener en cuenta las variaciones ambientales, lo que implica que el motor diésel pierde aproximadamente un 4,3 %¹ debido al cambio de altitud en comparación con el 7,5 %² de potencia perdida por el motor de gasolina.
Como 4,3% < 7,5%, gana el diésel .
Las ecuaciones y la explicación sobre cómo usarlas se encuentran en el Manual automotriz de Bosch .
Es bueno no tener que preocuparse por cómo derivar estas relaciones y simplemente usar el estándar de toda la industria para variar :D
¹ :1 - 1 / 1.045 = 0.043 = 4.3%
²:1 - 1 / 1.081 = 0.075 = 7.5%
A^1.2*B^0.05y A*B^0.7? ¿Los parámetros se basan en datos empíricos o hay algo de física detrás de esto? ¿Existen ecuaciones similares para los motores de inducción forzada?Basado en algunos de los entendimientos de las placas del acelerador ya publicadas ( ¿Por qué los vehículos pesados casi siempre usan motores diésel? ) y cómo/cuándo pueden aplicarse a los motores diésel, especialmente comentarios relacionados con cómo los motores diésel sin placas del acelerador siempre ingieren la cantidad máxima de aire: para esos diésel, la respuesta posiblemente dependa de si el motor en cuestión era uno de esos y ya estaba ingiriendo más aire del que realmente necesitaba (y funcionando pobremente) para soportar una combustión efectiva.
En ese caso, lo que sugiere un modelo diésel anterior sin hardware de control sofisticado, el diésel sin turbo probablemente funcionaría mejor en altitudes elevadas, aunque su relación de compresión seguiría cayendo.
Esto probablemente sería aún más cierto si el motor de gasolina en la comparación realmente, como se indicó anteriormente, solo tuviera una relación de 8: 1; que es realmente bajo para un motor de gasolina.
A 8:1, dejar caer algunos puntos de compresión más dañaría mucho a Torque; no así para el diesel a 20:1 que aún puede (por lo general) producir un par decente a una velocidad del motor más baja que también puede facilitar un mejor llenado del cilindro para compensar el problema de la altitud.
Jim.
sixtyfootersdude
pez venenoso