¿Puedo agregar una junta a mi válvula de escape para reducir las fugas y aumentar la presión del cilindro?

Así que tengo un motor diesel de un solo cilindro. No lo usamos para producir energía (funciona con un motor eléctrico) sino para medir la presión a bajas revoluciones (100-200). La relación de compresión volumétrica es de alrededor de 21,5 y el CR dinámico debería estar muy cerca de eso, ya que las válvulas se abren y cierran cerca del TDC o BDC. Me di cuenta de que la presión al final de la carrera de compresión es mucho más baja de lo esperado, a pesar de tener en cuenta el hecho de que siempre se escapará algo de aire, lo que resultará en una presión más baja y encontré que la causa es el sangrado/fuga de la válvula de escape.

Durante la compresión, una cantidad significativa de aire sale del escape a través de la válvula y durante la expansión (potencia), el pistón aspira aire de la válvula de escape mientras la válvula aún está cerrada. Necesito lograr la mayor presión posible dentro del cilindro al final de la carrera de compresión. Entonces, estaba pensando si hay alguna forma de controlar esta fuga de aire de la válvula de escape. En este momento, estoy pensando en (1) aplicar pintura o imprimación de silocona a la válvula y el asiento, o (2) aplicar selladores para hacer juntas (¿RTV??), o (3) colocar una junta de goma delgada con un adhesivo fuerte.

Sé que estas no son opciones ideales, pero me gustaría generar la mayor presión posible, incluso si eso significa algún daño en el motor. Cualquier sugerencia sería muy apreciada. Gracias.

PD: usando matemáticas, la presión máxima debería ser de alrededor de 70 bares (teórico, más bajo en realidad) pero obtengo alrededor de 20 bares (EDITADO, anteriormente 11 por error) a 100 rpm. La presión aumenta a 35 bares a unas 1200 rpm y no sube más.

Editar: intenté lapear las válvulas y cuando eso no funcionó, pedí una nueva culata y válvulas nuevas. Obtuve ligeras mejoras (11 barras de 7 barras) pero esto no se acerca a lo que quiero. Entonces, en resumen, lo que necesito es alta presión a bajas revoluciones. Difícil, pero esperemos.

Editar: al cambiar la culata y las válvulas, también cambié la junta de la culata, y sé que la válvula de escape es la principal culpable ahora porque puedes escuchar y sentir el aire expulsado y succionado a través de la válvula cuando la válvula está cerrada.

Entonces, ¿este es un cilindro que no contiene explosiones? Me imagino que hay calor del aire comprimido, entonces, ¿de qué temperaturas estamos hablando en las válvulas y los asientos?
Sí, no hay explosiones en el cilindro. No tenemos sensor de temperatura, solo sensor de presión. Sin embargo, si la presión fuera más alta, esperaría que la temperatura rondara los 650 - 700 °C, pero en este momento debería ser mucho más baja, alrededor de los 100 °C.
Bueno, entonces ese es el punto al que estaba llegando. Si espera que un sello perfecto le dé temperaturas tan altas, necesita un material que pueda soportar el calor. Paint o RTV no van a ser suficientes. La mala compresión es un problema real en los motores, así que ¿por qué no arreglar esto de la misma manera en lugar de algún sellador?
Hay algunas pinturas (o imprimaciones de silicona) que pueden soportar hasta 650°C, y también algunas gomas. Lo que me preocupa es que la junta (o la pintura) se rompa y caiga dentro del cilindro cuando la válvula se abre y se cierra. Entonces, ¿a qué forma de arreglar el mal CR te refieres? Olvidé mencionar que ya hice lapeado de las válvulas, no funcionó. Luego pedí una culata y válvulas nuevas, una ligera mejora pero ni siquiera cerca. Agregaré estos detalles a mi pregunta. Sé que las bajas revoluciones pueden ser el principal problema, pero eso es exactamente lo que necesitamos, alta presión a bajas revoluciones.
Bueno, los tipos de arreglos en los que estaba pensando parecen ser los que ya has hecho. Puede haber más, pero está más allá de mi experiencia. Solo como un detalle adicional para los demás, ¿qué tan duradero debe ser esto? ¿Es necesario que dure una hora para realizar un experimento rápido, o es algo que se ejecutará durante días a la vez en servicio constante?
En este momento, una hora para realizar un experimento rápido debería ser suficiente. Seguiré buscando. Gracias.
Si el CR es 21,5 y espera una salida de 70 bares, ¿qué presión hay en el lado de admisión? ¿Está a más de 3 bares?
No, es 1 barra pero podemos aumentarla. 70 bar es la presión máxima dada por la relación isoentrópica de la termodinámica del aire (P2 = P1 * CR^(1.4)). En realidad, será menor y estaría feliz con 55 bares de presión.
¿Estás seguro de que no hay fuga de presión en los anillos del pistón? Además, tenga en cuenta que es posible que la mayoría de los sensores de temperatura no reaccionen lo suficientemente rápido a los cambios de temperatura. Nunca informarán sobre la temperatura máxima, ya que el sensor tarda en calentarse.
@ Bart Hay una fuga importante en los anillos del pistón. Actualmente, estoy pensando en usar anillos de pistón sin separación de Total Seal. Pero en realidad pude aumentar la presión entre 5 y 7 bares usando una junta de goma de silicona en las válvulas. Para mi aplicación, esta goma aguantará, al menos por ahora.

Respuestas (3)

si su válvula de escape tiene el espacio adecuado y está perpendicular a la guía de la válvula sin un juego excesivo en la guía con la presión de asiento correcta para la válvula... ¿ha intentado rociar un poco de aceite en la cámara para ver si aumenta la compresión? control de anillo..

No usaría ningún tipo de "sellador", es una ayuda temporal y una vez que aumente la presión, probablemente fallarán.

Me parece que tienes que hacer lo siguiente:

  • Aumente la presión utilizada para cerrar las válvulas, como resortes de válvula con mayor presión de asiento.

  • Aumente la cantidad de tiempo que la admisión está abierta para llenar más el cilindro.

Ok, exploraré la opción de usar un resorte con una constante de resorte más alta, pero no estoy seguro de que me lleve a donde quiero llegar. Y la sincronización de la válvula de admisión es, diría yo, óptima para este motor que funciona a bajas revoluciones. Gracias por la respuesta.

Si desea que esto funcione como la sincronización de la leva del compresor de aire, deberá cambiarse, es decir, tiene poco efecto de inercia de admisión que existe a RPM más altas. Ninguna superposición de sincronización de válvulas en el tdc hará una gran diferencia favorable en su aplicación.

Gracias por la respuesta. Prácticamente no hay superposición de sincronización de válvulas. El volumen de espacio libre se recorta en el propio pistón, por lo que el espacio entre el TDC y la culata es realmente muy bajo. Por esa razón, la sincronización de válvulas es óptima para el motor. Además, a lo que apunto es a una temperatura alta que se genera con una presión alta.
¿Puedo agregar una junta a mi válvula de escape para reducir las fugas y aumentar la presión del cilindro?
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