¿Qué pasaría si se agrega combustible durante el proceso de combustión?

La respuesta corta es "depende".

Lo ideal sería que los motores de gasolina funcionaran con una mezcla estequiométrica: la cantidad justa de combustible y aire para producir una combustión completa. Ahora, en realidad, no necesariamente puedes hacer eso. Por ejemplo, algunos motores de aviones están diseñados para funcionar con un exceso de combustible a alta potencia con el fin de proporcionar un enfriamiento adicional, el "enfriamiento con combustible". Otros factores, como la temperatura de los gases de escape y las emisiones, también influirán en la mezcla "perfecta". A medida que agrega más combustible, la mezcla se vuelve más rica, dentro de ciertos límites, esto aumentará la potencia y reducirá las temperaturas, a expensas de la eficiencia.

Creo que el tiempo de combustión en un motor de gasolina está relacionado con la velocidad con la que avanza el frente de llama en el cilindro. Supongo que esto es relativamente constante y, por lo tanto, agregar combustible no produciría un gran cambio en el tiempo de combustión de un motor de gasolina.

Los motores diésel funcionan con un exceso de aire, por lo que en un diésel se puede añadir combustible y aumentar la potencia sin la pérdida de eficiencia que se produciría en un motor de gasolina.

En un diesel, hay dos formas de agregar más combustible: puede usar inyectores más grandes y bombear el combustible más rápido, o puede aumentar el tiempo de inyección. Si hace lo primero, esperaría que el tiempo de combustión fuera aproximadamente el mismo, si extiende el tiempo de inyección, entonces el tiempo de combustión también se extendería.

Extender el tiempo de inyección significa que más de la carrera se usa para la combustión y hay límites para el beneficio que puede lograr aquí. Si avanza demasiado el encendido, la combustión comienza a resistir el pistón a medida que avanza hacia el TDC, si prolonga la quema durante demasiado tiempo, es posible que no pueda extraer toda la energía del combustible.

Tenga en cuenta que los motores están diseñados para tener la cámara de combustión bien cerrada durante la combustión. Si relajamos esa restricción, diría que depende del momento de la introducción de ese combustible adicional.

Si ya se está produciendo la combustión, el combustible la atrapa y crea una segunda explosión que, o bien

1. Ayuda a la explosión para que sea más contundente o de mayor duración.
2. No hace nada porque el cilindro está en la parte inferior de la carrera de potencia, por lo que no hay nada más que reciba la nueva potencia.
3. No hace nada porque una válvula está abierta y la fuerza de expansión del gas se escapa sin dejar presión para aprovechar.
4. Hace poco porque el combustible se quema parcialmente, tal vez incluso dejando combustible para el siguiente ciclo.

Visto en una imagen más grande, diría que complicaría las cosas y rompería el tiempo crítico para el que está diseñado un motor. Si está diseñando un motor, necesita un modelo discreto simple de un evento de combustión, no una cadena complicada de combustiones que conspiran de alguna manera compleja y difícil de modelar que presenta la necesidad de sincronizaciones adicionales que deben coordinarse y administrarse. Tendría curiosidad por los efectos en las válvulas al tener una combustión donde las válvulas incorrectas están abiertas en el momento incorrecto, debería crear una condición en la que no haya presión explosiva y las cosas simplemente no funcionen. También me pregunto si los inyectores de combustible podrían correr el riesgo de incendiarse también con las válvulas abiertas cuando se produce la combustión. El motor probablemente se destruiría disparando al azar, como si la correa de distribución estuviera rota o algo así.

También podemos obtener una idea al compararlos con sistemas que tienen combustible sobre combustible sobre combustión de combustible, como un cohete o algo así, del cual no sé mucho. En general, debemos tener en cuenta que los motores de combustión no quieren la combustión por la combustión, sino que buscan aprovechar esa energía química en el gas y convertirla en energía mecánica a través de gases que se expanden rápidamente a través de la explosión de la chispa.

Los motores de gasolina en realidad funcionan con una variedad de mezclas, Stoch. es sólo una mezcla posible. Para potencia máxima, el motor funcionará ricamente; esto es en parte para mejorar la potencia y en parte para proteger el motor contra golpes durante eventos de alta carga. En la carretera, el motor puede funcionar pobre. Algunos Honda funcionarán con una proporción de 17:1 o incluso 20:1 en la carretera. También hay corte de combustible de desaceleración; cuando levanta el acelerador a altas revoluciones, el motor cortará el combustible en gran medida y también entrará en una condición pobre. En reposo, la computadora apuntará a stoch. y ejecutar en circuito cerrado a través de los sensores de O2. Cuando está volando en WOT, el motor generalmente funciona en bucle abierto y utiliza tablas de búsqueda para calcular el abastecimiento de combustible y los sensores MAF o MAP para juzgar qué tan rico debe funcionar.