Teoría: PODES estar muy gordo...

[Megalomaniac]

Es una traducción que hice de este link. No es la mejor pero creo que se entiende. Más adelante pondré algo que explique el tema de las temperaturas, en general hay q intentar q no sobrepasen los 850° C.


PODES estar muy rico

Mucha gente con turbo cree que tienen que andar con mezclas muy ricas. La teoría es que el exceso de combustible enfria la carga de admisión y por lo tanto reduce la probabilidad de knocking. Realiza su trabajo reduciendo el knocking, pero no por el enfriamiento. El siguiente articulo muestra porque:

Primero echemos un ojo a la ciencia. El calor específico es la cantidad de energía requerida para levantar 1 kg de material en 1 grado K (kelving, lo mismo que celcius, pero con 0 como absoluto cero).
Diferentes materiales tienen diferentes calores específicos. La energía se mide en kilojoules:

Aire ~ 1 kJ/( kg * deg K)
Nafta 2.02 kJ/( kg * deg K)
Agua 4.18 kJ/( kg * deg K)
Ethanol 2.43 kJ/( kg * deg K)
Methanol 2.51 kJ/( kg * deg K)

La nafta y otros líquidos también tienen lo que se llama calor latente (mas info en http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente). Esto es la energía calórica requerida para vaporizar 1 kg de líquido. La nafta en un motor de combustión interna debe ser vaporizada y mezclada minuciosamente con el aire entrante para producir potencia. La nafta líquida no se quema. La energía para vaporizar el combustible viene en parte del aire ingresante, enfriándola. La energía calórica latente requería es en realidad mucho mayor que el calor específico.
Los valores de calor latente de líquidos diferentes son estos:

Nafta 350 kJ/kg
Agua 2256 kJ/kg
Ethanol 904 kJ/kg
Methanol 1109 kJ/kg

La mayoría de los motores producen la máxima potencia (con el avance optimizado) en el rango de air-fuel-ratio (AFR) de entre 12 y 13. Asumamos que el óptimo está en el medio: 12.5. Esto significa que por cada kg de aire, 0.08kg de nafta es mezclada y vaporizada. La vaporización del combustible extrae 28 kJ de energía de la carga de aire. Si, en realidad, la mezcla tiene un AFR de 11, la vaporización extraería 31.8 kJ. Una diferencia de 3.8 kJ. Dado que el aire tiene un calor específico de 1 kJ/kg* grados K, la carga del aire es 3.8° (no K) grados más fría en la mezcla rica comparada con la mezcla de potencia óptima. Esta diferencia mínima tiene un efecto bastante pequeño en el knocking o la potencia.

Si en lugar de la mezcla más rica en un 10% (por masa), tomásemos agua y la inyectásemos en la carga de la admisión (0.008 kg agua/kg aire), el mayor calor latente del agua enfriaría la carga unos 18 grados, algo así como 4 veces el efecto refrigerante de la mezcla más rica. La nafta agregada por la mezcla rica simplemente no se puede quemar porque no hay suficiente oxígeno disponible. Entonces no importa si se agrega nafta o agua.


Entonces… de donde viene la supresión de knocking?
Si la mezcla es encendida por la chispa, el frente de flama se aleja de la bujía. Esta mezcla quemándose incrementa la presión y la temperatura en el cilindro. En algún momento del proceso la presión y la temperatura llegan a su máximo. La velocidad del frente de flama depende de la densidad de la mezcla y el AFR. Una mezcla más rica o más pobre que 12-13 AFR se quema más despacio. Una mezcla más densa se quema más rápido.

Entonces cuando estamos bajo presión (turbo) la densidad de la mezcla se eleva y como resultante tenemos una mezcla que se combustiona más rápido. Cuanto más cerca esté el pico de presión del punto muerto superior (PMS), mayor es la presión máxima, resultando en mayores probabilidades de knocking. También hay menos palanqueo en el cigüeñal para que la presión produzca torque y por lo tanto menos potencia.

Enriquecer la mezcla produce una combustión más lenta, lo que mover el pico de presión más tarde cuando habría más apalancamiento y por lo tanto más torque. También la presión máxima se reduce y produce en un ángulo más atrasado del cigüeñal y también lo hace la probabilidad de knocking. El mismo efecto puede ser atribuido con una mezcla óptica y más retraso en la ignición.
Una mezcla “óptima” con una ignición retardada puede producir más potencia porque más energía es liberada de la combustión de la nafta. El motivo: Cuando los hidrocarburos como la nafta combustionan, el proceso de quemado ocurre en múltiples etapas. Primero las moléculas de nafta se rompen en hidrógeno y carbono. El hidrógeno se combina con el oxígeno del aire y forma H2O (agua) y las moléculas de carbono forman CO. Este proceso ocurre bien rápido al borde en el frente de flama. La segunda etapa convierte CO a CO2. Este proceso es relativamente lento y requiere moléculas de agua (de la primera etapa) para completarse. Si no hay más oxígeno disponible (la mayoría se consumió en la primera etapa), la segunda etapa no puede ocurrir. Pero 2/3 de la energía liberada del quemado del carbono es liberada en la segunda etapa. Por lo tanto una mezcla más rica libera menos energía, reduciendo la presión máxima y temperaturas, así produciendo menos potencia. Un efecto secundario de esto, claramente, es la reducción de las probabilidades de knocking. Sería como cerrar un poquito la mariposa. Un motor típico no hace knocking cuando anda con la mariposa parcialmente abierta porque menos energía y por lo tanto presiones reducidas y temperaturas se encuentran en el cilindro.

Esto es por lo que andar con mezclas muuuy ricas no puede solo, incrementar el consumo de nafta, sino también potencia.

[tanoGTi]

, sino también REDUCIR la potencia , no?

muy buena la explicacion facu.
pregunto: es mejor que esté un poco mas gordo a que se quede fino, no? digo, se deja un poco gordo para reducir el riesgo o que?

[Megalomaniac]

Una mezcla fina produce temperaturas elevadas... el umbral que se suele manejar son 850 grados en las temp de escape. Si vos tenés una mezcla pobre de mucha masa (cuando hay pedal a fondo) va a levantar mucha temperatura.

[Caaarlo]

Una mezcla fina no produce temperaturas elevadas, pero si detonación por aumento de la propagacion de frente de llama.

El pico de temperatura se produce con mezcla estequimetrica (lambda = 1) que es donde la combustión es completa. A ambos lados, ya sea para rico o para pobre, la temperatura decrece. Hay mucha gente que cree que mientras mas fino hay mas temperatura.

[GTI-Leito]

Una mezcla fina no produce temperaturas elevadas, pero si detonación por aumento de la propagacion de frente de llama.

El pico de temperatura se produce con mezcla estequimetrica (lambda = 1) que es donde la combustión es completa. A ambos lados, ya sea para rico o para pobre, la temperatura decrece. Hay mucha gente que cree que mientras mas fino hay mas temperatura.

siempre un paso adelante

[Megalomaniac]

Yo me referia fino para la mezcla q tenes que tener cuando estas gordo, no más fino que stoich...

Entonces si vos andás a fondo a 13.5/14 de AFR y le quitas avance, para evitar detonaciones, no debería de pasar nadá más que pérdida de potencia????

[Caaarlo]

Ah ok, en ese caso si vas a tener mas temperatura porque te estas acercando a Lambda 1 y ademas corres el riesgo de cocinar las valvulas de escape por atraso.

[tanogtiswift]

Como siempre impresionante lo del señor caaarlo