Factores que Afectan el Llenado del Cilindro en Motores de Combustión Interna

Grado de Admisión

El grado de admisión es un parámetro que caracteriza el estrangulamiento de la corriente entrante mediante la mariposa del carburador. Afecta al llenado del cilindro de la siguiente manera:

• Carga parcial (pe > pi): El llenado disminuye al reducir el grado de admisión, ya que la velocidad del fluido de compresión disminuye, lo que lleva a un menor volumen de gases que pueden retroceder a la admisión.
• Sobrealimentado (pe < pi): El llenado aumenta al reducir el grado de admisión, ya que la velocidad del fluido de compresión aumenta, lo que mejora el barrido de la mezcla.

Vaporización del Combustible

En los motores de inyección, la inyección de combustible ocurre cuando las válvulas están cerradas, por lo que las características físicas del combustible no afectan el llenado. Sin embargo, en los motores de carburador:

• El calor latente de vaporización del combustible tiene una influencia positiva en el llenado, ya que el enfriamiento de la mezcla admitida aumenta la densidad en el sistema de admisión.
• Este efecto beneficioso se compensa parcialmente por la necesidad de calentamiento para facilitar la gasificación.
• El combustible depositado en las paredes del colector de admisión facilita la transferencia de calor a la mezcla, haciéndola menos adiabática.

Secciones de Paso y Forma de Válvulas

La zona de las válvulas presenta las mayores pérdidas de carga en el sistema de admisión. Por lo tanto, es importante considerar:

• Secciones de paso: El uso de grandes secciones de paso en las válvulas de admisión mejora el llenado.
• Coeficiente de descarga (Cd): El Cd depende principalmente del levantamiento de la válvula. Aumenta para levantamientos bajos y se estabiliza para valores más altos.
• Relación L/D: La relación entre el levantamiento (L) y el diámetro (D) de la válvula suele estar entre 0,25 y 0,3. Aumentar el levantamiento apenas influye en el Cd y aumenta las solicitaciones mecánicas.
• Ángulo de asiento: Para una válvula con asiento cónico, el Cd es máximo para un ángulo de asiento de 0°. Sin embargo, los ángulos suelen variar entre 30° y 40° para reducir la presión normal sobre el asiento.
• Cd de la válvula de escape: Afecta principalmente al trabajo de bombeo, no al llenado.

Colector de Admisión

La inercia del fluido en el sistema de admisión puede afectar el llenado. El fluido tiene inercia porque el flujo a través del motor es pulsatorio. Esto provoca aceleraciones y desaceleraciones significativas en la vena fluida. Como el fluido es compresible, la inercia tiene un impacto en el llenado.

• Efectos de inercia: Si la geometría del motor y las rpm son adecuadas, la inercia puede mejorar el llenado. Sin embargo, una geometría inadecuada o rpm diferentes pueden producir el efecto contrario.
• Relación entre la longitud y el diámetro del conducto: Para optimizar el llenado a regímenes altos, los conductos deben ser cortos y anchos. Para regímenes bajos, deben ser largos y estrechos.