Comprensión de los motores Lean Burn

En un motor de combustión interna, la mezcla pobre se refiere a la combustión de combustible con un exceso de aire. La relación aire-combustible en los motores de mezcla pobre puede ser tan baja como 65:1. (en masa). En comparación, la relación aire/combustible necesaria para quemar gasolina estequiométricamente es de 14,64:1. En un motor de mezcla pobre, el aire excedente produce significativamente menos hidrocarburos. También se pueden emplear relaciones aire-combustible altas para reducir las pérdidas por estrangulamiento, que son producidas por diversas técnicas de administración de potencia del motor.

En este artículo, aprenderá la definición, las aplicaciones, el diagrama, el funcionamiento, las ventajas y las desventajas de los motores de mezcla pobre.

¿Qué es un motor de mezcla pobre?

Aunque los motores de mezcla pobre o diésel consumen menos combustible y emiten menos CO2 que los motores existentes con relación aire/combustible estequiométrica, la presencia de O2 en sus emisiones inhibe el uso de los actuales catalizadores de tipo “tres vías”. Como resultado, se requieren catalizadores capaces de convertir NOx en N2 en emisiones de motores que contienen oxígeno. El término “lean-burn” es relativamente autoexplicativo. Es una pequeña cantidad de combustible entregado y consumido en la cámara de combustión de un motor. La relación aire-combustible normal es de alrededor de 15:1. (15 partes de aire por 1 parte de combustible). Las verdaderas proporciones de mezcla pobre pueden llegar a 23:1.

Los motores de mezcla pobre (tanto de gasolina como de diésel) tienen una mejor economía de combustible y menores emisiones que los motores que han sido ajustados tradicionalmente. Por su propia naturaleza, utilizan menos combustible y producen menos hidrocarburos sin quemar y gases de efecto invernadero que un motor de combustión "normal" comparable, al mismo tiempo que ofrecen la misma cantidad de potencia. Mayores relaciones de compresión de la cámara de combustión (presión de cilindro más alta), remolino sustancial de admisión de aire e inyección de combustible directa con medición pobre de precisión se utilizan para lograr condiciones de mezcla pobre.

Las aplicaciones de los sistemas de mezcla pobre son comunes en todo tipo de vehículos, automóviles comerciales como Honda, Toyota, Mitsubishi, motores de gasolina de servicio pesado y también motores diésel.

Esquema de un motor de mezcla pobre:

Principio de funcionamiento:

El funcionamiento de un motor de mezcla pobre es menos complejo y se puede entender fácilmente. en su funcionamiento, las pérdidas por estrangulamiento se pueden reducir mediante el uso de un modo de mezcla pobre. En el funcionamiento normal a velocidad constante, el motor de un vehículo convencional está dimensionado para proporcionar la potencia necesaria para la aceleración, pero debe funcionar muy por debajo de ese punto. Normalmente, la potencia se reduce cerrando parcialmente el acelerador. El mayor trabajo requerido para bombear aire a través del acelerador, por otro lado, disminuye la eficiencia. Se puede lograr una potencia más baja con el acelerador más cerca de la apertura total si se reduce la relación aire/combustible, y se puede mejorar la eficiencia durante la conducción normal (por debajo de las capacidades de par máximo del motor).

Los motores de mezcla pobre pueden usar relaciones de compresión más altas, lo que resulta en un rendimiento superior, eficiencia de combustible y emisiones de hidrocarburos reducidas que los motores de gasolina tradicionales. Los motores de inyección directa son la única forma de lograr mezclas ultra-pobres con altas relaciones aire-combustible.

La principal desventaja de la combustión limpia es que la reducción de las emisiones de NOx requiere el uso de un complicado sistema convertidor catalítico. Los convertidores catalíticos de 3 vías actuales requieren un equilibrio de contaminantes en el puerto de escape para llevar a cabo las reacciones de oxidación y reducción, por lo tanto, la mayoría de los motores modernos navegan y descienden en o cerca del punto estequiométrico.

Mire el video a continuación para obtener más información sobre el funcionamiento de un motor de mezcla pobre:

Ventajas y desventajas del motor de mezcla pobre

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios de un motor de mezcla pobre en sus diversas aplicaciones:

• Mayor eficiencia de combustible
• Reducir la cantidad de hidrocarburos no quemados y gases de efecto invernadero liberados a la atmósfera.
• Un modo de mezcla pobre es una técnica para reducir las pérdidas por estrangulamiento.

Desventajas:

A pesar de las buenas ventajas de un motor de mezcla pobre, aún existen algunas limitaciones. A continuación se presentan las desventajas de los motores de mezcla pobre en sus diversas aplicaciones:

• Para reducir las emisiones de NOx, la combustión pobre requiere un complicado sistema convertidor catalítico.
• Costos relativamente altos

Conclusión

Los motores de mezcla pobre (tanto de gasolina como de diésel) tienen una mejor economía de combustible y menores emisiones que los motores que han sido ajustados tradicionalmente. Por su propia naturaleza, utilizan menos combustible y producen menos hidrocarburos sin quemar y gases de efecto invernadero que un motor de combustión "normal" comparable, al mismo tiempo que ofrecen la misma cantidad de potencia. Eso es todo por este artículo, donde se discuten la definición, aplicaciones, diagrama, funcionamiento, ventajas y desventajas de un motor de mezcla pobre.

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