¿Qué es la eficiencia térmica y cómo es en tu motor?

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La eficiencia térmica de un motor es la capacidad que tiene para transformar la energía del combustible en la combustión, en rendimiento mecánico.

No es posible crear un motor con un rendimiento del 100%, ya que la eficiencia se ve lastrada por el rozamiento de las piezas, la pérdida en forma de calor, etc.

En los coches que nos encontramos en la calle, los motores de gasolina tienen una eficiencia del 30%. Esto quiere decir que el 30% de la energía que aporta la gasolina realmente se aprovecha para generar potencia, el resto se desperdicia en forma de calor.

En el caso del motor diésel, la eficiencia es algo mejor, con un 40%, ya que tienen un mayor nivel de compresión. Por tanto, son algo más eficientes que los de gasolina. Pero como podemos ver, no son cifras muy elevadas.

Gracias a los sistemas híbridos se han conseguido ciertas mejoras. En Fórmula 1 la eficiencia energética es mucho mayor, gracias a la llegada de los motores V6 Turbo con MGU-K y MGU-H. En concreto, se ha elevado desde el 30% de los motores de gasolina convencionales, a un 50% aproximadamente. Es decir, en estos coches se ha conseguido aprovechar la mitad de la energía que genera la gasolina en su combustión.

La instalación de sistemas como el MGU-K, o freno regenerativo, capaz de obtener energía de las frenadas, y del MGU-H, que aprovecha también la energía de los gases de escape.

Existen tres tipos de rendimiento térmico:

  • Ideal: Sería la relación entre la cantidad de energía transformado en trabajo útil y la cantidad de energía suministrada. Según la segunda ley de la termodinámica, ningún motor puede convertir toda la energía en trabajo mecánico. Así pues, en la práctica no existe un motor con un rendimiento térmico ideal.
  • Efectivo: es el rendimiento térmico real que tiene un motor.
  • Máximo: es el rendimiento máximo de un tipo de motor con las limitaciones de su arquitectura.

¿Cómo calcularíamos la eficiencia térmica?. No os vamos a dejar una fórmula sino que os mostramos cómo hacerlo de una forma más sencilla, con un ejemplo.

Si sabemos la potencia útil y la potencia consumida en kW podremos realizar el cálculo. La clave es la relación de compresión del motor, ya que mientras mayor sea, mejor será la eficiencia.

Por ejemplo, si se tiene 200 J de energía térmica como calor de entrada, y el motor puede desarrollar 80 J de trabajo, entonces 80/200 = 0.4 (0.4 x 100 = 40% de eficiencia). Lo mismo ocurriría si se mide el calor del escape del motor, por ejemplo, si la energía puesta en el motor es de 200 J por el combustible y se observa una salida por el escape de 120 J, entonces el trabajo realizado es 80 J (200-120) y la eficiencia es del 40%, ya que si se divide 120/200=0.6, que es la energía que se desperdicia y que por tanto no se transforma en trabajo…

 

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Fuente Actualidadmotor.com

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