Indukzio behartu

Indukzio behartua barne-errekuntzako motorren sarrera aire konprimatuz hornitzeko prozesua da. Indukzio behartudun motorrak gas konpresore bat erabiltzen du presioa, tenperatura eta aire-dentsitatea handitzeko. Indukzio behartu gabeko motorrei motor atmosferikoak deitzen zaie.

SarreraAldatu

Indukzio behartua automozio eta abiazio-industrian erabiltzen da motorren potentzia eta errendimendua handitzeko. Indukzio behartudun motorra funtsean bi konpresore seriean dira. Motorraren konpresio-fasea da edozein motorrek duen konpresio nagusia. Motorraren sarrera elikatzen duen konpresore gehigarriak sortzen du airearen indukzio behartua. Konpresore batek presioa beste konpresore bati elikatzean asko handitzen da sistema osoaren konpresio-erlazio osoa. Motorraren sarrerako presio honi boosta deitzen zaio. Honek betez ere abiazio-motorrak laguntzen ditu aire-dentsitate baxuagoko altitude altuagotan funtzionatu behar dutelako.

Konpresio altuagoko motorrek ondorengo onura dute: erregai-unitateko energia eskuragarriaren erabilpena maximizatzen dute. Beraz, errendimendu termikoa handitu egiten da termodinamikaren bigarren legearen baporezko potentzia-zikloaren analisiaren arabera[1]. Motor guztiak konpresio altuagokoak ez izatearen arrazoia hau da: edozein oktano zenbakiko erregaik nahi dena baino lehenago egiten du eztanda normala baino konpresio-erlazio handiagoetan. Honi aurreignizioa, aurredetonazioa edo knocka deitzen zaio. Indukzio naturaleko motorretan konpresio altuak nahiko erraz irits daitezke eztanda-atalasera. Indukzio behartudun motorrak, berriz, konpresio-erlazio osoa handiagoa izan daiteke aurredetonazioa izan gabe airea hoztu egin daitekeelako lehenengo konpresio-etapa ostean intercooler betekin.

Barne errekuntzako motorren emisioen kezka garrantzitsuenetariko bat NOx-frakzioa deitzen den faktore bat da. Hau motorrak sortzen dituen nitrogeno-oxigeno konposatuen kopurua da. Gobernuek honen emisio-maila erregulatzen dute eta normalean ibilgailuen azterketa teknikoko gunetan egiten dituzte azterketak. Konpresio altuek konbustio-tenperatura altuak eragiten dituzte, eta konbustio-tenperatura altuek NOx-emisio altuagoak eragiten dituzte. Beraz, indukzio behartuak NOx-frakzio altuagoak sor dezake.

Konpresore motakAldatu

Indukzio behartuan erabiltzen diren bi konpresore ohikoenak turbokonpresoreak eta superkonpresoreak dira. Turbokonpresorea ihes-gasen fluxuari esker mugiarazten den konpresore zentripetua da. Superkonpresoreek mota anitzeko konpresoreak erabiltzen dituzte, baina denak motorraren errotazioaren bidez mugiarazten dira. Normalean transmisio-uhal baten bidez mugiarazten dira. Konpresorea zetrifugoa edo Roots motakoa izan daiteke lekualdatze positiboko konpresioetan. Barne konpresoreen bi adibide torloju-superkonpresorea eta pistoi-konpresorea dira.

TurbokonpresoreakAldatu

 
Turbokonpresorea.

Turbokonpresoreak ihes-gasen bolumena eta abiadura behar ditu turbinaren errotoreak birak emateko. Turbinaren errotorea eta konpresorea lotuta daude ardatz beraren bidez. Lortutako boost presioa ihes-balbula eta kontrolagailu elektronikozko sistema baten bidez erregulatu daiteke. Turbokonpresorearen abantaila nagusia superkonpresoreekin alderatuz hau da: energia gutxiago eskatzen dio motorrari. Alde txar nagusia motorraren erantzunkortasuna moteltzen dela da turbokonpresoreak denbora behar duelako abiadura eraginkorrera iristeko. Potentzi ekarpenaren atzerapen honi turbo laga deitzen zaio. Edozein turboren diseinuak beti izango ditu alde txarrak. Turbo txiki batek azkar harrapatuko du abiadura eraginkorra eta boost presio maximoa emango du motorraren abiadura angeluar (bira/min) txikietan, baina boostaren presioa makala izango da motorraren abiadura angeluar handietan. Turbo handiak, ordea, abiadura angeluar handietan eraginkortasun hobea du abiadura txikitako erantzunkortasunaren kaltean. Beste ohiko diseinu arazo bat turbinaren bizi iraupenaren limitea da, turbinek jasan behar duten tenperatura altuengatik eta ihes-gasei eragiten dien oztopo efektuarengatik.

SuperkonpresoreakAldatu

 
Roots motako superkonpresorea Nissan VQ motor baten gainean.

Superkonpresoreek ez dute ia lagik beti daudelako motorraren abiadura angeluarrarekiko proportzionalki biratzen. Ez dira turbokonpresoreak bezain ohikoak motorraren indar-momentua erabiltzen dutelako funtzionatzeko. Honek potentzia eta errendimendua murrizten du. Roots motako superkonpresoreek bi danbor birakarietako alabeak erabiltzen dituzte airea motorraren sarrerara bultzatzeko. Konpresore honek motorraren edozein abiadura angeluarretan presio erlazio bera ekoizten du lekualdatze positiboko gailua delako. Torloju-superkonpresorea Roots superkonpresorea bezala lekualdatze positiboko gailua da. Torloju-superkonpresoreak zailagoak dira produzitzeko baina errendimendu hobeagoarekin funtzionatzen dute aire hotzagoa lortuz konpresore irteeran. Superkonpresore zentrifugoa ez da lekualdatze positiboko gailua eta normalean Roots motako superkonpresoreak baino errendimendu termiko hobea du. Superkonpresore zentrifugoak konpaktuagoak dira eta errazagoak dira intercooler batekin erabiltzeko.

ErreferentziakAldatu

  1. (Ingelesez) Thermodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill, 70 or..