Motor de aspiración natural

Un motor de aspiración natural, también conocido como motor de aspiración normal y abreviado como N/A o NA, es un motor de combustión interna en el que la entrada de aire depende únicamente de la presión atmosférica y no tiene inducción forzada a través de un turbocompresor o un sobrealimentador.

Descripción

En un motor de aspiración natural, se extrae aire para la combustión (ciclo diésel en un motor diésel o tipos específicos de ciclo Otto en motores de gasolina, concretamente inyección directa de gasolina) o una mezcla de aire y combustible (motores de gasolina de ciclo Otto tradicionales). en los cilindros del motor por la presión atmosférica que actúa contra un vacío parcial que se produce cuando el pistón desciende hacia el punto muerto inferior durante la carrera de admisión. Debido a la restricción innata en el tracto de admisión del motor, que incluye el colector de admisión, se produce una pequeña caída de presión a medida que se aspira aire, lo que da como resultado una eficiencia volumétrica de menos del 100 por ciento y una carga de aire inferior a la completa. el cilindro. La densidad de la carga de aire y, por tanto, la potencia máxima teórica del motor, además de verse influenciada por la restricción del sistema de inducción, también se ve afectada por la velocidad del motor y la presión atmosférica, esta última disminuye a medida que aumenta la altitud de funcionamiento..

Esto contrasta con un motor de inducción forzada, en el que se emplea un sobrealimentador accionado mecánicamente o un turbocompresor accionado por escape para facilitar el aumento de la masa de aire de admisión más allá de lo que podría producirse únicamente con la presión atmosférica. El óxido nitroso también se puede utilizar para aumentar artificialmente la masa de oxígeno presente en el aire de admisión. Esto se logra inyectando óxido nitroso líquido en la entrada, que suministra significativamente más oxígeno en un volumen determinado de lo que es posible con el aire atmosférico. El óxido nitroso tiene un 36,3% de oxígeno disponible en masa después de descomponerse en comparación con el aire atmosférico que tiene un 20,95%. El óxido nitroso también hierve a -127,3 °F (-88,5 °C) a presiones atmosféricas y ofrece un enfriamiento significativo del calor latente de la vaporización, lo que también ayuda a aumentar significativamente la densidad general de la carga de aire en comparación con la aspiración natural.

Aplicaciones

La mayoría de los motores de gasolina de los automóviles, así como muchos motores pequeños utilizados con fines no automotrices, son de aspiración natural. La mayoría de los motores diésel modernos que impulsan los vehículos de carretera están turboalimentados para producir una relación potencia-peso más favorable, una curva de par más alta, así como una mejor eficiencia de combustible y menores emisiones de escape. La turbocompresión es casi universal en los motores diésel que se utilizan en ferrocarriles, motores marinos y aplicaciones estacionarias comerciales (generación de energía eléctrica, por ejemplo). La inducción forzada también se utiliza con motores de aviones alternativos para anular parte de la pérdida de potencia que se produce cuando el avión asciende a altitudes más altas.

Ventajas y desventajas

Las ventajas y desventajas de un motor de aspiración natural en relación con un motor del mismo tamaño que depende de la inducción forzada incluyen:

Ventajas

• Fácil de mantener y reparar
• Menores costos de desarrollo y producción
• Mayor fiabilidad, debido en parte a menos partes separadas y móviles
• Respuesta más directa del acelerador que un sistema turbo debido a la falta de turbo lag (una ventaja también compartida con los supercargadores)
• Menos potencial para sobrecalentamiento o combustión incontrolada (ping / golpe)

Desventajas

• Reducción de la eficiencia
• Reducción de la relación de potencia a peso
• Aumento del potencial de sintonización
• Aumento de la pérdida de energía en elevación superior (debido a la presión del aire inferior) en comparación con los motores de inducción forzados