miércoles, 21 de septiembre de 2016

PISTONES AERODINÁMICOS... LA NUEVA SOLUCIÓN DE VOLVO PARA UNA COMBUSTIÓN OPTIMA...

wave piston
Pistón Volvo Aerodinámico


pistón de izquierda convencional - derecha nuevo pistón wave - Volvo
 
Una de las soluciones técnicas más formidables y que ha revolucionado la industria de los motores pesados de camión, es la creación del nuevo Pistón Wave o pistón de cresta. Este embolo de acero de alta resistencia y mas liviano que un pistón combinado de acero y aluminio, ha permito a los motores Volvo de nueva generación reducir las emisiones y el consumo de combustible, en un 2% aproximadamente.
Los émbolos o pistones en los motores diesel, tienen una importancia suprema, ya que la cámara de combustión esta el mismo pistón. Por lo que la eficiencia en la quema de combustible y el redimiendo esta directamente asociado a la forma del mismo. Volvo para diseñar esta nueva generación de émbolos, ha utilizado el cálculo por elemento finito, con estudio de dinámica de fluidos. Es decir se estudio el comportamiento aerodinámico de la mezcla que ingresa al cilindro y su comportamiento al momento de inflamarse. El pistón paso a ser una de las piezas mas importantes en el diseño de un motor, ya que en los últimos motores la presión de inyección es muy alta de hasta más de 250 bares,  con presión de inyección de de más de2.500 bares. Por lo que  el pistón debe tener la capacidad  de resistir estas presiones y las temperaturas generadas. Igualmente debe ser liviano para no generar más pesos y tensiones internas, a lo que se le suma una baja fricción, para reducir el consumo de combustible.



Volvo Súper Truck utiliza este pistón en su motor D 11 EPA 17

El nuevo pistón ha sido desarrollado también para reducir al máximo las partículas de hollín generado en la quema del diésel. Para llegar a este diseño, Volvo, recibió el apoyo de parte del Gobierno Sueco, que financio el proyecto. Probó decenas de pistones en un motor de prueba monocilíndrico, hasta que dieron con este diseño optimo. Para logar esta resultado dinámico, también se filmo con película rápida, la quema del combustible dentro de la cámara de combustión. Este nuevo émbolo se fabrica con la técnica del forjado y por ahora lo están utilizando los nuevo motores Volvo D11 - 13 que se venderán en Estados Unidos a partir de Enero de 2017.


pistón se fabrica como una pieza forjada

CONCEPTO DE FUNCIONAMIENTO: el inyector que esta ubicado en el centro de la tapa de cilindro, inyecta el diésel. Se inyecta el combustible en un cono que golpea contra las paredes de la cámara de combustible que esta en el pistón. Cuando las gotas pegan en la pared, por la presión de la compresión y la alta temperatura se enciende. Logrando una llama o frente de lama que se extiende a una velocidad de 50 metros por segundo. Las llamas consumes el oxigeno desde la pared hacia el centro del pistón, quedando poco oxigeno en esta zona, generando una combustión de mala calidad, generando partículas y Oxido Nitroso. Con el nuevo pistón que cuenta con unas crestas, que se extienden de la pared hacia el centro, direcciona el frente de llama y la combustión mejora, ya que permite que haya mas oxigene hacia el centro del pistón, logrando que el mezcla se queme casi en su totalidad. El inyector posee 6 orificios, que apuntan hacia las 6 cavidades que se encuentran entre las crestas del pistón. Allí se inyecta el combustible y así comienza el proceso de quemado de la mezcla.













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