Info Inyección gasolina para refrigeración en motor 2.0T GME (Giulia/Stelvio)

[JuanjoGP]

Buenas tardes.
Abro este hilo para tratar este tema surgido según he podido constatar hace muchos meses.
Parece que hemos admitido en el foro, aunque veo opiniones discrepantes también, que se inyecta una considerable cantidad de gasolina para que se vaporice sin combustión y absorva calor de las cámaras de combustión. Además se afirma que esta es una causa significativa para el alto consumo homologado en los motores 2.0T GME de Giulia y Stelvio. Se ha apuntado incluso hasta valores de un 13% de incremento de consumo de gasolina por esta razón.

También se afirma que esto es práctica habitual en todos los motores (¿por que no en diesel o también?) sólo que bastante más acusado en este motor GME de Alfa Romeo.

Personalmente no me parece que eso pueda ser así por varias razones.
Aquí lo dejo como tema abierto para recabar opiniones por si lo consideráis interesante.

Saludos

 

[Angelu80]

Buenas,
Me parece bastante improbable. En los motores catalizados la mezcla debe ser siempre estequiometrica, de otro modo se ‘envenena’ el catalizador y queda inservible. Al menos eso es lo que yo he escuchado siempre. A no ser que se hubiese desarrollado algun tipo de catalizador que funcione diferente, cosa que desconozco.
Por otro lado es cierto que las mezclas ricas disminuyen temperaturas de culata, por el efecto del calor absorbido en la vaporizacion, que no se compensa con la explosion porque no hay suficiente aire.
Pero vaya, que esa tecnica se usa en motores de carburacion… (aviacion general por ejemplo)
Saludos

 

[JuanjoGP]

Buenas,
Me parece bastante improbable. En los motores catalizados la mezcla debe ser siempre estequiometrica, de otro modo se ‘envenena’ el catalizador y queda inservible. Al menos eso es lo que yo he escuchado siempre. A no ser que se hubiese desarrollado algun tipo de catalizador que funcione diferente, cosa que desconozco.
Por otro lado es cierto que las mezclas ricas disminuyen temperaturas de culata, por el efecto del calor absorbido en la vaporizacion, que no se compensa con la explosion porque no hay suficiente aire.
Pero vaya, que esa tecnica se usa en motores de carburacion… (aviacion general por ejemplo)
Saludos

Bueno, lo expuesto por algún compañero, indicaba que no se estropeaba la mezcla estequiométrica enriqueciéndola sino que esa inyección extra se hacía entre ciclos tras la combustión (entiendo que antes de la expulsión de gases en carrera ascendente) y se vaporiza sin jamás estar expuesta a chispa de bujía. Su único fin es absorver su calor latente de vaporización y salir en modo vapor HC (hidrocarburo sin quemar) por el escape llegando al catalizador.

Yo también creo que los catalizadores no soportan este exceso de HC, sí pequeñas proporciones.

Saludos

 

[Angelu80]

Buenas,
Son precisamente los HC que yo tenia entendido que afectan al catalizador. Me suena que la horquilla de valores permitidos para un catalizador es 0,98-1,02. El margen de maniobra por lo tanto practicamente inexistente.
Saludos

 

[JuanjoGP]

Bueno, no sé en que unidades están esos márgenes 0,98-1,02. Habitualmente se dan los HC en ppm, partes por millón.
Pero lo importante: efectivamente ese poco margen que hay para HC por normativa es , desde mi punto de vista, uno de los argumentos más firmes que a mí me hacen desechar este modo de trabajo. Este es el punto, si señor.

Digamos que es que aunque quisieras refrigerar con gasolina, aunque no te importase la aberración termodinámica en rendimiento y consumo específico y aunque a todos tus clientes les sobrase la pasta por las orejas para tirar ese 13 o hasta 20% (según artículo de "El economista" aportado por un compañero), LA NORMATIVA NO TE LO PERMITE.

Posteriormente haré unos números para ver cuanta gasolina podría desperdiciarse de esta forma (spray de refrigeración) cumpliendo normativa y seguro que sale una cifra irrelevante.
Saludos

 

[JuanjoGP]

Aquí el artículo de "El economista" referenciado.
Personalmente creo que no hay por donde cogerlo y que carece de todo rigor técnico. Lo digo con convencimiento, con humildad pero convencimiento:

Inyectar agua al motor: la solución de Bosch para ahorrar un 13% de combustible

Los avanzados motores de gasolina derrochan cerca de una quinta parte del combustible que utilizan. Especialmente a altas velocidades del motor, parte de la gasolina se utiliza para la refrigeración en vez de para la propulsión. Un derroche de combustible para el cual Bosch ya ha creado su...

www.eleconomista.es

No me creo que hasta un 20% se desperdicie en refrigeración por inyección de gasolina.
La inyección de agua sí que me convence mucho más por varias razones. En ello han trabajado en F1, Saab y actualmente BOSCH. Pero esto hay que ponerlo también en su marco correcto, porque no deja de ser una claudicación en términos de rendimiento.

Saludos

 

[Angelu80]

Bueno, no sé en que unidades están esos márgenes 0,98-1,02. Habitualmente se dan los HC en ppm, partes por millón.
Pero lo importante: efectivamente ese poco margen que hay para HC por normativa es , desde mi punto de vista, uno de los argumentos más firmes que a mí me hacen desechar este modo de trabajo. Este es el punto, si señor.

Digamos que es que aunque quisieras refrigerar con gasolina, aunque no te importase la aberración termodinámica en rendimiento y consumo específico y aunque a todos tus clientes les sobrase la pasta por las orejas para tirar ese 13 o hasta 20% (según artículo de "El economista" aportado por un compañero), LA NORMATIVA NO TE LO PERMITE.

Posteriormente haré unos números para ver cuanta gasolina podría desperdiciarse de esta forma (spray de refrigeración) cumpliendo normativa y seguro que sale una cifra irrelevante.
Saludos

Buenas
El intervalo es para la relación mezcla real frente a mezcla estequiometrica
Saludos

 

[JuanjoGP]

Buenas
El intervalo es para la relación mezcla real frente a mezcla estequiometrica
Saludos

OK, perfectamente entendido !

Pensando sobre la técnica supuestamente propuesta, la verdad es que yo le veo muchas más desventajas que ventajas:

Ventajas:
- No se necesitan nuevos elementos mecánicos puesto que se utilizan los propios inyectores.

Desventajas:
- Se utiliza una sustancia refrigerante muy cara (*)
- Se utiliza una sustancia refrigerante muy poco eficaz por bajo calor latente (*)
- Se perjudica el rendimiento termodinámico global
- Se perjudica el consumo específico
- Se pone en riesgo al catalizador que puede estropearse por exceso de HC

(*) Realmente se refrigera haciendo que la sustancia absorva su calor latente de vaporización y aquí, si comparamos conla inyección de agua:
- calor latente vaporización agua : 2260 kJ/kg
- calor latente vaporización gasolina : 335 kJ/kg
Es decir lograríamos la misma refrigeración de la cámara con 7 veces menos cantidad de agua que de gasolina.
Me parece absolutamente inconcebible que no se hiciese un sistema de inyeción de agua muchísimo más barato y 7 veces más eficaz. Necesitaríamos tan solo 1 litro de agua en lugar de 7 litros de gasolina.

Por esto dudo muchísimo que esta solución esté funcionando en motores actuales. Y menos suponiendo entre un 13% y un 20% de consumo.

Saludos

 

[Usuario eliminado 26343]

Me parece un hilo muy interesante, pero, creo que nos estamos olvidando de algo... Y es el poder lubricante de los combustibles (gasóleo en mayor medida, gasolina en menor medida).
Y que conste que lo de inyección en motores térmicos de productos diferentes a gasolina/gasoil/glp/gnc es un campo que en la enseñanza poco se toca (seguramente por estar impartida por teóricos y no complementarse con otros profesionales... En mi caso sobre todo, donde la profesora no sabía lo que era un colector de admision/escape, ni su función...) .
Un saludo.

 

[JuanjoGP]

Me parece un hilo muy interesante, pero, creo que nos estamos olvidando de algo... Y es el poder lubricante de los combustibles (gasóleo en mayor medida, gasolina en menor medida).
Y que conste que lo de inyección en motores térmicos de productos diferentes a gasolina/gasoil/glp/gnc es un campo que en la enseñanza poco se toca (seguramente por estar impartida por teóricos y no complementarse con otros profesionales... En mi caso sobre todo, donde la profesora no sabía lo que era un colector de admision/escape, ni su función...) .
Un saludo.

Bueno, eso es un poco de pena, cierto. Conste que hasta ese extremo no es mi experiencia personal aunque también tenga alguna anécdota al respecto.
Por cierto, ¿cómo ves tú el tema con todo lo documentado al respecto?

Saludos.

 

[jabibi]

Salvando las distancias con el tema eso mismo ocurre en los motores a GLP cada x ciclos gas entra un ciclo gasolina para arrastrar impurezas

 

[JuanjoGP]

Hago aquí referencia al comentario del compañero @nacho en el hilo original (Stellantis) que comentó que esta "sobre inyección" de combustible se produce efectivamente en los motores GLP. Además, apuntaba a sequedad de juntas y problemas de estanqueidad.

En mi opinión, aunque no es exactamente lo mismo que las inyecciones fuera de ciclo que comenta @Bussero, pero cierto que esto sí que coincide con lo que comentaba @Angelu80 de mezclas ligeramente ricas que producen evaporación sin combustión en una pequeña parte del combustible y producen ese efecto de refrigeración y, aparte, lubricación de juntas (esto sí que lo conocía ya hace muchos años porque también ocurre en grandes motores funcionando con gas natural).

Todo esto es correcto. De hecho los GLP funcionan con 15.7 (g aire/g GLP) frente a los 14.7 (g aire/g gasolina). Funcionan ricos en GLP.

Saludos

 

[Tirano]

Buscando por internet, no encuentro documentos oficiales de los fabricantes (lógico por otro lado), pero si numerosas referencias a las multiples inyecciones que se realizan por ciclo.

En su día leí en este foro que el motor (creo que hablaban de un firefly) realizaba hasta 7 inyecciones por ciclo.

Entiendo que no tienen por qué afectar a la mezcla estequiométrica, ya que cada una de esas inyecciones pueden ser parciales (cada una, la séptima parte de la mezcla estequiométrica, o lo que toque). No lo veo descabellado. A cada inyección, generas turbulencia, y a mas turbulencia, mejor mezcla del combustible con el aire.

Buscando se hayan numerosos trabajos de estudiantes universitarios, pero poco o nada encuentro de los fabricantes.

Enviado desde mi SM-A750FN mediante Tapatalk

 

[rasmien]

Hola,

como penitente de la chispa que soy, quisiera citar una frase que viene en el artículo y que, al menos en este hilo, considero que no se le ha prestado suficiente atención.

Unos ángulos de encendido más tempranos significan que el motor está funcionando de forma más eficiente

Es cierto que, en general, adelantar el punto de encendido mejora el rendimiento (mayor potencia con el mismo combustible inyectado). Si el pico instantáneo de presión (y por tanto temperatura) es excesivo para la geometría de culata y pistón, se agujerean pistones, se evaporan los asientos de válvula y juntas de culata y todas esas cosas. Entonces, pues toca retrasar el encendido levemente, o descomprimir motor. Ambas cosas reducen el rendimiento.

Por otro lado, no sé realmente con la Euro6B o la que llevemos ahora cuánto se permite desviar el dosado de la proporción estequiométrica (14.7 a 1), daré por bueno ese 2% que citáis, pero en motos Euro4 se ven alegremente dosados de menos de 13:1 en mapas para centralitas de tipo Power Commander. Esto da un extra de potencia en fases de aceleración y una suavidad de funcionamiento del motor encomiable, pero a costa de consumos e inquemados inaceptables en esta época. Pero claro, a todos nos entusiasma el tacto de motor de un Busso con seis carburadores, o de un Lampredi 1800, o de un Alfasud bien afinado... sin traductores electrónicos.

Quien ha tenido un ciclomotor apretado, más o menos conscientemente, ha estado jugando con ambas variables y cuando se ha equivocado, ha enganchado pistón.

Y por último, creo que en los Giulia post-2018 se añadió un filtro de partículas que funciona a costa de tirarle gasolina para carbonizarlas en contínuo. Lo leí una vez de pasada y no venía más información, por lo que cualquier aclaración por parte de alguien que lo sepa "de verdad" será bienvenida.

 

[Tirano]

Por ejemplo, en este foro de 2009 de Miatas hablan del tema. Esto me hace pensar que los chiptuners del foro podrían arrojar mas luz sobre el tema.

4 vs 2 injections per cycle - Miata Turbo Forum - Boost cars, acquire cats.

MEGAsquirt - 4 vs 2 injections per cycle - To people with 550 cc injectors, do you guys run 2 or 4 injections per engine cycle? When I was NA with 230 cc injectors, I was running 4 injections/cycle and it was working great. Since I went turbo with 550s, I am only able to run 2 injections/cycle...

www.miataturbo.net

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[rasmien]

Tirano, las múltiples inyecciones por ciclo, igual que en Diesel, se hacen para lograr mayor potencia en cada carrera del pistón sin alcanzar un pico estratosférico de presión que funda el motor, o sea, para conseguir el mismo trabajo castigando menos la mecánica.

Efectivamente, al final de la carrera del pistón ha inyectado la misma gasolina para el mismo aire.

 

[JuanjoGP]

Buscando por internet, no encuentro documentos oficiales de los fabricantes (lógico por otro lado), pero si numerosas referencias a las multiples inyecciones que se realizan por ciclo.

En su día leí en este foro que el motor (creo que hablaban de un firefly) realizaba hasta 7 inyecciones por ciclo.

Entiendo que no tienen por qué afectar a la mezcla estequiométrica, ya que cada una de esas inyecciones pueden ser parciales (cada una, la séptima parte de la mezcla estequiométrica, o lo que toque). No lo veo descabellado. A cada inyección, generas turbulencia, y a mas turbulencia, mejor mezcla del combustible con el aire.

Buscando se hayan numerosos trabajos de estudiantes universitarios, pero poco o nada encuentro de los fabricantes.

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Bueno, en este caso son múltiples inyecciones cuyo sumatorio no supera la relación estequiométrica de 14.7.
Efectivamente se genera turbulencia y mayor superficie de contacto y mejor combustión.
Pero esto no es vaporizar gratuitamente combustible para refrigerar y tirarlo limpio por el escape (entiendo que estás de acuerdo).

En el foro californiano, pienso que se habla de lo mismo: inyecciones sin superar proporción estequiométrica.

Cierto que no se encuentra info (salvo la de "El economista" que sinceramente me parece de poca calidad y escasa credibilidad) al respecto del tema, por eso he hecho mis reflexiones de ventajas/desventajas y sinceramente no lo veo ni de lejos.

Saludos

 

[Usuario eliminado 26343]

Bueno, eso es un poco de pena, cierto. Conste que hasta ese extremo no es mi experiencia personal aunque también tenga alguna anécdota al respecto.
Por cierto, ¿cómo ves tú el tema con todo lo documentado al respecto?

Saludos.

Pues voy a comentar mi punto de vista (acertado o no), y hasta donde he podido avanzar en el tema (voy a hacer un barrido temático):
1.- lo de tirar gasolina porque sí, en los tiempos que corren donde se ha avanzado medioambiental mente, y hacia inyecciones directas, realización de diferentes inyecciones por ciclo, etc... pues me parece un sinsentido*, si bien en motores de competición (rallye) sí que se inyecta "casi seguido", incluso cuando el motor va en retención (para eliminar retardos en respuesta), motivo por el cual se observan los famosos "pop corn" y se consiguen consumos del 60-65% (caso del Peugeot 306 kit car de pilotos locales como "Tarolo"-Manuel Senra, o el Sierra Crosword de German Castrillón, entre muchos otros).
2.- respecto a los GLP, antes de compra mi anterior Insignia, anduve rebuscando un GLP, y, donde más información encontré fue en Fiat y Alfa Romeo, seguido de Opel. Lo resumo en que es mejor comprar modelos ya "nacidos" para GLP, pues los "trasplantados" no traen los elementos (como válvulas, etc...) tan reforzados para soportar menor engrase y mayores temperaturas. También, existen principalmente dos fabricantes, siendo mejor uno del norte de Europa, pues incluye un sistema de lubricación adicional que ayuda al GLP en su trayecto.
3.- las inyecciones de agua (u otros), creo que no es viable para un particular en su día el andar "dando de beber a los caballos" cada ciertos kms. Tampoco veo eficiente en el día a día el "robar calor vaporizando agua", pues es una pérdida energética.
Otro campo en el que no tengo conocimientos para opinar es el mundo de la alta competición (F1) o preparaciones agresivas con alto ratio potencia vs cilindrada, si bien el resultado obtenido por @alfitagtsport me sorprendió gratamente.
4.- poder lubricante de los combustibles: creo que todos los forer@s hemos oído alguna vez que "los motores diésel pueden estar encendidos 1 minuto sin aceite" (ojo, yo no lo permito ni recomiendo). En su día, a finales de los 90's en un concesionario oficial VAG no muy lejano le "escurrían" las últimas gotas del aceite del cárter durante el cambio "dándole a encender un par de segundos" (se lo hacían a mi primo en su coche).
Sabemos que hay modelos que "apagan cilindros" para ahorrar en ciudad, pero hay que tener en cuenta que hay que lubricar TODO el motor aunque tengamos medio motor apagado.
Un motor gasolina, monopunto/multipunto, ¿qué pasaría si no entrara mezcla en un cilindro? (válvulas). Se transmitiría calor, pero no se refrigeraría y lubricaría, ¿no?
¿Pondríamos a funcionar una bomba inyectora "en seco"? Entiendo que no.

Un saludo.

 

[Usuario eliminado 7627]

Aquí el artículo de "El economista" referenciado.
Personalmente creo que no hay por donde cogerlo y que carece de todo rigor técnico. Lo digo con convencimiento, con humildad pero convencimiento:

Inyectar agua al motor: la solución de Bosch para ahorrar un 13% de combustible

Los avanzados motores de gasolina derrochan cerca de una quinta parte del combustible que utilizan. Especialmente a altas velocidades del motor, parte de la gasolina se utiliza para la refrigeración en vez de para la propulsión. Un derroche de combustible para el cual Bosch ya ha creado su...

www.eleconomista.es

No me creo que hasta un 20% se desperdicie en refrigeración por inyección de gasolina.
La inyección de agua sí que me convence mucho más por varias razones. En ello han trabajado en F1, Saab y actualmente BOSCH. Pero esto hay que ponerlo también en su marco correcto, porque no deja de ser una claudicación en términos de rendimiento.

Saludos

"Cerca de 1/5" es una mala aproximación de hasta un 13% de los motores que más desperdician en ese aspecto según bosch.

Creo que se entiende perfectamente la principal del artículo. Y bosch afirma que se inyecta gasolina con el único fin de refrigerar y que ellos proponen inyectar agua en vez de combustible para ello y así ahorrar combustible.

Creo que está bastante claro y darle más vueltas al asunto es perder el tiempo.

No soy ingeniero mecánico como para entrar en detalles, simplemente sé que se hace, suficiente.

 

[Sicalfa]

La patente:

WO2016177560A1 - Water injection device of an internal combustion engine - Google Patents

The invention relates to a water injection device (1) of an internal combustion engine, comprising a water tank (5) for storing water, at least one water injector (6), a pump element (3) for pumping water out of the water tank (5) into the water injector (6), and a blocking element (11) which is...

patents.google.com

Video informativo de bosch:

Noticia del M4, aquí ya citan que que la ganancia del 13% sería en ciclo WLTP. Además de que es más eficiente en motores con mas de 107 cv por litro. Así que la ganancia para motores más comunes y fuera de ciclo WLTP debe ser mucho menor (prueba de ello es que esta noticia es de 2016 y se hablaba de su expansión en más motores a partir de 2019, si realmente el sistema mejorara un 13% no se habría quedado en el olvido).

BMW M4 GTS's water injection system to feature on other cars from 2019 | Autocar

Bosch water injection system was first introduced on the BMW M4 GTS; it can boost fuel efficiency by 13% and reduce CO2 emissions by 4%

www.autocar.co.uk

Explicación de como funciona en el M4 más detallada por un canal independiente:

Se usa la gasolina para refrigerar: Si, Bosch lo asegura y es su inspiración para desarrollar este sistema alternativo. Sin embargo, la diferencia de consumo real refrigerando con agua debe ser irrisoria hoy en día sino todos estarían utilizando este sistema. A partir de aquí nada que debatir ya que no se puede saber más, ninguna marca va a publicar sus datos de ingeniería alegremente.