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Calculadora de eficiencia volumétrica

Escribe la cilindrada, las rpm y el caudal de aire que mediste, en cfm o en gramos por segundo de un registro del sensor de flujo de masa de aire (MAF). Obtienes la eficiencia volumétrica y el caudal teórico con el que se compara.

Motor y caudal de aire

Cilindrada

Escribe una cilindrada mayor que cero.

Unidad de cilindrada

Régimen del motor

rpm

Escribe unas rpm de 100 a 20 000.

Caudal medido en

Flujo de masa de aire

g/s

Escribe un caudal mayor que cero.

Densidad del aire para la conversión

kg/m³

Escribe una densidad de 0.3 a 3 kg/m³.

Solo se usa con g/s. El valor por defecto, 1.225 kg/m³, es la atmósfera estándar (ISA) al nivel del mar y a 15 °C. Con él, la VE se mide frente al aire estándar. Escribe la densidad del aire que respiró de verdad el motor para medir frente a ese aire.

Solo motores de cuatro tiempos. El resultado es tan bueno como la lectura de caudal: registra con el acelerador a fondo y a rpm estables.

Qué significa cada dato

Cilindrada y rpm: fijan el caudal de aire teórico, el volumen que tragaría el motor si cada cilindro se llenara del todo en cada admisión.
Caudal de aire medido: cfm de un caudalímetro, o gramos por segundo de un registro del sensor de flujo de masa de aire (MAF). Registra con el acelerador a fondo y lee las rpm en el mismo momento.
Densidad del aire: convierte gramos en pies cúbicos. El valor por defecto, 1.225 kg/m³, es la atmósfera estándar ISA al nivel del mar y a 15 °C.

Las fórmulas

cfm teóricos = CID × rpm ÷ 3456
cfm desde g/s = g/s ÷ 1000 ÷ densidad × 35.315 × 60
VE (%) = cfm medidos ÷ cfm teóricos × 100

Un cilindro de cuatro tiempos se llena una vez cada dos vueltas, así que el motor aspira su cilindrada cada dos vueltas. Pulgadas cúbicas por minuto divididas entre 1728 dan pies cúbicos, y 1728 × 2 = 3456. La calculadora CFM de carburador usa la misma relación al revés. 35.315 es el número de pies cúbicos que hay en un metro cúbico, y CID es la cilindrada en pulgadas cúbicas.

Ejemplo

Un motor de 2.0 L (122.05 ci) registra 110 g/s a 6000 rpm.

Caudal de aire teórico: 122.05 × 6000 ÷ 3456 = 211.9 cfm.
Medido: 110 ÷ 1000 ÷ 1.225 × 35.315 × 60 = 190.3 cfm.
VE: 190.3 ÷ 211.9 = 89.8 %.

La misma respuesta en masa: el caudal teórico es 2.0 L × 6000 ÷ 2 por minuto con 1.225 kg/m³, que son 122.5 g/s, y 110 ÷ 122.5 = 89.8 %.

Con un caudalímetro en su lugar: un motor de 350 ci (5.74 L) a 5500 rpm tiene un caudal de aire teórico de 557.0 cfm. 470 cfm medidos son el 84.4 %.

Qué densidad usar

Frente al aire estándar, un motor que respira aire caliente o poco denso muestra una VE más baja, porque aspira menos gramos. Eso sirve para comparar pruebas hechas en días distintos. Para ver qué tan bien se llenan los cilindros con el aire que reciben de verdad, escribe la densidad de ese aire: densidad = presión ÷ (287.05 × temperatura), en pascales y kelvin. A 101.325 kPa y 30 °C son 1.1644 kg/m³, y el ejemplo de arriba pasa a 94.5 %.

Otras calculadoras

Calcula primero la relación estática con la calculadora de relación de compresión, y la relación de presión de un motor sobrealimentado con la calculadora de presión de turbo. La sección de motor también incluye la compresión dinámica, la relación biela/carrera, la presión media efectiva (BMEP) y el caudal de aire del turbo y los puntos en el mapa del compresor.

Preguntas

¿Cómo se calcula la eficiencia volumétrica?

Divide el caudal de aire que el motor aspira de verdad entre su caudal teórico, cilindrada × rpm ÷ 2 en un cuatro tiempos. Un motor de 350 ci (5.74 L) a 5500 rpm tiene un caudal teórico de 557.0 cfm; si mides 470 cfm, da 84.4 %.

¿Cómo saco la VE de un registro del MAF?

Convierte los gramos por segundo a cfm con una densidad del aire y luego divide entre los cfm teóricos. Un motor de 2.0 L que registra 110 g/s a 6000 rpm mueve 190.3 cfm con 1.225 kg/m³, frente a 211.9 cfm teóricos: 89.8 %.

¿La eficiencia volumétrica puede pasar de 100 %?

Sí. Los pulsos bien sintonizados de la admisión y del escape pueden meter más que el volumen barrido, y un turbo o un compresor lo logra con presión. Con 150 g/s, el ejemplo de 2.0 L a 6000 rpm marcaría 122.4 % frente al aire estándar.

¿Qué significa 3456 en la fórmula del caudal de aire?

Son las 1728 pulgadas cúbicas de un pie cúbico multiplicadas por las 2 vueltas que necesita un cuatro tiempos para llenar cada cilindro una vez. CID × rpm ÷ 3456 da el caudal de aire teórico en cfm.