¿A dónde va la potencia en un motor al ralentí?

Cuando el motor está funcionando, pero el vehículo no está en movimiento, todavía se consume combustible, ¿a dónde va la energía? Supongo que va girando el volante y el cigüeñal y otras cosas, pero no estoy tan seguro. Cualquier explicación detallada sería apreciada. Además, cuando liberamos el embrague, las rpm parecen disminuir, ¿por qué sucede?

La combustión eleva la temperatura de los gases en el cilindro. No todo esto se puede usar para hacer trabajos mecánicos, parte se desperdicia al calentar el motor y el resto se pierde cuando los gases calentados se escapan del cilindro.

El motor contiene muchas partes móviles. Cada vez que tiene partes móviles en contacto, tiene fricción, lo que le quita parte de la energía del motor en el desgaste y la generación de calor.

En un automóvil típico, el motor es la fuente de energía para todo el vehículo, por lo que muchos otros equipos deben ser alimentados por el motor.

• El alternador elimina parte de la energía para cargar la batería.
• La energía de la batería se utiliza para alimentar la electrónica del motor, incluida la ignición por chispa para los combustibles que lo requieren, la electrónica de gestión del motor y para arrancar el motor.
• Se toma más potencia para alimentar todos los componentes electrónicos en el resto del vehículo; radio, luces del tablero, luces interiores, luces exteriores, etc.
• El motor debe enfriarse, por lo que en la mayoría de los motores se usa algo de energía para impulsar una bomba de agua mecánica o eléctrica para hacer circular el agua de enfriamiento. Esta agua pasa a través de un radiador, que funciona mejor con un buen flujo de aire, por lo que, cuando hay poco flujo de aire (por ejemplo, en un vehículo estacionario), se impulsa un ventilador mecánico, eléctrico o hidráulico para forzar el aire sobre el radiador.
• La fricción antes mencionada se puede reducir lubricando las partes, por lo que el aceite lubricante debe circular a estas partes, a menudo con una bomba de aceite mecánica.
• Si el vehículo está equipado con aire acondicionado, este será impulsado eléctrica o mecánicamente.
• Los motores pueden estar equipados con turbocompresores o sobrealimentadores para aumentar su potencia a mayores rpm, pero al ralentí estos actúan como una pequeña carga adicional.
• El combustible a menudo se encuentra a cierta distancia del motor, por lo que debe bombearse desde el tanque al motor.

Con respecto a la caída del régimen del motor cuando se activa el embrague:

Muchos componentes que obtienen potencia del motor toman más potencia cuando el motor gira más rápido. Como tal, hay una velocidad particular en la que la potencia tomada del motor es igual a la potencia generada. Por lo tanto, el motor funciona a ralentí a una velocidad constante y si aplica un poco de aceleración, funcionará un poco más alto. Si comienza a engranar el embrague, agrega un poco más de carga al motor ya que ahora hay fricción entre las placas del embrague, transfiriendo algo de energía para tratar de acelerar el vehículo o superar la fricción en los frenos, etc. El motor todavía está produce la misma cantidad de potencia, por lo que se ralentiza a menos que también presione el acelerador para indicarle que le dé más potencia.

En un motor inactivo, están sucediendo algunas cosas. Las partes giratorias del motor (pistones, varillas, cigüeñal) son necesarias para mantenerse en movimiento, y una gran cantidad de energía se destina a eso.

Otra buena parte de la energía se gasta en los accesorios (alternador, bomba de refrigerante, compresor de CA, bomba de dirección asistida). Si bien muchos de estos accesorios generalmente no aplican una carga mientras están inactivos, la bomba de agua y el alternador sí, y mantenerlos en niveles operativos es fundamental.

Según el diseño del motor, también hay un mínimo de RPM en el que el motor puede permanecer estable. Cualquier bajada y la fricción interna del motor abruma las partes móviles.

Finalmente, cuando el motor se pone en marcha, eso aplica una carga significativa al motor. Por primera vez, el motor necesita combatir la inercia de la transmisión y todo el vehículo, por lo que se necesita algo de potencia.

Para esa última parte, piénsalo de esta manera. Su brazo tiene algo de fuerza, y generalmente lo usa para levantar y mover objetos. Dependiendo de la carga que transporte, se cansará tarde o temprano. Pero si solo levanta el brazo sin peso, su brazo aún se cansará, a pesar de que realmente no está levantando nada, excepto el peso de su brazo. Pero si deja que su brazo cuelgue a su lado, nunca se cansará.

Ingrese a su taller de máquinas y diseñe una manivela para el motor de su automóvil. Maniobra a ese bebé. Tenga en cuenta que es bastante difícil girar, incluso a 20-30 RPM.

Ahora diseñe un dispositivo de "engranaje" que le permita hacer girar el motor a la velocidad de ralentí normal (por ejemplo, 600 rpm).

En serio, no espero que hagas nada de eso; Si alguna vez ha bloqueado un motor con una llave de trinquete, sabe que hay un pequeño esfuerzo y un esfuerzo cuadrático mayor a velocidades más altas. Hacer girar un motor a 600 RPM requiere una gran cantidad de energía. Ahí es donde va la energía .

Entonces, si estamos arrancando en frío un motor como este a 600 RPM (sin combustible), ¿a dónde iría esa energía? Calor. Haría que el motor se calentara. Si pudiéramos arrancarlo durante 5-10 minutos, se calentaría lo suficiente como para necesitar hacer circular un poco de refrigerante. Esto está totalmente separado del calor de la combustión, lo que se suma a esto, pero gran parte de ese calor de combustión baja por el tubo de escape.

Mira la siguiente animación

La parte amarilla proviene del motor y siempre está girando. La parte azul va a las ruedas.

En términos simples, cuando presiona el pedal del embrague, elimina el enlace del motor a las ruedas. Cuando sueltas el pedal del embrague, unes el motor con las ruedas y (si estás en marcha) el automóvil se moverá en consecuencia.

Para la segunda parte, imagina que empujas un carrito de compras vacío. Es fácil y lo empujará con cierta velocidad (por ejemplo, RPM del motor).

En algún momento, alguien deja caer una roca en el carro (por ejemplo, enganchar el embrague). En ese momento su velocidad caerá (por ejemplo, caída de RPM), y para que pueda caminar nuevamente con esa velocidad, tendrá que esforzarse más (por ejemplo, acelerar un motor).

Espero haber respondido a su pregunta

Una cantidad significativa de la energía en el combustible consumido se calienta. Este calor se produce en los cilindros y el refrigerante del motor lo transfiere al radiador. Cuando el vehículo está en movimiento, el aire pasa a través del radiador y elimina el calor.

Cuando el vehículo está parado y el motor está en ralentí, el flujo de aire a menudo no es suficiente para eliminar el exceso de calor, por lo que se enciende un ventilador eléctrico para forzar el aire a través del radiador. A menudo puede escuchar el ruido de este ventilador sobre el sonido del motor en un día caluroso cuando el automóvil está en ralentí.

Al ralentí de las RPM, la potencia del motor se utiliza para mantener el motor funcionando sin problemas y sin sacudidas ni vibraciones, con sus accesorios como bomba de agua, compresor de aire acondicionado, bomba de dirección asistida aún en funcionamiento cuando sea necesario.

Cuando sueltas el embrague, conecta el motor con la transmisión y la potencia se transmitirá a las ruedas para moverlas contra el peso del cuerpo. Al ralentí rpm, la potencia desarrollada no es suficiente para mover las ruedas cuando se selecciona la marcha, por lo que la carga adicional reduce la velocidad del motor (rpm) y la aceleración al mismo tiempo con la liberación del embrague aumenta la velocidad del motor para impulsar el vehículo.