2° INFORME DE MOTORES

7/30/2019 2 INFORME DE MOTORES

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FIM

Estudio de los procesos de admisin yde formacin de la mezcla en los

motores Diesel

Profesor: Ing. Lastra Espinoza, Luis

Alumno: Mlaga Luyo, Federico

2011 - I


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OBJETIVO

Determinar la influencia de los parmetros explotacionales y constructivos del motorDiesel sobre los coeficientes de llenado (eficiencia volumtrica) y de exceso de aire


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Bomba deinyeccinDIESEL

deCitron XUD.

FUNDAMENTO TERICO

Motor de 4 tiempos:

El funcionamiento bsico de este motor a

explosin son los mismos pasos que el

motor de 2 tiempos pero con ms piezasy ms movimientos.

Admisin Compresin Explosin EscapeNota: en el diseo a la izquierda visto deperfil falta una vlvula para hacer ms

claro el dibujo, Siempre son 2 vlvulas,

escape y admisin.

Paso 1: El pistn baja mientras se abre la

vlvula de admisin y entra aire y

combustible

Paso 2: El Pistn sube mientras se cierran

las vlvulas y comprime la mezcla.

Paso 3: Se produce la explosin y los

gases ejercen presin sobre el pistn.

Paso 4: El pistn sube a la cima y se abre

la vlvula de escape para dejar salir los

gases.

Como veris el cilindro no tiene ninguna

tobera ya que el escape lo permite una

vlvula y la admisin otra vlvula.

El ciclo de apertura y cierre de las vlvulas

est marcado por los giros del cigeal

que a su vez mueve con la cadena dedistribucin el rbol de levas que a su vez

presiona el balancn que presiona la

vlvula para abrirla (por defecto debido al

resorte siempre est cerrada en reposo)

El rbol de levas puede estar arriba o

abajo en los motores (cabeza o culata).

Otro tema diferente al 2 tiempos es que

el pistn cuenta con adems de los aros

con retn de aceite ya que el cigeal ydems partes estn siempre dentro del

aceite.

Motor DIESEL:

El motor Diesel es un motor trmico decombustin interna cuyo encendido se

logra por la temperatura elevada que

produce la compresin del aire en el

interior del cilindro. Fue inventado y

patentado por Rudolf Diesel en 1892, delcual deriva su nombre.

Un motor Diesel funciona mediante la

ignicin (quema) del combustible al ser
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inyectado en una cmara (o pre cmara,

en el caso de inyeccin indirecta) de

combustin que contiene aire a una

temperatura superior a la temperatura de

auto combustin, sin necesidad de chispa.

La temperatura que inicia la combustin

procede de la elevacin de la presin que

se produce en el segundo tiempo del

motor, la compresin. El combustible se

inyecta en la parte superior de la cmara

de compresin a gran presin, de forma

que se atomiza y se mezcla con el aire a

alta temperatura y presin. Como

resultado, la mezcla se quema muy

rpidamente. Esta combustin ocasiona

que el gas contenido en la cmara se

expanda, impulsando el pistn hacia

abajo. La biela transmite este movimiento

al cigeal, al que hace girar,

transformando el movimiento lineal del

pistn en un movimiento de rotacin.

Para que se produzca la auto inflamacin

es necesario pre-calentar el aceite-

combustible o emplear combustibles ms

pesados que los empleados en el motor

de gasolina, emplendose la fraccin de

destilacin del petrleo fluctuando entre

los 220 C y 350 C, que recibe la

denominacin de gasleo o gasoil en

Ingls.

PARAMETROS A CALCULAR:

A) Admisin:Coeficiente de llenado (eficiencia

volumtrica nv):

Expresa cuanto del aire no ingresa por

presencia de perdidas.

=

Donde: Gar: Gasto real

(medidoexperimentalmente con

medidor de flujo)

Gat: Gasto terico

(condiciones atmosfricas y

cilindrada del motor)

nv = f(n, posicin del rgano

de control del suministro

del combustible)

*) Para el motor Diesel:

B) Formacin de la mezcla:Coeficiente de exceso de aire ():

Expresa con cuanta cantidad ms o

menos respecto de la cantidad terica

estequiomtrica est funcionando el

motor.

=

.

donde: lo = 14.5 Kg aire/Kg comb

Ga: gasto de aire

Gc: gaste de combustible

De acuerdo al valor de la mezcla

puede ser:

> 1:

< 1:
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autocombusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autocombusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bielahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_del_petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_del_petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bielahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autocombusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autocombusti%C3%B3n


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EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Banco de pruebas Motor Petter:

Tipo de Motor Diesel, de cuatro tiempos

Marca del motor Petter

Modelo PH 1W, inyeccin directa

Nmero de cilindros 1

Presin de Inyeccin 200/221 bar a 1100/2000 rpm

Dimetro x carrera 87,3x110 mm

Cilindrada 659 cm3

Relacin de compresin 16,5/1

Potencia 6,11 kW a 2000 rpm

Refrigeracin por lquido

Freno dinamomtrico Elctrico, de corriente continua


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Complemento electrnico:

Usado para ajustar los parmetros de entrada a los valores deseados:

Instrumentos de medicin:

Manmetro en UManmetro

inclinado

Medidor de

volumen


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PROCEDIMIENTO

PARA UNA POSICIN FIJA DE LA CREMALLERA

1. Por medio del micrmetro se regula la posicin de la cremallera; se recomiendamantenerla entre 15 mm y 18 mm, de lo contrario humeara demasiado el escape o no

encendera la mezcla.

2. Se calibra las RPM del motor por medio del freno elctrico.3. Se toman las medidas en los diversos dispositivos: Presin, temperatura, consumo de

combustible con su respectivo tiempo empleado.

4. Una vez terminado, se regula en otro valor del RPM y se repite el paso 3.PARA UN VALOR FIJO DE RPM

1.

Se mantiene fijo las RPM por medio del tablero electrnico (regulando el campo).2. Se vara la posicin de la cremallera con el micrmetro instalado en ella, dentro del rango

antes mencionado.

3. Para cada una de las posiciones se toman las mediciones.4. Seleccionando otra posicin, repetir el paso 3.


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DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO

Nn

(RPM) hc

(mm)F

(N) S

(mm H2O) V

(c. c.)t(s)

P(cm H2O)

Te(C)

Ts(C)

Pac(mm Hg)

Ta(

1 600 16 - 3.8 1.4 15 2.8 67 69 746.4 23

2 900 16 - 5.6 2.55 15 4.4 68 70 746.4 23

3 1200 16 - 7.3 3.85 15 6 70 71 746.4 23

4 1500 16 - 8.8 4.8 15 7.5 68 70 746.4 23

5 1800 16 - 10.2 6.9 15 9.4 69 71 746.4 23

6 2100 16 - 11.5 7.9 15 11 70 72 746.4 23

Nn

(RPM) hc

(mm)F

(N) S

(mm H2O) V

(c. c.)t(s)

P(cm H2O)

Te(C)

Ts(C)

Pac(psi)

Ta(C

1 2000 17 - 11.6 5.2 15 11.1 69 70 746.4 23

2 2000 16.5 - 11.4 5.95 15 10.9 69.5 72 746.4 23

3 2000 15.75 - 11.5 6 15 11 70 72 746.4 23

4 2000 15.5 - 11.3 8.3 15 10.7 69 71 746.4 235 2000 15 - 11.4 8.7 15 10.7 70 72 746.4 23

6 2000 14.75 - 11.3 9.1 15 10.8 69.5 72 746.4 23


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CALCULOS Y RESULTADOS

Considerando los siguientes parmetros:

30

c 0.87air 1.293

Ga(kg/h)

Gc(kg/h)

alfaGt

(kg/h)v

12.58 0.29 2.97 13.85 90.8%

18.24 0.53 2.36 20.78 87.8%

23.38 0.80 2.01 27.70 84.4%

27.74 1.00 1.91 34.63 80.1%

31.51 1.44 1.51 41.55 75.8%

34.91 1.65 1.46 48.48 72.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

0 500 1000 1500 2000 2500

Coeficiente de llenado VS RPM


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Ga(kg/h)

Gc(kg/h)

alfaGt

(kg/h)v

35.17 1.09 2.23 46.17 76.2%

34.64 1.24 1.92 46.17 75.0%

34.91 1.25 1.92 46.17 75.6%

34.41 1.73 1.37 46.17 74.5%

34.72 1.82 1.32 46.17 75.2%

34.37 1.90 1.25 46.17 74.5%

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

0 500 1000 1500 2000 2500

Coeficiente de exceso de aire VS RPM

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5

Coeficiente de llenado VS hc


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OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se recomienda que la variacin de los parmetros de control sea gradual, a fin de quelas otras variables tengan un comportamiento similar y se pueda observar mejor su

desarrollo en la experiencia evitando los cambios bruscos.

El con sumo de combustible se midi tomando como referencia un tiempo determinado. El coeficiente de llenado (v) tiene una tendencia a disminuir conforme se aumenta las

RPM; esto se debe a que el consumo terico de aire aumenta con ms rapidez que el

real.

Lo mencionado se refuerza en el hecho de que el valor del coeficiente de exceso de aire() disminuya con un aumento de RPM.

Para la segunda experiencia, al no variar las RPM el valor del consumo terico de aire semantiene constante y las pequeas fluctuaciones no afectan de forma significativa en el

valor de v.

El valor de se ve influenciado por la variacin en el consumo de combustible, el cualtiene una relacin directa con la posicin de la cremallera.

Para todos los casos, podemos decir que tenemos una mezcla pobre.BIBLIOGRAFIA

JOVAJ M.S., Motores de Automvil, Editorial MIR, Mosc 1982. Experimentacin y Calculo de MCI, LASTRA, IMCI - UNI, Lima 1995.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5

Coeficiente de exceso de aire VS hc

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