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sergio-barrionuevo
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Renovacion de cargar
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7/18/2019 Barrido 2T
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Coeficientes para evaluar el proceso de renovación de carga
en Motor de 2T
ll
car
η
η
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• Masa de referencia :
• Coeficiente de Admisión :
Generalmente :
• Barrido Independiente
• Barrido por cárter
Esta relacionado fundamentalmente con el funcionamiento de la bomba de barrido, poco afectado por los procesos que se llevan a cabo en el interior delmotor.
ref ref d
ref ref d
m V
m V n i
sum s
ref
m R
m
1
1
s
s
R
R
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• Rendimiento de Retención:
Compara la masa retenida con respecto a la suministrada. Evalúa el
fenómeno del cortocircuito
• Rendimiento de carga :
Define relación entre masa suministrada y masa retenida , relacionada conla presión media del motor, en motores sobrealimentados es mayor que launidad.
ret ret
sum
mm
ret car
ref
m
m
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Rendimiento de Barrido:
Relaciona la masa retenida con respecto a la que evolucionara en el ciclo
posterior, es decir suma de masa retenida y gases residuales que son los gases
que no han sido evacuados del ciclo anterior. Evalúa perfección alcanzada en
el proceso de barrido
Rendimiento de Llenado :
Compara la masa total con la masa de referencia
ret
b
ret res
mm m
ret res car ll
ref ref
m m mm m
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Expresión de la potencia y la presión media MEP
( ) ( )
e
ret e sum e
e i m ret
e i m
N m FA PCI m FA PCI
e i m ret
e i m Siendo el rendimiento efectivo con respecto a la masa retenida
y el rendimiento efectivo con respecto a la masa
suministrada.
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Recordar que i=1 en motores de 2 tiempos 1 ciclo de trabajo por revolución
• Potencia
• Presión media
( ) ( ) e car ref t e s ref t e N V n FA PCI R V n FA PCI
( ) ( ) e car ref e s ref e Pm FA PCI R FA PCI
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Expresión de potencia y presión media MEC
( ) ( ) e ret e sum e N m FA PCI m FA PCI
No existen diferencias entre los rendimientos efectivos ya que solo ingresa aire al
cilindro, la relación combustible aire puede estar referida a la masa retenida o a la
suministrada
(FA) referida a la masa retenida
(FA)’ referida a la masa suministrada
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( ) ( ) e car ref t e sum ref t e N V n FA PCI m V n FA PCI
( ) ( ) e car ref e s ref e Pm FA PCI R FA PCI
• Potencia
• Presión media
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Modelos de proceso de barrido
• Barrido perfecto
Se asume que la mezcla fresca o aire que entra al cilindro no se mezcla con
los gases producto de la combustión
• Mezcla perfecta
Se asume que la mezcla fresca o aire que entra al cilindro se mezcla
completamente y en forma instantánea con los gases producto de la
combustión.
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Barrido Perfecto
Hipótesis:
• La mezcla fresca o aire que entra al cilindro no se mezcla con los gases
producto de la combustión
• El proceso ocurre a volumen del cilindro y presión constantes
• No hay transferencia de calor entre las paredes del cilindro y los gases
• Igual densidad para la mezcla y los gases .
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• Hay dos casos para considerar :
• Cuando la relación de suministro RS es menor que la unidad , no todos los
gases son desplazados , toda la masa suministrada es retenida y la masaretenida dentro del cilindro incluirá gases residuales
• Cuando la relación de suministro RS es mayor que la unidad , todos los
gases son desplazados , toda la masa suministrada es retenida, y la masa
retenida dentro del cilindro no incluirá gases residuales
Barrido Perfecto
sb
ret
s
R
R
1
1
1
1
1
b
s
ret
s
R
R
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• Hipótesis:
• La mezcla fresca o aire que entra al cilindro se mezcla en forma instantánea
y completa con los gases producto de la combustión
• El proceso ocurre a volumen del cilindro y presión constantes
• No hay transferencia de calor entre las paredes del cilindro y los gases
• Igual densidad para la mezcla y los gases
Mezcla Perfecta
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En un intervalo de tiempo dt
Una cantidad de masa ingresa al cilindro y otra igual escapa del mismo,
esta se compone de mezcla fresca y gases residuales. Lo expresamos en
forma diferencial
Diferencial de masa suministrada
Diferencial de masa que escapa del cilindro
Si llamamos a x composición instantánea dentro del cilindro (relación entre
la masa de aire o mezcla fresca y la masa total dentro del mismo).
diferenciando
Sabemos que
e
s
dm
dm
aa
m x x M m M
a Mdx dm
e s dmdm
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1
1
1
a s ae s s s
s
s
dm dm dm dm xdm dm ( x )
Mdx dm ( x )
dmdx( x ) M
Al comienzo del proceso de barrido
0
0
sm
x
M Rm
x
s s
b
Al final del proceso de barrido
s
R
ret
R
b
sb
R
e
e R
s
s
1
1)1ln(
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Rendimiento de retención y barrido en función del coeficiente de admisión
para modelo de barrido perfecto (línea continua) y mezcla perfecta (línea a
trazos)
En línea de puntos Rendimientos de un Motor con barrido en lazo
b
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Para motores con bomba de barrido independiente con formación de la
mezcla fuera del cilindro RS elevados implican
ret bajos por lo que no
sería conveniente usarlos.
Para motores con compresión en el cárter e ignorando efectos dinámicos
RS <1, ↑
ret y ↓
b, con formación de mezcla fuera del cilindro, menos
mezcla fresca se va por el escape, pero al ser el rendimiento de barrido
bajo queda un alto nivel de gases residuales que requerirá usar mezcla rica
para lograr una buena combustión.