Informe #1

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECNICA

CARRERA DE INGENIERA MECNICA LABORATORIO DE SISTEMAS AUTOMOTRICES

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA

GRUPO N XV

PRCTICA N1

TITULO: IDENTIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO Y

DETERMINACIN DE LA INFORMACIN TCNICA DE UN MOTOR

A GASOLINA.

INTEGRANTES Jeannette Muoz

Erik Crdova

Jorge Macas

FECHA DE REALIZACIN: 24 de abril del 2015

FECHA DE ENTREGA: 4 Mayo del 2015

ENTREGADO POR: ..........................................

RECIBIDO POR: ...............................................

CALIFICACIN: ................................................



TEMA: IDENTIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE

FUNCIONAMIENTO Y DETERMINACIN DE LA NFORMACIN

TCNICA DE UN MOTOR A GASOLINA.

OBJETIVOS:

- Conocer el funcionamiento de cada una de las partes que conforma un motor de combustin interna.

- Determinar el volumen y cilindrada de los diferentes tipos de motores.

- Identificar de un modo correcto las partes de un motor y la funcin que cumple cada una de ellas en el mismo para as poder brindar criterios ingenieriles acerca de la mantencin de stos.

MARCO TERICO:

Motor.- es una maquina trmica compuesto por diferentes tipos de mecanismos que transforma la energa (termina, qumica, nuclear, etc.) en energa mecnica; se clasifican en motores elctricos y motores trmicos, esta seccin se guiara tan solo a especificar los motores trminos.

Motor trmico.- es aquel que transforma energa termina en energa mecnica este se clasifican en motores de combustin interna y motores de combustin externa.

Motores de combustin interna.- es el conjunto de mecanismos que transforma la energa trmica provocada por una explosin dentro del motor, a energa mecnica. Los motores de combustin interna se clasifican en continuos e intermitentes, aqu se presentara informacin referente a los intermitentes. En el siguiente cuadro se muestra a clasificacin del os motores:

TABLA 1. CLASIFICACIN DE MOTORES. (Prof. F. Payri, 2011)



Motores de combustin interna alternativos.- son aquellos en los que el proceso de combustin ocurre de forma intermitente. En estos motores el fluido desarrolla un trabajo bien sobre una superficie mvil o bien aumentando la energa cintica de una corriente.1

Estos se clasifican tomando en cuenta diferentes criterios entre los cuales estn:

a. Procesos de combustin:

Motores de encendido provocado (MEP).- se caracteriza porque requiere del accionamiento de una chispa para el encendido del mismo; estos motores poseen bujas de encendido y son llamados motores Ciclo Otto.

Motores de encendido por compresin (MEC).- en estos motores el encendido no es mediante un chispa, sino ms bien son de auto encendido; esto es posible debido a que a la cmara de combustin ingresa una gran cantidad de oxgeno y para legar a obtener el autoencendido al combustible de lo ingresa a altsimas presiones (pulverizado) y as provocar la explosin.

b. Ciclo de Trabajo:

Cuatro tiempos.- los motores a cuatro tiempos trabajan cada dos vueltas el cigeal cumpliendo as las siguientes fases:

o Admisin

o Compresin

o Expansin

o Escape

1 (Prof. F. Payri, 2011)



FIGURA 1. ESQUEMA DEL CICLO DE CUATRO TIEMPOS. (Prof. F. Payri, 2011)

Dos tiempos.- estos motores cumplen si ciclo de trabajo en una sola vuelta del cigeal y poseen las mismas fases que el anterior solo que los gases estn sometidos a mayores presiones y temperaturas y pese a ellos no se logra aprovechar la energa por completo.

FIGURA 2. ESQEMA DE UN MOTOR A DOS TIEMPOS. (Prof. F. Payri, 2011)

c. Presin de admisin:

Aspiracin natural.- los gases ingresan al cmara e combustin a presin atmosfrica.

Sobre-alimentados.- los gases ingresan presurizado mediante un compresor para as aumentar la potencia del motor y reducir las emisiones

d. Tipos de refrigeracin:

Por aire.- en este tipo de motores el aire del ambiente es el fluido de refrigeracin; este sistema se encuentra en los motores e las motos.

Refrigeracin lquida.- a este tipo de motores al refrigerante se lo hace circular mediante una bomba por medio de un sistema de



caeras dentro del motor este sistema se lo encuentra en motores de vehculos; el fluido de trabajo puede ser agua, o refrigerantes con agua o anticongelantes.

e. Nmero y disposicin de cilindros

FIGURA 3. POSICIONES DE CILINDROS. (Prof. F. Payri, 2011)

CUADRO DE DATOS OBTENIDOS:

DATOS CANTIDAD UNIDADES

Dcilindro 86,1 mm

Ppistn. 85,97 mm

PMI 96,2 mm

Vranura del pistn 16 ml

Vranura del embolo 41,1 ml

eempaque 1,35 mm

CALCULAR LA CILINDRADA Y EL VOLUMEN DE LA CMARA DE

COMBUSTIN DEL MOTOR ENSAYADO:

Cilindrada = (Dcilindro)

2

4 Carrera #Cilindros

Cilindrada = (86,1mm)2

4 96,2mm 4

Cilindrada = (86,1mm)2

4 96,2mm 4

Cilindrada = 2240429,32 mm3

Cilindrada = 2240,43 cm3 = 2240,43cc

= ,



Vcamara = Vranura + Vembolo Vcamara = 16 ml + 41,1 ml

= ,

CONSULTAR:

1. EXPLIQUE EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE 5 TIEMPOS Y EL CICLO TERMODINMICO ASOCIADO A ESTE

El ciclo asociado con un motor de 5 tiempos es el Atkinson su funcionamiento es semejante al del ciclo Otto pero la diferencia radica en la fase de compresin pues cuando el pistn sube del PMI al PMI la vlvula de admisin permanece abierta durante un periodo de tiempo es cuando sufre o se considera una especia de retraso al cerrarse la vlvula. En todas las dems fases son las mismas.

En las siguientes figuras se muestra de mejor forma lo antes explicado.

FIGURA 4. INICIO DEL CICLO. (TV, 2012)

FIGURA 5. FASE DE ADMISIN ENTRE CICLO OTTO Y CICLO ATKINSON. (Anselmo, 7)



FIGURA 6. EN LA FASE DE ASCENSO DEL PISTN. LA VLVULA DE ADMISIN AN EST CERRADA

EN EL CICLO OTTO MIENTRAS QUE EN ATKINSON SIGUE ABIERTA. (TV, 2012)

FIGURA 7. RETRASO DE LA VLVULA DE ADMISIN DEL CICLO ATKINSON. (TV, 2012)

FIGURA 8. RELACIN DE COMPRESIN ENTRE AMBOS CICLOS. (TV, 2012)



2. SEALE LAS DIFERENCIAS ENTRE UN MOTOR DE CRTER HMEDO Y UNO DE CRTER SECO.

Los motores de crter hmedo son los ms comunes ya que el crter sirve como depsito del aceite lubricante para luego proceder a ser recirculado y aspirado por medio de una bomba hacia todo el motor.

Los motores de crter seco se caracterizan porque el crter solo es un elemento de recoleccin mas no de recirculacin como en el caso anterior; tambin se caracteriza por el ahorro de espacio. (Prof. F. Payri, 2011, p. 138)

3. QU SIGNIFICA UN MOTOR ESTNDAR?

Un motor estndar es caractersticos de la fabricacin en serie; pues al ser fabricados en serie, las partes de este deben ser mucho ms robustas y pesadas para que cumpla con los requerimientos de seguridad necesarios que dictan las normas. (Zorrilla, 2013)

4. INDIQUE LOS TIPOS DE MOTORES SEGN LA POSICIN DE LOS CILINDROS Y EXPLIQUE EL FUNCIONAMIENTO DEL

MOTOR TIPO WANKEL O ROTATIVO. Existen varios tipos de confinaciones de cilindros en los motores pero las ms usadas son: en lnea, en V, cilindros opuesto, motores estrella o radiales; existe otras clasificaciones menos populares ya sea por el costo o la dificultad de montaje estos pueden ser: en W, de doble lnea, motores en H, de doble cigeal, etc.

FIGURA 9. CONFUGURACIONES DE CILINDROS: EN LINEA, EN V, OPUESTOS Y ESTRELLA. (Prof. F.

Payri, 2011, p. 35)



Motor Wankel es un motor de combustin interna que no usa cilindros sino un engranaje cicloidal; el cilindro es una cavidad en forma de ocho dentro del cual se encuentra un rotor triangular que cumple las funciones del pistn, el tipo de movimiento es excntrico pues de ese modo transmite la fuerza de la combustin y permite el movimiento del vehculo.

Este motor tambin trabaja en 4 fases:

1. Admisin: el rotor abre el acceso de la mezcla aire combustible

2. Compresin: el rotor gira cerrando el acceso de admisin, comprimiendo la mezcla.

3. Explosin: la combustin se realiza para as dar movimiento.

4. Escape: el rotor gira de nuevo para expulsar los gases de combustin.

FIGURA 10. CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR WANKEL. (CESVI MEXICO, 2009)

5. QU SIGNIFICA UN MOTOR CUADRADO? Se da cuando se tiene, la relacin carrera y dimetro es igual a uno, es decir la carrera es igual al dimetro del cilindro. Prof. F. Payri, 2011)

6. EXPLIQUE EL POR QU?, DEL USO DE 2 VLVULAS DE ADMISIN EN LUGAR DE UNA SOLA.



Esto se da, porque al incrementar el rea de paso, se disminuye el nmero adimensional de Mach y se rescata el rendimiento volumtrico. Con esto se obtiene mayor potencia y velocidad el motor. Prof. F. Payri, 2011)

7. EXPLIQUE LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE TAQUES O IMPULSORES HIDRULICOS EN LUGAR DE

MECNICOS EN LOS MOTORES MODERNOS. Cada innovacin que se a los motores, siempre buscar mejorar las propiedades y funciones de los motores, las principales ventajas que prestan el uso de impulsores hidrulicos son:

Reducir el ruido del motor cuando esta fro, no hay necesidad de realizar una calibracin regular, el degaste del mecanismo es compensada de forma automtica, brindan un gran fiabilidad y su mantenimiento es mucho ms sencillo y libre.

Las principales desventajas de los impulsores hidrulicos son: el costo de estos impulsadores, es muchas veces mayor que el impulsador comn y es susceptible a ensuciarse por el constante contacto con el aceite. (Sabeloto, 2008)

8. EXPLIQUE LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SIGUIENTES TIPOS DE TRANSMISIN DE MOVIMIENTO EN

LA DISTRIBUCIN:

CORREAS DENTADAS

Las ventajas de las correas dentadas son:

Facilitan el diseo, fabricacin, mantenimiento y montaje.

Abarata precios,

Brindan mayor duracin a la mquina, ya que absorbe las cargad de choques y vibraciones.

Operan a elevadas revoluciones.

Transmiten potencia en grandes distancias con los ejes del rbol conductor y el rbol conducido.

Las principales desventajas son:

Se da el peligro de deslizamiento.

Le tiempo de vida til es muy bajo.

No trabaja a altas temperaturas, en suciedad, polvo grasas. (Alonso, 2013)



B. CADENAS

Las ms importantes ventajas es la robustez que brinda la cadena, adems que su alta vida til, pues no requiere cambiarse, las cadenas soportan elevadas presiones y no fallan.

Las ms importantes desventajas es su peso y el ruido que se causan, estas son mucho ms grandes y pesadas que las correas, necesitan tensores y amortiguadores para poder permanecer en el lugar adecuado y todo esto hace que el motor sea menos eficiente. (Alonso, 2013)

C. ENGRANES

Las ms importantes ventajas son:

- La relacin de transmisin es constante e independiente de las cargas.

- Alta fiabilidad y un elevado tiempo de vida til.

- Su geometra es reducida y tienen un alto rendimiento.

- Requiere un fcil mantenimiento.

- Las ms importantes desventajas son:

- Causa un elevado ruido cuando se da su funcionamiento.

- Desgaste por abrasin entre los dientes, por lo que se requiere constante lubricacin.

- Su precio es muy elevado. (Zayas Figueras & Martines Miralles, 2008)

9. POR QU ES MS FRECUENTE ENCONTRAR CILINDROS

CON CAMISAS EN LOS MOTORES DISEL?

El uso de las camisas es ms frecuente en los motores a disel ya que en los motores a disel se tienen presiones mucho ms altas que en los motores a gasolina lo que con lleva a una temperatura mayor en el cilindro, por lo cual las camisas ayudan como una resistencia trmica para el bloque, adems de que le protege al bloque de ralladuras o excentricidades que se puedan presentar.

10. QU SIGNIFICA UN MOTOR REPARADO +10, +20, +30, +40?

Esta medida significa que el motor ha sido rectificado a 0.010, 0.020, 0.030 pulgadas de su medida original, esto quiere decir que se aument en esas medidas el



dimetro del cilindro, adems significa que los pistones tambin han sido comprados para esa medida de rectificacin

11. PLANTEAR Y RESOLVER UN EJERCICIO DONDE ESTN

INVOLUCRADAS LAS VARIABLES DE CILINDRADA,

RELACIN DE COMPRESIN, CARRERA DEL PISTN Y

RECTIFICACIN DEL CILINDRO.

Un motor tiene una potencia indicada de 1600 CV y una presin media de 13,2 kg/cm^2. El nmero de tiempos es cuatro, y el de cilindros ocho. Calcular la carrera del embolo sabiendo que el nmero de revoluciones por minuto es 375 y que su dimetro es igual a la mitad de la carrera

La cilindrada unitaria = . donde A es la seccin del cilindro y L su carrera.

En un motor de cuatro tiempos si el nmero de rpm es n

=

2=

375

2

Si se divide por 60 se tiene por minuto

= 3.125

La potencia indicada vendr dada por

=

= . = . . . . = . . . .

2.

1

60

=

2

1 = 736

1600 . . = 117600 = 1177600 .

= 1177600

100

9.8

= 120163,26.

120163,26.

= 13,2

(. 2)

4.2 8 375

120.

2.



3 =12016326 2 120

13,2 8 375= 231933

= 28,5

La carrera ser = 2 = 2 28,5 = 57

12. CONSULTAR LAS ESPECIFICACIONES TCNICAS DE UN MOTOR A GASOLINA Y UNO DE DIESEL DE CUALQUIER

MARCA DE VEHCULO, ESCRIBA UN COMENTARIO SOBRE

LA COMPARACIN DE ESTOS VALORES. Camioneta luv D-max v6, cuenta con un motor a gasolina de 3.5 litros, 6 cilindros de 24v que alcanza 197 hp @5400 rpm con un torque neto de 280 Nm @ 3000 rpm. (Chevrolet, 2012)

Camioneta Mazda BT-50 TD CRDI , cuenta con un motor de 4 cilindros en lnea DOCH-16V de 2499cc, con una potencia de 157,3 hp @ 3500 rpm, con un torque neto de 363 Nm @ 1800rpm y un turbo de geometra variable con intercooler.

A pesar de que la camioneta Mazda tiene un menor cilindraje el torque neto es mayor que la camioneta Luv-Dmax, pero el motor de la camioneta Luv-Dmax con ms hp a revoluciones mucho ms altas que la camioneta a disel. (Mazda, 2015)

COLOCAR LA IMPRONTA (NMERO DE MOTOR) DE UN

VEHCULO CUALQUIERA

FIGURA 11. IMPRONTA



CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

JORGE MACAS:

- Con los datos tomados de carrera y de dimetro, se determina que el motor es de tipo alargado, debido a que la relacin carrera-dimetro es mayor a 1.

- En el presente estudio, se ha despreciado la influencia del empaque del motor, debido que en anlisis se determin que afecta significativamente, adems de que este es un accesorio variable dentro del motor.

- La cilindrada es un parmetro muy importante para conocer la potencia de un motor, pero no es suficiente con este pues tambin con la relacin de compresin se puede tener una alta potencia.

- Es muy importante, expresar los valores de volmenes y cilindradas en unidades conocidas en el rea automotriz como centmetros cubico (cc) y litros (L).

- La constate e inquietante avance de la tecnologa en el rea automotriz, requiere que el estudio se de en motores que vayan acorde con este movimiento tecnolgico.

JEANNETTE MUOZ:

- Segn los datos obtenidos en la prctica se pudo determinar que la cilindrada del motor es de 2,24 litros y un volumen de la cmara de combustin de 57,1 ml estos valores no toman en cuenta el espesor del empaque pues no se lo tomo en cuenta ya que en comparacin con la magnitud del cilindro este puede ser despreciado.

- Los motores estndar son mucho ms seguros en comparacin a los que no son producidos al por mayor ya que si bien estos son mucho ms robustos, posee un alto coeficiente de seguridad lo que beneficia al usuario, aparte de que son de bajo costo y mantencin relativamente baja.

- El desarrollo de la ingeniera automotriz muestra grandes avances tecnolgicos pues a lo largo del tiempo se han ido creando nuevos diseos, adaptaciones y configuraciones de distintos mecanismos que conforman un motor; ya sean estos la configuraciones de los cilindros, el traslape de las vlvulas o el tipo de lubricacin y refrigerado; todo este desarrollo ha sido guiado a un mismo fin; el mximo aprovechamiento de la energa que genera la ignicin de combustible. Uno de estos claros ejemplos son los motores que poseen el ciclo Atkinson, si bien es cierto estos motores no poseen mucha potencia n un alto torque por el leve retraso que posee la vlvula de admisin



este motor aprovecha toda la energa del combustible lo que puede reducir notablemente los costos de la mantencin de equipos as.

- Se recomienda trabajar en unidades acordes pues en motores americanos se usan normalmente unidades del sistema ingls.

- Para evitar confusiones en la aplicacin de las formulas se debe conocer el modelo y la marca del motor estudiado.

ERIK CRDOVA:

- Con los datos obtenidos se observa que el empaque no influye tanto en el volumen de la cmara de combustin, adems esto no afectara a la relacin de compresin del motor, a pesar de esto es un elemento muy importante ya que si se encuentra deteriorado perjudica la hermeticidad del cilindro.

- Las cadenas son el mejor sistema de transmisin de distribucin, por los beneficios que ofrece en comparacin con las bandas y los engranajes, a pesar de las ventajas en los carros de gama baja no se utiliza por su costo

- La potencia y el torque neto medidos de un motor a gasolina y uno a disel se los realiza a revoluciones diferentes, teniendo en el motor a disel un buen torque a pesar de ser en este en el que se lo mide a menores revoluciones.

- Observando las especificaciones de un motor rectificado se puede saber que tanto ha sido el grado de rectificacin o las veces que ha sido reparado el motor, adems de que esto ser un factor determinante en el desempeo del motor.

- Al desarmar un motor siempre se debe ordenar o numerar las piezas ya que cada una tiene un desgaste diferente, se ocasionara un dao o ralladuras si no se lo realiza correctamente.

BIBLIOGRAFA Alonso, H. R. (2013). Universidad Carlos III de Madrid. Obtenido de

http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-mecanico-1/material_clase/ocw_correas1

Anselmo, J. P. (2007 de Febrero de 7). MOTORES DE COMBUSTION INTERNA I. Lima, Per.

CESVI MEXICO. (Mayo de 2009). CESVI. Obtenido de http://www.cesvimexico.com.mx/new_publicaciones/2009/2trimestre/mecanica/FTRVM-02-09.pdf

Chevrolet. (2012). Manual de especifiaciones de la camioneta Luv-Dmax. Chevrolet.

Mazda. (2015). Manual de especificaciones BT-50. Mazda.



Prof. F. Payri, P. J. (2011). Motores de Combustion Interna Alternativos. Bogota: Desantes Editores.

Sabeloto. (2008). Obtenido de http://www.sabelotodo.org/automovil/taquehidraulico.html

TV, M. G. (Direccin). (2012). Ciclo Atkinson, Funcionamiento [Pelcula]. Zayas Figueras, E., & Martines Miralles, J. (2008). Universidad Politecnica de

Catalunya. Obtenido de http://em.upc.edu/ca/docencia/estudis-de-grau/etseib/TFTM/quadern-de-treball/versio-castellana/leccion-3

Zorrilla, H. H. (2013). Tuning de Autos. Obtenido de http://tuning.deautomoviles.com.ar/articulos/performance/deportiva/motor.html

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Informe #1