informe 2 motores

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIRA

Motores de Combustin Interna Pgina 1

I. OBJETIVOS

Determinar la influencia de los regmenes de Velocidad del

motor sobre el Coeficiente de Llenado.

Determinar el grado de perfeccin de la cantidad real de aire que

ingresa a los cilindros del motor en el Proceso de Formacin de la

Mezcla, caracterizado por el parmetro conocido como

Coeficiente de Exceso de Aire , en los motores de encendido por

compresin.

Determinar la influencia de los regmenes de apertura del rgano

de control de suministro de combustible (OCSC) y el

regulador del carburador del inyector del motor sobre el

Coeficiente de Llenado V .



II. FUNDAMENTO TERICO

1. Proceso de admisin

Es uno de los cuatro o dos procesos, cual sea el tipo de motor, que realiza el

motor de combustin interna de suma importancia.

Tericamente el proceso se lleva a cabo en una sola etapa, pero en la prctica,

podemos observar que el proceso se realiza en tres etapas, las cuales son:

1.1 Pre-llenado.- el cual se da comienzo en el momento de la apertura de la

vlvula de admisin, hasta el cierre de la vlvula de escape, es mejor

dicho durante el traslape de vlvulas.

1.2 Llenado del cilindro.- es el llenado propiamente dicho, el cual se efecta

desde el cierre de la vlvula de escape, hasta cuando el pistn llegue a

su punto muerto inferior (PMI).

1.3 Post-llenado.- se realiza acabo cuando el pistn llega al punto muerto

inferior, luego empieza a subir hasta el cierre de la vlvula de admisin.

2. Parmetros que determinan el proceso de admisin

Durante el proceso de admisin, se realiza el ingreso de la carga fresca del aire

o de la mezcla aire combustible, y esta cantidad de carga fresca que ingresa al

cilindro, depende de los siguientes factores:

a) Resistencia hidrulica (p).- Es la resistencia en todo el sistema de

admisin lo que hace disminuir la presin de ingreso de la carga fresca,

se calcula de la siguiente manera.

Donde:

: Coeficiente de amortiguamiento de la velocidad de la carga en la seccin del

cilindro.



: Coeficiente de resistencia del sistema de admisin referida a su seccin ms

estrecha.

: Densidad de la carga fresca en la entrada del cilindro.

: Constante que depende del motor en kg-m3.

: RPM del motor.

: rea de la vlvula de admisin.

b) Los gases residuales (Mr).- Durante el proceso de escape, no todos

los gases de combustin son expulsados del cilindro, entonces cierta

parte de los gases queda dentro del cilindro y estos ocupan un volumen

dentro del cilindro que tericamente debe ser ocupado por la carga

fresca.

: Carga fresca total.

c) Temperatura de calentamiento de la carga.- Es el calentamiento de la

carga fresca que ingresa al cilindro debido al calentamiento de las

paredes de los conductos por donde se desplaza la carga fresca.

Donde:

: Incremento de temperatura debido al intercambio de calor con las

paredes.

: Disminucin de la temperatura debido a la vaporizacin del

combustible.

En los motores DIESEL el valor de la .



3. Coeficiente de llenado (nv)

Tambin llamado eficiencia volumtrica, es el parmetro que nos indica que tan

bueno es el proceso de admisin, matemticamente es la razn entre la

cantidad de carga fresca que se encuentra en el inicio del cilindro cuando se

cierran las vlvulas de admisin y la de escape, y la cantidad de carga fresca

terica, es decir la cantidad de carga fresca que podra llenar el cilindro.

Para el clculo del coeficiente de llenado en los motores con formacin externa

de la mezcla se considera que la carga fresca est conformada nicamente por

aire, despreciando as el volumen del combustible por ser menor al volumen del

aire presente en la mezcla. Por eso, para estos motores as como para los del

tipo Diesel, vamos a determinar por la cantidad de aire que ingresa a los

cilindros del motor segn la siguiente relacin:

Donde:

: Cantidad de aire real que ingresa a los cilindros del motor en 1 hora.

: Cantidad de aire terico que debera ingresar a los cilindros del motor en 1

hora.

hKgsensgd

CG aireOHdar /....2.4

..3600 *2

2

Donde:

OH2

: Densidad del agua.

*

aire : Densidad de aire corregida

CenaatmosfricaTemperaturT

mmHgenabaromtricesinPdonde

mKgT

P

o

o

o

oaire

:

Pr::

/273

273.

760.293.1 3*

s : Altura del lquido en el manmetro (m).



Cd: Coeficiente de descarga del medidor (0.68).

4

2d: rea de la seccin de estrangulamiento del aire en el medidor

(m2).

hKgiVnG airehat /...30*

Donde:

iVh . : Cilindrada total del motor.

4. Coeficiente de exceso de aire ()

Es otro de los parmetros ms importantes que caracteriza el proceso de

formacin de la mezcla en los motores de combustin interna, el cual se define

como la relacin entre la cantidad real de aire para quemar 1Kg de combustible

y la cantidad de aire necesaria tericamente para quemar la misma cantidad de

combustible (cantidad estequiomtrica).

o

r

l

l

Pero: c

ar

rG

Gl

Donde:

l C H Oc01

0 23

8

38

.

Cantidad de combustible consumido:

hKgt

VG combc /*6.3



III. Procedimiento

1. Reconocer las partes del motor a trabajar, las partes que lo componen y

el funcionamiento de cada uno.

2. Medir el nivel de aceite del motor.

3. Medir el nivel de refrigerante del motor.

4. Proceder a arrancar el motor.

5. Esperar que la temperatura de motor alcance su temperatura de trabajo.

6. Abrir la mariposa de gases del carburador de tal modo que las

revoluciones del motor alcancen un valor referencial.

7. Sin cambiar de posicin del rgano de control de suministro de

combustible y variando la carga mediante el restato del tablero de

control, establecer 6 regmenes de velocidad y realizar las mediciones

correspondientes para cada rgimen establecido.

8. Ahora manteniendo una velocidad constante con ayuda del restato

variamos la posicin de la cremallera del inyector, con esto tomamos 5

regmenes de hc.



IV. DATOS

1. Para el motor ECH.

1.1 Variando la velocidad

Punto hc n F V t S Te(H20) Ts(H20) P(aceite) T(aceite)

(%) (RPM) (kg) (Pinta) (s) (cm) (C) (C) (PSI) (C)

1 20 3000 9.7 1/16 28.95 9.6 88 90 54 99

2 20 2700 11.2 1/16 27.4 8.5 86 90 50 105

3 20 2400 12.3 1/16 34.11 8.3 89 92 48 107

4 20 2100 13.9 1/16 32.31 7.1 84 88 45 109

5 20 1800 14.8 1/16 34.6 6.6 88 92 38 110

6 20 1500 16 1/16 39.52 5.6 80 84 34 110

1.2 Variando la carga

Punto hc n F V t S Te(H20) Ts(H20) P(aceite) T(aceite)

(%) (RPM) (kg) (Pinta) (s) (cm) (C) (C) (PSI) (C)

1 10 2500 3.6 1/16 59.48 2.2 89 92 53 97

2 15 2500 7.8 1/16 39.63 4.6 86 88 54 97

3 20 2500 11.6 1/16 30.45 8 84 86 51 98

4 30 2500 16 1/16 24.09 13.8 88 90 50 100

5 40 2500 17.8 1/16 22.88 16.8 86 88 49 103

6 50 2500 18.4 1/16 21.42 19.1 82 84 49 104

7 60 2500 19.4 1/16 20.64 20.4 89 94 46 108

8 70 2500 20.8 1/16 19.66 20.5 86 90 45 111



2. Para el motor DIESEL.


Punto hc n P1 P2 V t S Pk Tk Tac Pac Tref

(%) (RPM) (lb) (lb) (cm3) (s) (cm) (cmHg) (C) (C) psi (C)

1 3.1 2200 50 14 25 15.99 15.1 -4.4 34 50 56 66.5

2 3.1 2000 85 42 25 15.69 13.4 -3.6 34 50 55 66.6

3 3.1 1800 95 42 25 16.45 11.4 -3 35 52 54 69

4 3.1 1600 100 48 25 16.38 9.5 -2 36 52 52 70.5

5 3.1 1400 110 48.4 25 17.52 7.4 -1.6 36 52 51 71

6 3.1 1200 125 47 25 18.18 5.6 -1.4 36 52 51 71.2

7 3.1 1000 135 50 25 18.87 3.9 -0.7 36 52 50 73

2.2 Variando la carga.

Punto hc n P1 P2 V t S Pk Tk Tac Pac Tref

(%) (RPM) (lb) (lb) (cm3) (s) (cm) (cmHg) (C) (C) psi (C)

1 3.1 1500 50 14.4 25 26.52 8.5 -3 33 50 56 62.5

2 3.2 1500 75 14 25 19.2 8.8 -2.2 33 50 56 63.5

3 3.3 1500 100 26 25 13.05 9 -0.6 34 50 55 65.5

4 3.4 1500 125 44 25 9.08 9 2.3 36 50 52 68

5 3.5 1500 175 29 25 6.59 9.6 7.4 40 50 51 73.8

6 3.6 1500 185 30 25 5.22 9.8 10.6 48 50 50 77



V. CLCULOS

1. Para la eficiencia volumtrica.

hKgsensgd

CG aireOHdar /....2.4

..3600 *2

2

3* /273

273.

760.293.1 mKg

T

P

o

oaire

hKgiVnG airehat /...30*

PARA EL MOTOR ECH:

Cd = 0.92

d = 20 mm.

= 45.

Po = 747.1 mmHg.

To = 24.8C.

Cilindrada: 1lt.

PARA EL MOTOR DIESEL:

Cd = 0.62

d = 54.5 mm.

= 30

Po = 749.1mmHg.

To = 25C.

Cilindrada: 236 plg3



2. Para el coeficiente de exceso de aire.

o

r

l

l

c

ar

rG

Gl

l C H Oc01

0 23

8

38

.

hKgt

VG combc /*6.3

Donde: lo = 14.6 para motor ECH.

lo = 14.8 para motor diesel.

3. Para el motor.

Momento efectivo: mNLFMe ..

Donde:

F: Fuerza aplicada en el dinammetro (N).

L: Brazo del freno (m).

L=30 cm en motor ECH.

L=36 cm en motor DIESEL

Potencia motor:

KWnM

N ee9550

.

Donde:

Me: Momento efectivo (N.m).

n: Velocidad del cigeal (RPM).



VI. RESULTADOS

1. Para el motor ECH.


Punto Gar Gat Gc Me Ne

nv (Kg/h) (Kg/h) (Kg/h) (N.m) (KW)

1 40.9891 104.8683 2.6184 30.4502 9.5655 1.0722 0.3909

2 38.5694 94.3814 2.7666 35.1590 9.9403 0.9549 0.4087

3 38.1129 83.8946 2.2223 38.6122 9.7036 1.1746 0.4543

4 35.2502 73.4078 2.3461 43.6349 9.5951 1.0291 0.4802

5 33.9864 62.9210 2.1909 46.4602 8.7569 1.0625 0.5401

6 31.3060 52.4341 1.9181 50.2272 7.8891 1.1179 0.5971

1.2 Variando la carga.



1 19.6220 87.3902 1.2744 11.3011 2.9584 1.0546 0.2245

2 28.3734 87.3902 1.9128 24.4858 6.4099 1.0160 0.3247

3 37.4178 87.3902 2.4895 36.4147 9.5326 1.0295 0.4282

4 49.1442 87.3902 3.1467 50.2272 13.1485 1.0697 0.5624

5 54.2235 87.3902 3.3131 55.8778 14.6277 1.1210 0.6205

6 57.8162 87.3902 3.5389 57.7613 15.1208 1.1190 0.6616

7 59.7514 87.3902 3.6727 60.9005 15.9425 1.1143 0.6837

8 59.8977 87.3902 3.8558 65.2954 17.0930 1.0640 0.6854



2. Para motor DIESEL.




1 216.4880 297.8685 5.0094 57.6686 13.2849 2.9200 0.7268

2 203.9378 270.7895 5.1052 68.8820 14.4255 2.6991 0.7531

3 188.1039 243.7106 4.8693 84.9011 16.0023 2.6102 0.7718

4 171.7145 216.6316 4.8901 83.2992 13.9559 2.3726 0.7927

5 151.5518 189.5527 4.5719 98.6775 14.4658 2.2398 0.7995

6 131.8376 162.4737 4.4059 124.9487 15.7004 2.0218 0.8114

7 110.0215 135.3948 4.2448 136.1621 14.2578 1.7513 0.8126

2.2 Variando la carga



1 162.4257 203.0921 3.0204 57.0279 8.9573 3.6336 0.7998

2 165.2672 203.0921 4.1719 97.7163 15.3481 2.6767 0.8138

3 167.1347 203.0921 6.1379 118.5411 18.6190 1.8399 0.8230

4 167.1347 203.0921 8.8216 129.7545 20.3803 1.2801 0.8230

5 172.6159 203.0921 12.1548 233.8784 36.7348 0.9596 0.8499

6 174.4048 203.0921 15.3448 248.2956 38.9993 0.7680 0.8587



DIAGRAMA PARA EL MOTOR ECH



0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

, n

v

Ne(KW)

coeficiente de llenado (nv)

Coef. Exceso de aire

CONDICIONES DE PRUEBA

1. rgano de control = variable

2. Temp. del motor= 99C cte.

3. Rev. del motor(n): 2500 rpm cte

4. Po= 747 mmhg (cte)

5. To=24.8 c (cte)



0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250

, n

v

n(RPM)




1. rgano de control = 20% (cte)


3. Rev. del motor(n): variable


5. To=24.8 c (cte)



DIAGRAMA PARA EL MOTOR DIESEL


Motores de Combustin Interna Pgina 17 0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

3.00

3.25

3.50

3.75

4.00

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

, n

v

Ne(KW)




6. rgano de control = variable


8. Rev. del motor(n): 1500 rpm cte


10. To=25 c (cte)


Motores de Combustin Interna Pgina 18 0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

3.00

750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

, n

v

n(RPM)




6. rgano de control = 20% (cte)


8. Rev. del motor(n): variable


10. To=25 c (cte)



VII. CONCLUSIONES

De la grfica (nv vs n), notamos que conforme aumenta la velocidad de

rotacin n la eficiencia volumtrica disminuye, esto se debe a que la

resistencia hidrulica aumenta conforme crece la velocidad de rotacin

del motor, adems se produce un aumento de la temperatura en el

ingreso de la carga fresca.

De la grfica Ne vs notamos que conforme se quiera generar ms

potencia, el exceso de aire disminuye, quiere decir que para generar

ms potencia se necesita que la mezcla sea rica para que se produzca

una mayor explosin en los cilindros.

De la grfica Ne vs nv, notamos que conforme se genera ms potencia

til, la eficiencia volumtrica disminuye. Esto se produce porque al

requerir ms potencia se incrementa la velocidad del motor, lo que

conlleva a que el tiempo de intercambio de gases disminuya por lo tanto

disminuye la capacidad de llenado de mezcla fresca al cilindro.



VIII. BIBLIOGRAFA

Motores de automvil, jovaj

Teora desarrollada en el laboratorio, Ing. Ponce Galiano Jorge.

Teora desarrollada en clase, Ing. Lastra

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