motores 4y5
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23 de Junio de 2014
UNIVERSIDADNACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIRA MECNICA
INTEGRANTES:
PROFESOR :
Ponce Galiano, Jorge
CURSO:
Motores de Combustin Interna
Segura Celis Juan Alberto 20112099C
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1 Motores de Combustin Interna
NDICE
OBJETIVOS .......................................................................................................................... 2
RESUMEN ............................................................................................................................ 3
FUNDAMENTO TERICO ................................................................................................. 4
1. CURVAS CARACTERISTICAS .............................................................................. 4
2. PRDIDAS MECNICAS ........................................................................................ 6
2.1. Prdidas por Friccin ................................................................................. 7
2.2. Prdidas por Bombeo ................................................................................ 8
2.3. Prdidas por Accionamiento de Vlvulas Auxiliares ............................ 9
2.4. Prdidas por Accionamiento de Vlvulas Auxiliares ............................ 9
3. POTENCIA ................................................................................................................. 9
3.1. Potencia Indicada ....................................................................................... 9
3.2. Potencia Efectiva ...................................................................................... 10
3.3. Potencia de Perdidas Mecnicas .......................................................... 10
4. MTODOS PARA HALLAR LAS PRDIDAS MECNICAS ........................... 11
4.1. Mtodo por Arrastre ................................................................................. 12
4.2. Mtodo de Desconexin de Cilindros ................................................... 12
CLCULOS Y REPRESENTACIN DE LOS RESULTADOS ................................... 13
I. CURVAS CARACTERISTICAS ............................................................................ 13
1. BANCO PETTER ......................................................................................... 13
A. TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO ............................................... 14
B. TABLA DE RESULTADOS ......................................................................... 15
C. GRFICOS ................................................................................................... 16
2. BANCO DAIHATSU CB 20 ........................................................................ 18
A. TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO ............................................... 19
B. TABLA DE RESULTADOS ......................................................................... 20
C. GRFICOS ................................................................................................... 22
II. PRDIDAS MECNICAS ...................................................................................... 24
1. PRDIDAS EN EL BANCO DEL MOTOR DAIHATSU CB 20 : Por el mtodo de desconexin de cilindros ................................................................... 24
2. PRDIDAS EN EL BANCO PETTER : Por el Mtodo de Arrastre ..... 27
ANLISIS DE LOS RESULTADOS PARA EL MOTOR ECH ..................................... 30
ANLISIS DE LOS RESULTADOS PARA EL MOTOR EC ....................................... 31
BIBLIOGRAFA .................................................................................................................. 32
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2 Motores de Combustin Interna
OBJETIVOS
Obtener las curvas caractersticas en regmenes de velocidad y carga para los
motores de encendido por compresin y los motores de encendido por chispa.
Obtener las perdidas mecnicas que existen en los motores para el rgimen
trmico y rgimen de velocidad en motores de encendido por compresin y
motores de encendido por chispa.
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3 Motores de Combustin Interna
RESUMEN
El presente informe de laboratorio trata sobre el estudio de las curvas
caractersticas y las prdidas mecnicas que existen en los motores de encendido
por compresin y encendido por chispa. Para el estudio de las curvas caractersticas
se usaron los datos tomados en los laboratorios 2 y 3, mientras que para el estudio
de las prdidas mecnicas se experiment en dos bancos de prueba, el primero fue
el banco de prueba del motor Daihatsu en el cual se hizo uso del mtodo de la
desconexin de cilindros y el segundo banco de pruebas fue del motor Petter
usando el mtodo de motoreo o de arrastre.
A continuacin se fundamentara las curvas caractersticas y las prdidas
mecnicas que existen en los motores tanto por encendido por compresin as como
encendido por chispa. Seguidamente se pasan a obtener las curvas caractersticas
con los datos obtenidos de los laboratorios 2 y 3. Luego se explica el procedimiento
que se realiz para la obtencin de las prdidas mecnicas en ambos bancos de
prueba y con los datos obtenidos del laboratorio se calcul la potencia de prdidas
mecnicas para ambos casos. Para el mtodo de desconexin de cilindros se
obtuvo la grfica de las potencias indicada, efectiva, de perdidas mecnicas y la
eficiencia mecnica en rgimen de velocidad, mientras que para el mtodo de
motoreo se obtuvo la potencia de prdidas mecnicas en funcin de la temperatura
del lquido refrigerante y en funcin de las RPM. Finalmente se mostraran y
analizaran los resultados obtenidos y las conclusiones que se obtienen de la
experiencia.
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4 Motores de Combustin Interna
FUNDAMENTO TERICO
1. CURVAS CARACTERISTICAS
Las curvas caractersticas de un motor de combustin interna son las que
indican, en funcin de la velocidad de rotacin del motor, la potencia, el par y el
consumo especfico del mismo. Estn incluidas en un rango de revoluciones, debajo
del cual el motor funciona muy irregularmente y/o tiende a apagarse y si se
sobrepasa el lmite superior los elementos mecnicos estn muy cerca de sufrir
daos irremediables o rupturas irreparables. Estos dos extremos determinan el
campo de utilizacin de un motor.
Los ndices principales del motor de combustin interna no son constantes para
todo su rango de trabajo. La figura1 que se muestra a continuacin representa el
comportamiento genrico de alguno de ellos.
Fig. N 01: Curvas caracteristicas
http://www.sabelotodo.org/automovil/curvasmotor.html
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5 Motores de Combustin Interna
Aunque estos ndices varan un tanto dependiendo del tipo y naturaleza del
motor, en reglas generales en los motores de combustin interna se comportan
como se indica en la figura1. El eje horizontal representa el crecimiento de la
velocidad de rotacin, mientras que el vertical, el crecimiento de la potencia, par
motor o torque y el consumo especfico de combustible. Se entiende por consumo
especfico de combustible, la cantidad de combustible que se consume para
producir la unidad de potencia su unidad es: gramos/kilowatts-hora. Veamos el
comportamiento de cada uno de los ndices.
Potencia
La potencia en el motor de combustin interna crece todo el tiempo con el
aumento de la velocidad de rotacin, hasta un mximo en el valor de la velocidad
nominal, a partir de la cual comienza a decrecer drsticamente, especialmente en
el motor Diesel.
Par motor
Los motores de combustin interna tienen muy bajo torque a bajas y altas
velocidades de rotacin, segn se muestra en la curva azul de la figura1. Los valores
altos del par motor se obtienen a las velocidades medias con un mximo en un
punto que depende del tipo y naturaleza del motor, cuando un motor tiene el par
mximo a bajas velocidades de rotacin, se dice que es un motor elstico, ya que
puede adaptarse mejor a los cambios de carga bajando la velocidad y aumentando
el torque; por ejemplo: subiendo una colina. En forma general este punto de par
mximo responde a las reglas generales siguientes:
a. Los motores de gasolina tienen el punto de velocidad de par mximo en un valor
ms bajo del rango de trabajo que los motores Diesel.
b. Para el motor de gasolina, el punto de par mximo ser ms bajo a medida que
aumente la carrera del pistn. Como durante el desarrollo del motor de gasolina,
cada vez la carrera se ha ido haciendo ms pequea, puede decirse que: los
modernos motores tienen el par mximo en un punto ms alto que los antiguos.
c. Los motores Diesel de inyeccin directa, tienen el punto de par mximo a ms
alta velocidad de rotacin, mientras que los de inyeccin indirecta y de cmara
MAN a ms bajas (son ms elsticos).
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6 Motores de Combustin Interna
Consumo especfico de combustible
El consumo de combustible para producir la potencia se comporta en el motor
de gasolina como se muestra en la curva roja, puede apreciarse que hay un punto
con el consumo de combustible mnimo, y un relativo ancho rango donde se
mantiene muy prximo al mnimo, cambiando drsticamente al alza, para las bajas
velocidades y especialmente para las altas. De este comportamiento se desprende,
que si quiere ahorrarse gasolina, deben evitarse las altas velocidades. Los motores
Diesel tienen su punto de menor consumo especfico a velocidades de rotacin ms
altas, por lo que en este caso, lo ms conveniente, es utilizarlo cerca de la potencia
mxima.
2. PRDIDAS MECNICAS
Para iguales condiciones de funcionamiento del motor a diferentes cargas y
regmenes de velocidad, en caso de reducir las prdidas mecnicas, decrece la
cantidad de calor transmitida al medio refrigerante y disminuye la intensidad de las
piezas friccionantes del motor. Siendo menores las prdidas por friccin disminuyen
las prdidas de potencia consumida para accionar la bomba de aceite y el
ventilador, as como menguan las dimensiones mximas y las masas del ventilador
y las masas del radiador. Cuanto menores sean las prdidas por friccin tanto menor
ser el desgaste de las principales piezas friccionantes, ser mayor la vida til y
menor el nmero de fallas del motor durante su servicio.
A pesar del considerable proceso alcanzado en la fabricacin de motores, los
valores de Nm (potencia mecnica) son relativamente pequeos en el rgimen
nominal generalmente no superiores de 0,75-0,80 Nmax. Al disminuir la carga el
valor de Nm. decrece.
La magnitud de las prdidas por friccin puede ser obtenida por la suma de
las perdidas mecnicas como en el desplazamiento relativo de los pistones y anillos
en los cilindros, de los bulones en los casquillos, de los cigeales y el rbol de
levas en los cojinetes, del taqu y las vlvulas en las guas, tambin en las bombas
de aceite, la bomba del lquido refrigerante, cadena de distribucin etc.
-
7 Motores de Combustin Interna
Las prdidas mecnicas (en %) para diferentes motores:
Tabla 01: Porcentaje de Perdidas Mecnicas
http://www.sabelotodo.org/automovil/curvasmotor.html
2.1. Prdidas por Friccin
La friccin en las articulaciones con lubricacin lmite puede crecer
intensamente al elevar las cargas, que estn determinadas por la presin del gas y
las fuerzas de inercia.
La accin de esta ltima sobre las piezas del grupo pistn cilindro se revela
lejos de los puntos muertos, cuando la fuerza de sustentacin de la cua lubricante
es relativamente grande. Esto conduce a que el consumo por friccin depende
dbilmente de las fuerzas de inercia.
Como resultado de la penetracin del gas en el espacio entre los aros y las
ranuras del pistn surge una presin denominada punzante que acta sobre dichos
aros.
Esta presin vara en el curso del ciclo de trabajo sobre las paredes del cilindro
en las zonas del PMS donde la fuerza de suspensin de las cargas lubricantes en
la zona de contacto es la mnima.
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8 Motores de Combustin Interna
Para disminuir las prdidas por friccin. Se estudian las posibles vas:
Disminucin del rea de contacto: Se acortan las superficies de las faldillas de
los pistones y el nmero de anillos del pistn.
La eliminacin de un anillo en cada pistn disminuye la prdida de friccin en
un promedio de 0,012 Mpa.
Perfeccin de la forma y calidad del acabado de la superficie de contacto. El
relieve de la rugosidad de la superficie de contacto debe ser ptima. Si la
rugosidad es excesiva pueden incrementarse intolerablemente las presiones de
contacto. Aumentar el desprendimiento especfico de calor que conduce a
raspaduras y al desgaste de los anillos y del cilindro.
Mejoramiento de la calidad de los lubricantes que se emplean: Las prdidas
mecnicas de los motores dependen de la viscosidad del aceite. En condiciones
reales de funcionamiento queda definida por su caracterstica de viscocidad-
temperatura. La temperatura del lubricante influye considerablemente en las
prdidas por friccin, siendo mnimas entre 80 y 90C.
Optimizacin del estado trmico del motor: El estado trmico de las superficies
de las piezas queda definido por la carga, por el rgimen de velocidad del motor
y por la intensidad de su refrigeracin.
Incremento de la carga: Al aumentar la carga, la temperatura de la capa
lubricante se eleva, lo que permite definir hasta cierto nivel las prdidas por
friccin.
2.2. Prdidas por Bombeo
Se definen como el trabajo mecnico realizado por el pistn contra los gases
durante los procesos de admisin y escape. Es decir, energa consumida para
realizar el proceso de renovacin de la carga. Atendiendo a esta definicin en
motores de 2T estas prdidas son nulas, y en motores sobrealimentados cuando la
presin de admisin sea superior a la de escape, el lazo de bombeo ser positivo y
representara un trabajo recuperado.
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9 Motores de Combustin Interna
2.3. Prdidas por Accionamiento de Vlvulas Auxiliares
Son las perdidas debidas al accionamiento de los diferentes elementos
auxiliares del motor, por ejemplo, bombas para para el lubricante, el refrigerante, el
combustible, etc. En motores sobrealimentados en los que se acciona
mecanicamente el comprensor, tambin se considera dicho compresor como un
sistema auxiliar, tal es el caso de las bombas de barrido en los motores Diesel de
2T.
2.4. Prdidas por Accionamiento de Vlvulas Auxiliares
En los motores rpidos de automvil la parte de prdidas correspondiente al
intercambio de gases puede constituir hasta el 20% de las prdidas totales. Por eso
son de actualidad los trabajos dirigidos a reducir las prdidas en el intercambio de
gases disminuyendo las resistencias aerodinmicas en la admisin y el escape.
3. POTENCIA
A la potencia desarrollada en el interior del cilindro no est aplicada
ntegramente al cigeal, pues una parte de ella es absorbida por las resistencias
pasivas (calor, rozamiento, etc.) Fundamentalmente podemos distinguir 3 clases de
potencia en el motor: la indicada, la efectiva y la absorbida (o mecnica).
La primera puede calcularse partiendo del ciclo indicado, cuya rea del
diagrama representa el trabajo realizado por el cilindro durante el ciclo. La potencia
efectiva se obtiene midiendo con mquinas apropiadas el trabajo que est
desarrollando el motor. La potencia absorbida es la diferencia entre las dos
anteriores que pueden ser medidas tambin con el trabajo necesario para hacer
girar el motor.
3.1. Potencia Indicada
Es la potencia realmente desarrollada en el interior del cilindro por el proceso
de combustin una de las formas de determinarlas es a travs de la presin media
indicada del ciclo.
=
120
-
10 Motores de Combustin Interna
Donde:
:
:
:
3.2. Potencia Efectiva
La potencia efectiva es generada por un par (aplicada a la biela y transmitida
al cigeal) y se conoce tambin como potencia al freno ya que se mide empleando
un dispositivo frenante, que aplicado al eje del motor, se opone al par motor
permitiendo leer su valor.
=
9550
Donde:
:
:
3.3. Potencia de Perdidas Mecnicas
Resulta difcil de medir dada la diversidad de las causas de las prdidas por
rozamiento y las alteraciones de su valor al variar las condiciones de
funcionamiento. Puede obtenerse su valor total midiendo la potencia efectiva y
restando de la indicada. Como en este procedimiento resulta complejo la
determinacin de la potencia absorbida suele acercarse obligando a girar al motor
sin que este funcione. Midiendo al propio tiempo la potencia que es necesario
emplear.
=
Por perdidas mecnicas se entiende las prdidas originadas por la friccin
entre las piezas del motor, el intercambio de gases, el accionamiento de
mecanismos auxiliares (bombas de agua, de aceite, de combustible, ventilador,
generador) y el accionamiento del compresor (soplador). En los motores Diesel con
cmaras de combustin separadas, las perdidas mecnicas se deben tambin a las
perdidas gasodinmicas ocurridas al pasar la mezcla a travs del canal que
comunica la cmara auxiliar con la cmara principal del motor.
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11 Motores de Combustin Interna
Por analoga a la presin media indicada, cuando se estudia las prdidas
mecnicas, convencionalmente, se introduce el concepto de presin media de
prdidas mecnicas, la cual numricamente es igual al trabajo especfico de
prdidas en un ciclo. Matemticamente la presin media de perdidas mecnicas se
representa mediante la siguiente expresin:
= + . + + +
Donde:
Pfr : Presin media de perdidas mecnicas por friccin.
Pi.g : Presin media de perdidas mecnicas por intercambio de gases.
Paux : Presin media de perdidas mecnicas por accionamiento de
mecanismos auxiliares.
Pvent : Presin media de perdidas mecnicas por ventilacin.
Pcomp : Presin media de perdidas mecnicas por accionamiento del
compresor para el caso de motores con sobrealimentacin
mecnica.
Las mayores prdidas mecnicas se deben a las prdidas por friccin Pfr, que
constituyen hasta un 80% del total. La mayor parte de las perdidas por friccin
corresponde a las piezas del grupo cilindro - embolo y anillos (del 45% al 55% en
total de las perdidas internas). Las prdidas por friccin en los cojinetes constituyen
aproximadamente el 20% del total de las perdidas mecnicas.
4. MTODOS PARA HALLAR LAS PRDIDAS MECNICAS
La determinacin de las prdidas mecnicas se puede efectuar por los
siguientes mtodos:
- Mtodo por arrastre (motoreo)
- Mtodo por diagrama Indicado
- Mtodo de desconexin de cilindros
- Mtodo emprico.
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12 Motores de Combustin Interna
4.1. Mtodo por Arrastre
En este mtodo, el motor en estudio se encuentra apagado. Otro motor, que
estar acoplado directamente al ensayado, ser accionado de tal forma que se pueda
medir el valor de la potencia al eje consumida en hacer girar al motor en estudio. Estas
mediciones se podrn hacer en funcin de los diferentes factores que influyen en las
perdidas mecnicas.
Fig. N 02: Esquema del mtodo por Arrastre , se muestra en la figura el banco
de ensayos ensamblado por un motor para el ensayo respectivo
http://www.sabelotodo.org/automovil/curvasmotor.html
4.2. Mtodo de Desconexin de Cilindros
Este mtodo se realiza en un motor multicilndrico, como el motor Daihatsu, de
tal forma que se pueda desconectar cada uno de ellos por separado para as hacer
mediciones de potencias parciales, obteniendo de esta forma, por relaciones de
sumatoria un valor aproximado de las prdidas mecnicas.
Cabe resaltar que mediante este mtodo los valores obtenidos tienen un
porcentaje de error, dependiendo ste de varios factores del motor en estudio, como
son: tipo de motor, sistema de encendido, grado de desgaste, sistema de
alimentacin de combustible, etc.
Este porcentaje de error, se debe al descenso de las revoluciones al
desconectar un cilindro, sabiendo que de estas depende directamente la potencia,
con lo cual no-cabria una relacin matemtica directa, entre la potencia del motor
con n cilindros funcionando y, con n-1 cilindros funcionando.
Si las condicione del motor en estudio, son las mejores del caso las relaciones
se podrn efectuar y los valores de las perdidas mecnicas obtenidas sern
bastante aproximadas.
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13 Motores de Combustin Interna
CLCULOS Y REPRESENTACIN DE LOS RESULTADOS
I. CURVAS CARACTERISTICAS
1. BANCO PETTER
Recordando:
Gar = 5.8365(S)(Sen) (0.464 (P0
P(10)
13.6
T0+273)) (Kg h ) (1)
Donde:
S: Cada de presin en el manmetro inclinado (cm H2O)
P: Cada de presin en el manmetro en U (cm H2O)
P0: Presin ambiental (mmHg)
T0: Temperatura ambiental (C)
: ngulo de inclinacin del manmetro inclinado (30)
GC = 3.6 V
t c (Kg/h) (3)
Donde:
c : Densidad del combustible ( 0.86 gr/cm3)
V: Volumen de combustible consumido en cada ensayo (cm3)
t: Intervalo de tiempo en el que se consumi el V (en seg.)
= ()
Donde:
F: fuerza aplicada en el dinammetro (N)
h: brazo del freno = 305 mm
=
9550 ()
Donde:
n: velocidad de rotacin del cigeal (rpm.)
Me: par motor, en N-m
-
14 Motores de Combustin Interna
=1000
(
)
Donde:
Gc: Consumo horario de combustible (kg/h)
Ne: Potencia efectiva (Kw)
=3600
(
)
Donde:
Hu: Poder Calorifico Inferior (MJ/kg)
Para disel : Hu=44 MJ/kg
ge: Consumo especifico efectivo de combustible (Kw)
A. TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO
A.1. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la carga
Pto hc (mm)
n (RPM)
F (N)
s (cm)
v (cm^3)
t (s)
P (cm)
Te (C)
Ts (C)
Pac (PSI)
Tac (C)
1 15 2000 90 11 10.2 15 10 70 74 60 38
2 15 1800 93 10.5 8.8 15 8.9 70 72 55 38
3 15 1600 104 9.5 7.6 15 7.7 70 72 53 38
4 15 1400 105 8.7 6.7 15 6.6 70 72 43 38
5 15 1200 106 7.3 5.5 15 5.3 70 72 35 80
6 15 1000 102 6.3 4.4 15 5.1 70 72 25 80
A.2. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidad
Pto hc
mm hc mm
n RPM
F N
s cm
v cm^3
t s
P cm
Te C
Ts C
Pac PSI
Tac C
1 18 0 1500 51 9.4 3.5 15 7.1 70 71 50 77
2 17 1 1500 73 9.2 4.6 15 7.4 70 72 78 78
3 16 2 1500 89 9.1 5.7 15 7.3 70 72 47 81
4 15 3 1500 101 9 7.2 15 7.3 70 72 46 81
5 14 4 1500 109 9 8.4 15 7.2 70 72 46 82
6 13 5 1500 114 8.9 9.9 15 7 70 72 45 82
-
15 Motores de Combustin Interna
B. TABLA DE RESULTADOS
B.1. Resultados en rgimen de Carga (RPM cte)
Punto Ne KW
Gar kg/h
Gc kg/h
ge g/Kw-h
e
1 2.44 32.61 0.72 295.68 0.28
2 3.50 31.91 0.95 271.49 0.30
3 4.26 31.57 1.18 275.94 0.30
4 4.84 31.22 1.49 307.14 0.27
5 5.22 31.22 1.73 332.03 0.25
6 5.46 30.88 2.04 374.16 0.22
B.2. Resultados en rgimen de Velocidad (Hc cte)
Punto RPM Me N.m
Ne KW
ge g/Kw-h e
1 2000 27.45 5.75 366.22 0.22
2 1800 28.37 5.35 339.74 0.24
3 1600 31.72 5.31 295.17 0.28
4 1400 32.03 4.69 294.56 0.28
5 1200 32.33 4.06 279.44 0.29
6 1000 31.11 3.26 278.78 0.29
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16 Motores de Combustin Interna
C. GRFICOS
c.1. Grafica en Rgimen de Carga
Cu
rva
s C
ara
cterstic
as e
n rg
im
en
d
e C
arg
a pa
ra
e
l M
oto
r E
C :
PE
TT
ER
LE
YE
ND
A
---
Gar
: C
onsu
mo
rea
l d
e ai
re
---
Gc
: C
onsu
mo
ho
rari
o d
e co
mb
ust
ible
---
ge
:
Co
nsu
mo
esp
ecif
ico
efe
ctiv
o d
e
com
bust
ible
---
e
:
Efi
cien
cia
efec
tiva
CO
ND
ICIO
NE
S
H
c
= [
13
-18
]mm
RP
M =
15
00
T
= 7
0C
-
17 Motores de Combustin Interna
c.2. Grafica en Rgimen de Velocidad
Cu
rva
s C
ara
cterstic
as e
n rg
im
en
d
e V
elo
cida
d p
ara
el M
otor
EC
: P
ET
TE
R
LE
YE
ND
A
---
Ne
: P
ote
nci
a ef
ecti
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---
Me
: P
ar
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tivo
del
mo
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---
ge
:
Con
sum
o e
spec
ific
o e
fect
ivo
de
com
bu
stib
le
---
e
:
Efi
cien
cia
efec
tiva
CO
ND
ICIO
NE
S
H
c
=1
5 m
m
RP
M =
[1
00
0 2
00
0]
T
= 7
0C
-
18 Motores de Combustin Interna
2. BANCO DAIHATSU CB 20
Recordando:
Gar = 3600(Cd)(A)2(g)(aire)(agua)S sin (Kg h ) (1)
Donde:
: Cada de presin en el manmetro inclinado (cm)
: ngulo de inclinacin del manmetro inclinado (45)
Cd: coeficiente de descarga = 0.96
A: rea = 314.159 mm2
aire : Densidad del aire corregido
agua : Densidad del agua (1000 kg/m3)
GC = 3.6 V
t c (Kg/h) (3)
Donde:
c : Densidad del combustible ( 0.715 gr/cm3)
V: Volumen de combustible consumido en cada ensayo (cm3)
t: Intervalo de tiempo en el que se consumi el V (en seg.)
= ()
Donde:
F: fuerza aplicada en el dinammetro (N)
h: brazo del freno = 305 mm
=
()
Donde:
n: velocidad de rotacin del cigeal (rpm.)
Me: par motor, en N-m
-
19 Motores de Combustin Interna
=1000
(
)
Donde:
Gc: Consumo horario de combustible (kg/h)
Ne: Potencia efectiva (Kw)
=3600
(
)
Donde:
Hu: Poder Calorifico Inferior (MJ/kg)
Para la gasolina : Hu=42.5 MJ/kg
ge: Consumo especifico efectivo de combustible (Kw)
A. TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO
A.1. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidad
Pto hc %
n RPM
F kg
s cm
v pinta
t s
Te C
Ts C
Pac PSI
Tac F
V volt
A
amp
1 10 2500 5.2 4.1 0.0625 50.44 90 94 55 225 71 50
2 15 2500 9.8 7.9 0.0625 29.41 84 86 54 226 91 73
3 20 2500 13.2 11.6 0.0625 25.06 90 94 50 228 99 88
4 30 2500 16.2 14.9 0.0625 20.79 84 88 50 230 110 98
5 40 2500 17.6 18.2 0.0625 19.52 86 88 50 231 115 103
6 50 2500 18.4 19.1 0.0625 17.28 88 94 50 235 117 104
7 60 2500 19.8 21.3 0.0625 18.48 86 90 50 238 122 109
8 70 2500 20.4 22.1 0.0625 17.96 82 86 50 240 124 110
9 80 2500 20.6 22.3 0.0625 17.35 82 86 50 242 125 111
-
20 Motores de Combustin Interna
A.2. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la carga
Pto
hc %
n RPM
F kg
s cm
v pintad
t s
Te C
Ts C
Pac PSI
Tac F
V volt
A
amp
1 20 3000 11.6 13.9 0.0625 25.2 88 88 60 205 114 80
2 20 2700 12.6 12.6 0.0625 24.38 84 92 55 211 115 80
3 20 2400 13.6 11.5 0.0625 25.43 84 86 52 215 113 79
4 20 2100 14.2 9.4 0.0625 28.87 88 92 50 221 102 81
5 20 1800 15.6 8.3 0.0625 29.36 86 88 45 225 99 79
6 20 1500 16.2 6.7 0.0625 47.01 86 94 40 230 87 78
B. TABLA DE RESULTADOS
B.1. Resultados, en rgimen de carga (RPM cte)
Punto Ne KW
Gar kg/h
Gc kg/h
ge g/Kw-h e
1 4.28 28.347 1.509 352.944 0.240
2 8.06 39.349 2.588 321.191 0.264
3 10.85 47.681 3.038 279.853 0.303
4 13.32 54.039 3.661 274.862 0.308
5 14.47 59.724 3.900 269.459 0.314
6 15.13 61.183 4.405 291.154 0.291
7 16.28 64.611 4.119 252.998 0.335
8 16.77 65.813 4.238 252.667 0.335
9 16.94 66.110 4.387 259.011 0.327
-
21 Motores de Combustin Interna
B.2. Resultados, en rgimen de velocidad (Hc cte)
Punto RPM Me N.m
Ne KW
ge g/Kw-h
e
1 3000 36.437 11.446 263.903 0.321
2 2700 39.579 11.190 279.034 0.304
3 2400 42.720 10.736 278.823 0.304
4 2100 44.605 9.808 268.825 0.315
5 1800 49.002 9.236 280.719 0.302
6 1500 50.887 7.993 202.595 0.418
-
22 Motores de Combustin Interna
C. GRFICOS
c.1. Grafica en Rgimen de Carga
Cu
rva
s C
ara
cterstic
as e
n rg
im
en
d
e C
arg
a pa
ra
e
l M
oto
r E
CH
:
DA
IH
AT
SU
C
B 20
LE
YE
ND
A
---
Gar
: C
onsu
mo
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l d
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---
Gc
: C
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mo
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Co
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---
e
:
Efi
cien
cia
efec
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CO
ND
ICIO
NE
S
H
c
= [
10
-80
]%
RP
M =
25
00
T
= 8
8C
-
23 Motores de Combustin Interna
c.2. Grafica en Rgimen de Velocidad
Cu
rva
s C
ara
cterstic
as e
n rg
im
en
d
e V
elo
cida
d p
ara
el M
otor
EC
H: D
AIH
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SU
C
B 2
0
LE
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A
---
Ne
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---
Me
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---
e
:
Efi
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CO
ND
ICIO
NE
S
H
c
=2
0%
RP
M =
[1
50
0 3
00
0]
T
= 8
8C
-
24 Motores de Combustin Interna
II. PRDIDAS MECNICAS
1. PRDIDAS EN EL BANCO DEL MOTOR DAIHATSU CB 20 : Por el mtodo
de desconexin de cilindros
Relaciones numricas empleadas:
Potencia especfica:
kWLnFnM
N eee95509550
Desconectando el primer cilindro:
kWLnFnM
N eee95509550
111
111
9550 eeeei FF
LnNNN
Desconectando el segundo cilindro:
kWLnFnM
N eee95509550
222
222
9550 eeeei FF
LnNNN
Desconectando el tercer cilindro:
kWLnFnM
N eee95509550
333
333
9550 eeeei FF
LnNNN
Potencia indica:
3
1
39550 j
jeei FFLn
N
Potencia mecnica:
3
1
29550 j
jeem FFLn
NeNiN
Donde:
L = 0.3202m.
iN : Potencia indicada
eN : Potencia efectiva
-
25 Motores de Combustin Interna
A. TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO
Pto hc n Fe Fe-1 Fe-2 Fe-3 Te Ts Pac Tac
% RPM kg kg kg kg C C PSI F
1 20 3000 12.2 6.4 6.2 5.9 86.5 88 56 209
2 20 2800 12.8 6.7 6.9 6.9 87.25 89.25 54 223
3 20 2600 13 7.2 7.3 7.1 87 87.75 50 231
4 20 2400 14.1 7.8 8.1 8 85.75 87.75 48 237.5
5 20 2200 14.7 8.2 8.7 8.5 86.25 89.25 45 240
B. TABLA DE RESULTADOS
Punto Ne Ni-1 Ni-2 Nie-3 Ni Nm
KW KW KW KW KW KW
1 12.04 5.72 5.92 6.22 17.86 5.82
2 11.79 5.62 5.43 5.43 16.49 4.70
3 11.12 4.96 4.87 5.05 14.88 3.76
4 11.13 4.97 4.74 4.82 14.52 3.39
5 10.64 4.70 4.34 4.49 13.53 2.89
-
26 Motores de Combustin Interna
C. GRFICOS
Curvas Caractersticas de potencia en rgimen de
Velocidad para el Motor ECH: DAIHATSU CB 20
LEYENDA
--- Ne : Potencia especifica
--- Ni : Potencia Indicada
--- Nm : Potencia por peridas
Mecnicas
--- m : Eficiencia Mecnica
CONDICIONES
Hc = 20% RPM = [2200-3000]rpm
T = 88C
-
27 Motores de Combustin Interna
2. PRDIDAS EN EL BANCO PETTER : Por el Mtodo de Arrastre
Relaciones numricas empleadas:
Potencia especfica:
=
[]
A. TABLAS DE DATOS Y RESULTADOS DEL LABORATORIO
A.1. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidad
Pto
n T Fk Fi Fpm Nm
RPM C N N N KW
1 500 20 118.5 47 71.5 1.1418
2 500 30 118.5 76 42.5 0.6787
3 500 40 118.5 84 34.5 0.5509
4 500 50 118.5 85 33.5 0.5349
5 500 60 118.5 90 28.5 0.4551
6 500 70 118.5 92 26.5 0.4232
7 500 80 118.5 93 25.5 0.4072
A.1. Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidad
Pto n T Fk Fi Fpm Nm
RPM C N N N KW
1 200 80 118.5 107 11.5 0.0735
2 268 80 118.5 104 14.5 0.1241
3 420 80 118.5 95 23.5 0.3152
4 500 80 118.5 88 30.5 0.487
-
28 Motores de Combustin Interna
B. GRFICOS
Cu
rva
d
e P
rdida
s M
ec
n
ic
as en
R
g
im
en
d
e T
em
pe
ra
tu
ra
p
ara
e
l
Mo
to
r E
C: P
ET
TE
R
CO
ND
ICIO
NE
S
RP
M =
50
0 r
pm
T
= [
20
-80
]C
-
29 Motores de Combustin Interna
Cu
rva
d
e P
rdida
s M
ec
n
ic
as en
R
g
im
en
d
e V
elo
cid
ad p
ara
el M
oto
r
EC
: P
ET
TE
R
CO
ND
ICIO
NE
S
RP
M =
[2
00
- 5
00
] rp
m
T
= 8
0
C
-
30 Motores de Combustin Interna
ANLISIS DE LOS RESULTADOS PARA EL MOTOR ECH
De la grfica consumo especfico de combustible en rgimen de velocidad,
podemos observar que la velocidad de mxima economa se encuentra en el
rango de 2000 RPM a 2600 RPM.
En la grfica potencia efectiva en rgimen de velocidad se observa que para una
velocidad ptima de aproximadamente 3000 RPM se obtiene la mayor potencia
efectiva para valores menores a ste, la potencia decrece.
Para la grfica potencia indicada en rgimen de velocidad, se observa una
tendencia creciente; esto ser hasta cierto valor de velocidad, a partir del cual
comenzara a decrecer.
Para la grfica Prdidas mecnicas en rgimen de velocidad se puede observar
que a mayor velocidad las prdidas mecnicas son mayores o al menos muestra
esa tendencia, ya que se tienen que vencer las fuerzas de friccin y otras.
-
31 Motores de Combustin Interna
ANLISIS DE LOS RESULTADOS PARA EL MOTOR DE
ENCENDIDO POR COMPRESION
De la grfica consumo especfico de combustible en rgimen de velocidad,
podemos observar que la velocidad de mxima economa se encuentra
aproximadamente a 1000 RPM.
En la grfica consumo especfico de combustible en rgimen de carga, se
observa que la potencia ptima para un menor consumo especfico de
combustible esta entre 3 a 4 kW.
En la grfica potencia efectiva en rgimen de velocidad se puedes suponer que
para una velocidad ptima de inmediatamente superior a los 2000 RPM se
obtiene la mayor potencia efectiva para valores menores a ste, la potencia
decrece.
Para la grfica Prdidas mecnicas en rgimen de velocidad se puede observar
que a mayor velocidad las prdidas mecnicas son mayores, ya que se tienen
que vencer las fuerzas de friccin y otras.
Para la grfica Prdidas mecnicas en rgimen de temperatura se puede
observar que a mayor temperatura del agua las prdidas mecnicas son
menores.
-
32 Motores de Combustin Interna
BIBLIOGRAFA
Lastra l., Lira G.,Experimentacin y Calculo de Motores de Combustin Interna,
Instituto de Motores de Combustin Interna- UNI, Lima, 1995.
Arias Paz, Manual de automoviles, Editorial Dossat, Madrid, 2004.
M. S. Jvaj y G. S. Maslov, Motores de automvil. Editorial Mir Mosc, 1978.
http://es.wikipedia.org.
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