Instituto tecnolgico de Tuxtla gutierrez materia: maquinas de fluidos compresibles tema: sistemas auxiliares y pruebas de motores de combustin interna. Catedrtico: Vctor Manuel Vzquez Ramrez equipo: 3 integrantes: guzmn Matus Mario Hernndez Cansino Josu Valerio Andrade Gilberto Francisco Vzquez Gmez Felipe de Jess

SISTEMAS DE COMBUSTIBLE.Sistema conformado por una serie de tuberas, dispositivos de bombeo y filtros que tienen como funcin principal, conducir al combustible al cilindro de combustin (camisa).El circuito quedara formado as:Depsito de combustible. Bomba de alimentacin.Filtro.Bomba de inyeccin.Inyectorescarburador.Mltiple de Admisin.

SISTEMAS DE COMBUSTIBLE.

SISTEMAS DE COMBUSTIBLE (DIESEL).

Tanque de combustibleEs un contenedor para almacenar gasolina, disel, gas, etc. comnmente es que est montando en la parte inferior y trasera del vehculo y tiene una capacidad de almacenar de 40,a 90 litros de combustibles segn el tipo de vehculo que se posea.

Bomba de combustibleEste es una parte muy importante del equipo ya que es la encargada de bombear el combustible desde el tanque hacia el resto del sistema.La bomba de combustible puede ser de accionamiento mecnico o elctrico. Por lo general, los motores equipados con carburador usan una bomba de combustible mecnica, mientras muchos motores de inyeccin electrnica emplea una bomba de combustible elctrica.

El sistema de combustible de baja presin

Esta formado por un deposito (1), en su interior y sumergida una bomba elctrica (2) eleva el combustible hacia un filtro (3) que se encarga de limpiarlo de impurezas, una vez filtrado el combustible se dirige a la bomba de alta presin (6). La presin del combustible en funcionamiento normal es de 3 bares y durante el arranque en caliente es de 5,8 bares como mximo.

Consta de:1.- el depsito de combustible2.- la bomba elctrica de combustible3.- el filtro de combustible4.- la vlvula de dosificacin de combustible5.- el regulador de presin del combustible (cada de presin)El sistema de combustible de alta presin

la bomba de alta presin (6) bombea el combustible hacia la rampa de inyeccin (8). La presin del combustible es medida all por el sensor (9) correspondiente y la vlvula reguladora se encarga de regularla desde 50 hasta 100 bares.La inyeccin corre a cargo de los inyectores de alta presin (11)

Consta de:6.- la bomba de combustible de alta presin7.- tubera de alta presin8.- rampa de inyeccin9.- el sensor de presin del combustible10.- la vlvula reguladora para presin del combustible11.- los inyectores de alta presin

SISTEMAS DE ESCAPE.Este sistema conduce gases del motor al exterior. Un sistema de escape es un ensamble completo que tiene que realizar varias funciones que son las siguientes:Llevar de manera segura los gases de escape del motor a la parte trasera del vehculo.Reducir el nivel sonoro del motor.Mantener el rendimiento del motor.Reducir o eliminar ciertas emisiones del nocivas del motor.Consta de un mltiple de escape, conductos, mofle, catalizador, silenciador y en algunas instalaciones de sensores auxiliares.FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ESCAPE

Los gases producto dela combustin, son expulsados por el pistn en su carrera ascendente y salen a travs de la vlvula de escape al mltiple o conducto colector, de este, el sistema puede derivar en uno o varios catalizadores (motor vehicular) para disminuir las emisiones de los gases peligrosos y de all al silenciador para disminuir el nivel sonoro del sistema. Pueden haber en el sistema uno o ms censores de distinta ndole en combinacin con una unidad de control y actuadores para controlar o para medir algn parmetro de la combustin.SISTEMAS DE ESCAPE.

Convertidor cataltico. Es un dispositivo que forma parte del sistema de control de emisiones del vehculo, ayuda a disminuir casi a cero los elementos nocivos de los gases de escape de un vehculo.Consta de un panal (preferentemente de cermica) con incrustaciones de partculas de metales preciosos (platino, paladio y rodio), las emisiones contaminantes reaccionan con los metales preciosos y el calor, transformndose a s mismos en agua, bixido de carbono y otros compuestos inofensivos. El catalizador requiere de calor de combustin (aprox. 260C) para activarse o desactivarse y a travs de las reacciones qumicas que se producen en su interior aade calor al sistema de escape.

SilenciadorLos gases de emisin llevan una presin considerable una vez realizada la combustin del motor. All los gases en forma de humo pasan por el silenciador, compuesto por celdas metlicas en forma tubular y con agujeros conocidas como colmenas, las cuales disipan el ruido y retienen cierta presin, para as salir expulsados hacia el exterior de forma circular. Los silenciadores estn construidos de metal y se ubican por lo general debajo de la parte trasera del vehculo.

Mltiple de escape: Unmltiple de escape,colectoroheaderses una unin de tubos o conductos que recoge los gases de escape de 1 o ms cilindros de unmotor trmico alternativo, a la salida de lacabeza del motor, juntndolos en un solo tubo.

sensores de oxigenoSu funcines fundamental parallevar las emisiones contaminantes a los parmetros mximos permitidos.su funcin esla demonitorear la cantidad de oxigeno existente en los gases despus de la combustin, en base a esta cantidad de oxigeno restante despus de la combustin el sensor de oxigeno es capaz de crear un voltaje y segn el voltaje enviado como referencia hacia la unidad electrnica esta regula la cantidad de combustible que se entrega al motor variando el tiempo que se mantienen abiertos los inyectores en el motor.mayor cantidad de oxigeno en el escape es igual a mayor voltaje producido por el sensor de oxigeno, menor cantidad de oxigeno encontrado por el sensor es igual a menor voltaje producido y enviado a la unidad electrnica porel sensor de oxigeno.

SISTEMAS DE ENFRIAMIENTOEste sistema elimina el exceso de calor generado en el motor. Su funcin es la de No evacuar mas calor que el necesario para un correcto funcionamiento del motor.extraer el calor generado en el motor para mantenerlo con una temperatura de funcionamiento constante, ya que solo una parte de la energa calorfica del combustible se convierte en trabajo mecnico a la salida del cigeal, el resto se pierde en calor. Por lo que la temperatura de trabajo de estas piezas se incrementa notablemente y ser necesario refrigerarlos para mantener este incremento dentro de lmites seguros que no los afecten en el interior del motor se producen temperaturas mayores a 2000 C, el acero como base en que se construyen los cilindros y vlvulas se funden a 1400 C y el aluminio a 600 C.Los sistemas mas empleados para la refrigeracin de motores son: la refrigeracin por liquido, por aire y la mixta.

SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO.

RadiadorEs un tipo tanque donde se deposita el agua, su funcin es disipar el calor del lquido refrigerante por conveccin que viene del motor a travs de una circulacin que le atraviesa por los canales o cauelas que lo conforman.

Bombas de aguaLas bombas de agua generalmente de tipo centrifugo, son responsables de hacer circular el lquido refrigerante a travs del bloque de motor, radiador, culata, etc. Slo funciona cuando el motor se encuentra encendido, el intercambio de calor se logra al ingresar el liquido por el radiador, el cual por corriente de aire disipa la temperatura.

El ventilador Es necesario cuando la temperatura del motor sube sobre un nivel predeterminado, enfriando el liquido refrigerante y a la vez de refrigerar los elementos anexos como el alternador o el propio motor; cuando hay una carga creciente en el sistema de enfriamiento (como al encender el aire acondicionado). El resto del tiempo, el funcionamiento del ventilador sera una prdida de energa elctrica, por eso se apaga.

TermostatoSe le llama termostato, a una vlvula de control de flujo del refrigerante colocado en la salida de este en el conducto hacia el radiador.Para el correcto funcionamiento del motor es preciso regular la temperatura del sistema de refrigeracin.Cuando el motor se arranca fro esta vlvula est cerrada y se mantiene as hasta que el refrigerante dentro del motor se acerque a la temperatura de trabajo (algo ms de 70 grados Celsius). En ese momento comienza a abrirse, permitiendo el paso del refrigerante al radiador y estar completamente abierta unos grados ms arriba (alrededor de los 90 grados Celsius).

filtro de aguason utilizados exclusivamente en motores disel, y nicamente los de camisa flotante o camisa hmeda.su funcin aparte la de filtracin, es la de reponer los aditivos perdidos en determinado lapso de tiempo por parte del refrigerante.el filtro es una pieza fundamental en el mantenimiento del sistema refrigerante, ya que protege igualmente al motor de la cavitacin o picadura de camisa.

SISTEMA DE LUBRICACIONEste sistema es el que mantiene lubricadas todas las partes mviles de un motor, a la vez que sirve como medio refrigerante. Tiene importancia porque mantiene en movimiento mecanismos con elementos que friccionan entre s, que de otro modo se engranaran, agravndose este fenmeno con la alta temperatura reinante en el interior del motor.La funcin es:la de permitir la creacin de una cua de aceite lubricante en las partes mviles, evitando el contacto metal con metal,.efecta una limpieza de las partes lubricadas mediante el arrastre de impurezas.produce la refrigeracin de las partes con alta temperatura al intercambiar calor con el medio ambiente cuando circula por zonas de temperatura ms baja.Protege el motor contra la corrosin y el ataque de cidos.Proporciona un buen sellado entre pistn y cilindro para evitar el escape de los gases de la combustin.

Consta bsicamente de una bomba de circulacin, un regulador de presin, filtro de aceite, Carter y conductos internos y externos por donde circula el aceite.FUNCIONAMIENTO:El funcionamiento es el siguiente: un bomba, generalmente de engranajes, aspira el aceite del depsito del motor, usualmente el Carter, y lo enva a una presin regulada, donde pasa por un filtro para retener partculas e impurezas contenidas en el aceite, luego se distribuya a travs de conductos interiores y exteriores del motor a las partes mviles que va a lubricar y/o enfriar, cumplido el objetivo el aceite cae por gravedad al Carter, donde se inicia de nuevo el ciclo.SISTEMA DE LUBRICACION.

Carter de aceite Es el deposito del aceite necesario para la lubricacin del motor, se construye resistente a los posibles impactos.Dispone de una purga en la parte inferior para el vaciado del aceite.

Bomba de aceiteAspira el aceite del Carter y lo impulsa a presin y caudal constante a travs de las canalizaciones hacia los elementos a engrasar. Para motores disel s utilizan bombas de desplazamiento positivo de engranajes y para motores pequeos por ejemplo de gasolina se utilizan bombas de rotores.

Regulador de presin (vlvula)Si la velocidad del motor aumenta, igualmente aumenta el caudal y la presin del aceite aspirado, llegando a una presin excesiva, ocasionando un gasto intil (a mayor presin, dificultara el movimiento del rotor de la bomba).Para ello se cuenta con una vlvula de descarga que evita sobrepresiones y regula la presin del aceite.

FiltrosEliminan impurezas que estn en suspensin en el aceite y que podran daar las piezas, elementos o superficies en movimiento del interior del motor.

SISTEMAS DE LUBRICACIN DEL MOTOR.Puede ser de varios tipos:1. Barboteo o salpicadura2. A presin forzada3. Por mezcla en el combustible

Barboteo o salpicaduraSistema simple de lubricacin, empleado en un principio para los motores automovilsticos, En los motores, la lubricacin por salpicadura se efectuaba proyectando el aceite contenido en el crter del motor hacia los cilindros y los acoplamientosbiela-pistn.A presin forzadaEn su forma ms completa consiste en una bomba que recoge el aceite del crter y lo enva a presin por el tubo dibujado en el esquema que se presenta y con la direccin que marcan las flechas, a engrasar los apoyos del cigeal y, desde ellos, por los conductos perforados en los codos del cigeal, a las cabezas de biela.Por mezcla en el combustibleEn motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacin con mezcla, la cual se realiza en el depsito de combustible del motor, en una proporcin definida por los fabricantes, dependiendo si los motores son enfriados por aire o por agua. Las proporciones ms utilizadas son: 20 / 1, 30 / 1, 50 / 1.

Sistema anticontaminanteLos sistemas de control de emisiones de escape han sido desarrollados para reducir los elementos contaminantes generados por el automvil en el proceso de combustin.

Dentro de los sistemas de control de emisiones destacan los siguientes:

Control de la combustin (sonda Lambda).Sistema de ventilacin positiva del Crter (PCV).Sistema cerrado de control evaporativo (Canister).Sistema de recirculacin de gases de escape (EGR).Sistema de inyeccin adicional de aire en el escape.Convertidor cataltico y Filtro de partculas

Sistema de diagnstico OBD (on board diagnostics)Lo mas reciente para reducir la contaminacin generada por los vehculos motorizados es el sistema de diagnstico OBD (on board diagnostics), EOBD (European on board diagnostics), que se aplica a todos los modelos con motores disel y gasolina. El OBD es un sistema de diagnstico integrado en la propia gestin del motor, cuya misin es vigilar todos aquellos componentes y sistemas que por avera o mal funcionamiento alteren las emisiones de gases de escape, establecidas para el funcionamiento del motor en condiciones normales.La principal novedad es la incorporacin de un testigo de aviso, el cual indica al conductor la existencia de una anomala en el motor, que provoca un aumento de las emisiones de gases, superiores a los lmites establecidos.El OBD II representa una versin ms actualizada y desarrollada del OBD I.

Sensor de oxigeno o sonda LambdaEl motor por si solo no puede controlar los porcentajes de aire y combustible que entran en la cmara de combustin, no lo pudo hacer en el pasado con el uso de carburadores, ni tampoco con sistemas de inyeccin electrnicos de "lazo abierto". Para poder controlar la mezcla es necesario de un elemento sensor, que indique, el porcentaje de aire y combustible que entra en el motor. A este dispositivo se le llama sensor de oxigeno o sonda Lambda. Este sensor situado a la salida del colector de escape del motor, analiza los gases de escape, y enva informacin constantemente a la gestin electrnica del motor que adecua la mezcla en funcin de las circunstancias de funcionamiento del vehculo.

El catalizador o convertidor cataltico se ha convertido en un elemento primordial a la hora de tratar los gases perjudiciales que salen por el tubo de escape de los automviles. El catalizador tiene como misin disminuir los elementos contaminantes contenidos en los gases de escape de un vehculo mediante la tcnica de la catlisis.El catalizador es un dispositivo, que se monta en el tubo de escape, inmediatamente despus del colector de escape, ya que en este punto los gases se mantienen una temperatura elevada. Esta energa calorfica pasa al catalizador y eleva su propia temperatura, circunstancia indispensable para que este dispositivo tenga un optimo rendimiento, que se alcanza entre los 400 y 700 C.

Filtro de partculas (motores Disel)Las partculas (holln) generadas por un motor Disel son perceptibles por el denso humo negro que deja tras de s un vehculo propulsado por este tipo de motor en plena aceleracin. El gasleo est formado por cadenas de hidrocarburos mucho mayores y pesadas que la gasolina. Cuando el motor trabaja a cargas medias y bajas se inyecta muy poco combustible en comparacin con el aire introducido en los cilindros, de modo que en todo el volumen de la cmara hay una gran cantidad de oxgeno para completar la combustin. Sin embargo, cuando se hace trabajar el motor a plena carga (por ejemplo, en una aceleracin), puede ocurrir que una parte de la gran cantidad de combustible inyectada no encuentre en sus inmediaciones un volumen suficiente de oxgeno como para terminar la oxidacin, haciendo que queden tras la combustin largas cadenas de hidrocarburos parcialmente oxidadas, que tienden a reagruparse y formar el holln.

En lo que respecta a los efectos nocivos para el medio ambiente y la salud de las personas, los gases de escape del motor disel contienen diversos componentes contaminantes. Adems de los componentes contaminantes que emiten los motores Otto, el motor Disel suma a estos, el dixido de azufre y las partculas de holln.El dixido de azufre: tiene su origen al quemarse un combustible con contenido de azufre. Es un gas incoloro, de olor penetrante. Los contenidos de azufre en los combustibles vienen siendo cada vez menores.Partculas de holln: estas partculas se producen por falta de oxigeno a causa de una combustin incompleta.

3.2 PRUEBAS QUE SE EFECTUAN EN LOS MOTORES:PARAMETROS BASICOS Y DETERMINACION, POTENCIA, TORQUE, CONSUMO DE COMBUSTIBLE.

Los parmetros bsicos encontrados en un motor son la potencia, el torque y el consumo de combustible.PotenciaUn banco de potencia funciona produciendo un freno al motor a la salida del cigealde forma que se mide el Par y en funcin de su magnitud se regulan las revoluciones del motor y as obtener los datos que se deseen.

Hoy con la ayuda de los programas informticos, la electrnica y la tecnologa de los materiales usados para su construccin,se obtienen valores muy precisos. Los primeros bancos utilizaban un brazo de palanca fijo y un freno denominado Prony

Antiguamente se tenan variasformas de medir la potencia de un motor:

POTENCIA SAE: SE ELIMINAN DEL MOTOR TODOS LOS ELEMENTOS SUSCEPTIBLES DE CONSUMIR ENERGA COMO LA BOMBA DE AGUA, SISTEMA DE ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLE, FILTRO DE AIRE, ETC., PARA BUSCARSU MXIMO VALOR. ESTA FORMA FUE UTILIZADA POR EL MERCADO EEUU.

POTENCIA DIN: FUE LA UTILIZADA AL PRINCIPIO POR LOS FABRICANTES ALEMANES. SE HACE TRABAJAR AL MOTOR CON TODOS SUS ELEMENTOSEN CONDICIONES REALES,ES LA MEJOR DE TODAS Y ES LA QUE SE USA EN LA ACTUALIDAD.

CON EL MOTOR DENTRO DE LA CARROCERASE PUEDE SABER LA POTENCIA CON UNERRORRELATIVAMENTE PEQUEO QUE PUEDE OSCILARENTRE 1% A 4% DE LA POTENCIA REAL.SE SIGUE UTILIZANDO BANCO DE POTENCIA DE RODILLOS, Y SUS VALORES DEPENDEN MUCHO DEL TIPO Y PRECISIN QUE TENGA EL BANCO UTILIZADO, PERO HOY EN DA SUELEN SER BASTANTE EXACTOS.Torque:El torque es la fuerza que producen los cuerpos en rotacin, recordemos que el motor produce fuerza en un eje que se encuentra girando. Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco o freno dinamomtrico que no es ms que una instilacin en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se est frenando.

3.2 CONSUMO DE COMBUSTIBLE.El consumo de combustible de los motores de combustin interna est determinado por diferentes factores en los cuales se puede sealar los siguientes:Diseo y construccin;Mantenimiento y reparacin.Nmero de cilindros y su distribucin;Cmara de combustin, su diseo y rgimen trmico, la relacin de compresin de acuerdo al tipo de combustible:Sistema de suministro de combustible y aire;Sistema de lubricacin y de enfriamiento incluyendo el gasto de la bomba de agua o la turbina de enfriamiento;Masa (peso) de los componentes;Utilizacin de turbocargadores y enfriamiento del aire;Capacidad del alternador; Prestaciones (aire acondicionado, direccin y frenos asistidos, etc.):

Pruebas para determinar el consumo de combustible en un M.C.I.

El consumo especfico de combustible es utilizado por los fabricantes para ver qu cantidad de combustible utiliza el motor mientras produce una cantidad potencia elevada.El consumo especfico de combustible permite que los motores de todos los tamaos sean comparados para ver cul es el combustible ms eficiente. El consumo especfico de combustible permite a los fabricantes ver qu cantidad de combustible utiliza el motor mientras sigue produciendo una alta cantidad de potencia.

3.3 VARIABLES DE OPERACIN QUE AFECTA EL RENDIMIENTO DE LO MOTORES GASOLINA, DIESEL, TURBINAS Y MOTORES STIRLING.3.3 FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEO DE LOS MOTORES DIESEL Y GASOLINAEl combustible: esun combustible formado por una mezcla de todas las series de hidrocarburos la calidad de la misma, y su poder calorfico influirn de manera determinante en la potencia obtenida por el motor.

poder calorfico: es la caracterstica ms importante. al quemar el combustible, este reacciona con el oxgeno generando vapor de agua, anhdrido carbnico y calor principalmente.

relacin aire-combustible(a/c)al analizar el rendimiento de un motor de combustin interna es de gran importancia determinar las cantidades relativas de aire y combustible presentes en la mezcla suministrada. esta relacin puede obtenerse con gran precisin mediante el anlisis qumico de los gases de escape.

la temperatura ambiente:el aire fro o caliente afecta al motor en la obtencin de potencia a ms densidad mayor cantidad de oxgeno habr, por lo tanto mejor combustin se obtendr.

la presin atmosfrica: si la presin atmosfrica es mayor, como por ejemplo a nivel del mar,la cantidad de oxgeno que entra al motor ser mayor(hay ms concentracin de oxgeno por cada volumen de aire aspirado).sin embargosi disminuye, como en una montaa,entrar menos oxgeno por cada volumen de aire aspirado. estoafecta a los motores llamados atmosfricos(aspiran a presin atmosfrica, sin dispositivos intermediarios para comprimir el aire)bastante ms que a los sobrealimentados(incluyen en las entradas de aire un compresor o turbocompresor) debido a que los segundos varan la falta de oxgeno comprimiendo el aire de entrada.

estado tcnico de elementos: el alternador, radiador, bomba de agua y de aceite, batera, sistemas auxiliares, compresores, turbo cargadores, y sistemas de enfriamientos del aire, etc.3.3 FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEO DE LAS TURBINAS DE GAS.condiciones locales y temperatura ambiente.menor temperatura ambiente incrementa la capacidad y eficiencia de la turbina as como el flujo msico.si disminuye la presin atm. la densidad del aire baja, reduciendo el flujo msico.su desempeo cambia con cualquier cosa que afecte el flujo de masa de aire de admisin al compresor.condiciones de referencia (ISO) de 15C (59F), 60% de humedad relativa y 101.4 kPa (14.7 psia) para la presin atmosfrica.

3.3 FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEO DE LOS MOTORES STIRLING.Segn la definicin de un motor Stirling ideal es:Los procesos de transferencia de calor no es completa.La efectividad del generador es del 100 %.existen perdidas de presin.Todo el fluido de trabajo no interviene en el proceso.Todo el desarrollo del ciclo no se da de manera completa debido a perdidas hacia el exterior.