Curvas Caracteristicas Del Mci nc55

INGENIERIA MECANICA ELECTROMECANICA LABORATORIO DE MAQUINAS TERMICAS MAQUINAS TERMICAS II MEC-3337 “A” LABORATORIO Nº 1 CURVAS DE PERFORMANCE DE LOS MCI’S

CURVAS DE PERFORMANCE DE LOS MCI 1. INTRODUCCIÓN El motor de combustión interna se desarrolla como una evolución de la máquina de vapor. En este motor el trabajo se obtiene por la combustión de una mezcla de aire y combustible, a diferencia de la máquina de vapor que aprovecha la presión del vapor de agua que procede por una combustión externa. El primer motor de combustión interna fue construido por el francés Etienne Lenoir en 1863. Este motor fue mejorado notablemente por el alemán Nikolaus Otto que, en 1876, invento el primer motor que funcionaba con el ciclo de cuatro tiempos. En su honor este motor de explosión se denomina motor Otto. En 1886, Karl benz construye el primer automóvil de tres ruedas. Ese mismo año Daimler aplica el motor de Maybach sobre un carruaje de cuatro ruedas. la historia del automóvil había comenzado. En 1892, el alemán Rudolf Diesel inventa un motor que funciona con combustibles pesados y no necesita sistema de encendido que se llamará motor Diesel. Cinco años después, en 1897, se construye el primero de estos motores. Sera aplicado en un camión por primera vez en el año 1923, aunque ya en 1912 se había montado en una locomotora. En 1957, el alemán Félix Wankel prueba con éxito un nuevo motor de pistón rotativo que es conocido con el nombre de su inventor, motor Wankel. Se denomina así al motor que transforma la energía térmica en energía mecánica, mediante la combustión de una mezcla de aire y carburante que se quema interiormente generando un trabajo mecánico. Los motores térmicos de combustión interna empleados en automoción deben reunir una serie de cualidades. o Buen rendimiento, es decir, que transforme en trabajo buena parte de la energía que produce la combustión. o Bajo consumo en relación a su potencia. o Gases de escape poco contaminantes o Fiabilidad y durabilidad o Bajo coste de fabricación y mantenimiento. 1.1. ANTECEDENTES Sobre una procedente percepción termodinámica de los MCI’s, se tienen que madurar y desarrollar los criterios de detalle tecnológico de estos sistemas, en este sentido, el primer paso en interpretar en detalle la naturaleza de las presentaciones y gastos mas representativos de los MCI’s. 1.2. OBJETIVOS Los objetivos que se buscan con este laboratorio son los siguientes:  Profundizar sobre el significado de las prestaciones de los MCI y su representación gráfica.  Profundizar y consolidar los conceptos precedentes de la combustión aplicados a los MCI’s. 1


1.3. FUNDAMENTO TEÓRICO 1.3.1. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en sí misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.

1.3.1.1. Estructura y funcionamiento Los motores Otto y los diesel tienen los mismos elementos principales, (bloque, cigüeñal, biela, pistón, culata, válvulas) y otros específicos de cada uno, como la bomba inyectora de alta presión en los diesel, o antiguamente el carburador en los Otto. En los 4T es muy frecuente designarlos mediante su tipo de distribución: SV, OHV, SOHC, DOHC. Es una referencia a la disposición del (o los) árbol de levas.

1.3.1.2. Cámara de combustión La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al cilindro. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros, el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor alternativo puede tener de 1 a 28 cilindros.

1.3.1.3. Sistema de alimentación El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible . que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. Se llama carburador al dispositivo que hasta ahora venía siendo utilizado con este fin en los motores Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por completo por motivos medioambientales. Su mayor precisión en el dosaje de combustible inyectado reduce las emisiones de CO2, y aseguran una mezcla más estable. En los motores diésel se dosifica el combustible gasoil de manera no proporcional al aire que entra, sino en función del mando de aceleración y el régimen motor (mecanismo de regulación) mediante una bomba inyectora de combustible.

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Fig.1.1. Bomba de inyección de combustible

Fig.1.2.Carburador SOLEX mono cuerpo.

En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se lleva los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de isión. La mayor parte de los motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta fuera del vehículo y amortigua el ruido de los gases producidos en la combustión. 1.3.1.4. Sistema de Distribución

Fig.1.3. Válvulas y árbol de levas. Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal, estando el conjunto coordinado mediante la cadena o la correa de distribución. Ha habido otros diversos sistemas de distribución, entre ellos la distribución por camisa corredera (sleeve-valve). 1.3.1.5. Encendido Los motores necesitan una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de ignición consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto-transformador de alto voltaje al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso eléctrico de alto voltaje en el secundario. Dicho impulso está sincronizado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que está comprimido en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables de grafito que dirigen la descarga de alto voltaje a la bujía. El dispositivo que produce la ignición es la bujía que, fijado en cada cilindro, dispone de dos electrodos separados unos milímetros, entre los cuales el impulso eléctrico produce una chispa, que inflama el combustible. Si la bobina está en mal estado se sobrecalienta; esto produce pérdida de energía, aminora la chispa de las bujías y causa fallos en el sistema de encendido del automóvil.

1.3.1.6. Refrigeración 3


Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores estacionarios de automóviles y de aviones y los motores fueraborda se refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema cuentan en el exterior con un conjunto de láminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utiliza refrigeración por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una bomba. El agua se refrigera al pasar por las láminas de un radiador. Es importante que el líquido que se usa para enfriar el motor no sea agua común y corriente porque los motores de combustión trabajan regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento dando lugar a fallas en los empaques y sellos de agua así como en el radiador; se usa un refrigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino a más alta temperatura, y que tampoco se congela a temperaturas muy bajas. Otra razón por la cual se debe usar un refrigerante es que éste no produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor y del radiador formando una capa aislante que disminuirá la capacidad de enfriamiento del sistema. En los motores navales se utiliza agua del mar para la refrigeración. 1.3.1.7. Sistema de arranque Al contrario que los motores y las turbinas de vapor, los motores de combustión interna no producen un par de fuerzas cuando arrancan (véase Momento de fuerza), lo que implica que debe provocarse el movimiento del cigüeñal para que se pueda iniciar el ciclo. Los motores de automoción utilizan un motor eléctrico (el motor de arranque) conectado al cigüeñal por un embrague automático que se desacopla en cuanto arranca el motor. Por otro lado, algunos motores pequeños se arrancan a mano girando el cigüeñal con una cadena o tirando de una cuerda que se enrolla alrededor del volante del cigüeñal. Otros sistemas de encendido de motores son los iniciadores de inercia, que aceleran el volante manualmente o con un motor eléctrico hasta que tiene la velocidad suficiente como para mover el cigüeñal. Ciertos motores grandes utilizan iniciadores explosivos que, mediante la explosión de un cartucho mueven una turbina acoplada al motor y proporcionan el oxígeno necesario para alimentar las cámaras de combustión en los primeros movimientos. Los iniciadores de inercia y los explosivos se utilizan sobre todo para arrancar motores de aviones. 1.3.1.8. Datos específicos del motor Marca, modelo, industria, Nº de fábrica, Nº de serie, Nº de cilindros, disposición valvular, cilindrada, diámetro, carrera, relación de compresión, potencia, par motor, combustible, No de tiempos, tipo de isión, tipo de sistema de refrigeración, datos específicos de dosificación de combustible, etc. Se muestra a continuación los conceptos básicos que caracterizan los datos técnicos más elementales de los MCI y un listado de datos específicos que tendrá que contener las fichas técnicas de los MCI del laboratorio. 1.3.1.9. Numero de cilindros Existen tendencias universales en función de la potencia y la aplicación especifica del motor para definir el numero de la disposición de los cilindros de un motor, así por ejemplo un motor atmosférico para un auto de explotación urbana cuya potencia este entre 50 y 100 Kw normalmente tendrá un motor de cuatro cilindros o en caso extremo a cilindros; los deportivos utilitarios preferentemente tienen motores de 4 y 6 cilindros, motores diesel para camiones; por debajo de 100 Kw son motores normalmente de 4 cilindros, por encima de 100 Kw hasta inclusive 4


los 350 Kw desde motores atmosféricos hasta sobrealimentados con intecooler existe la predominancia de motores de 6 cilindros, por encima de los 300 Kw es fácil encontrar ya motores con 8 a 10 cilindros, motores diesel para maquinaria pesada más o menos tienen las mismas características que el grupo anterior en lo que respecta al número de cilindros, pero en este tipo de aplicaciones existen motores diesel de alta potencia cuya aplicación se extiende para grupos generadores y motores de locomotoras con rango de potencia que este entre 600-1000 Kw; normalmente estos motores son de 10, 12 e inclusive 16 cilindros.

1.3.1.10. Relación de compresión Motores de gasolina 7-11, motores diesel 13-23 motor de alta eficiencia tendrán relaciones de compresión altas; pero en contraparte son motores más caros por tecnología y por el incremento de las solicitaciones que exigirán más o mejores materiales. Relaciones de compresión bajas exigirán menor tecnología y motores más baratos pero también motores de alto consumo de combustible o sea de menor eficiencia. 1.3.1.11. Frecuencia de rotación (n=rpm) Para motores convencionales de gasolina desde los más conservados 3500-4000 r.p.m. hasta los de altas revoluciones 6000-8000 r.p.m. esta última tendencia es característica en motores de baja cilindrada como son los motores de motocicletas y los deportivos utilitarios de baja cilindrada de origen asiático. Para motores diesel para camiones y para maquinaria pesada normalmente su frecuencia de rotación está entre los 1500-3000 rpm; además actualmente es fácil encontrar motores diesel de bajas o moderadas potencias (50kW 100kW) de altas revoluciones 3000-4500 r.p.m., como son los urban asiáticos. 1.3.1.12. Relación carrera diámetro (s/D) Normalmente los motores diesel tienden a ser motores “largos (s>D; específicamente en los motores para maquinaria pesada y para camiones de alto tonelaje donde s/D =1.1...........1.35, esta característica constructiva optimiza él para motor y es altamente compatible con las moderadas r.p.m. de estos motores. Los motores diesel modernos de altas revoluciones tienden a ser cuadrados o sea: s/D =0.9...........1.1. Los súper cuadrados a cuadrados, esto significa que: s/D = 0.8.....1.........1.1, mientras más altas sean las revoluciones es más factible encontrar motores súper cuadrados o cortos, o sea: s/D < 1.

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Fig.1.4. partes de un MCI

1.3.2 Motor Diesel Si nos referimos al motor Diesel solo se comprime el aire que también se calienta, luego cerca del punto muerto superior, se inyecta el combustible a muy alta presión dentro del cilindro finalmente atomizado, con un dispositivo conocido como inyector; la temperatura del aire enciende el combustible espontáneamente (sin bujía) y se produce el aumento de presión

1.3.2.1. Carrera de trabajo 6


La gran presión de los gases, al quemarse el combustible hace descender el pistón con gran fuerza y es en este momento que el motor puede producir trabajo útil capaz de mover una carga, en este caso el automóvil. Cerca del punto muerto inferior los gases se han enfriado un poco y perdido parte de la presión por lo que ya no son útiles para realizar el trabajo, en ese momento se abre la válvula de escape y comienza la última parte del ciclo. Esta parte del ciclo es idéntica para los motores de gasolina y Diesel.

Fig.1.5. Carrera de trabajo 1.3.2.2 Carrera de escape El movimiento ascendente del pistón limpia el cilindro de los gases quemados que salen a través de la válvula de escape (según las flechas) mientras la válvula de isión permanece cerrada. Cuando llega al punto muerto superior y el cilindro está limpio, empieza un nuevo descenso y se comienza un nuevo ciclo de isión para perpetuar el movimiento del motor. Esta parte del ciclo es idéntica para los motores de gasolina y Diesel.

Fig.1.6. Carrera de escape En resumen, pera completar un ciclo de trabajo, el cigüeñal a dado dos vueltas y se han completado cuatro carreras que son de isión, de compresión, de trabajo y de escape, por tal motivo, este tipo de motor es conocido como de cuatro tiempos. En el caso de los motores con más de un pistón, todos están acoplados a un mismo cigüeñal con diferente posición y funcionan muy bien sincronizados. 1.3.2.3. El número de cilindros Se tiene un numero de cilindros que va variando en función de la potencia; tenemos de 2 cilindros, de 4 cilindros, 5 cilindros, hasta 10 cilindros. Cuando se alcanzan cilindradas de 2000 cc. Los cuatro cilindros empiezan a quedarse cortos, por lo que se plantea la necesidad de aumentar el número de cilindros, para lograr un mejor reparto de esfuerzos en el cigüeñal. El pasar a cinco cilindros en lugar de a seis, no es por ninguna razón técnica sino porque supone un ahorro en la fabricación del motor (tiene menos piezas), además supone menor peso y, lo que es más importante, menor longitud del bloque motor que permitirá colocarlo más fácilmente al diseñador en el compartimento del motor. Un inconveniente es que su equilibrado no es tan bueno como el de seis cilindros.

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Dado que cada dos vueltas del cigüeñal se realiza el ciclo completo, en este caso los codos del cigüeñal estarán desfasados 144° (es decir, 2x360/5). En la figura 1.36 detalle 1, se ve el aspecto de un cigüeñal para un motor de seis cilindros en su forma más corriente, con las bielas y pistones, y su situación relativa en el interior del motor. Los cilindros forman un sólo bloque, atacando los émbolos a un mismo cigüeñal, con las muñequillas dispuestas en ángulo de 120°, produciéndose en cada ciclo seis fuerzas motrices. Los pistones de los cilindros 1 y 6 ocupan la misma posición, e igual ocurre con los grupos 2-5 y 3-4. Cada grupo (1-6, 2-5, 3-4) está dispuesto a un tercio de vuelta del siguiente. Para determinar un orden de encendido es fundamental la posición que ocupen los codos en el cigüeñal, pues variando la forma de éste, podrían obtenerse varios órdenes de explosiones.

Fig.1.7. Disposición de los cilindros El trabajo simultáneo de los seis cilindros se aprecia en el detalle 2 de la misma figura (no se dibujan las válvulas para mayor sencillez). El 4 acaba de hacer explosión; el 1 la empieza en la posición de la figura. Al tercio de vuelta siguiente habrán llegado al p.m.s. los pistones 2 y 5; cuando empiecen a bajar, uno de los dos lo hará en explosión, y como el 5 estaba en compresión, éste será el que realice la carrera de trabajo, mientras que el 2, que estaba en escape, hará la isión. Al tercio de vuelta siguiente estarán en el p.m.s. los pistones 3 y 4; como en el cilindro 4 ocurrió la explosión en la vuelta anterior, ahora será en el 3, y así sucesivamente. Las operaciones en cada cilindro, a medida que gira el motor, se pueden seguir fácilmente, viendo en el detalle 3. A cada tercio de vuelta, qué codos del cigüeñal se presentan en p.m.s. y qué tiempo del ciclo realizaba cada cilindro. El orden de explosiones resultante es 1-5-3-6-2-4, que es, prácticamente", el único empleado. En las dos vueltas hay seis explosiones; como cada una de estas dura media vuelta del cigüeñal, y nunca empiezan dos a un tiempo, se van superponiendo. La marcha es por tanto más regular que en el cuatro y cinco cilindros, y el volante será más pequeño. 1.3.2.10. Posición de los cilindros 1.3.2.10.1. Posición en v 8


Otra disposición es el motor en V. En él los cilindros se agrupan en dos bancadas o filas de cilindros formando una letra V que convergen en el mismo cigüeñal. En estos motores el aire de isión es succionado por dentro de la V y los gases de escape expulsados por los laterales. L y R Se usa en motores a partir de cinco cilindros, sobre todo en automóviles de tracción delantera, ya que acorta la longitud del motor a la mitad. La apertura de la V varía desde 54º o 60º hasta 90º o 110º aunque las más habituales son 90º y 60º. El motor VR6 de Volkswagen es un V6 de apenas 15º de apertura, que permite reducir ligeramente la longitud del motor (en disposición transversal). Los motores con disposición en V más comunes son los siguientes:  V6  V8  V10  V12 Existen también, aunque es muy poco frecuente, motores V5. Por ejemplo, el motor 2.3 del Seat Toledo de segunda generación monta un motor V5.

Fig.1.8. Ilustración de tres tipos de configuraciones: a: motor en línea (L), b: motor en (V), c: motor VR6.

1.3.2.10.2. Posición en línea El motor en línea (L) normalmente disponible en configuraciones de 4 a 8 cilindros, el motor en línea es un con todos los cilindros alineados en una misma fila, sin desplazamientos. - Motor de 4 tiempos, 4 cilindros en línea Las bielas y el árbol de manivela convierten el movimiento de vaivén del pistón en otro de rotación. Durante dos revoluciones sólo hay un acto de trabajo, lo que provoca vibraciones fuertes. Para reducir éstas, un motor normalmente tiene varios cilindros, con las carreras de trabajo bien repartidas. En coches corrientes hay motores de 4 cilindros, en los de lujo 6, 8, 12 o aún más. 1.3.2.11. Según a su utilización 1.3.2.11.1 Generador eléctrico diesel Se utiliza principalmente para producir electricidad para alimentar los aparatos eléctricos también en los que no se puede conectar con la electricidad. Con los generadores de electricidad más 9


pequeños, se pone de relieve su ser portátil, puede "llevar" la electricidad en todos los lugares donde se puede llevar y utilizar el generador y combustible para mantenerla. 1.3.2.11.2 Motor El calor del motor será un motor de combustión interna se dimensiona y adaptado a los poderes involucrados. Para poder limitado usando los motores de combustión interna con dos ciclo de tiempos de una cilindrada de entre 50 y 100 cc, alimentado por una mezcla de gasolina y aceite a 2-5%. Para las potencias ligeramente superior se utilizan cuatro motores de gasolina tiempos de los desplazamientos entre 100 y 600 cc, mientras que para las potencias más importantes y exigentes aplicaciones, se utilizan normalmente los motores diésel alimentados por diésel, a menudo con el ciclo de dos tiempo, generalmente cuatro veces, de uno o más cilindros. Como parte de un motor de gasolina, las dos veces que puede presumir de una construcción sencilla y de fácil mantenimiento, los de cuatro tiempos, una mayor eficiencia de combustible y reducción de las emisiones contaminantes. Los medianos generadores de gasolina, son casi siempre de inicio manual y tienen el enfriamiento del aire. Además de los componentes esenciales, puede haber otras partes de igual importancia, en función del uso específico del generador de energía eléctrica: el inicio automático, capaz de arrancar el motor tan pronto como la fuente de alimentación de la red, o por barco o en caravanas, cuando el nivel de carga de la batería desciende por debajo de un umbral determinado, el motor arranca de forma automática la carga de la batería, un dispositivo para controlar el nivel de aceite del motor, que en algunos modelos se apaga automáticamente el generador cuando el nivel de " de aceite es demasiado bajo para evitar el fracaso del motor.

1.3.2.12. Según al ciclo en el cual trabaja 1.3.2.12.1. Ciclo Otto Motor de combustión interna de combustión a volumen constante - Ciclo Otto. Los ciclos teóricos del motor a combustión a volumen constante fueron estudiados por Beau Rochas, pero su aplicación práctica se la debemos a Otto que construyó los primeros motores aproximadamente en 1862. El ciclo Otto es un ciclo cerrado, que utiliza una mezcla de aire y gasolina o aire y gas y para su ignición tiene la ayuda de una chispa eléctrica producida por el sistema de encendido. Este ciclo consta de 4 etapas o tiempos. Aspiración, compresión, combustión y expansión. El flujo del fluido en su interior sería el siguiente: En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de mezcla aire-combustible, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime esa mezcla que cuando alcanza el punto muerto superior se enciende y se quema a volumen constante (teórico), para luego producir una expansión (carrera útil) en cuyo transcurso aporta el trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente.

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Fig.1.9. diagrama P-v del ciclo OTTO ideal El ciclo ideal o teórico difiere bastante del real por diversos motivos entre los cuales podemos mencionar: Disociación química de los combustibles, combustión no a volumen constante sino variable debido al tiempo de apertura de las válvulas de isión y escape, avance al encendido para evitar la detonación de los combustibles, etc., todo lo cual hace que el ciclo no se realice como el teórico. La mezcla de aire y gasolina (nafta) o aire y gas puede hacerse actualmente en un dispositivo llamado carburador o en la cámara de combustión en los sistemas de inyección, este último está reemplazando al sistema de carburador. Motores ciclo Otto a gas o nafta: La mezcla y regulación del aire y el combustible se realiza en un dispositivo llamado carburador al cual ingresan el combustible líquido o gaseoso y el aire y se obtiene una mezcla regulada de carburante en proporción acorde al régimen de funcionamiento del motor.

1.3.2.12.2. Ciclo diesel Los motores EC o encendido compresión (combustión a presión constante) fueron realizados por Rudolph Diesel en 1892. Las transformaciones del fluido en el interior del motor se realizan de acuerdo a un ciclo cerrado, utiliza aire a presión atmosférica o a una mayor presión en los sistemas sobrealimentados y la inyección de un combustible líquido el cual se enciende por la alta temperatura del aire lograda después de la compresión del aire. Las transformaciones del fluido son las siguientes: En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime el aire que cuando alcanza el punto muerto superior se encuentra a alta temperatura, en ese momento se inyecta finamente pulverizada una cierta cantidad de combustible líquido, que a medida que ingresa, se enciende y produce una combustión a presión constante (teórico), para luego expandirse realizando la carrera útil, en cuyo transcurso entrega trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente al igual que en el ciclo Otto.

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Fig.1.10. diagrama del ciclo diesel teórico P-v y T-s Trabajo neto del ciclo:

Donde: W1-2 ═ trabajo de compresión (proceso isentrópicos) W2-3 ═ trabajo de adición de calor (proceso isobárico) W3-4 ═ trabajo de expansión (proceso isentrópicos) W4-1 ═ no existe trabajo (proceso isocórico) Para nuestro ciclo ideal diesel y mediante la ayuda de ecuaciones termodinámicas se tiene: De ecuación (2)

Relación de compresión:

Volumen total:

Vh ═ Cilindrada del pistón (volumen recorrido por el pistón). Vc ═ Volumen nocivo.

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isión a presión y temperatura constante 0-1: Compresión Isentrópica 1-2: ( )

( ) Reemplazando ecuación 4 en 8:

Aporte de calor a presión constante 2-3:

Expansión Isentrópica 3-4: ( )

( ) Reemplazando ecuación 4 en 10:

Rechazo de calor a volumen constante 4-1:

El ciclo ideal difiere del real por las mismas razones del ciclo Otto con la diferencia que el homólogo del avance al encendido es el avance de la inyección y el fenómeno de detonación tiene su homólogo llamado "picado". Similitudes y diferencias entre ciclo Otto y ciclo diesel: En el motor encendido a chispa, para evitar la detonación, se procura que en ningún momento de la carga tenga lugar el encendido por compresión, en el motor Diesel, por el contrario, se trata de producirla, lo antes posible, para evitar que durante el período de retraso se verifiquen condiciones que favorezcan la detonación. Por ello los métodos para reducir la detonación son totalmente opuestos. En el motor encendido a chispa el aumento de la relación de compresión acerca el peligro de la detonación, en los motores Diesel, la disminuye, porque aumentando la temperatura al final de la compresión, disminuye el retraso al encendido. El aumento de la relación de compresión requiere para los carburantes un aumento del número de octano, mientras que en el gasoil permite un descenso del número de cetano.

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En la práctica las relaciones de compresión para motores Diesel, no son inferiores a 14:1 o 17:1 para asegurar un satisfactorio arranque. Debido a las mayores presiones alcanzadas los motores Diesel son más pesados y robustos, sus elementos serán de mayor dimensión. Los motores Diesel requieren mayor cantidad de aire para la combustión para compensar las malas condiciones de la mezcla y como dentro de ciertos límites la combustión es mejor cuanto mayor es el exceso de aire carburante, no es necesario regular la entrada de aire al variar el régimen y la carga, por lo tanto la variación de la carga se hace sólo sobre el combustible. Se tiene así la ventaja que a las cargas bajas, disminuyendo la resistencia a la entrada del aire por falta de la mariposa, aumenta el rendimiento por disminución de las pérdidas por bombeo. El motor suministra para cada regulación un par casi constante al variar el número de revoluciones. 1.4.-

ORIGEN DE LAS RELACIONES A USAR Y DEDUCCIONES

A continuación se presentara el origen de las ecuaciones que se usaran para realizar los distintos tipos de gráficos, para el motor de combustión interna de la mercedes Benz om401la. De acuerdo a la bibliografía revisada y tomando como textos de referencias de los docentes de la materia: 1.4.1

LA CILINDRADA DEL MOTOR.

La cilindrada de un motor es el volumen de desplazamiento del motor y se determina multiplicando el área de la cara del pistón por su carrera y el número de cilindros. Para un motor de varios cilindros se tendrá:

(15) 1.4.2

PRESION MEDIA EFECTIVA

Para poder calcular la presión media efectiva se usara la siguiente relación, que influye la potencia, cilindrada, No de revoluciones y X. (16) Dónde:

X = 1 para ciclos de 2 carreras X = 2 para ciclos de 4 carreras

Para nuestro caso usamos X=2 por ser un motor de 4 carreras (17) 1.4.3

PARA EL CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE

Debido a las exigencias de energética, segmento donde se libran las batallas de predominio tecnológico de los fabricantes en la actualidad, la evolución del consumo horario de combustible a adquirido importancia vital que permite no solo la evaluación económico de explotación de un MCI, si no, de cuan actualizada es el MCI. 14


(18)

1.4.4

LA MASA.

Podemos calcular la masa a partir de la ecuación de implica densidad por la cantidad de volumen. (19) Despejando la masa de la ecuación de la densidad

1.4.5

CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE

Tenemos varias relaciones para cuantificar el bef y una de las relaciones es: [

]

(20)

Pero esta relación no podemos usar por la falta de referencia sobre el Rac. Entonces recurrimos al desarrollo de un análisis dimensional, así llegando a la siguiente relación.

[

1.4.6

]

(21)

RENDINIENTO

Cuyo origen de esta ecuación corresponde a un análisis de consideraciones diferentes, que nos servirán para convalidar la validez de la propuesta teórica desarrollada

(22)

1.4.7

MOMENTO TORSOR

el momento torsor está dado por la potencia efectiva dividido entre la velocidad angular.

(23) Dónde: :

Rendimiento efectivo

:

potencia efectivo 15


:

Poder calorífico del combustible

:

Consumo especifico de combustible

:

Masa del combustible

:

Tiempo :

Rendimiento volumétrico :

Presión media efectiva

:

Densidad del fluido

:

Volumen

:

Índice de explotación técnico, consumo horario de combustible :

cilindrada

:

Área del pistón

:

Carrera

:

numero de cilindros. :

velocidad angular

Fig. 1.11

Curvas de par y potencia en motores diésel

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Fig. 1.12

Fig. 1.13 1.5

Curvas característica de dos motores de la misma cilindrada

Curvas característica de los MCI con los datos corregidos

COMBUSTION. La combustión es un conjunto de reacciones de oxidación con desprendimiento de calor, que se producen entre dos elementos: el COMBUSTIBLE, que puede ser un sólido (Carbón, Madera, etc.), un líquido (Gasóleo, Fuel-Oil, etc.) o un gas (Natural, Propano, etc.) y el COMBURENTE, Oxígeno.  La combustión se distingue de otros procesos de oxidación lenta, por ser un proceso de oxidación rápida y con presencia de llama; a su vez también se diferencia de otros procesos de oxidación muy rápida (detonaciones, deflagraciones y explosiones) por obtenerse el mantenimiento de una llama estable.

Para que la combustión tenga lugar han de coexistir tres factores: - Combustible. - Comburente. 17


- Energía de Activación.

Fig. 1.14 Triangulo de Combustión

 







Estos tres factores se representan en el denominado triángulo de combustión, en él cual si falta alguno de los vértices la combustión no puede llevarse a cabo. El comburente universal es el oxígeno, por lo que en la práctica se utiliza el aire como comburente, ya que está compuesto, prácticamente, por 21% Oxígeno (O2) y 79% Nitrógeno (N2); únicamente en casos especiales se utilizan atmósferas enriquecidas en oxígeno e incluso oxígeno puro (por ejemplo en soldadura). La energía de activación es el elemento desencadenante de la reacción de combustión; en los quemadores habitualmente suele obtenerse mediante una chispa eléctrica entre dos electrodos, en las calderas individuales de gas se obtiene por llama piloto, tren de chispas, etc. La mayoría de los combustibles, al margen de que sean sólidos, líquidos o gaseosos, están compuestos, básicamente, por Carbono (C) e Hidrógeno (H); además de estos componentes principales tienen otros como Azufre (S), Humedad (H2O), Cenizas, etc. En primer lugar se analiza la combustión desde el punto de vista de sus componentes fundamentales (C, H); posteriormente se comentará la influencia de los restantes elementos. Las reacciones de combustión son: C + O2 CO2 → Calor (28,09 kWh/kgCO2) 2 H2 + O2 2 H2O → Calor (39,47 kWh/kgH2)



En la práctica los combustibles pueden definirse de la forma CxHy, dando lugar a las siguientes reacciones: CxHy + n O2 → x CO2 + (y/2) H2O + Calor

1.5.1

EL AIRE EN LA COMBUSTIÓN.-

El aire utilizado en las reacciones de combustión es generalmente el aire atmosférico. Sin embargo debido a que ni la cantidad de N2 ni los gases inertes dentro del mismo son capaces de quemarse se los agrupa directamente como productos de combustión por lo cual se toma como composición neta del aire a 21% de O2 y 79% de N2. Es decir, que 1[kmol] de aire contiene 0,21[kmol] de O2 y 0,79[kmol] de N2, en consecuencia para obtener 1[kmol] de aire son necesarios 4,762[kmol] de aire. Sin embargo la masa molecular promedio de aire es de 28,85[kg/kmol]. Por tanto, si expresamos las relaciones anteriores en [kg] en vez de [kmol], estas cantidades serán distinta. Un [kg] de aire contiene 0,233[kg] de O2 y 0,766[kg] de N2. Por tanto la cantidad de aire necesaria para obtener un [kg] de O2 es igual a 4,292[kg] de aire. 18


1.5.2

ESTEQUIMETRIA DE LAS COMBUSTIONES.-

Las consideraciones siguientes se refieren al uso de aire como comburente, ya que es el utilizado en la práctica totalidad de las instalaciones de calderas. La estequiometria de la combustión se ocupa de las relaciones másicas y volumétricas entre reactivos y productos. Los aspectos a determinar son principalmente: - Aire necesario para la combustión - Productos de la combustión y su composición Para predecir estas cantidades es preciso referirse a un proceso ideal que dependa de unos pocos parámetros, básicamente la naturaleza del combustible. Para definir este proceso ideal se consideran los tipos de combustión que pueden darse: 1.5.3

COMBUSTION COMPLETA.-

Conduce a la oxidación total de todos los elementos que constituyen el combustible. En el caso de hidrocarburos: Carbono → CO2 Hidrogeno → H2O Azufre → SO2 Nitrógeno → N2 Oxigeno→ Participará como oxidante El Nitrógeno se considera como masa inerte, si bien a las altas temperaturas de los humos pueden formarse óxidos de nitrógeno en pequeñas proporciones (del orden de 0,01%). 1.5.4

COMBUSTION ESTEQUIOMETRICA

Es la Combustión Completa realizada con la cantidad estricta de oxígeno; es decir, el aire empleado en la combustión es el mínimo necesario para contener la cantidad de oxígeno correspondiente a la oxidación completa de todos los componentes del combustible. La expresión de esta combustión es: CxHy + n Aire (O2 + N2) → x CO2 + (y/2) H2O + 0,79 nN2 + Calor (Q) En este caso 0,21· n = x + (y/4), siendo el calor generado es el correspondiente a la combustión completa. La combustión estequiométrica permite definir los parámetros característicos de los combustibles: 

Poder Comburivoro.-

Es la cantidad de aire seco, medida en condiciones normales (Tª =0°C y P=1atm), mínima necesaria para la combustión completa y estequiométrica de la unidad de combustible. Unidades habituales: Nm3/kg Combustible, Nm3/Nm3Combustible. 19


Es un parámetro característico únicamente de la composición del combustible y puede tabularse con facilidad. 

Poder Fumigeno.-

Es la cantidad de productos de la combustión (Nm3) que se producen en la combustión estequiométrica de la unidad de combustible. En función de considerar o no el vapor de agua existente en los productos de la combustión, se tienen Poderes Fumígenos Húmedo y Seco, respectivamente. 1.6.-

CURVAS DE PRESTACIÓN DE LOS MCI

1.6.1 A PLENA CARGA

20


La variación de potencia a plena carga de un motor se puede calcular a partir del cambio de estado del aire del entorno (temperatura, presión,humedad), si permanecen invariables, además del número de revoluciones del motor, la relación de aire y combustible , el grado de llenado del cilindro, el rendimiento de la combustión y la potencia perdida del motor. La mezcla de aire y combustible es más rica a medida que disminuye la densidad del aire, El grado de llenado del cilindro (Presión en el cilindro al final de la aspiración respecto a la presión del aire del entorno) tan solo permanece invariable para todos los estados del aire si los órganos de regulación están completamente abiertos (plena potencia). El rendimiento de la combustión disminuye en el aire frio y encarecido debido a la baja evaporación y arremolinamiento y debido a una combustión mas lenta. La potencia perdida del motor (perdidas por fricción + potencia del sobrealimentador+trabajo del intercambiador)reduce la potencia indicada.  POTENCIA La potencia nominal es la máxima potencia útil en condiciones de plena carga, esto debido al alto porcentaje de velocidad que se emplea, queriendo obtener mayor fuerza.

21


Fig. 1.15 Curvas características de un MCI a plena carga

22


Fig. 1.16 Curvas tipo isoconsumo para MCI consumo especifico de combustible (SFC)

23


1.6.2

CARGA PARCIAL

Fig. 1.17 Curvas características a carga parcial 

Posicion del par de giro

24


 

Posición del par máximo en el nivel del numero de revoluciones , referido al numero de revoluciones de potencia nominal en % n Mdmax/n nom * 100 Margen de numero de revoluciones útiles (numero inferior de revoluciones a plena carga / numero de revoluciones nominal.)

Tabla 1.6.2.1 Aumento del par de giro

Tabla 1.6.2.2 Aumento del par de giro  POTENCIA DEL MOTOR, ESTADO DEL AIRE La capacidad calórica de un llenado del cilindro determina engran medida el par de giro de un motor de combustión interna y, consu potencia. Un factor directo para la capacidad calórica es la cantidad de aire de un llenado del cilindro (concretamente, la cantidad de oxigeno). La potencia se entenderá como la nominal.

2.- METODOLOGÍA Presentación de las curvas de performance de los MCI. El grupo de trabajo está compuesto de 2 integrantes para el desarrollo del presente laboratorio, que se formó en laboratorio de máquinas térmicas. 2.1.- EQUIPO, MATERIAL E INSTRUMENTOS UTILIZADOS Datos obtenidos mediante catálogos con referencias de la marca y motor:

25


Volkswagen Amarok 2.0 TDI 122 Cv Trendline --- MOTOR --Combustible Diésel Número de cilindros 4 en línea Bloque y culata Acero y aleación de aluminio Válvulas por cilindro 4 Distribución Doble árbol de levas en cabeza Cilindrada 1.968 cc Potencia máxima 122 Cv (90 kW) / 3.750 r.p.m. Par motor máximo 340 Nm Diámetro x carrera 81 x 95,5 mm Relación de compresión 18,5 : 1 Alimentación Inyección directa Common Rail Distribución Doble árbol de levas en cabeza Caja de cambios Manual de 6 velocidades Embrague Hidráulico Tabla 2.1.1 Datos obtenidos de catálogos del Motor a Diésel

Volkswagen Scirocco 1.4 TSI 122 Cv Hurricane --- MOTOR --Combustible Gasolina Posición del motor Delantero transversal Distribución Dos árboles de levas en la culata Número de cilindros 4 en línea Válvulas por cilindro 4 Cilindrada 1.390 cc Potencia máxima 122 Cv (90 kW) / 5.000 r.p.m. Par motor máximo 200 Nm Diámetro x Carrera 76,5 mm x 75,6 mm Relación de compresión 10,0 : 1 Alimentación Inyeccióndirecta. Turbo. Intercooler Caja de cambios Manual de 6 velocidades Tabla 2.1.2 Datos obtenidos de catálogos del Motor a Gasolina 2.2.- DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO  

En el laboratorio de máquinas térmicas se tuvo una orientación a cerca de los motores de combustión interna a cargo del Jefe de Laboratorio. Posteriormente se formaron grupos a los cuales se les fue designado un motor de combustión interna, como objeto de estudio.

3.- REGISTRO DE DATOS

26


Registro de tabla de datos del Volkswagen Amarok 2.0 TDI 122 Cv Trendline N°

v[L/hr]

n[rpm] N[KW]

1

1500

33,83

12,382

2

1700

38,82

13,655

3

1900

43,79

15,056

4 5

2300 2600

53,48 60,96

17,109 20,563

6

3000

70,92

24,271

7

3500

81,19

28,552

8

4000

86,26

32,261

9

4600

90,02

38,388

10

5000

84,4

37,338

Fig. 3.1 Datos del motor a gasolina

Registro de tabla de datos del Volkswagen Scirocco 1.4 TSI 122 Cv Hurricane

N°

n[rpm]

N[KW]

v[L/hr]

1

1700

50

17,134

2

2000

60

18,951

3

2300

70

19,634

4

2500

76

19,185

5

2800

81

21,435

6

3000

85

23,738

7

3300

86

24,436

8

3500

88

25,863

9

3750

90

27,549

10

4000

86

27,268

Fig. 3.2 Datos del motor a gasolina 4.- CÁLCULOS Sobre las curvas de prestaciones de dos motores de potencia equivalente, cuyos encendidos sean uno por chispa y otro por compresión: luego estructurar tubularmente estas curvas de rendimiento, para luego presentarlas en una gráfica simultánea comparativa, adicionando las de rendimiento Cálculos para las curvas el MCI de encendido por chispa Cálculos para el torque del motor a chispa

27


[

Cálculos para el consumo especifico de combustible del motor a chispa, donde

]

̇

̇

̇[ ]

[

]

[

]

̇

[

[ ] [

]

[

]

[

]

] [ ]

Cálculos para el rendimiento especifico del motor a chispa, donde

̇ ̇ Graficas de las curvas características del motor de encendido por chispa N°

n[rpm] N[KW]

T[N*m]

cec[Kg/KW*hr]

1

1500

33,83

215,37

0,259

31,5

2

1700

38,82

218,06

0,249

32,7

3 4 5

1900 2300 2600

43,79 53,48 60,96

220,08 222,04 223,89

0,244

33,5

0,227 0,239

36 34

6

3000

70,92

225,74

0,243

33,7

7

3500

81,19

221,51

0,249

32,7

8

4000

86,26

205,93

0,265

30,8

9

4600

90,02

186,87

0,303

27

10

5000

84,4

161,19

0,314

26

Tabla 4.1. Prestaciones para el MCI a gasolina

28


Fig 4.1.Potencia vs rpm

Fig 4.2.Torque vs rpm

Fig 4.3.Consumo especifico vs rpm 29


Cálculos para las curvas el MCI de encendido por compresión Cálculos para el torque del motor de compresión

Cálculos para el consumo especifico de combustible del motor a compresión, donde [

] ̇

̇

̇[ ]

[

]

[

]

[

[ ]

̇

[

]

[

]

[

]

] [ ]

Cálculos para el rendimiento especifico del motor a compresión, donde

̇ ̇ Graficas de las curvas características del motor de encendido por compresion N°

n[rpm] N[KW]

T[N*m]

cec[Kg/KW*hr]

1

1700

50

280,86

0,281

29,9

2

2000

60

286,48

0,259

32,5

3

2300

70

290,63

0,230

36,6

4

2500

76

290,30

0,207

40,6

5

2800

81

276,25

0,217

38,7

6

3000

85

270,56

0,229

36,7

7

3300

86

248,87

0,233

36,1

8

3500

88

240,09

0,241

34,9

9

3750

90

229,18

0,251

33,5

10

4000

86

205,31

0,260

32,3

Tabla 4.2. Prestaciones para el MCI a diesel

30


Fig 4.4.Potencia vs rpm

Fig 4.5.Torque vs rpm

Fig 4.6.Consumo especifico vs rpm 31


Grafica de las curvas de rendimiento

Fig 4.7.Comparacion de curvas de rendimiento Sobre la gráfica anterior hacer un análisis comparativo sobre las características más relevantes que presentan las curvas de los motores elegidos Sabiendo que los dos motores tienen las mismas potencias máximas 90[KW]. Observamos que el cec a potencia máxima para el motor a diesel es relativamente menor al cec a potencia máxima del motor a gasolina, el flujo másico sufre estas mismas características Las potencias máximas en los dos MCI´s son equivalentes entre sí, pero una de las diferencias es que el motor a diesel alcanza esta potencia a 1000[rpm] menos que el motor a gasolina Una de las ventajas más sobresalientes del motor a diesel es su torque o par motor, se puede ver que el torque del motor diesel es mayor al torque del motor a gasolina, además que este torque se alcanza a un rpm menor que al de gasolina Podemos ver que el rendimiento en cada uno de los motores alcanza su valor máximo cuando el cec toma su valor mínimo respectivamente, pero también se observa que el rendimiento del motor diesel es mayor que el del motor a gasolina Para los MCI´s elegidos calcular y construir en otra grafica simultanea sus curvas de consumo horario de combustible, emisiones de KgCO2/KW*hr y ton CO2/año, para sobre estas volver a desarrollar un análisis comparativo de los 2 MCI´s elegidos Cálculos para el motor a gasolina De la ecuación química:

32


Para 1 Kg de Combustible:

Cálculos para el flujo másico de CO2 ̇ ̇ ̇

̇

̇ ̇

̇

[

]

[

]

̇

̇ ̇ ̇ ̇ ̇

̇ [

]

Cálculos para el ̇

[

]

33


1500

mgaso [Kg/hr] 8,791

maire [Kg/hr] 132,3

mm [Kg/hr] 141,09

mco2 [KgCO2/hr] 26,8

cecco2 [KgCO2/hr*KW] 0,792

mco2 [TonCO2/año] 234,768

2

1700

9,695

145,91

155,6

29,56

0,761

258,945

3 4 5

1900 2300 2600

10,689

160,87

171,56

32,59

0,744

285,488

12,147 14,599

182,81 219,71

194,96 234,31

37,04 44,52

0,692 0,73

324,470 389,995

6

3000

17,232

259,34

276,57

52,55

0,741

460,338

7

3500

20,272

305,09

325,36

61,82

0,761

541,543

8

4000

22,905

344,72

367,62

69,85

0,809

611,886

9

4600

27,255

410,19

437,44

83,11

0,923

728,043

10

5000

26,51

398,97

425,48

80,84

0,958

708,158

N°

n[rpm]

1

Tabla 4.3. Flujos másicos de combustible y CO2

Fig 4.8. Flujos másicos de combustible y CO2 Cálculos para el motor a diesel De la ecuación química:

Para 1 Kg de Combustible:

34


Cálculos para el flujo másico de CO2 ̇ ̇ ̇

̇

̇

[ ̇

̇

]

̇

̇

[

]

̇ ̇ ̇

̇

̇

[

]

Cálculos para el ̇

[

]

mdiesel [Kg/hr] 14,05 15,54 16,1 15,73 17,58

maire [Kg/hr] 223,395 247,086 255,99 250,107 279,522

mm [Kg/hr] 237,44 262,63 272,09 265,84 297,1

mco2 [KgCO2/hr] 42,74 47,27 48,97 47,85 53,48

cecco2 [KgCO2/hr*KW] 0,855 0,788 0,699 0,629 0,660

mco2 [TonCO2/año] 374,402 414,085 428,977 419,166 468,484

3300

19,46 20,04

309,414 318,636

328,87 338,67

59,19 60,96

0,696 0,709

518,504 534,009

8

3500

21,21

337,239

358,45

64,52

0,733

565,195

9

3750

22,59

359,181

381,77

68,72

0,763

601,987

10

4000

22,36

355,524

377,88

68,02

0,791

595855,2

N°

n[rpm]

1 2 3 4 5 6

1700 2000 2300 2500 2800 3000

7

Tabla 4.4. Flujos másicos de combustible y CO2

35


Fig 4.9. Flujos másicos de combustible y CO2

4.1.- DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS  En el color naranja podemos observar que el consumo especifico de combustible es el mínimo, y que la potencia en este caso es cerca a la mitad de la potencia máxima, también podemos observar que el rendimiento alcanza su máximo valor  En el color azul podemos observar que el par alcanza su valor máximo y que ni la potencia ni el rendimiento son máximos en estas circunstancias  En el color amarillo podemos observar que la potencia toma su valor máximo, también el consumo específico de combustible se acerca a su máximo valor pero el torque se acerca a su mínimo valor

N°

n[rpm] N[KW]

T[N*m]

cec[Kg/KW*hr]

1

1500

33,83

215,37

0,259

31,5

2

1700

38,82

218,06

0,249

32,7

3

1900

43,79

220,08

0,244

33,5

4

2300

53,48

222,04

5

2600

60,96

223,89

0,227 0,239

36 34

6

3000

70,92

225,74

0,243

33,7

7

3500

81,19

221,51

0,249

32,7

8

4000

86,26

205,93

0,265

30,8

9

4600

90,02

186,87

0,303

27

10

5000

84,4

161,19

0,314

26

Tabla 4.1.1. Prestaciones para el MCI a gasolina 36


N°

n[rpm]

N[KW]

T[N*m]

cec[Kg/KW*hr]

1

1700

50

280,86

0,281

29,9

2

2000

60

286,48

0,259

32,5

3

2300

70

290,63

0,230

36,6

4

2500

76

290,30

0,207

40,6

5

2800

81

276,25

0,217

38,7

6

3000

85

270,56

0,229

36,7

7

3300

86

248,87

0,233

36,1

8

3500

88

240,09

0,241

34,9

9

3750

90

229,18

0,251

33,5

10

4000

86

205,31

0,260

32,3

Tabla 4.1.2 Prestaciones para el MCI a diesel

1500

mgaso [Kg/hr] 8,791

maire [Kg/hr] 132,3

mm [Kg/hr] 141,09

mco2 [KgCO2/hr] 26,8

cecco2 [KgCO2/hr*KW] 0,792

mco2 [TonCO2/año] 234,768

2

1700

9,695

145,91

155,6

29,56

0,761

258,945

3 4 5

1900 2300 2600

10,689

160,87

171,56

32,59

0,744

285,488

12,147 14,599

182,81 219,71

194,96 234,31

37,04 44,52

0,692 0,73

324,470 389,995

6

3000

17,232

259,34

276,57

52,55

0,741

460,338

7

3500

20,272

305,09

325,36

61,82

0,761

541,543

8

4000

22,905

344,72

367,62

69,85

0,809

611,886

9

4600

27,255

410,19

437,44

83,11

0,923

728,043

10

5000

26,51

398,97

425,48

80,84

0,958

708,158

N°

n[rpm]

1

Tabla 4.1.1 Flujos másicos de combustible y CO2(gasolina)

3300

mdiesel [Kg/hr] 14,05 15,54 16,1 15,73 17,58 19,46 20,04

maire [Kg/hr] 223,395 247,086 255,99 250,107 279,522 309,414 318,636

mm [Kg/hr] 237,44 262,63 272,09 265,84 297,1 328,87 338,67

mco2 [KgCO2/hr] 42,74 47,27 48,97 47,85 53,48 59,19 60,96

cecco2 [KgCO2/hr*KW] 0,855 0,788 0,699 0,629 0,660 0,696 0,709

mco2 [TonCO2/año] 374,402 414,085 428,977 419,166 468,484 518,504 534,009

8

3500

21,21

337,239

358,45

64,52

0,733

565,195

9

3750

22,59

359,181

381,77

68,72

0,763

601,987

10

4000

22,36

355,524

377,88

68,02

0,791

595,855

N°

n[rpm]

1 2 3 4 5 6

1700 2000 2300 2500 2800 3000

7

Tabla 4.1.2 Flujos másicos de combustible y CO2(diesel)

37


5.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  En la realización de este presente informe de laboratorio se pudo comprender y conocer de manera objetiva las características fundamentales de los motores de combustión interna (MCI), investigando sus comportamientos de acuerdo al tipo de motor.  Se estimaron las diferencias en las curvas de prestaciones de un motor diésel con el de un motor a gasolina  Finalmente se consolidaron los conceptos, ecuaciones y análisis dimensionales de estos MCI’s. en función a los datos proporcionados y los investigados mediante catálogos.  Se pudo verificar que no todos los motores de combustión interna tienen las mismas curvas de performance.

6.- BIBLIOGRAFÍA -

Peñaranda M. Edgar, Termodinámica De Los Motores De Combustión Interna, Edit. Duplicación Digital, Oruro-Bolivia, Noviembre 2000.

-

Kubotaengine, motores de combustión interna, http://www.kubotaengine.com/products/wg/ wg972_e2.html, , miércoles 26 de febrero 2014.

-

Lister Petter Limited,catalogo TS, TR 1,2,3 series,http//www.lister-petter.co.uk, , jueves 22 de agosto de 2013.

-

Mailxmail, motores de combustión interna, http://www.mailxmail.comcurso-motorescombustion-interna, miércoles 26 de febrero 2014.

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Curvas Caracteristicas Del Mci nc55

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