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    Diseño de un motor 

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    Índice.

    Introducción………………………………………………………………………………..3

    1. Planteamiento del problema…………………………………………………….42. Hipótesis. ………………………………………………………………………….43. Procedimiento a seguir. ………………………………………………………....54. Composición del hidrocarburo…………………………………………………..5

    4.1. Gas atural Comprimido………………………………………………….!5. Generalidades de la combustión………………………………………………..!

    5.1. Coe"iciente de e#ceso de aire…………………………………………...!5.2. $sos del coe"iciente de aire……………………………………………..%5.3. Combustión incompleta & productos de la combustión……………..11

    !. Proceso de admisión……………………………………………………………13!.1. Presión en el cilindro en el proceso de admisión……………………14!.2. Gases residuales & coe"iciente de gases residuales………………..15

    '. (emperatura de admisión………………………………………………………1!'.1. Coe"iciente de llenado o rendimiento )olum*trico…………………..1!

    +. Proceso de compresión…………………………………………………………1'%. Proceso de combustión…………………………………………………………1%

    %.1. Caracter,sticas del c-lculo de los par-metros de la combustión )isible en

    motores gasolineros. ………………………………………..1%%.2. Calculo de la presión m-#ima al "inal de la combustión )isible…….23

    1. Proceso de e#pansión……………………………………………….................23

    11. Par-metros indicados & par-metros e"ecti)os………………………………..2411.1. Par-metros indicados……………………………………………………2511.2. Par-metros e"ecti)os………………………………………………........25

    12. /imensiones principales del motor…………………………………………….2'

     0ne#os………………………………………………………………………………...2%

    Conclusiones…………………………………………………………………………31

      ibliogra",a……………………………………………………………………………31

    Introducción.

    l obeti)o principal del presente in"orme es calcular las presiones & temperaturas en los

    procesos de admisión compresión e#pansión & escape a partir de los balances de

    energ,a6 & las aplicaciones de los principios de la termodin-mica.

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     0nali7aremos el poder calor,"ico del combustible & su )ital importancia en el proceso de

    combustión )isible.

    (ambi*n se podr- de"inir las dimensiones principales del motor 8cilindrada carrera

    di-metro del pistón consumo de combustible e"iciencias9 teniendo como dato

    esencialmente la potencia nominal )elocidad nominal relación de compresión. s

    necesario mencionar :ue la obtención de los principales par-metros dimensionales del

    motor se desarrollara en el cap,tulo "inal &a :ue re:uieren de la obtención de los

    par-metros termodin-micos desde el proceso de admisión.

    ;os motores de combustión interna son ma:uinas t*rmicas cu&o obeti)o es trans"ormar 

    una unidad de combustible en energ,a mec-nica.

    $n usuario de los motores de combustión interna tiene la necesidad de satis"acer 

    utili7ando de meor manera la energ,a mec-nica :ue le proporciona su motor para ello

    calcula pre)iamente la potencia :ue necesita & luego un ingeniero mec-nico reali7a los

    c-lculos de dise? / $ @?(?A / C?@$=(I? I(A0.

    1. Planteamiento del problema.

    ;o :ue se )a a calcular en este in"orme ha de ser el ciclo de trabao de un motor de

    combustión interna de encendido por chipa o :ue "unciona con gasolina. (ambi*n a partir 

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    de los datos se han de calcular las principales dimensiones del motor & su supuesto

    rendimiento económico.

    ;os datos nominales :ue nos dan sonB

    Potencia nominalB 125hp. Delocidad nominalB 3!5rpm. Aelación de compresiónB E F 1'.5 CombustibleB gas natural comprimido 8GC9.

    2. Hipótesis.a9 (omaremos los c-lculos para un motor de combustión interna de cuatro tiempos.b9 uestro motor ser- de 4 cilindros debido a la ele)ada )elocidad nominal &

    potencia.c9 =e trabaara en condiciones normales de temperatura & presión de las

    propiedades del combustible & promediando con las del ambiented9 o usaremos un turbocompresor.

    3. Procedimiento a seguir.

    • Primero )eremos la composición del hidrocarburo.• C-lculos en el proceso de admisión.• Calculo de las temperaturas de admisión.• C-lculos en el proceso de compresión.• C-lculos en el proceso de combustión.• C-lculos en el proceso de e#pansión.• ?cta)o el proceso de escape.• Calculo de los par-metros indicados & par-metros e"ecti)os.• "inalmente calcularemos las principales dimensiones del motor.4. Composición del hidrocarburo.

    Composición gra)im*trica de la gasolinaB

    C F .+55

    H F .145 ?C F

    Poder calor,"icoB Hu F 44 @g.

    Poder calor,"ico de la me7cla para J F 1 Hu F +3.% @mol

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    Cantidad de aire teóricamente necesaria 8este:uiometrica9 para :uemar por completo

    1g. /e combustible es .51! mol.

    @asa molecular del combustible mediaB 11 K 12.

    4.1. !" #!$%&!' C()P&I)ID( #C.

    P($*#CI! D*' )($(& 125HP&P) 3!5rpm

    $*)P*&!$%&! +$o, 2LCP&*"I(# +Po, 1atmF.11325@Pa

    &*'!CI(# D* C()P&*"I(# 1'.5#%)*&( D* CI'I#D&(" +i, 4#%)*&( D* $I*)P(" 4

    -. eneralidades de la combustión.-.1. Coeiciente de e/ceso de aire.

    ;os motores gasolineros 8o bien llamados encendidos por chispa9 tradicionalmente se

    caracteri7an por :ue tienen un carburador :uien se encarga de dosi"icar a la c-mara de

    combustión del motor me7clas de aire K combustible en "unción de las e#igencias &

    necesidades del motor al igual :ue en los motores a in&ección. stas me7clas de aire K

    combustible )ar,an en el proceso de trabao desde me7clas ricas en el arran:ue & en el

    desarrollo de m-#imas potencias me7clas pobres en el trabao hasta me7clas ricas para

    el desarrollo de la potencia m-#ima.

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    Con el propósito de tener claro los conceptos de me7cla rica & pobre es necesario

    recordar :ue la relación entre la cantidad real de aire :ue ingresa al cilindro del motor 8 M 9

    & la cantidad teóricamente necesaria 8 Mo 9 para la combustión de un Ng. /e combustible

    se denomina coe"iciente de e#ceso de aire 8 J 9 es decirB

     J F M Mo

    ;a cantidad de aire teóricamente necesaria se caracteri7a por:ue presenta la menor 

    cantidad de o#igeno del aire :ue se necesita suministrar al combustible para su completa

    combustiónO por tanto J ser- igual a la unidad si M F Mo F 1. /icho en otras palabras al

    cilindro ingreso aire igual a la necesaria teóricamenteO a esto se le denomina me7cla

    este:uiometrica. Pero no siempre se necesita J F 1 ocurre :ue necesitamos me7clas

    ricas & esto es cuando J 1 8.+5 K .% en motores a gasolina9 es decir e#iste una

    insu"iciencia de o#igeno.

    ;as me7clas pobres se suceden cuando J Q 1 es decir e#iste e#ceso de o#igeno 8J F 1.4

    1.!9 en motores a diesel. n los motores diesel sobrealimentados estos )alores )ar,an

     λ  8J F 1.4 1.259 para plena carga. 0hora bien la cantidad de aire necesaria para la

    combustión este:uiometrica de un Ng. /e combustible est- entre 14.45 & 15 partes de aire

    por una de combustible es decir la relación aire combustible 0R F 151O & J F 1O est-

    claro :ue 0R15 son me7clas ricas & 0RQ15 son pobres.

    n nuestro dise

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    lo=  1

    0.23 (83 C +8 H −Oc)

    lo=  1

    0.23

     (8

    3

    ∗0.7541+8∗0.2459

    )=17.29

      kg aire

    kgcomb

     .

    Para calcular las magnitudes Mo & ;?  se ha asumido :ue el contenido de o#igeno en el aire

    es un 2.%S en )olumen & un 23S en masa.

    Por la e#presiónB

     Lo=  1

    0.21 ( C 12+ H 4 −Oc

    32 )

     Lo=  1

    0.21 (0.7541

    12+0.2459

    4   )=0.5919  kmol aire

    kmol comb

    HallamosB

    lo= μo∗ LO → μo=

      lo

     LO =

      17.29

    0.5919=29.216

      kg

    kmol

     μo=29.216  kg

    kmol :masamolecular aparente del aire .

    ;a cantidad real de aire :ue participa en la combustión de 1Ng de combustible para J F

    .% de acuerdo con la ecuaciónB

    l=α ∗lo=0.9∗17.29=15.561   kgairekg comb

    (ambi*nB

     L=α ∗ LO=0.9∗0.5919=0.53271  kmol aire

    kmolcomb

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    -.2. %sos del coeiciente de e/ceso de aire.

    ;a cur)a in"erior de la gra"ica representa la )ariación del coe"iciente de e#ceso de aire en

    los motores encendidos por chispas. 8gasolinero9O en el dise

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    -.3. Combustión incompleta 0 productos de la combustión.

    8   α ≤1¿  n los motores a gasolinaB

    ;a cantidad total de la me7cla carburanteB

     M 1=α LO+

      1

     μC [ kmol ]

     μC   B @asa molecular del combustible ma&or porcentae de metano 1+ NgNmol.

     M 1  B ingresa al cilindro & se mide en Nmol o en Ng.

    ntoncesB

     M 1=0.9∗0.5919+

     1

    18=0.5883655 kmol

    ;a cantidad de me7cla "resca de carburanteB

    G1=1+α lO=1+0.9∗17.29=16.51 kg

    =i tenemos la necesidad de trabaar con α ≤1  implica una me7cla rica & por lo tanto

    e#iste una insu"iciencia de o#igeno en el proceso de combustión. sto sucede en los

    motores gasolineros en los cuales para el dise

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    =i H 

    C  =0.17−0.19 entonces K =0.45−0.50

    =i H 

     =0.13; K =0.30

    Por consiguiente tomamos HC F .32 :ue con una interpolación :uedaB

    0.19−0.140.32−0.14

    =0.5−0.45 K −0.45

     K =0.63

    ;os productos de la combustión @2 representa la suma de cada uno de sus componentes

    para un F .45 se tienenB

     M CO=0.421−α 1+ K 

     LO [ Kmol ]

     M CO=0.42∗1−0.9

    1+0.63∗0.5919=0.01525 kmol

     M CO2= C 

    12− M CO [ Kmol ]

     M CO2=0.7541

    12−0.014946=0.04759 kmol

     M  H 2

    = K M CO [ Kmol ]

     M  H 2=0.63∗0.01525=0.0096kmol

     M  H 2

    O= H 

    2− M  H 

    2

    [ Kmol ]

     M  H 2 O=0.2459

    2−0.0096=0.11334 Kmol

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     M   2=0.79α LO [ Kmol ]

     M   2=0.79∗0.9∗0.5919=0.294588 kmol

     M 2= M CO+ M CO2+ M  H 2+ M  H 2 O+ M   2

     M 2=0.01525+0.04759+0.0096+0.11334+0.294588

     M 2=0.600368 Kmol

    ntonces el incremento de )olumen esB

    ! M =( M 2)α 

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    l proceso en admisión se encarga de introducir la me7cla aire K combustible al cilindro

    con a&uda o no de un turbocompresor pero par nuestro caso es de aspiración natural no

    usaremos un turbocompresor.

     "0= "k  "0=1.1949

     kg

    m3 #

    0= # k  #0=0.101325 M#a

     $a=8314

     μa=

      8314

    29.216

     $a=284.57 ; % 0

    =  #O

     $a∗ "010

    6% 

    0=298.6 K 

    .1. Presión en el cilindro en el proceso de admisión.

    Para nuestro caso el motor no es sobrealimentado

    ! #a= #k − #a=( &2

    +' ad )

     (ad2

    2  "k 10

    −6

    [ M#a ]

    ! #a : perdidas )idra)ulicas enel multiplede admison

     & : *actor de amortiguamiento dela carga *resca

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    'ad :coe*icientede amortiguamientode la carga *rescaen la seccionmas estrec)a

    (ad=+elocidaddel aire enel multiplede admison ( &2+'ad )=(2.5,4,0 )=4

    (ad=(50,130)=80 [ m /s ]

     #a= #O−( &2+'ad )

     (ad2

    2 "o10

    −6

     #a=0.101325−(4 )∗802

    2∗1.1949∗10−6=0.08603028 M#a

    .2. ases residuales 0 coeiciente de gases residuales.

    /ebemos recordar :ue la )-l)ula de admisión se abre grados antes de P@=

    8dependiendo del dise

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    ! %   B (emperatura de calentamiento de la carga )ar,a entre a 2 ! % =10 K  .

    ;a carga "resca durante su mo)imiento por el sistema de admisión & dentro del cilindro

    entra en contacto con las paredes calientes ele)-ndose su temperatura en ! % .   el

    grado de calentamiento de la carga depende de la )elocidad de su mo)imiento en el

    mWltiple de admisión & de la di"erencia de temperaturas entre las paredes & la carga.

    (r B temperatura de los gases residuales en grados . este )alor se tiene :ue asumir por el

    momento & )ar,a para los motores gasolineras entre % & 1. 0sumiremos un )alor 

    de %.

    Pr B presión de los gases residuales en @Pa.

     #r= (1.1,1.25 ) #O # r=(1.1 ) #O # r=0.1114575 M#a  

    ntoncesB

    - r=

    298.6+10900

    ∗0.1114575

    17.5∗0.08603028−0.1114575=0.027414313

    . $emperaturas en la admisión.

    ;a temperatura al "inal de la admisión para (N F (o se determina mediante la ecuaciónB

     0sumiendo :ueB =1

    % a=% o+!% +- r % r

    1+- r=298.6+10+0.027414313∗900

    1+0.027414313=324.38 K =51.38 / C 

     M r= M 1 - r=0.58826555∗0.027414313=0.16126896 Kmol  

    .1. Coeiciente de llenado o rendimiento olumtrico.

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    s precisamente el coe"iciente de llenado0+  el :ue nos permite cali"icar la calidad de

    la admisión & sobre todo saber si la capacidad del cilindro "ue saturada con carga "resca

    en su totalidad.

    0+ es la ra7ón entre la cantidad de carga "resca :ue se encuentra en el cilindro al

    inicio de la compresión real & a:uella cantidad de carga "resca :ue podr,a llenar el cilindro

    8)olumen de trabao del cilindro9 en las condiciones de admisión.

    ?tro nombre atribuido a este coe"iciente es el rendimiento )olum*trico

    =iendo (N F (o PN F Po & asumiendo :ue=

    1=s=1

    0+=1ϵ 

    ϵ −1 #a # k 

    % k 

    % a (1+- r )=

    17.516.5

    ∗0.08603028

    0.101325∗298.6

    324.38 (1+0.027414313 ) =0.806824264

    0+= (0.75,0.85 )rapidos sin turbo

    5. Proceso de compresión.

    /ebido a la trans"erencia de calor desde las paredes del cilindroO el calor especi"ico de las

    me7cla es ma&or :ue en los motores diesel adem-s los gasolineros tienen m-s gases

    residuales :ue los diesel. Por lo tanto el )alor promedio del e#ponente adiab-tico para esa

    me7cla en el mismo inter)alo de temperaturas resulta menor en los motores diesel.

    ?tra consideración importante es la comparación de las presiones & temperaturas al "inal

    de la compresión. ;os motores gasolineros trabaan con relaciones de compresión baas

    comparado con los diesel & como consecuencia lógica estos Wltimos tendr-n ma&ores

    presiones & temperaturas estas caracter,sticas in"lu&en de manera sustanti)a en lasegunda etapa de la compresión cuando n1 N.

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    ( ) ( ) ( )TaTc Rn

     Mr  M aMr U UaM cMr U UcM Qac   − 

      

      

    −+−+−+=

    11

    1¨1¨1

    Para motores a

    gasolina n1 K 13 13' entonces adoptamos un e#ponente politropico de compresiónB n1

    F 13' pero debemos tabular el n1 para obtener su )alor correctamente.

       

      

    +=

    Yr 

    Yr roq

    1

    *2    

      

      

    +−=

    Yr 

    r Yr q

    1

    *11

      α 

    dividiendo entre

     M 1 (1+- r )

     obtenemos:

    11=0.96371

    2=0.036293757

     

    ( )   011

    )¨¨)(2())(1(   =−−

    −−+−   TaTcn

     RaU cU qUaUcq

    11+1

    2=0.9637+0.036293757=1

    Considerando la temperatura al "inal de la compresiónB

    % c=% a ϵ n1−1=324.38∗17.51.37−1=935.36 K =662.36/ C 

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

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    Interpolamos de las tablas 2 & 4 para obtenerB

    Con% a 2 3 a B

    51.38 / C 

    100/ C  =

      3 a

    20153 a=1035.307    $=8.314

     Con% a 2 3 4 a B

    51.38 / C 100/ C 

      =3 4 a

    2204.53 a=1132.6721

    Con% c 2 3 c :

      500−400/ C 662.36−500/ C 

    =10890−8591

    3 c−108903 c=14622.6564  

    Con% c 2 3 4 c :

      500−400/ C 662.36−500/ C 

     =11938.6−9384.2

    3 c−11938.63 4 c=16085.92

    Para interpolar necesito )aloresB

    n1=1.37 &

    1=−92n

    2=1.38 &

    1=2669.23889

    1.38−1.371.38−n

    1

    =269.23889−(−92 )

    269.23889−0n

    1=1.372546791

    Presion & (emperatura al "inal de la CompresionB

     #c= #aϵ 

    n1

    =0.01529472

    ∗17.5

    1.372546791

    =4.3729974

     M#a

    % c=% a ϵ n1−1=324.38∗17.51.372546791−1=942.2 K =669.2/ C 

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    6. Proceso de combustión.

    ;os par-metros al "inal de la combustión el coe"iciente de )ariación molecular esB

     μr= M 

    2+- r M 1

     M 1 (1+- r )

     = μo+- r1+- r

    =0.600368−0.027414313∗0.58826555

    0.58826555∗(1+0.027414313)  =0.82147766

    l calor no desprendido por e"ecto de la combustión incompleta cuando α 

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    introducimos el concepto de calor especi"ico6 :ue se conoce por termodin-mica

    ( μ C +) .

     0sumimos :ue el coe"iciente de apro)echamiento del calor ' 5=0.9

    Por cierto :ue 3 7 7 

    c  signi"ica la energ,a interna de 1@ol de productos de la combustión

    al "inal del proceso de compresión punto c6 necesitamos el )alor de3 c  :ue es la

    energ,a interna de 1@ol de me7cla "resca al "inal de la compresiónB

    3 c=( μ C + )c∗% c

    con% c 2 ( μ C + )c :

      500−400/ C 662.36−500/ C 

    =21.78−21.474

    ( μ C + )c−21.78 ( μC + )c=22.2768216

    3 c=( μ C + )c∗% c=22.2768216∗662.36=14755.27555  K6 

     Kmol

    ;a energ,a interna de los productos de la combustiónB

    3 7 7 

    c= ( μ C + )7 7 

    c∗% c

    ( μ C +) 7 7 c   s el calor espec,"ico de los productos de combustión al "inal de la

    compresión.

    =abemos :ueB

    ( μ C +)7 7 

    c=( μ C + )CO rCO+( μ C +)CO2 rCO2+( μ C + ) H 2 r H 2+( μ C + ) H 2 O r H 2 O+( μ C + )  2 r  2

    ( μ C +)7 7 

    c=( μ C + )CO(

     M CO

     M 2

    )+ ( μC + )CO2( M CO2

     M 2

    )+ ( μ C +) H 2( M  H 2 M 

    2

    )+ ( μ C +) H 2 O( M  H 2 O

     M 2

    )+ ( μ C +)  2( M   2 M 

    2

    )

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

    20/30

    Interpolando tabla 1 con% c 2 ( μ C + )c :

    CO  600−500/ C 

    662.36−600/ C =

    22.11−21.7844

    ( μC + )c−22.11  ( μ C + )CO=22.3133  

    CO2  

    600−500 / C 662.36−600 /C 

    =37.438−36.258

    ( μ C + )c−37.438  ( μ C + )CO

    2

    =38.173848 

     H 2  

    600−400/ C 662.36−600/C 

     =20.934−20.871

    ( μ C + )c−20.934  ( μ C + ) H 

    2

    =20.9536 

     H 2O  

    600−400 / C 662.36−600 /C =

    27.315−26.775

    ( μ C + )c−27.315  ( μ C + ) H 2O=27.4834

      2  

    600−400/ C 662.36−600/ C 

     =21.449−21.185

    ( μ C + )c−21.449  ( μ C + )  

    2

    =21.5313

    ( μ C +)7 7 

    c=22.3133∗0.0317465+38.173848∗0.09906988+20.9536∗0.019984678+27.4834∗0.23594

    k6 

     Kmol

    3 7 7 

    c= ( μ C + )7 7 

    c∗% c 3 

    7 7 

    c=16292.55  k6 

     Kmol

    ntonces el primer miembro de la ecuaciónB

    ' 5 ( H u )(1+- r ) M 1

    +3 c+- r 3 

    7 7 c

    1+- r= μr 3 

    77 

     5126.5733877+14755.27555=0.82147766∗3 7 7 

     5  

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

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    3 7 7 

     5=19.3556 M6 /kmol

    Interpolando

    con %  5 2 3 77 

     5 : 2500−2400/ C 2400−%  5 / C 

      =   73.882−70.543270.5432−19.3556

    %  5=866.8863 / C =1139.886 K 

    6.2. Calculo de la presión m8/ima al inal de la combustión isible.

    ;a presión calculada para el "inal de la combustión P7  ser-B

     # 5%9O= μr%  5

    % c #c=

    0.82147766∗1139.886942.2

    ∗+4.3729974 # 5%9O=4.701571212 M#a

     0hora podemos hallar el grado de ele)ación de la presiónB

     λ= # 5%9O

     #c=

    4.701571212

    4.3729974

     λ=1.075137

    ;a presión m-#ima considerando el redondeamiento del diagramaB

     # 5real¿ # 5

    7 7 =0.85 # 5%9O=0.85∗4.701571212

     # 57 7 =3.99633553 M#a

    19. Proceso de e/pansión.

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

    22/30

    )¨¨(*)()(*)()(1)2()(*1

    )(bU  z U or UbUz r TbTz 

    n

     R

    Yr uo M 

     Hu z b −−−−−−

    =+

    −α 

    ξ ξ 

     0sumimos el

    e#ponente politropico de e#pansión n2=1.25  :ue para gasolineros est- en el inter)alo

    n2=1.23−1.30

    &' 5=0.9,

    InterpolamosB

    Con%  5 2 3  5 :

      2400−2300 / C 2300−866.8863 / C 

     =62090−5920159201−3  5

    3  5=17798,345  

    Con%  5 2 3 4  5 :

      2400−2300 / C 

    2300−866.8863 / C =

    73882−70543.2

    3 4  5−70543.23 4  5=17798,345  

     0sumo tambi*nB % b=  %  5

    ϵ n2−1

    =557.316655 K =284.316655 / C 

    Con% b 2 3 b :

      1400−1300/ C 1300−284.316655/ C 

    =33951−3123831238−3  5

    3 b=3682.51  

    Con% b 2 3 4 b :

      1400−1300 / C 1300−284.316655 / C 

     =38053.1−34956.534956.5−3 4  5

    3 4  5=3504.8495  

    n la primera ecuaciónB

    la presión al "inal de la e#pansión  #b   se halla medianteB

     #b= # 5

    ϵ n2=

    5.32

    10.51.24

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

    23/30

     #b=0.288 M#a

    ;a temperatura al "inal de la e#pansión ser-B

    % b=   %  5ϵ 

    n2−1=2647.4

    10.50.24

    % b=1505.7 K 

    11. Par8metros indicados 0 par8metros eectios.

    ;os par-metros indicados caracteri7an la per"ección del ciclo a reali7ar en cuanto al

    apro)echamiento del calor caracteri7an la calidad de organi7ación de los procesosO en

    cambio los par-metros e"ecti)os consideran adem-s de los indicados el grado de

    per"ección mec-nica del motor.

    l trabao & la potencia e"ecti)a :ue recibe el cigYe

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

    24/30

    ;e K trabao e"ecti)o

    ;i K trabao indicado

    ;m K trabao por p*rdidas mec-nicas

    e K potencia e"ecti)a

    i K potencia indicada

    m K potencia :ue se gasta en las perdidas mec-nicas

    11.1. Par8metros indicados.

    Presión media indicada calculada del diagrama indicado para un motor a gasolina

    ( #i )cal= #a:

    n1

    :−1 [   λn2−1 (1−   1:n2−1 )−   1n1−1 (1−   1:n1−1 )]

    ( #i )cal=0.0586 10.5

    1.33

    10.5−1 [   3.971.24−1 (1− 110.51.24−1 )− 11.33−1 (1− 110.51.33−1 )]

    ( #i )cal=0.7737 M#a

    Presión media indicada real

     #i= i ( #i )cal

    i B Coe"iciente de redondeo o plenitud del diagrama indicado 8.%5 K .%'9 asumimos

    un )alor de i=0.96 .

     #i=0.96∗0.7737=0.74275 M#a

    11.2. Par8metros eectios.

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

    25/30

    Par-metros principales del ciclo. ;a "racción de la presión indicada :ue se gasta al )encer 

    la "ricción & accionar los mecanismos au#iliares se determina recurriendo a los

    coe"icientes e#perimentalesB

     #m= 8+ + p

    /onde+ p   es la )elocidad media del pistón 8ms9O

    + p=10−16m/s   asumimos la

    )elocidad media del pistón de+ p=14m/s .

    Dalores de los coe"icientes 0 & para motores gasolinerosB

     0l tratarse de un motor r-pido

    0+=0.77

     :ue est- entre los )alores de '5…...+5 :uecorresponde a los motores r-pidos sin turbo.

    ntonces =/ menor :ue 1 0 F .4 F .135

     #m=0.04+0.0135∗14≅0.229 M# a

    ntonces la presión media e"ecti)a del ciclo ser-B

     #e= #i− #m=0.74275−0.229

     #e=0.51375 M#a

    l rendimiento mec-nicoB

    0m= #e

     #i=

    0.51375

    0.74275

    0m=0.692

    l consumo especi"ico indicado de combustibleB

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

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    gi=36000+ " o

     # i α lo=

     3600∗0.77∗0.84290.74275∗0.9∗14.96

    gi=233.6  g

     K

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

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    ;a cilindrada total del motorB

    i > )=45  e ? 

     #e n  (lts )

    ? =4 por ser unmotor de4 tiempos

    i > )= 45∗96.941∗40.51375∗5200

    =6.35 lts

    Dolumen de trabao de un cilindroB

    > )=6.35

    6=0.725 lts

    ;a relación =/ F la supondremos igual a .+5 1 8motor r-pido9.

    > )=@ 

    4 A

    2B=

    4 A

     A=3

    √4> )

    @  = 3√

    4∗0.725@ ∗0.85

    =1.028dm=102.8mm

     0doptamos un di-metro / F 13 mm por lo :ueB

    B=  > )

    4 A

    2

    =  0.725

    41.03

    2

    =0.87dm

    (omamos una carrera = F +' mm entoncesB

    > )=@ 

    4 A

    2B=

    4¿1.032∗0.87=0.7249 lts

    ntonces la cilindrada real del motor ser-B

  • 8/18/2019 Diseño de Motor

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    i > )=6∗0.7249=4.4 lts

    ;a )elocidad media del pistón ser-B

    >  p=Bn30=0.087∗520030 =15m/s

    !#*:(".

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    Conclusiones.

    Demos :ue tu)imos :ue suponernos algunos )alores con la intención de proseguir con los

    c-lculos & poder determinar los )alores promedios del "uncionamiento de nuestro motorO

    pero dichas suposiciones son )alidas & est-n dentro de los inter)alos :ue recomiendan

    los di"erentes autores :ue los tomaron de la e#perimentación & d-ndonos )alores

    relati)amente promedios pudimos hallar los par-metro indicados e"ecti)os las

    dimensiones principales del motor para :ue pueda operar correctamente en la ciudad del

    cusco.

     0dem-s de esto debemos acotar :ue la presión atmos"*rica en el cusco es un )alor 

    promedio dado :ue no solo )ar,a con la altura sino :ue tambi*n con las condiciones

    clim-ticas del medio igualmente la temperatura es un promedio durante todo un a

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