UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA MECÁNICA

INSTRUMENTACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN EN EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN MODELO PERKINS C.4.236.V

AUTORES:

GUILLEN IPARRAGUIRRE JOEL WILDER. JAIMES ALVARADO JUAN DANIEL. GUTIERREZ AGUILAR JHOAO

CURO:

REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO.

PROFESOR:

ING. ELÍ GUAYAN

CICLO Y AÑO:

NOVENO CICLO AÑO 2016

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Contenido

1. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL MOTOR..............................................................2

2. FICHA TECNICA...............................................................................................................3

3. ESQUEMA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.........................................................3

4. AUTOMATIZACIÓN DEL CIRCUTO DE REFRIGERACIÓN......................................4

4.1. Lazo de control...........................................................................................................5

4.2. Elementos del lazo de control..................................................................................5

.................................................................................................................................................6

4.3. Equipamiento.............................................................................................................9

4.3.1. Sensor (Termistor).............................................................................................9

INSTRUCCIONES DE MONTAJE..................................................................................9

4.3.2. Transmisor........................................................................................................11

4.3.3. Controlador indicador de temperatura (reloj de temperatura.....................11

...........................................................................................................................................12

4.3.4. Actuador (relay)................................................................................................13

5. BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................14

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INSTRUMENTACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN EN EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL MOTOR DE

COMBUSTIÓN MODELO PERKINS C.4.236.V

1. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL MOTOR

La refrigeración en motores de combustión interna es necesaria para disminuir el calor generado por la quema del combustible (superior a 2000ºC) y no transformado en energía mecánica, durante el funcionamiento de estos. La principal función de la refrigeración es mantener todos los componentes dentro del rango de temperaturas de diseño del motor evitando su destrucción por deformación y agarrotamiento.

Según el diseño del motor alrededor del 33% de la energía potencial del combustible se transforma en trabajo mecánico, y el resto se transforma en calor que es necesario disipar para evitar comprometer la integridad mecánica del motor.

El sistema no solo debe limitar la temperatura máxima del motor para evitar daños al mismo, sino también mantener la temperatura óptima de funcionamiento que, dependiendo del diseño del motor, se encuentra en el rango de 80 a 100°C. De su buen funcionamiento depende en buena medida el rendimiento térmico del motor.

Si el motor trabaja por encima de su temperatura óptima, se corre el riesgo de disminuir la viscosidad del aceite y aumentar el desgaste del motor, se produce un recalentamiento de las piezas y una mayor fricción entre estas. También puede producirse detonaciones al encenderse la mezcla combustible antes de tiempo.

Si el motor trabaja por debajo de su temperatura óptima, se aumenta el consumo de aceite y el desgaste de las piezas, ya que éstas están diseñadas para dilatarse por efecto del calor a un tamaño determinado, se reduce la potencia por falta de temperatura para una combustión eficiente, se producen incrustaciones de carbón en válvulas, bujías y pistones.

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2. FICHA TECNICA

3. ESQUEMA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

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4. AUTOMATIZACIÓN DEL CIRCUTO DE REFRIGERACIÓN

En el sistema de refrigeración de un vehículo se puede utilizar una bomba eléctrica comandada electrónicamente de modo que no encienda en el periodo de calentamiento (evitando gastar energía inútilmente) y variando su velocidad según la demanda de potencia. Un sistema mecánico tal vez no podría eliminar bien el calor acumulado a pocas RPM y en altas podría requerir excesiva potencia para la necesidad de refrigeración.

Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control para controlar equipos o máquinas.

Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por la retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de control con realimentación. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos sobre la base de muchos parámetros y reciben el nombre de controladores de automatización programables (PAC).

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En un lazo de control simple hay cuatro elementos principales que son el sensor, el transmisor, el controlador y el actuador.

4.1. Lazo de control

En esta actividad desarrollaremos un lazo de control simple, para controlar el buen funcionamiento del ventilador.

4.2. Elementos del lazo de control

a) Sensores:

La medición de la temperatura en los automóviles se efectúa normalmente mediante sensores fabricados con materiales resistivos de coeficientes de temperatura positivos (PTC) o negativos (NTC). Estos elementos sensibles, conocidos como Termistor, nos dan una respuesta en forma de resistencia, la cual en función de si es una PTC o una NTC se comportará de una manera u otra. La PTC (coeficiente de temperatura positivo) a medida que la temperatura sube, su resistencia aumenta, mientras que la NTC (coeficiente de temperatura negativo) es todo lo contrario, a mayor temperatura, menor resistencia.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los sensores FAE se basan en un termistor insertado en uno de los extremos de un cuerpo metálico, ya sea cilíndrico o hexagonal.

Ese extremo es el que estará en contacto con el líquido refrigerante (roscado o insertado en el sistema de refrigeración del vehículo) o con el aire y será el encargado de leer la temperatura y enviar la información a la unidad de control.

La zona de conexionado de los sensores suele ser de material plástico, y se adaptan a los diferentes conectores para cubrir así la gran mayoría de vehículos del mercado. Una junta anular de metal o de goma, garantiza la hermeticidad entre el sensor y el bloque motor.

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Las resistencias NTC (Negative Temperature Coefficient), también llamadas Termistores NTC, son resistencias cuyo coeficiente de temperatura es negativo, es decir que el valor óhmico de su resistencia depende de la temperatura. Las resistencias NTC se fabrican a partir de óxidos semiconductores de los metales, tales como el óxido férrico (Fe2O3) sustituyendo algunos de sus iones de hierro por los de titanio.

Para obtener una representación gráfica necesitamos aplicar la siguiente ecuación:

b. Transmisores:

Normalmente se utilizan dos tipos de

cables coaxiales:

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10Base2 - cable coaxial delgado (denominado Thinnet o CheaperNet) es un cable delgado (6 mm. de diámetro) que, por convención, es blanco (o grisáceo). Este cable es muy flexible y se puede utilizar en la mayoría de las redes, conectándolo directamente a la tarjeta de red. Es capaz de transportar una señal hasta unos 185 metros, sin que se pierda la señal.

Forma parte de la familia RG-58 cuya impedancia (resistencia) es de 50 ohms. Los diferentes tipos de cable coaxial delgado se diferencian por su parte central (núcleo).

10Base5 - cable coaxial grueso (Thicknet o Thick Ethernet también se denomina Cable Amarillo, ya que, por convención, es de color amarillo) es un cable protegido con un diámetro más grueso (12 mm.) y 50 ohm de impedancia. Se utilizó durante mucho tiempo en las redes Ethernet, motivo por el cual también se lo conoce como "Cable Estándar Ethernet". Siendo que posee un núcleo con un diámetro más grueso, es capaz de transportar señales a través de grandes distancias: hasta 500 metros sin perder la señal (y sin reamplificación de la señal). Posee un ancho de banda de 10 Mbps y frecuentemente se utiliza como cable principal para conectar redes cuyos equipos están conectados por Thinnet. Sin embargo, debido a su diámetro, es menos flexible que el Thinnet.

c. Controlador indicador de temperaturaEste indicador está presente en todos los automóviles cuyo motor tenga un sistema de refrigeración líquido y en algunos de enfriamiento por aire.

Es común que sea un indicador de aguja con la escala graduada en grados de temperatura y en cuya esfera se han dibujado tres zonas coloreadas, la primera (amarilla), correspondiente al trabajo aun frío del motor, la segunda (verde). que representa la zona de temperatura de trabajo óptima, y la tercera (roja), para la zona de temperatura demasiado alta del motor.

En algunos casos se usan pantallas del tipo digital, con valores de temperatura o con palabras claves indicadoras.

En realidad lo que se mide es la temperatura del líquido refrigerante del motor en la culata y muy cerca del último cilindro, en este punto es donde el refrigerante ha alcanzado su mayor temperatura debido a que ha refrigerado todos los cilindros. Por tal motivo se coloca allí un sensor que envía al

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indicador del panel una señal eléctrica que es registrada por la aguja como un valor de temperatura.

Casi todos los sistemas de medición de temperatura de los automóviles actuales usan como sensor un termistor, y como indicador, un instrumento que mide el valor de la resistencia del termistor con la escala graduada en grados de temperatura.

Como el automóvil está constantemente sometido a aceleraciones y desaceleraciones, fuerzas laterales en las curvas y movimientos oscilatorios verticales con las irregularidades del camino, este indicador debe tener un mecanismo de movimiento de la aguja a prueba de estos perturbaciones, tales como el indicador de lámina bi-metálica o el galvanómetro de cuadros cruzados, de manera que este constante movimiento del coche no se transmita a la aguja indicadora, y así mostrar una indicación estable.

d. Actuadores

Principio de funcionamiento

Un relevador consta principalmente de dos tipos de circuitos, el circuito de control y el circuito de contactos. El circuito control consiste de una bobina que produce un campo magnético cuando un interruptor es abierto y da paso a la corriente eléctrica a través de la bobina.

El circuito de contactos consiste en contactos que cierran el circuito debido al campo magnético creado por la bobina. Dicho de otra manera el circuito de contactos se encuentra “normalmente abierto” y cambia de posición, cuando es atraído por el campo magnético. En el momento que se deja de aplicar corriente el circuito de contactos regresa a su posición original.

Los relevadores utilizan únicamente una pequeña cantidad de corriente para controlar una cantidad de corriente mayor.

Funciones

El uso de relevadores reduce el requerimiento de interruptores utilizados para controlar cargas como bocinas, faros, luces antiniebla, etc.

Debido a que los relevadores pueden ser instalados cerca del motor, la cantidad de cable requerido para llevar la corriente eléctrica desde la batería hasta los puntos de uso o carga es menor, por lo tanto la caída de

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voltajes menores y como resultado tenemos bocinas ruidosas y luces más brillosas.

4.3. Equipamiento

4.3.1. Sensor (Termistor).

INSTRUCCIONES DE MONTAJE

El par de apriete de los sensores de temperatura es de 30÷50 Nm. Sustituya la junta de estanqueidad cada vez que cambie un sensor. Las juntas

no realizan su función de hermeticidad si están usadas o desgastadas.

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4.3.2. Transmisor

4.3.3. Controlador indicador de temperatura (reloj de temperatura

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4.3.4. Actuador (relay).

5.BIBLIOGRAFÍA

Catalogue PERKINS for gauges, switches and senders WORKSHOP MANUAL FOR 4.236 DIESEL ENGINES WAVELENGTH ELECTRONIC- CATALOGE FOR THERMOSTER WAVELENGTH ELECTRONIC- CATALOGE FOR TEMPERATURES CONTROLLERS http://www.teamwavelength.com/products/product.php?

part=139&gclid=CNqlwdDrzcwCFckehgodFE8C4g https://www.youtube.com/watch?v=FnGFv9iC8UY Catálogo de información técnica para sensores- FAE Relevadores para cada aplicación y requerimiento- BOSCH.

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