INFORME DE LABORATORION°1

CURSO: Motores de Combustión Interna MN - 136 TEMA: Desarmado, Armado y Determinación de las partes principales y los parâmetros constructivos de un Motor de Combustión Interna

ALUMNO: Ortecho Luna David Amador 20074535J “D”

PROFESOR: Ing. Ponce Galiano, Jorge

Rímac, 20 de abril de 2011

ContenidoResumen 3Objetivos 4Fundamento Teórico 5Metodología 14Esquema y partes de un motor de combustión interna 14Instrumentos Utilizados 22Fórmulas Utilizadas 24Descripción del Proceso 25Toma de Datos 26Cálculos y Resultados 27Representación Gráfica de los Resultados 29Análisis de los Resultados 32Conclusiones 33Bibliografía 34

Resumen

Los Motores de Combustión Interna (MCI) son las más comunes de todas las máquinas térmicas existentes en el mundo, ya que generan aproximadamente entre un 70% y 80% de toda la energía producida en el planeta.Es gracias a su alta economía, fiabilidad y durabilidad que son utilizadas en todas las ramas del desarrollo sociocultural del mundo, es ahí donde radica la importancia del estudio de estas máquinas, teórica y experimentalmente hablando, detallando todos sus procesos y fenómenos termodinámicos.Enel presente informe se expone de manera clara el conjunto de partes, detalladas una por una,

que conforman un Motor de Combustión Interna. Además se explica el procedimiento que se debe seguir para el correcto desarmado y armado del mismo.Mención aparte requiere el análisis y determinación de ciertos parámetros constructivos del motor que han sido determinados en este trabajo, tales como los ángulos de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.El análisis aquí expuesto tiene como base experimental, los trabajos de montaje y desmontaje de motores realizados en el laboratorio de la Universidad Nacional de Ingeniería donde se tomaron los datos de un motor Mitsubishi de 4 cilindros.Es el sincero deseo del autor de este trabajo que se encuentre provecho e interés en profundizar un poco más estos temas que son de vital importancia para el desarrollo de la tecnología en nuestra sociedad.

Objetivos

Los objetivos primarios de esta experiencia son los siguientes:* Realizar el desmontaje y montaje de las partes más importantes del motor.* Identificar los principales componentes del motor.* Determinar los parámetros constructivos del motor.

Fundamento TeóricoMotores de Combustión InternaEntre los Motores de combustión interna más conocidos tenemos el motor de gasolina y motor diesel, son motores térmicos. Los gases que resultan del proceso de combustión empujan un pistón, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girarun cigüeñal, para obtener un movimiento de rotación.Motor DieselEl motor Diesel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1895, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para "biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo que es.Motor de explosiónUn motor de explosión es un tipo de motor de combustión interna que utiliza la explosión de un combustible, provocada mediante una chispa, para expandir un gas empujando así un pistón. Hay de dos y de cuatro tiempos. El ciclo termodinámico utilizado es conocido como Ciclo Otto. Este motor, también llamado motor de gasolina o motor Otto, es junto al motor diésel, el más utilizado hoy en día en automoción.Partes principales de un motorLa figura muestra en forma muy esquemática, la sección transversal de un motor endotérmico alternativo de encendido por chispa.Como quiera que las partes principales son comunes en los dos tipos de motores. El cilindro, es el

contenedor en forma cilíndrica en el cual se mueve el pistón con movimiento rectilíneo alternativo. El cilindro es parte del bloque de cilindros o monoblock, como se llamaba antiguamente.Éste, a su vez, forma parte de la bancada, que podemos considerar como la estructura fundamental del motor. En muchos casos, el bloque de cilindros está separado de la bancada, a la cual va unido por medio de bulones.La parte superior del cilindro está cerrada por la culata.El volumen comprendido en el cilindro entre la culata y el pistón representa la cámara de combustión, en la cual se quema la mezcla de aire y combustible, es decir, el fluido activo.Formación de la mezcla y combustiónEn el motor de encendido por chispa, esta mezcla se forma en el carburador (hoy en día ya poco usado y la mezcla se realiza por medio de inyectores en la cámara de combustión) y entra en el cilindro a través del conducto y de la válvula de aspiración. La válvula de mariposa del carburante sirve para regular la cantidad de mezcla entrante.En el motor de encendido por compresión, el combustible se introduce en el cilindro por medio de Un Inyector. La cantidad de combustible está regulada por la bomba de Inyección, mientras que no hay ninguna regulación para la cantidad de aire que entra por el conducto y la válvula de aspiración. Como la combustión es consecuencia de la alta temperatura del aire, intensamente comprimido en el cilindro, no es necesaria la bujía.En los motores de encendido por chispa se inicia la combustión al saltar la chispa entre los electrodos de la bujía: en los motores de encendido por compresión, con el encendido espontáneo del combustible pulverizado porel Inyector (en la figura anterior puede imaginarse la bujía sustituida por el inyector). El pistón o émbolo, dotado de aros de compresión, que impiden el escape de gas entre pistón y cilindro, transmite el empuje de dicho gas, a través del perno, a la biela, y de ésta, a la manivela del eje cigüeñal o árbol motor. La biela y la manivela transforman el movimiento lineal alternativo del pistón en movimiento rotativo del eje cigüeñal que gira entre cojinetes de bancada, montados en ésta.Los conductos a cuyo través se descargan al exterior los productos de la combustión son la válvula de escape y el colector de escape. Tanto la válvula de aspiración como la de escape están accionadas por órganos llamados de distribución. Un eje de distribución o eje de camones es accionado por el eje cigüeñal mediante una cadena o por engranajes. Los camones montados sobre el eje actúan sobre una serie de piezas, tales como los taqués, los empujadores y los balancines, los cuales transmiten el movimiento a la válvula según la ley definida por la forma del correspondiente camón. La válvula es mantenida en su asiento por la acción de su muelleTerminologíaNo todos los motores corresponden al esquema descrito, pero las partes esenciales, así como el funcionamiento, son similares. Para el estudio de los motores endotérmicos es necesario conocer la terminología universalmente usada hoy para indicar algunas dimensiones y valores fundamentales.Punto muerto superior (P.M.S.).Posicióndel pistón más próxima a la culata. Punto Muerto Inferior (P.M.I.). Posición del pistón más alejada de la culata.Diámetro (en inglés: Bore).

Diámetro interior del cilindro. Expresado generalmente en milímetros (mm).

Carrera (en inglés: Stroke).Comprende la distancia entre el P.M.S. y P.M.I., es igual, salvo raras excepciones, al doble del radio de la manivela del eje de cigüeñales. Se expresa generalmente en mm.Volumen total del cilindro (V1).Es el espacio comprendido entre la culata y el pistón cuando éste se halla en el P.M.I. Viene expresado, por lo general, en cm3Volumen de la cámara de combustión (V2).Está comprendido entre la culata y el pistón cuando éste se halla en el P.M.S. Suele expresarse en cm3Volumen desalojado por el pistón o cilindrada (V1 - V2).Es el generador por el pistón en su movimiento alternativo desde el P.M.S. hasta el P.M.I: Se expresa, por lo común, en cm3.Relación volumétrica de compresión (ε).Se entiende por tal la que hay entre el volumen total del cilindro V1 y el volumen de la cámara de combustión V2. En general, para abreviar, es llamado simplemente relación de compresión:

ε=V1V2

Ciclos operativos motores de 4 y de 2 tiemposPor ciclo operativo entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite con ley periódica. La duración del ciclo operativo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo. Se dice que los motores alternativos son:* 4 tiempos * El ciclo se realiza en 4 carreras del pistón* Realizan un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor* 2 tiempos * El ciclo se realiza solamente en 2 carreras del pistón* Realizan un ciclo a cada revoluciónSe han ideado, sin embargo, motores en los cuales el ciclo operativo se verifica en 6 carreras del pistón. En este caso particular, cuatro de las seis carreras son empleadas para ejecutar las mismas operaciones del ciclo de cuatro tiempos, y las dos restantes sirven para retener la mezcla combustible en el interior del cilindro con objeto de permitir al combustible, cuando es poco volátil, vaporizarse por completo y difundirse en el aire comburente, o bien realizar un barrido del cilindro con aire puro. Estos motores no han tenido, sin embargo, una difusión práctica.Motor de 4 tiemposLa gran mayoría de los motores endotérmicos son de 4 tiempos y a ellos nos referiremos también con preferencia porque se prestan a una más fácil comprensión. El ciclo de 4 tiempos comprende las fases siguientes:* Admisión de la carga en el cilindro* Compresión de la carga

* Combustión y expansión* Expulsión o escape de los productos de la combustiónCada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.

Motor de 2 tiemposEn los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo es realizado en dos carreras, por lo que la admisión del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera decompresión, y el escape, durante una fracción de la carrera de trabajo. Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea Previamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión. En el ejemplo de la figura la compresión previa del fluido se efectúa en la cámara de manovelismo o cárter por acción del pistón, que funciona como bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido activo puede realizarse sin necesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante su carrera, adecuadas lumbreras de aspiración y de escape.La animación representa esquemáticamente cómo funciona un motor de dos tiempos provisto de válvulas para el escape. A su debido tiempo se explicarán las características de funcionamiento de este sistema. El ciclo de 2 tiempos fue concebido para simplificar el sistema de distribución, eliminando y reduciendo el número de válvulas, y para obtener una mayor potencia a igualdad de dimensiones del motor.Como quiera que se tenga una carrera útil Por cada giro del eje cigüeñal, la frecuencia de la carrera útil y, por consiguiente, la potencia obtenida, resulta teóricamente doble de la de un motor de 4 tiempos de igual cilindrada. El aumento de la frecuencia de la carrera útil un calentamiento excesivo de las partes tiende, sin embargo, a causar del motor y, por ello, a producir una rotura de la película de aceite lubricantecon peligro de averías en el pistón y en el cilindro. La velocidad del motor de 2 tiempos debe, por ello, ser en general un poco inferior a la necesaria para realizar el doble de la potencia.

El motor de encendido por chispa: Motor ciclo OttoOrígenesEl motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por Beau de Rochas, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado prácticamente por el alemán OTTO, en 1862. Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.UtilizaciónA la categoría de encendido por chispa pertenece la mayor parte de los motores de automovilismo, una gran parte de los motores para tracción industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena parte de los motores para aplicaciones náuticas y agrícolas.Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las pérdidas de mezcla que se producen a través del escape y del consiguiente elevado consumo del combustible.Por tanto, la gran mayoría de los motores de encendido por chispa funcionan según el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeños motores de motocicleta.

Combustible utilizado El combustible es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorífico, que se evaporan fácilmente. Pueden usarse también combustibles gaseosos o asimismogas licuado, pero su empleo es menos práctico y, por ello, mucho menos difundido.AlimentaciónLos motores de encendido por chispa pueden ser alimentados por carburación o por Inyección. En este segundo caso, el combustible se mezcla al aire inyectándolo en el conducto de aspiración en la toma de la válvula, o bien directamente en la cámara de combustión; con todo, este último método es el menos empleado.La alimentación por inyección tiene la ventaja, en el caso de los motores pluricilíndricos, de distribuir de manera uniforme el combustible en los diversos cilindros, de no ser sensible a la aceleración y de no estar sujeto a formaciones de hielo, pero es más complicada y costosa, especialmente por lo que respecta a la regulación y, por ello, no ha tenido todavía una gran difusión.El motor de encendido por compresión: Motor ciclo DieselOrígenesEl motor de encendido por compresión está basado en los trabajos de RUDOLPH DIESEL, que realizó sus primeros motores alrededor del año 1892. En este tipo, la combustión se realiza a presión constante, según el ciclo que ha tomado el nombre de su inventor.Combustible utilizadoLos combustibles empleados son hidrocarburos líquidos de características inferiores al carburante usado en los motores de encendido por chispa, menos volátiles y con un peso específico superior, por lo cual se llaman combustibles pesados. El tipo más notable usado para los motores de los automóviles es el gasoil.UtilizaciónLos motores deencendido por compresión son similares, en importancia y variedad de aplicaciones, a los motores de encendido por chispa; pertenecen a esta vasta categoría los grandes motores Diesel lentos para instalaciones fijas y navales, así como los motores Diesel rápidos empleados en la locomoción terrestre y en embarcaciones ligeras.Hay que considerar como motores de encendido por compresión los motores de cabeza caliente llamados también semi-Diesel. Éstos tienen, sin embargo, un número limitado de aplicaciones en el campo de las instalaciones fijas, de tractores agrícolas y sobre algunos tipos de embarcaciones, pero tienden a ser suplantados por los motores Diesel rápidos y por los motores de encendido por chispa.Más InformaciónLos motores de encendido por compresión funcionan a 4 o a 2 tiempos. Los motores de 2 tiempos no presentan consumo de combustible superior a los de 4 tiempos, porque el barrido del cilindro es efectuado con aire puro y no con la mezcla combustible; por esta razón, no hay pérdida de combustible a través del escape.

Diferencias principales entre los motores de encendido por chispa y encendido por compresión

Desde el punto de vista mecánico, no existen diferencias substanciases, entre los dos tipos de motores: esencialmente se distinguen por su ciclo teórico, puesto que el motor de encendido por chispa funciona según el ciclo Otto y el de encendido por compresión según el ciclo Diesel.Las diferencias fundamentales entre los dos tipos de motoresse derivan de las correspondientes a sus ciclos:Introducción del combustibleEn la mayor parte de los motores de encendido por chispa, el aire y el combustible son introducidos en la cámara de combustión bajo forma de mezcla gaseosa. La mezcla se efectúa en el carburador, y la regulación de la cantidad de mezcla introducida se obtiene por medio de una válvula de mariposa.En los motores de encendido por compresión, el aire se introduce en la cámara de combustión a través de conductos que van a la válvula de aspiración, mientras el combustible se introduce directamente por medio de un inyector. La mezcla aire-combustible se realiza en la cámara de combustión; no hay regulación de la cantidad de aire, sino tan sólo una regulación de la cantidad de combustible introducido.EncendidoEl motor de encendido por chispa requiere un sistema de encendido para generar en la cámara de combustión una chispa entre los electrodos de una bujía, al objeto de que la combustión pueda iniciarse.El motor de encendido por compresión utiliza la alta temperatura y presión obtenidas al comprimir el aire en el cilindro para dar comienzo a la combustión cuando el combustible es inyectado.Relación de compresiónEl valor de la relación de compresión en los motores de encendido por chispa varía de 6 a 10, salvo casos excepcionales, mientras que en los motores de encendido por compresión oscila entre 14 y 22.En los motores de encendido por chispa, el límite superior de la relación decompresión está determinado esencialmente por la calidad antidetonante del combustible en el mercado; para los motores de encendido por compresión está determinado, sobre todo, por el peso de la estructura del motor, que aumenta al aumentar la relación de compresión, de un modo especial con grandes cilindradas.

MetodologíaEsquema y partes de un motor de combustión interna

1. Colector de escape._ Pieza encargada de recibir del motor los gases resultantes de la combustión. El colector de escape está compuesto por una serie de tubos (uno por cilindro) unidos al bloque motor, que se juntan en uno solo conectado al tubo de escape. Es de fierro fundido para resistir las altas temperaturas, corrosión y altas presiones.

Las válvulas son elementos sujetos a elevados esfuerzos mecánicos y térmicos, y deben tener resistencia a la oxidación y a la corrosión.El esfuerzo mecánico se origina al flexionar la cabeza de la válvula (disco o platillo) por la presión producida durante el encendido (ignición), y por el esfuerzo de impacto realizado al cerrar la válvula.2. Válvula de escape. La válvula de escape se abre apreciablemente antes del final de la carrera de expansión para iniciar el escape de los gases del cilindro y reducir la presión durante la carrera de escape. Esta válvula se cierra cerca del final de la carrera de escape.

3. Válvula de admisión._ La válvula de admisión se abre cerca del principio de la carrera de aspiracióny se cierra apreciablemente después de empezar la carrera de compresión, utilizando así la energía cinética de la mezcla que entra para obtener la alimentación máxima a cierta velocidad conveniente.

4. Eje de levas._ Consiste en una barra cilíndrica que recorre la longitud del flanco de los cilindros con una serie de levas sobresaliendo de él, una por cada válvula de motor. Las levas fuerzan a las válvulas a abrirse por una presión ejercida por la leva mientras el eje rota. Este giro es producido porque el eje de levas está conectado con el cigüeñal, que es el eje motriz que sale del motor. La conexión entre cigüeñal y eje de levas se puede realizar directamente mediante un mecanismo de engranajes o indirectamente mediante una correa o cadena, conocida como correa de distribución.

5. Resorte de válvulas._ El resorte de válvula se construye con aleación de alta tecnología. Debe tener la misma fuerza de recuperación a través de toda su vida útil. En motores de competición los resortes de válvulas son piezas cruciales para que el motor mantenga su sincronismo a máximas revoluciones. La fabricación de estos componentes lleva un largo trabajo de investigación previa.

6. Colector de admisión._ Pieza por donde circula el aire antes de entrar en los conductos de admisión de la culata. La forma y volumen del colector determina la vibración que toma el aire al entrar en el motor, esa frecuencia es más o menos convenientepara cada régimen del motor.

7. La Culata. Es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión.Constituye el cierre superior del bloque motor y sobre ella se asientan las válvulas, teniendo orificios para tal fin. La culata presenta una doble pared para permitir la circulación del líquido refrigerante. Si el motor de combustión interna es de encendido provocado (motor Otto), lleva orificios roscados donde se sitúan las bujías.

8. Cilindros._ Es una cavidad de forma cilíndrica, por la cual se desplazan los pistones en su movimiento alternativo, entre el punto muerto inferior y el punto muerto superior, las paredes interiores son completamente lisas y en algunos casos cromadas para mayor resistencia al desgaste, es una pieza hecha con metal fuerte porque debe soportar a lo largo de su vida útil un trabajo a alta temperatura con explosiones constante de combustible, lo que lo somete a un trabajo excesivo bajo condiciones extremas.

9. Chaquetas de líquido refrigerante._ Un sistema de enfriamiento de una cierta clase es necesario en cualquier motor de combustión interna. Si no se proporcionara ningún sistema de

enfriamiento, las piezas derretirían del calor del combustible ardiente, y los pistones los ampliarían tanto que no podrían moverse en los cilindros El sistema de enfriamiento de un motor refrigerado por agua consiste en:la chaqueta del agua del motor, un termóstato, una bomba de agua, un radiador y un casquillo de radiador.

10. Anillos del pistón._Son piezas circulares metálicas, autotensadas, que se montan en las ranuras de los pistones para servir de cierre hermético móvil entre la cámara de combustión y el cárter del cigüeñal. Son los encargados de mantener la estanqueidad en la cámara de combustión, debido a que entre el cilindro o camisa y el pistón debe existir un juego deslizante y por ser los vapores tanto de la mezcla como de los productos de la combustión tan volátiles pueden perderse a través de dicho espacio. Además de esta función cumplen con la de la distribución del aceite sobre la pared del cilindro y la falda del pistón.

11. Pistón._ Tomando el pistón como un elemento de un mecanismo cinemático puede definirse como aquel elemento que tiene como función deslizarse dentro de su guía, que en el caso de un motor es la camisa o cilindro. Hace parte del conjunto biela - manivela y su movimiento no llega a ser un armónico simple pero si se le acerca mucho. La superficie lateral de un pistón no es perfectamente cilíndrica, la parte más ancha se encuentra cerca del fondo o parte inferior del pistón y es allí donde se mide el diámetro del mismo.

12. Bubón de biela._ El bulón es un eje de acero con el centro hueco que sirve de unión entre la biela y el pistón, el bulón además puede ser: flotante cuando el bulón gira en lossoportes del pistón y la biela, semiflotante este tipo de bulones se usa en las bielas de pie abierto, fijo es cuando el bulón esta sujeto a los soportes del pistón por contracción

13. Biela._ La biela es la pieza que está encargada de transmitir al cigüeñal la fuerza recibida del pistón. Generalmente está fabricada de acero forjado debido a que debe resistir una gran tensión y esfuerzo. La biela permite la transformación del movimiento alternativo en rotativo.

14. Muñón de biela. Durante la operación del motor, el muñón de biela soporta cargas de hasta 2 toneladas, de manera que cada muñón de biela resulta individualmente girado o torsionado un poco antes que el resto del eje mientras que la fuerza esta siendo aplicada. Por supuesto, la fuerza se aliviana tan pronto como se gasta la potencia, de manera que el cigüeñal flexiona regresando a su posición normal.

15. El cigüeñal. El cigüeñal es un elemento estructural del motor. esta construido de aleaciones de níquel forjado y sementado; se encuentra montado sobre cojinetes en el fondo del bloque de cilindros y transforma el movimiento de los pistones en movimiento rotatorio, que luego pasa a las ruedas a través de la transmisión.Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay de tres apoyos, de cinco apoyos, etcétera, dependiendo del número de cilindros que tenga el motor.

16. Muñón de bancada._ Son los muñones principales: estosse apoyan y giran sobre las chumaceras de bancada. Es la unión entre la biela y el cigüeñal. Los muñones de bancada están todos en un mismo eje geométrico y se alternan con los muñones desplazados que son para las bielas.

17. Carter de aceite. El cárter es la tapa inferior del motor, está constituido por cárter superior (es la parte inferior del bloque) y cárter inferior que va asegurado al superior también sirve como depósito de aceite. El cárter inferior esta construido de hierro de fundición o aleación de aluminio.

18. Monoblock._ El bloque es la parte más grande del motor, contiene los cilindros donde los pistones suben y bajan, conductos por donde pasa el líquido refrigerante y otros conductos independientes por donde circula el lubricante. Generalmente el bloque está construido en aleaciones de hierro o aluminio, siendo estas últimas mucho más livianas y permiten mayor rendimiento.

Instrumentos Utilizados* Una probeta graduada* Aceite de motor

* Un vernier* Una regla metálica* Un Torquímetro* Llaves hexagonales tipo “dado”* Llaves hexagonales tipo “boca”* Llaves hexagonales tipo “corona”

* Llaves hexagonales tipo “mixta”

* Otras herramientas

Fórmulas UtilizadasCarrera (S) = Distancia entre PMS y PMI (cm)Dc = Diámetro del cilindro (cm)

Donde:: Volumen útil de trabajoCilindrada del motor= Volumen de la cámarade Combustión(Relación de compresión teórica) =

(Relación de compresión real) = Donde:

Descripción del Proceso1. Sacar los pernos de la culata.2. Destapar la culata del bloque de cilindros.3. Girar el cigüeñal hasta que el émbolo del primer cilindro ocupe su posición del PMS.4. Continuar girando el cigüeñal hasta que el émbolo ocupe su posición del PMI.5. Con el micrómetro de interiores medir el diámetro interior del primer cilindro del motor.6. Medir la longitud de la carrera del émbolo desde el PMS hasta el PMI.7. Determinar el volumen muerto (volumen de la cámara de combustión) usando cualquiera de los siguientes métodos: geométrico, con aceite, o combinado.8. Volver a girar el cigüeñal y observar el momento en que se abre la válvula de admisión, medir el ángulo de avance de la apertura de la válvula de admisión.9. Proceder del mismo modo para determinar el ángulo de retraso del cierre de la válvula de admisión.10. Constatar mediante el giro del cigüeñal el cumplimiento de los procesos de compresión (las válvulas de admisión y de escape deberán estar cerradas) y de expansión.11. Estando el émbolo del primer cilindro en su carrera de expansión observar el momento en que se abre la válvula de escape; medir el adelanto de dicha apertura respecto al PMI.12. Continuar el giro del cigüeñal siguiendo el proceso de escape (la válvula de escape debe permanecer abierta); observar el momento en quese abre la válvula de escape; medir el adelanto de dicha apertura respecto al PMS.13. Voltear el motor con mucho cuidado.14. Sacar los pernos del cárter.15. Destapar el cárter del bloque de cilindros.16. Desmontar uno de los pistones desarmando la biela y separándola del cigüeñal.17. Repetir todos los pasos en sentido inverso para proceder con el montaje del motor al finalizar la experiencia.

Toma de DatosDatos del laboratorio:D=99.8mm→diametro del cilindoS=105mm →carrera del pistonRPM = 3500 Número de dientes de la volante: 110Longitud de la biela = 186.4 mmSabemos:S=2xR donde R:radio de la manivela∴R=525 mm Z=4 →Numero de cilindros

∢AVA:10 dientes antes de llegar PMS →Abertura de válvula de admisión si: 110⟷360°10 dientes ⟷ x° x=360x10110=32.73°=∢AVA

∢CVA:21 dientes despues de PMI → Cierre de válvula de admisión de lo anterior deducimos que ∢CVA=68.73°

∢AVE:18 dientes antes de llegar PMI→ Abertura de válvula de escape=58.91°

∢CVE: 8 dientes despues de llegar PMS →Cierre de válvula de escape=26.18°

Vh=π4 xD2xS=821.3727 cm3→Volumen de cilindrada unitariaVH=VhxZ=3285.49 cm3→Volumen de cilindrada totalVc=47+π4 x99.82x0.4x10-3=50.129 ml=50.129 cm3→Volumen muerto

Cálculos y ResultadosRelación de Compresión Geométrica (Teórica):

Tenemos:Vh=821.3727 cm3Vc=50.129 cm3Entonces: ε=1+821.372750.129ε=17.3851

Relación de Compresión Real:

Dónde: Vh’ es elvolumen del cilindro cuando empieza la compresión, el cual se determine en función del ángulo de cierre de la válvula de admisión.La expresión para el desplazamiento del pistón es la siguiente:S=R1-cosφ+λ41-cos2φDonde: λ=RLS=2R→R=5.25 cm y λ=5.2518.64=0.28165Tenemos que αCVA = 68.73ºφ=αCVA+180º= 248.73ºReemplazando tenemos: S=7.7965 cmVh'=609.889m3ε=1+609.88950.129ε=13.1664

Representación Gráfica de los Resultados

Determinación de las Gráficas de las magnitudes cinemáticas del motor en función del ángulo de giro del cigüeñalSabemos que:R=5.25 cmλ=0.28165ω=366.52 rad/sDel libro de Jóvaj extraemos las siguientes fórmulas, que utilizaremos para determinar las funciones a ingresar en Excel:SØ=R1-cosϕ+λ4(1-cos2ϕ)

V∅=ω.R.(senϕ+λ2sen2ϕ)

α∅=ω2.R.(cosϕ+λ.cos2ϕ)

Diagrama Circular de Distribución de Fases del Proceso de Intercambio de Gases analizado para un motor Diesel Mitsubishi 4D31T de 4 tiempos

Análisis de los Resultados

La relación de compresión teórica de 17.38 confirma la teoría que nos dice que los motores Diesel tienen relaciones de compresión más altas que motores a gasolina con características similares.Luego, al analizar la relación de compresión real de 13.16 vemos que la diferencia es ya notoria. Al investigar sobre la posible causa de esta diferencia, encontramos que nuestro motor cuenta con un turbocompresor, es por ello que la relación varía tanto respecto a la teórica ya que al momento deingresar el aire al cilindro, ya está comprimido y por tanto no es necesario ya lograr una compresión muy alta, debido a que el material del motor está diseñado para resistir ciertos esfuerzos. Es probable que la presencia de un turbocompresor sea la causa mayoritaria de la diferencia entre ambas relaciones.Otra causa para que la relación de compresión real sea baja es que tanto el ángulo de retraso de cierre de la válvula de admisión sea más alto del esperado, sucediendo algo similar con el ángulo de adelanto de apertura de la válvula de escape.

Conclusiones* Los materiales que se usan en cada pieza importante del motor son seleccionados según las resistencias que requieren (térmicas o mecánicas).* Los motores reales necesitan mayor tiempo que sus equivalentes teóricos para cumplir con el ciclo termodinámico que gobierna su funcionamiento, ya que los procesos no son instantáneos.* La presencia de un turbocompresor reduce la necesidad de una mayor relación de compresión.* La relación de compresión de un motor Diesel siempre será mayor a la de un motor Otto con la misma cilindrada.* A través de trasmisiones por engranajes el cigüeñal da movimiento al eje de balancines permitiendo que el proceso continúe.

Bibliografía

* Experimentación y Calculo de MCI, LASTRA, IMCI - UNI, Lima 1995.

* Motores de Automóvil, JOVAJ, Editorial MIR, Moscú 1982.

* Manual del Automóvil, ARIAS PAZ Editorial Dossat, Madrid 2001.