Práctica Num.9 Mech

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  • PRACTICA NUMERO 9MOTOR ENCENDICO POR CHISPA.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • El motor encendido por chispa y curvas caractersticas Objetivo:

    A) Estudiar el ciclo termodinmico del motor encendido por chispa (ECH).

    B) Mostrar las diferencias entre el ciclo terico y el ciclo real para un motor de gasolina.

    C) Descripcin de los sistemas principales de funcionamiento de los motores encendidos por chispa.

    D) Obtencin de los parmetros principales de operacin y curvas decomportamiento tanto a velocidad constante como variable para el motor del laboratorio.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • El motor encendido por chispa y curvas caractersticasInvestigar:

    Ciclo Otto. Generalidades de los motores encendido por chispa. Sistemas principales de un motor encendido por chispa.

    Mejoramientos prcticos de la eficiencia Motor Wankel

    LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • INTRODUCCION CRONOLOGA J.E. Lenoir quin dise en 1860 un motor sin compresin con una eficiencia trmica de slo 4%.

    Nicolaus August Otto inspirado en la mquina de Lenoir, cre en 1876, un producto y una industria que cambi la forma de vida de la humanidad.

    Simultneamente a N.A. Otto, el francs Alphonse Beau de Rochas descubri el ciclo de 4 tiempos (no lo public). En su trabajo describe con precisin el motor de gas de 4 tiempos aunque nunca lo construy.

    Despus de 1876 se desarrollaron los refinamientos a los motores, siendo las mquinas estacionarias las que recibieron los beneficios iniciales. Tratando principalmente de incrementar la relacin de compresin, que en aquellos tiempos era menor de 4:1 para as obtener mayores eficiencias.

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  • CRONOLOGA

    El concepto de Rudolf Diesel de inyectar un combustible lquido dentro de una cmara con aire comprimido, hizo posible incrementar al doble las eficiencias del motor de combustin interna, con lo que se logr una mxima compresin sin detonacin.

    En 1905 se establecieron los estndares de las dimensiones de las tolerancias de las partes de los vehculos para as permitir la intercambiabilidad de las mismas, el cual fue un factor vital para el crecimiento de la industria automotriz.

    En 1919 cambi la situacin de los hidrocarburos al producirse la gasolina por desintegracin cataltica, con lo surge el motor de gasolina que requiere de un sistema de ignicin elctrico perfeccionado, debido al incremento de la temperatura de ignicin de las gasolinas, respecto a las kerosinas LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Los avances en metalurgia, ignicin, carburacin y en mtodos de manufactura pusieron al mundo sobre ruedas. En 1920 al lograr un entendimiento del fenmeno y causas de la detonacin durante la combustin, se obtuvo tambin una solucin a dicho problema.

    La combinacin de estudios de la combustin en motores de cabeza L y el descubrimiento de Midgley acerca de las cualidades del Tetraetilo de plomo para inhibir la detonacin, originaron el desarrollo exitoso del motor de gasolina para los siguientes 25 aos. La relacin de compresin se aument alcanzando valores hasta de 7:1 por el ao de 1940.

    Por 1947 se logr mejorar el rendimiento del combustible hasta en un 40%. Por los 50s el motor de gasolina empez a ser controlado en el sentido de la conservacin de la energa y contaminacin ambiental.

    En los ltimos 15 aos han sido los ms intensos de todos. Se han logrado diseos que eliminan el 90% de los componentes txicos de los gases residuales. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICASCRONOLOGA

  • RETOS DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ ACTUALLos costos elevados de los combustibles (Hidrocarburos) y el calentamiento global que esta ocasiona el cambio de clima en nuestro planeta, son dos factores que obligan a requerir del diseo de nuevos mtodos de transporte que utilicen recursos naturales renovables (Energas Limpias) como agente energticos, estos pueden ser: La energa solar. Los bio-combustibles. La energa elica, etc. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CLASIFICACION GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

    Al igual que otras mquinas trmicas los motores encendidospor chispa son susceptibles a ser clasificados en diferentes formas como pueden ser:

    a. Segn el ciclo utilizado-Otto-Diesel-Braytn

    b. Por la posicin del cilindro con respecto al cigeal -Horizontal-Vertical-Inclinado LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CLASIFICACION GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

    c. Por la disposicin de los cilindros dentro del motor-En lnea-En V-Radial-En X

    d. Por la forma de encendido-Chispa-Compresin-Cabeza ardiente

    e. Por el tipo de enfriamiento-Aire-LquidoLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CLASIFICACION GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

    f. Por el tipo de lubricacin-Crter hmedo-Crter seco

    g. Por la forma de alimentacin-Aspiracin natural-SobrealimentacinLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • DESCRIPCION DEL CICLO OTTO An cuando el motor de combustin interna no funciona de acuerdo con un ciclo termodinmico terico, el concepto de ciclo es muy til para mostrar los efectos de los cambios en las condiciones de operacin, mostrar el rendimiento mximo y comparar un motor con otro.Para facilitar el estudio del ciclo Otto se realizaran las siguientes consideraciones: Se considera que el aire es el fluido de trabajo. Se considera como un gas ideal o sea que sus calores especficos son constantes.

    Otra suposicin consiste en considerar que todos los procesos son reversibles. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • DESCRIPCION DEL CICLO OTTOLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ENCENDIDO POR CHISPALABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Carreras en un motor de cuatro tiempos Carrera de admisin:Para que se lleve a cabo la secuencia delos cuatro tiempos en el motor, el cilindro est provisto de un par de electrodos(buja) y dos vlvulas, una de admisin yla otra de escape, colocadas en el extremocorrespondiente al PMS. La mezcla aire-combustible proporcionada por elcarburador fluye travs del mltiple deadmisin hasta el cilindro; esta mezcla essuccionada por el movimiento del pistndel PMS al PMI, pasando a travs de lavlvula de admisin. Durante esta carrera,la vlvula se encuentra cerrando lalumbrera correspondiente de escape. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Carreras en un motor de cuatro tiempos Carrera de compresin:

    Al llegar el pistn al PMI, durantela carrera de admisin se cierra lavlvula de admisin, se invierte elmovimiento del pistndesplazndose del PMI al PMScon la con siguiente disminucindel volumen en. el cilindro y unaumento de presin ytemperatura de la mezcla;durante este movimiento delpistn, la vlvula de escapecontina cerrada. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Carreras en un motor de cuatro tiempos Carrera de expansin:

    Poco antes de que el pistn llegue al PMSdurante la carrera de compresin, saltaun arco elctrico entre los electrodos dela buja, inicindose. con ello lacombustin de la mezcla. Al producirse lacombustin, los gases tienden aexpansionarse ejerciendo con ello unagran presin contra todas las caras de lacmara y, por consiguiente, contra la carasuperior del pistn, haciendo que de nuevo seinvierta el movimiento del mismo, esta vez delPMS al PMI. Esta es la nica carrera en la cualse obtiene trabajo, por lo que comnmente seleconoce tambin como carrera de potencia.Durante esta carrera ambas vlvulaspermanecen cerradas. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Carreras en un motor de cuatro tiempos Carrera de expulsin o escape:

    Lograda la mxima expansin delos gases, esto es, hallndose elpistn en el PMI fin de la carrerade expansin y comienzo de laexpulsin de los gases, se abre lavlvula de escape para desalojarlos gases producto de la combustin en el cilindro.

    Durante esta carrera el pistn sedesliza del PMI al PMS, concluyendode esta manera el ciclo de cuatrotiempos LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTO La eficiencia del Ciclo Otto est dada por:

    (9.1) donde:Qs = es el calor suministrado en kJ/h. Qr = es el calor rechazado en kJ/h. Adems es el trabajo til.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTOPor otro lado:

    (a)

    (b)

    Donde: Flujo msico de aire (kh/h) Calor especifico del aire a volumen Cte (kJ/kgC) Temperatura ( C ) LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTOSustituyendo en 9.1 las expresiones a y b :

    Simplificando:

    Sacando como factor comn a T1 en el numerador y a T2 en el denominador:LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTOComo se considera que se trabaja con un gas perfecto, las relaciones temperatura-volumen para los procesos isentrpicos. y

    Como y , entonces:

    o bien

    por lo que:LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTOdonde:

    r es la relacin de compresinFinalmente, la expresin parala eficiencia, queda:LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CICLO REALEl trabajo disponible de un ciclo real es menorque el trabajo del ciclo ideal de Otto. Algunascausas de esto se mencionan a continuacin.

    a. Se requiere de una presin negativa en la carrera de admisin que succione la mezcla aire-combustible.

    b. En la carrera de escape es necesario ejercer una presin para evacuar los gases de la combustin con la consecuente reduccin de la eficiencia volumtrica.

    c. En la compresin y expansin se tiene una continua transferencia de calor hacia el medio ambiente a travs del sistema de enfriamiento por las paredes del motor.

    d. Existen fuerzas de friccin de todas las partes mviles del motor.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • PROCESO DE IGNICIN EN UN MOTOR ENCENDICO POR CHIPALABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • AUTOENCENDIDOLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • AUTOENCENDIDOEl autoencendido produce una combustin incontrolable ya ocurre en las regiones externas al frente de flama, provocando con ello ondas de presin. El choque de estas ondas de presin produce ruidos y vibraciones anormales en la estructura del motor (cascabeleo).

    Dada la naturaleza de los combustibles, habr unos ms y otros menos capaces de Soportar elevadas presiones sin que se tenga el autoencendido, de ah que un motor encendido por chispa con una alta relacin de compresin - 9:1 10:1- necesite de un combustible que tenga algunas propiedades antidetonantes.

    Existen en la actualidad (agentes antidetonantes) que mejoran las propiedades de las gasolinas contra los efectos nocivos de la detonacin;algunos de ellos son:

    El tetraetilo de plomo Pb(C2 H5)4 . El carbonileno de hierro Fe(Co)5. La anilina C6H5 NH2, etc.

    Algunos de estos aditivos producen severa contaminacin del ambiente, por lo que su uso ha decado en la actualidad.

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  • MODIFICACIONES PRACTICAS PARA AUMENTAR LA EFICIENCIA EN UN MOTOR ENCENDIDO POR CHISPALa eficiencia. de un motor de combustin se puede mejorarintroducindole algunas modificaciones prcticas como por ejemplo:

    Rebajando cabezas para aumentar la relacin de compresin.

    Modificando el diseo del rbol de levas con el fin de que las vlvulas -admisin escape- permanezcan el mayor tiempo posible abiertas.

    Modificando vlvulas y lumbreras de admisin para introducir al cilindro una mayor masa de mezcla fresca.

    Un diseo apropiado del mltiple y del ducto de escape con el fin de crear una depresin en los mismos, que exista un flujo natural de los gases de escape desde el cilindro hasta la atmsfera.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMAS PRINCIPALES EN LOS MOTORES

    A continuacin se explican en forma poco detallada los principales sistemas de un motor encendido por chispa, estos sistemas son:

    Sistema de combustible. Sistema de encendido. Sistema de enfriamiento. Sistema de lubricacin.

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  • SISTEMA DE COMBUSTIBLE El sistema de combustible tiene varios objetivos entre ellos se pueden mencionar los siguientes:

    Proporcionar la adecuada mezcla aire combustible acorde a las condiciones de operacin del vehculo. Mezclar el aire y el combustible para el mejor aprovechamiento de ste. Dosificar el combustible o la mezcla aire combustible a la cmara de combustin .LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE COMBUSTIBLEPara cumplir con estos objetivos existen diferentes sistemas de combustible entre ellos, se tienen: Los sistemas carburados o de admisinnatural inyeccin Los sistemas de inyeccin que pueden ser por el tipo : continua intermitente,Tambin por la posicin del inyector: directa indirecta Por el punto de inyeccin que puede ser: En un solo punto (inyeccin monopunto) En varios puntos (multipunto).LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMAS DE INYECCIN DE COMBUSTIBLE

    Los sistemas de inyeccin de combustible permiten mejorar la dosificacin del combustible debido a que el combustible es inyectado a una presin mayor en la corriente de aire, esto permite un mejor mezclado del aire y el combustible, generalmente se tiene un mejor aprovechamiento del combustible y un nivel menor de emisiones.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMAS DE INYECCIN DE COMBUSTIBLEEn los inyectores utilizados en los motores de gasolina, generalmente son controlados electrnicamente, lo cual permite tener un control muy preciso del tiempo de inyeccin yde la cantidad de combustible inyectada.

    Los sistemas de inyeccin de combustible presentan las siguientes caractersticas:

    Son sistemas ms complicados y tienen ms componentes.El principio de funcionamiento es por la presin con la que se inyecta el combustible, lograda por la bomba de alimentacin y el regulador de presin del sistema.La velocidad del aire es menor que la del combustible, por lo cual el combustible es mezclado mejor con el aire.Generalmente proporcionan mezclas aire-combustible pobres Son de precio medio y altoPermiten un control estricto de las emisiones contaminantesPermiten una dosificacin homognea a todos los cilindrosLa presin del sistema de combustible es del orden de 35 a 70 lb/pulg2 en motores de gasolina y mucho mayores en motores diesel (mayores de 3,000 lb/ pulg2).LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMAS DE INYECCIN MONOPUNTO

    Los sistemas de inyeccin monopunto tienen la caracterstica de que uninyector alimenta a ms de un cilindro, de tal manera que permiten una mejordosificacin de la mezcla aire combustible. Este inyector se colocageneralmente en el cuerpo de aceleracin y es de mayor tamao que losinyectores utilizados en los sistemas multipuntos.Al sistema de inyeccin monopunto lo forman:

    Tanque o depsito de combustibleFiltro de combustibleBomba de combustibleLneas de combustibleRegulador de presinInyectorCuerpo de aceleracinVlvula de aceleracinLnea de retornoMdulo de control electrnico (computadora)Sensores de aireSensor de posicin de la vlvula de aceleracinSensor de la posicin del cigealLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMAS DE INYECCIN MULTIPUNTO Los sistemas de inyeccin multipunto tienen la caracterstica de que se tiene un inyector para cada cilindro, de tal manera que permiten una mejor dosificacin de la mezcla aire combustible. Estos inyectores se colocan generalmente en el puerto de admisin que es la zona en la cual se encuentra la vlvula de admisin antes de la cmara de combustin. Algunos fabricantes le denominan sistema de inyeccin multipuertosAl sistema de inyeccin multipunto lo forman: Tanque o depsito de combustible Filtro de combustible Bomba de combustible Lneas de combustible Regulador de presin Riel de inyectores Inyectores Puerto de admisin Cuerpo de aceleracin Vlvula de aceleracin Lnea de retorno Mdulo de control electrnico (computadora) Sensores de aire Sensor de posicin de la vlvula de aceleracin Sensor de la posicin del cigeal Sensor de temperatura del motorLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CIRCUITO DEL COMBUSTIBLE

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  • SISTEMA DE INYECCIN MULTIPUERTOS (MPFI)El sistema MPFI cuenta con un modulo de control electrnico (computadora, MEC), que es la parte fundamental del sistema, y con sensores que le permiten obtener informacin sobre el funcionamiento del motor y de otros elementos.La funcin de los controles electrnicos de motor es ajustar la mezcla aire-combustible en proporciones precisas y en todo momento para obtener el mayor rendimiento, as como mejorar el funcionamiento general, reducir las emisiones contaminantes y facilitar el encendido en fro ya que todos los cilindros reciben la misma cantidad de mezcla, adems permite la inyeccin sincronizada justo antes de que se abra la vlvula de admisin en cada cilindro.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Componentes de los sistemas MPFI Cuerpo de aceleracin (throttle body). Es la unidad que controla el aire que entra a los pistones; incluye la vlvula de mariposa que va conectado al pedal del acelerador, el control de aire en marcha mnima (vlvula IAC), el sensor de posicin de la vlvula de mariposa (TPS), conductos de vaci abajo y arriba para controlar otros componentes y la vlvula EFE (early fuel evaporation), que se localiza entre el mltiple de escape y el tubo de escape.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Componentes de los sistemas MPFI Riel de inyectores (fuel riel). Esta colocado sobre el mltiple de admisin y contiene los inyectores.

    Un extremo tiene la entrada y el retorno de combustible desde la bomba de alta presin en el tanque, que incluye a su vez un regulador que mantiene la presin de gasolina estable en todo el riel y regresa el exceso de combustible al tanque.

    Tambin tiene una vlvula Schrader para realizar diferentes servicios al riel de inyectores. El regulador incluye una manguera de vaco en la parte superior que hace variar la presin de acuerdo con el funcionamiento del motor.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Componentes de los sistemas MPFIInyector (inyector). Est constituido por vlvulas solenoidesoperadas electrnicamente que se abren y dejan pasar gasolinacuando reciben voltaje desde la computadora (MEC); esta determinael tiempo que duran abiertas y por tanto la cantidad de gasolinainyectada a cada cilindro del motor.

    Vlvula de control de aire en marcha mnima (vlvula IAC, idleAir control valve). Esta vlvula se encuentra montada en el cuerpodel acelerador y opera permitiendo el paso de aire hacia el mltiplede admisin (pleno) cierra el paso si las RPM son altas, en casocontrario los abre; adems permite el paso de aire cuando el motorexperimenta una carga mayor, por ejemplo al encender el aireacondicionado.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Componentes de los sistemas MPFIInterruptor park/neutral. Slo se usa en transmisiones automticas; indica a lacomputadora (MEC) cuando esta en park o neutral. Esa informacin se usa para elavance de la chispa y la operacin de la vlvula de control de aire (IAC) y elembrague del convertidor de torsin (TCC) antes mencionados. Este interruptor seencuentra localizado en el transeje.

    Interruptor de presin de aceite para la bomba de gasolina. Se encuentraubicado en el monoblock, atrs de la caja del termostato. Su funcin es alimentarla bomba de gasolina de 12 voltios en caso de que el relevador de la bomba falle.

    Terminal de prueba de presin de combustible. Es una terminal de tiporoscado (Schrader) que se encuentra acoplada al riel de inyectores y permiteconectar un manmetro con el fin de comprobar el funcionamiento de la bomba.Puede conectarse aqu un equipo especial para limpieza de los inyectores.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Componentes de los sistemas MPFILABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS Modulo de control electrnico o computadora (MEC). Generalmente se encuentra instalado debajo del tablero de instrumentos. Recibe informacin en forma constante de diversos sensores y controla los sistemas que afectan el desempeo del vehculo; tambin realizan la funcin de diagnostico del sistema, reconociendo problemas de funcionamiento y alertando al conductor por medio de una luz service engine soon; adems registra los cdigos que identifican el rea con problemas con el fin de ayudar a las reparaciones. La computadora (MEC) utiliza una serie de sensores denominados sensores de datos, los cuales sirven para conocer cuales son las condiciones a que esta sometido el motor y procesan esa informacin para obtener un resultado que ayude a controlar el funcionamiento de los inyectores y el avance del tiempo de encendido. Los sensores de datos son:

  • Sensores de modulo de control electrnico o computadora (MEC). Sensor de temperatura de refrigerante (coolant temperatura sensor). Se localiza cerca del termostato y de la salida del refrigerante del motor; la informacin que provee ayuda para el clculo de la mezcla aire-gasolina. Sensor de golpeteo o detonacin (knock sensor). Esta colocado en el monoblock e informa a la computadora (MEC) acerca de la vibracin del motor debida al preencendido; con este dato el motor ajusta el tiempo de encendido y la proporcin de la mezcla aire combustible) Sensor de presin absoluta del mltiple (MAP, manifold absolute pressure sensor). Es el sensor que permite el clculo fino de la mezcla aire-combustible. Sensor de gasto de aire (MAF, mass air flow sensor). Junto con el sensor de posicin de la mariposa del acelerador, este sensor enva a la computadora (MEC) informacin en el momento en que se esta acelerando y cuanto, midiendo la cantidad de aire que pasa a los pistones.

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  • Sensores de modulo de control electrnico o computadora (MEC). Sensor de temperatura de aire en el mltiple de admisin (MAT, manifold air temperatura sensor). Se localiza en el deposito del filtro del aire; es un termistor ya que cambia de resistencia en forma inversamente proporcional a la temperatura a la que esta sometido. Sensor de velocidad del vehculo (VSS, vehicle speed sensor). Enva a la computadora (MEC) la informacin que se usa para controlar el embrague del convertidor de torsin (TCC) y el velocmetro digital. Se encuentra instalado en el interior del transeje. Sensor de posicin de la vvula de aceleracin (throttle position sensor). Esta colocado en el eje de la mariposa del acelerador. Informa a la computadora (MEC) acerca de la abertura existente para dar paso de aire y con ello se determina el tiempo en que deben estar energizados los inyectores. Sensor de oxigeno (oxigen sensor). se encuentra entre el mltiple de escape y el convertidor cataltico; monitorea la presencia de oxigeno en los gases de escape para poder afinar la mezcla.

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  • ACCIONES QUE PUEDEN MEJORAR SU RENDIMIENTO DE COMBUSTIBLE Y QUE INVOLUCRAN AL SISTEMA DE COMBUSTIBLENo acelere un motor fro para calentarlo, esto le resta vida a su motor adems de que se emiten mayores emisiones.Cambie el filtro de aire en los intervalos recomendados por el fabricante.Acelere de manera suave y progresiva. Evite frenar de manera intempestiva. Utilice el combustible adecuado a su vehculo [si su motor es de alta relacin de compresin (mayor de 9.5) requiere un combustible de alto octanaje].Trate de mantener por lo menos de la capacidad de su tanque de combustible con combustible para evitar la evaporacin del mismo y dao a la bomba de combustible.Asegrese de que el tapn de combustible selle perfectamente al cargar combustible.Cargue combustible de preferencia por las maanas o por las noches as evitar la evaporacin del mismo.Cambie el filtro de combustible en los intervalos recomendados por el fabricante.Realice la afinacin del sistema en los intervalos recomendados por el fabricante.Evite que derramen el combustible cuando cargue combustible.No trate de reparar alguno de los elementos del sistema.Revise que no se tengan fugas en las mangueras o conductos de combustible.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • ACCIONES QUE PUEDEN DAAR EL MOTOR Y QUE INVOLUCRAN AL SISTEMA DE COMBUSTIBLE Acelerar el motor fro para calentarlo Cambiar el tipo de tapn del tanque de combustible Utilizar filtros de aire de baja calidad Utilizar continuamente lquido para lavar inyectores en el sistema Utilizar filtros de combustible de baja calidad Desarmar partes del sistema No realizar la afinacin Utilizar combustible contaminado Dejar el tanque de combustible si su tapn Dejar el tanque de combustible con menos de de su capacidadLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENCENDIDO SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRNICO

    El sistema de encendido esta diseadopara encender la mezcla deaire/combustible comprimida en loscilindros del motor de combustininterna mediante una chispa de altovoltaje generada en una bobina deencendido. El sistema de encendidoproporciona tambin informacin delos tiempos del motor al mdulo decontrol de tren motriz (PCM) paraverificar la operacin correcta delvehculo y la deteccin de la falla deencendido.

    1.- Cables de las bujas2.- Bujas3.- Bobina de encendido y soporteLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENCENDIDOFuncionamiento del sistema:

    El sensor de posicin del cigeal es la base paracalcular la sincronizacin del encendido. El mdulode control del motor (computadora) recibe la seal proveniente del sensor de posicin del cigeal. Laseal se usa entonces para ubicar el tiempo de cierredel circuito primario de la bobina de encendido. Elngulo de encendido lo determina la computadoraconsiderando las condiciones de funcionamiento delmotor. Cuando se ha determinado cada ngulo deencendido, el mdulo de control del tren motrizinterrumpe la corriente al circuito primario de labobina de encendido, disparando de esta manera lachispa de encendido que se suministra a los cilindrosa travs de los cables de buja y las bujas. Las bobinas de encendido son disparadas por elmdulo de control del tren motriz enviando unachispa de encendido al cilindro correspondiente.

    Descripcin de los componentes:1.- Sensor de posicin del cigeal2 - Mdulo de control electrnico (computadora)3.- BobinaLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENCENDIDOSensor de posicin del cigeal:

    El sensor de posicin del cigeal (CKP) esun transductor magntico instalado en elmonoblock adyacente a un engraneacoplado al cigeal denominado rueda depulso el cual enva seales al mdulo decontrol del tren motriz (PCM) La rueda de pulso tiene un total de 53dientes con un espacio vaco (un dientefaltante), al registrar la rueda de pulso, laseal del sensor de posicin del cigeal(CKP) indica la posicin del cigeal y lavelocidad al mdulo de control del trenmotriz (PCM) tambin es capaz deidentificar la posicin del pistn a fin desincronizar el sistema de encendido.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENCENDIDOPaquete de bobinas:

    Los paquetes de bobinas vienen en modelos de cuatro torres, dos torres de bobina adyacentescomparten una bobina comn y se denominanpares). Cuando el mdulo de control motriz(PCM) enciende la bobina, la chispa se transmitea travs de las torres emparejadas a sus bujasrespectivas.

    Las bujas se encienden simultneamente ycoinciden de manera que una enciende en lacarrera de compresin y la otra buja seenciende en la carrera de escape. Lasiguiente vez que la bobina se enciende lasituacin se invierte. La siguiente pareja debujas encienden de acuerdo a la orden deencendido del motor.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DESCRIPCIN DEL SISTEMA:El sistema de enfriamiento sirve para recoger el calor de las partes crticas y mantener el motor a una temperatura conveniente para lograr su mximo rendimiento.

    Los puntos ms calientes que se deben de enfriar constantemente son: Cmara de combustin. La parte alta del cilindro. La cabeza del pistn. Las vlvulas de escape y admisin. En el interior estn dispuestos conductos de refrigerante que rodean a los puntos crticos. El refrigerante es forzado a circular por las camisas de los cilindros, para remover el calor, primero pasa por los conductos del monoblock, cabeza del motor, termostato y mangueras, para llevarlo al radiador en donde se enfra, y en la parte inferior de donde es tomado por la bomba de agua, para forzar su circulacin continua a travs del sistema.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Para que el motor se caliente ms rpidamente en climas fros se dispone de un termostato que acta sobre la corriente del refrigerante o la de aire. En el primer caso, el termostato cierra el paso del refrigerante hacia el radiador y por una desviacin la circula nicamente por las camisas del motor, hasta que alcanza una temperatura adecuada, se enva al radiador, para enfriarse.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTOLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTOExisten dos tipos de sistemas de enfriamiento: Por lquido. Por aire.

    Las partes del sistema de enfriamiento por lquido (generalmente anticongelante) son: Radiador. Tapn de radiador. Bomba de agua. Polea, banda y ventilador. Mangueras. Recipiente recuperador (pulmn). Cmara de enfriamiento (camisas). Termostato.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTO SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR AIREEste sistema cumple la misma funcin que el sistema de enfriamiento por lquido, esto es erradicar el exceso de calor y mantener una temperatura estable en la operacin del motor.

    Este sistema lo traen bsicamente los motores de motocicletas y el sedan de VW, consiste bsicamente en que tanto el monoblock, como la cabeza del motor tienen aletas dispersoras de calor que aumentan la superficie expuesta al aire.

    En el caso de automviles, el motor esta cubierto por una tolva de lmina, por la cual se hace circular el aire mediante un ventilador accionado por una banda, adems cuentan con un radiador de aceite. El aceite en estos motores adems de la funcin de lubricacin realiza el enfriamiento del motor.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE ENFRIAMIENTOPartes que componen el sistema de enfriamiento porAire:Aletas disipadoras de calor.Ventilador o turbina.Termostato.Vlvulas de aire.Tolva y conductos.Banda y polea.Radiador de aceite.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE LUBRICACIONLa lubricacin en los motores tiene por objeto:Reducir las fuerzas de friccin .Evitar el contacto directo de metal con metal en las piezas en movimiento.Disminuir el desgasteImpedir la oxidacin de las piezas Eliminar el carbn, polvo y piezas metlicas.Refrigerar internamente el motorEl aceite lubricante deber tener las suficientes propiedades con el finde que cumpla con todos los objetivos que implica una buenalubricacin.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • SISTEMA DE LUBRICACIONLos motores encendidospor chispa se puedenclasificar, tambin deacuerdo a la forma enque se lubriquen en:Motores de crter secoMotores de crter hmedoLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Motores de crter secoLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Motores de crter hmedo

    En el sistema de lubricacin por crter hmedo se puede tener dos formas de lubricacin:

    En serie. En paralelo.

    Las partes principales que componen estos sistemas son:

    El depsito. El crter. El filtro. La bomba. Los ductos. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • Clculos a realizar POTENCIA AL FRENO (kW). POTENCIA INDICADA (kW). PERDIDAS POR FRICCION (kW). GASTO DE COMBUSTIBLE (kg/s). CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE (kg/kW*s) GRFICAR LINEA WILLAN S. ENERGIA SUMINISTRADA (kW). PRESION MEDIA EFECTIVA INDICADA (N/m2). EFICIENCIA MECANICA DEL MOTOR. EFICIENCIA TERMICA INDICADA DEL MOTOR. EFICIENCIA TERMICA AL FRENO O TOTAL DEL MOTOR. EFICIENCIA DEL CICLO OTTO. LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • POTENCIA AL FRENO (kW).

    Es la cantidad de trabajo por unidad de tiempo que un motor entrega en la flecha y se obtiene de la siguiente relacin:

    (kW)..(1)

    (kN*m)(a)

    (1/s) ..(b)

    donde:Wb -Potencia al freno (kW) -Par torsional (kJ). -Velocidad angular (1/s)F- fuerza al freno (kN) d- brazo de palanca (m)N- revoluciones por minuto (rpm)LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • POTENCIA AL FRENO (kW).Sustituyendo (a) y (b) en (1) obtenemos:

    Si d = 0.6411 m

    Constante del freno

    Finalmente: LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • POTENCIA INDICADA (kW).

    Es la produccin de trabajo por unidad de tiempo desarrollado sobre los pistones del motor en la cmara de combustin.

    (kW)

    (m2)donde:Wi - Potencia indicada en (kW)Pmei - Presin media efectiva indicadaL-carrera (m)A- rea transversal del pistnN - Revoluciones por minuto (rpm)n Nmero de Pistones.x-Nmero de revoluciones necesarias por carrera de potencia, x=1 para motores de dos tiempos , x=2 para motores de cuatro tiempos.D- dimetro del pistn (m)LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • PERDIDAS POR FRICCION Es la potencia necesaria para vencer la friccin en los cojinetes, mbolos y otras partes mecnicas del motor y se determina con la relacin siguiente:

    (kW) LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • GASTO DE COMBUSTIBLE Es el consumo por unidad detiempo de combustible querequiere el motor en operaciny se determina conociendo losparmetros que se muestran en laFigura.

    donde:Gc- gasto de combustible (kg/s)V- volumen consumido (dm3) - densidad del combustible (750kg/m3)t- tiempo (s)LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLEEs un parmetro que muestra con cuanta eficiencia un motor convierte el combustible en trabajo.

    Donde:CEC = Consumo especifico de combustible (kg/kW*S)Wb = Potencia al freno.Gc = Gasto de combustible.

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  • LINEA WILLAN SEs una grfica que nosrelaciona el gasto decombustible bajodiferentes condiciones decarga en un motor,manteniendo constante lavelocidad LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • ENERGIA SUMINISTRADA (kW)Es la energa entregada al motor a travs del consumo del combustible por unidad de tiempo, esta se determina con los siguientes trminos. (kW)

    Donde:Es = Energa suministrada (kW)Gc = Gasto de combustible (kg/s)PCA = Poder calorfico de combustible (44,200 kJ/kg)

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  • PRESION MEDIA EFECTIVA AL FRENOEs la presin promedio que actuando sobre los pistones del motor desarrolla una potencia equivalente a la obtenida en el freno, esta se calcula con la siguiente relacin:

    Donde:Wb= Potencia al freno (kW) L = Carrera del pistn (m)A = rea transversal del pistn (m2)N = Revoluciones por minuto (rpm)n = Nmero de pistones del motorx = Nmero de revoluciones necesarias para una carrera de potencia x= 1 en un motor de 2 tiempos y x= 2 en un motor de cuatro tiemposD - dimetro del pistn (m) .LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • PRESION MEDIA EFECTIVA INDICADA Es la presin promedio que actuando sobre los pistones del motor desarrolla una presin equivalente a la potencia indicada.

    Donde:Wi= Potencia Indicada (kW) L = Carrera del pistn (m)A = rea transversal del pistn (m2)N = Revoluciones por minuto (rpm)n = Nmero de pistones del motorx = Nmero de revoluciones necesarias para una carrera de potencia x= 1 en un motor de 2 tiempos y x= 2 en un motor de cuatro tiemposD - dimetro del pistn (m) .

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  • EFICIENCIA MECANICA DEL MOTOREs la relacin entre la potencia al freno y la potencia indicada.

    Donde:Wb = Potencia al Freno (kW)Wi = Potencia Indicada (kW)LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA TERMICA INDICADA DEL MOTOR Es la relacin entre la potencia interna y la energa suministrada al motor.

    Donde:Wi = Potencia Interna (kW).Es = Energa suministrada en (kW).LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA TERMICA AL FRENO O TOTAL DEL MOTOR Es la relacin entre la potencia al freno y la energa suministrada.

    Donde:Wb = Potencia al freno (kW).Es = Energa Suministrada (kW).LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • EFICIENCIA DEL CICLO OTTO

    Donde:K = 1.4Rc= 8.2 LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS

  • FACULTAD DE INGENIERA UNAMLABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS.Prctica nmero 9.Motor encendido por chispa.LABORATORIO DE MQUINAS TRMICAS