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Desarrollado por:MBA Ing. José Rosendo Campos B.
UNIVERSIDAD NACIONAL“SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ELÉCTRICA Y
ELÉCTRÓNICA
FIMES
U.N.ICA
MOTORES
DECOMBUSTIÓN INTERNA
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SILABOI.- IDENTIFICACIÓN 1.1. Nombre de la Asignatura: MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
1.1.1-Código : M - E1.1.2-Tipo : Anual - Obligatorio
1.2. Año Curricular : Cuarto
1.3. Pre-Requisito : Termodinámica
1.4. Duración del curso : 17 semanas
1.5. Horas de clase semanales: 3hrs. Teorí a – 1hr. Practica1.6. Profesor : Ing. José Campos Barrientos
II.- SUMILLALa presente asignatura comprende la teoría de los MCI, Estructura general,
Clasificación y principio de funcionamiento, Ciclos termodinámicos teóricosy reales, Combustibles, Estudio de los procesos, Parámetros Indicados,Efectivos y Rendimiento económico del motor, Balance térmico, Curvascaracterísticas y Cálculo Térmico del motor, es decir la asignatura estaenfocado como una introducción al diseño de los MCI.
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III.- OBJETIVOS3.1. OBJETIVOS GENERALES:
- Dar a conocer a los alumnos el funcionamiento y los últimos
avances en el desarrollo de los MCI, así mismo losconocimientos básicos requeridos para introducirlos en el diseñode los MCI.- Promover e incentivar la participación de los alumnos enproyectos de investigación en el perfeccionamiento de losprocesos de trabajo de los MCI.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:Al finalizar el desarrollo de la asignatura el alumno estará encapacidad de:- Tener una visión general de la estructura y funcionamiento de los
Motores de Combustión Interna- Evaluar el estado de funcionamiento- Analizar mejoras en los procesos de trabajo- Supervisar los trabajos de mantenimiento y reparaciones- Diagnosticar y analizar fallas
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1.1. Diagrama/Circuito de funcionamiento d los MCI convencional y electrónico1.2. Sistemas que conforman los Motores de Combustión Interna.
2.1.- Antecedentes históricos del desarrollo de los MCI
1.3. Máquinas Térmicas: Definición y clasificación
SÍLABOCapítulo I
Semana 1: INTRODUCCIÓN
Capítulo IISemana 2, 3 y 4: MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
2.2.- Definición y Clasificación de los MCI
2.4.- Diferencias principales entre los MECH Y MEC2.5.- Ciclo Generalizado: Deducción de la fórmula del Rendimiento o
Eficiencia Térmica y de la Presión Media del ciclo. Resolución deproblemas. Comparación Térmica entre los ciclos teóricos.
2.3.- Ciclos ideales de los motores de 2 y 4 tiempos
2.6.- Disposición de los motores alternativos / reciprocantes
PRACTICA CALIFICADA Nº 1
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5
Capítulo IIISemana 5: CICLO REAL DE LOS MCI
3.1. Ciclo real de funcionamiento. 3.2. Fundamento de los adelantos y retardos de cierres y aperturas de
válvulas .3.3. Análisis comparativo entre los ciclos Teóricos y Reales
3.4. Diagramas Cerrados, Abiertos y Circulares. Capítulo IV
Semana 6 y 7: COMBUSTIBLES
4.1. Tipos de combustibles y sus propiedades.4.2. Procesos para obtener los combustibles.4.3. Poder calorífico, Volatilidad, Antidetonancia, Número de Octano,
Número Cetano.4.4. Combustión completa e incompleta. Coeficiente de Exceso de aire.
4.5. Cantidad teórica de aire necesario para la combustión completa eincompleta de 1 kg de combustible.
4.6. Neutralización de los productos de combustión que se expulsan a laatmósfera.
4.7. Gas Licuado de Petróleo (GLP): especificaciones técnicas,
adaptación/conversión de un motor a gasolina o petróleo a GLP.4.8. Celdas de combustible. PRACTICA CALIFICADA Nº 02
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6
Semana 9:5.1. Fundamentos de diseño de los MCI.5.2. PROCESO DE ADMISIÓN:
- Determinación de los parámetros característicos: Presión deadmisión, Calentamiento de la carga, Gases residuales, Temperaturaal final de admisión y Coeficiente de llenado.- Factores que influyen en el coeficiente de llenado.
Capítulo V
Semana 9,10,11 y 12: ESTUDIO DE LOS PROCESOS QUETIENEN LUGAR EN LOS MCI
Semana 8: EXAMEN PARCIAL
Semana 10:5.3. PROCESO DE COMPRESIÓN:- Carácter del proceso de compresión en los MECH y MEC.- Determinación de los parámetros al final de la compresión.- Influencia de diferentes factores sobre el proceso de compresión.
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7
Semana 11:5.4. PROCESO DE COMBUSTIÓN:
COMBUSTIÓN EN LOS MECH
- Nociones generales- Límites de concentración para la propagación de la llama y
velocidad de la misma- Fases de combustión- Factores que influyen en la combustión
- Angulo de avance al encendido- Anomalías de la combustión
Semana 12:COMBUSTIÓN EN LOS MEC
- Nociones generales- Fases de la combustión- Factores que influyen en el proceso de la combustión- Determinación de la temperatura y de la presión al final de la
combustión visible.
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8
Semana 13:5.5. PROCESO DE EXPANSIÓN Y ESCAPE:
- Factores que influyen sobre el índice politrópico de expansión- Parámetros al final del proceso de expansión
- Carácter del proceso de escape- Métodos para combatir la contaminación y el ruido originado por
los gases de escape.
PRACTICA CALIFICADA Nº 3
Capítulo VISemana 14 y 15: PARÁMETROS INDICADOS, EFECTIVOS YRENDIMIENTO ECONÓMICO DE LOS MCI
6.1. Presión media indicada de un ciclo6.2. Coeficiente de Totalidad de diagrama
6.3. Potencia y eficiencia indicada6.4. Pérdidas mecánicas en el motor6.5. Potencia efectiva y rendimiento mecánico6.6. Gasto específico indicado de combustible6.7. Rendimiento efectivo y Gastos específico de combustible
6.8. Análisis de los factores que influyen en la economía y en la potencia delmotor. Resolución de problemas
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9
Capítulo VIISemana 16: BALANCE TÉRMICO
7.1. Análisis de las pérdidas de calor.7.2. Aprovechamiento del calor en trabajo efectivo7.3. Diagrama de Sankey.
Semana 17: EXAMEN FINAL
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BIBLIOGRAFÍA BASICA:- Motores de Automóvil ……………………………. Jovaj & Maslov - Motores Endotérmicos …………………………… Dante Giacosa
- Motores de combustión Interna …………………. Edward Obert -Tecnología del automóvil …………………….…… Gerschler - Fuel inyección ……………………………………... Ben Watson
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:- Procesos de los motores de Combustión ………. Lester Lichty - Motores de combustión interna ( PUCP) ……….. Frank Torres - Mecánica del Automóvil …………………………... Alonso Perez - Motores Diesel ……………………………………. H. Blume Ediciones - Manual del Automóvil ……………………………... Arias Paz
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1.1. Diagrama/Circuito de funcionamiento
de los MCI convencional y electrónico.1.2. Sistemas que conforman los Motores
de Combustión Interna.
1.3. Máquinas Térmicas: Definición yclasificación.
Capítulo I
Semana 1
1.- INTRODUCCIÓN
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15Circuito Eléctrico
IngresoOxígenodel Aire
IngresoHidrógenodel Tanque
Salida del Agua
Membrana de
intercambio Protónica
CatalizadorCatalizador
e⁻ e⁻
H⁺ H⁺
O O
H₂
O
e⁻ e⁻
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1616
1.2. SISTEMAS QUE CONFORMAN A LOS M.C.I.
Los sistemas que conforman a los M.C.I. son los siguientes :
I.- SISTEMAS PRINCIPALESSon aquellos mediante el cual se realizan o ayudan a la transformación de laenergía química del combustible en energía mecánica.
En el mundo aproximadamente el 98% de motores que se emplean en losautomóviles son motores de combustión interna del tipo alternativo o
reciprocantes.Un Motor de Combustión Interna (MCI) es aquelen el cual la sustancia que es la que origina laenergía se quema en el interior del motor, origi-nando que la energía química del combustiblesea transformado en energía mecánica medianteun mecanismo que puede ser biela-cigüeñal.
II.- SISTEMAS AUXILIARESSon aquellos sistemas que ayudan a que el motor trabaje bien.
Definición:
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Los Sistemas principales son los siguientes:
- A gasolina - Convencional
1.- Sistema de Alimentación de Combustible
- A petróleo - Electrónico
2.- Sistema de Alimentación de Aire: aspiración natural y sobrealimentado
3.- Sistema de Distribución: eje de levas, buzos, varillas, balancines y válvulas.
4.- Sistema de Órganos de Motor: monoblock, cilindros, cigüeñal, carter, culata,pistones.
- Convencional: platino, condensador, distribui-dor, avance al vacío, etc.5.- Sistema de Encendido
- Transistorizado- Electrónico - Por inducción
- Por efecto hall- Estático o totalmente electrónico
SISTEMAS PRINCIPALES
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Los Sistemas auxiliares son los siguientes:
6.- Sistema de Lubricación: rozamiento, tipos y clasificación de aceite, circuitode funcionamiento, etc.
7.- Sistema de Refrigeración : Por Aire y Agua
- Arrancador eléctrico.8.- Sistema de Arranque - Motor de combustión Interna.
- Sistema Neumático.
- Circuito de Carga.9.- Sistema Eléctrico - Circuito de Alumbrado.
- Circuito de Accesorios.
SISTEMAS AUXILIARES
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Doble Árbol de Levas enCabeza (DOHC)
Leva Lateral
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TURBOALIMENTADOR
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Componentes del Motor 1.Cabeza2.Aros de Compresión o de fuego3. Aro rascador de aceite4.Bulón
5.Biela6.Cojinete
A. CigüeñalB. Árbol de Levas
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INYECCIÓN ELECTRÓNICA K JETRONIC
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INYECCIÓN ELECTRÓNICA K-JETRONIC
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Partes del sistema K- jetronic:1.- Deposito de combustible.2.- Bomba de combustible.3.- Acumulador de combustible.
4.- Filtro de combustible.5.- Regulador de la presión de combustible.6.- Embolo de control.7.- Válvula de presión diferencial.8.- Regulador de fase de calentamiento.
9.- Inyector.10.- Inyector de arranque en frío.11.- Interruptor térmico temporizado.12.- Válvula de aire adicional.13.- Tornillo de modificación del ralenti.
14.- Tornillo de modificación de la mezcla.15.- Medidor de caudal de aire.16.- Dosificador-distribuidor de combustible.17.- Bujía.18.- Válvula de admisión.19.- Distribuidor o delco.20.- Rele. 21.- Pistón. 22.- Llave de contacto.
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1.- Conexiones eléctricas.
2.- Circuito electrónico de
control.3.- Conducto.
4.- Anillo.
5.- Hilo caliente.
6.- Resistencia de
compensación térmica.
7.- Rejilla.
8.- Cuerpo principal.
MEDIDOR DEL FLUJO DE AIRE
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Sistema de Clasificación API - ASTMGasolina
- SA Fluido mineral puro, año 1920
- SB Aditivos, año 1920 -1930
- SC Requerimientos año 1964 - 1967
- SD Requerimientos año 1968 - 1971
- SE Requerimientos año 1972 - 1980
- SF Requerimientos año 1981 - 1988
- SG Requerimientos año 1989 - 1992- SH Requerimientos año 1993 - 1996
- SJ Requerimientos año 1997
- SL Requerimientos año 2001
- SM Requerimiento año 2004
Diesel- CA Requerimientos año 1940 - 1948
- CB Requerimientos año 1949 - 1960
- CC Requerimientos año 1961 - 1980
- CD Requerimientos año 1955 - 1970
- CE Requerimientos año 1983 - 1993
- CF 4 Requerimientos año 1990 - 1993- CF 2 Requerimientos año 1994 - 1998
- CG 4 Requerimientos año 1994 -1997
- CH 4 Requerimientos año 1998
- CI 4 Requerimientos año 2007
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INYECCIÓN ELECTRÓNICA MOTRONIC
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1 • Electrobomba de combustible. 7 • Actuador de giro de
ralentí.
2 • Filtro de combustible. 8 • Interruptor de mariposa.
3 • Regulador de presión de combustible. 9 • Transmisor de número
de revoluciones .
4 • Válvula de inyección. 10 • Sonda Lambda.
5 • Medidor de caudal de aire. 11 • Unidad de mando.
6 • Sonda térmica del motor. 12 • Distribuidor de alta
tensión.
PARTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓNELECTRÓNICA MOTRONIC
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1.3. Máquinas Térmicas: Definición y clasificación
DEFINICIONES:1. Es un dispositivo que funcionando cíclicamente nos entrega un trabajo
neto a consecuencia de una transferencia neta positiva de calor.2. Es un dispositivo o conjunto de dispositivos en los que la sustancia detrabajo efectúa el ciclo térmico.
3. Es un dispositivo que logra una conversión de:
I- Energía química del combustible en energía calorífica.Combustible
Aire
II- Energía calorífica en energía mecánica.
Calor
PMS
PMI
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a) M.T. de Combustión Interna:
Es cuando el combustible se quema en el interior del mismo motor,es decir se produce (I) y (II) en un solo sistema.b) M.T. de Combustión Externa:
Es cuando la transformación (I) se produce separada de latransformación (II).
a) ESTACIONARIOS: En Generadores de energía eléctrica yCentrales eléctricas de pequeña y mediana potencia.
b) DE TRANSPORTE:b.1.- Marítimo : Barcos, lanchas, botes, etc.b.2.- Terrestre : Automóviles, camiones, tractores,etc.
CLASIFICACIONES:
APLICACIONES:
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