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Desarrollado por:MBA Ing. José R. Campos B.

- 2012 -

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ELÉCTRICA Y ELÉCTRÓNICA

MOTORESDE

COMBUSTIÓN INTERNA

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Capítulo III

Semana 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.

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AAVA: adelanto a la apertura de la válvula de admisión de 20 a 30° APMS. 

3.1. CICLO REAL DE FUNCIONAMIENTO DE LOS M.C.I.

RCVA: retardo al cierre de la válvula de admisión de 40 a 60 ° DPMI.

AAVE: adelanto a la apertura de la válvula de escape de 40 a 60 °APMI.

RCVE: retardo al cierre de la válvula de escape de 20 a 25 °DPMS.

ACH o AI: adelanto a la chispa o adelanto a la Inyección de 10 a 15°APMS a 15 a 20 ºDPMS.

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3.2. Fundamento de los adelantos y retardos de cierres y aperturas de válvulas

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2º. Cuando se abre la VA, no empiezan a entrar los gases en el cilindro inmediatamente, pues tienen que vencer su propia inercia para ponerse en movimiento, por tanto, cuando empieza a bajar el pistón, los gases todavía no han llegado al cilindro, con lo que el espacio que el pistón va desalojando no va siendo llenado en su totalidad por los gases que entran. 

Disponiendo un cierto AAVA se consigue:a. Asegurar el traslape.b. Asegurar que la VA esté completamente abierta cuando el pistón se dirija al PMI.

AAVA de 20 a 30° APMS1º. Con el motor girando a gran

velocidad, el tiempo que está abierta la VA es relativamente pequeño y el llenado del cilindro es incompleto.

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Fundamento de los adelantos y retardos de cierres y aperturas de válvulas

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1º. Si la VA se cierra con retraso, es decir, cuando el pistón ha sobrepasado el PMI y empieza a subir en el tiempo de compresión, se consigue que, aunque el pistón esté subiendo los gases sigan entrando en el cilindro, debido a la misma inercia que poseen a consecuencia de la velocidad de entrada, con lo cual se mejora el llenado del cilindro.TRASLAPE:

Es el momento en que las dos válvulas A y E se encuentran abiertas para la expulsión de los gases de la combustión y el aprovechamiento del ingreso de aire. Tiene como objetivo la expulsión de los gases residuales utilizando su energía cinética. Tiene como función el cierre y la apertura de la VE.

RCVA de 40 a 60° DPMI

2º. Si el RCVA fuese muy grande, llegado un momento el pistón haría salir los gases por la misma VA, por lo que se comprende que esta cota al igual que las demás, debe estar dentro de unos límites determinados por las características del motor.

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1º. Cuando el pistón llega al PMI, terminando el tiempo de explosión, se abre la VE, como en esos momentos existe todavía una considerable presión en el cilindro, el pistón encuentra una oposición a subir en el tiempo de escape, lo que resta potencia al motor.

REGLAJE DEL MOTOR:Es la determinación de todos los ángulos de apertura, cierre, chispa y factores que a uno lleva a fijar un ángulo.

AAVE de 40 a 60° APMI

2º. Si se dispone de un AAVE, se abre esta válvula antes que el pistón llegue al PMI en el tiempo de explosión, por lo que cuando el pistón empiece a subir en el tiempo de escape ya lleva la válvula abierta un rato y por ello la presión en el interior del cilindro ha desaparecido casi por completo y el pistón no encuentra oposición para subir, evitándose la pérdida de potencia por esta causa.

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Fundamento de los adelantos y retardos de cierres y aperturas de válvulas

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3º. De lo mencionado anteriormente se puede deducir que hay un periodo de tiempo muy breve, durante el cual las dos válvulas se encuentran abiertas al mismo tiempo. A este momento se le conoce como “cruce de válvulas” y su valor es tanto más grande mientras mayor sea el número de rpm que el eje cigüeñal del motor puede alcanzar. Llamado también traslapo o solapo que contribuye al mejor llenado del cilindro o mejor respiración del motor.

AAVE de 40 a 60° APMI

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1º. Si la VE se cierra cuando el pistón llega al PMS terminando el escape, no da tiempo a que salgan todos los gases quemados, quedando algunos en el interior del cilindro, ocupando un espacio del que luego no podrán disponer los gases frescos, con lo que el llenado del cilindro con estos gases es menor.

2º. Si se dispone de un cierto RCVE, los gases siguen saliendo aunque el pistón empiece a bajar, debido a la misma velocidad de salida.

RCVE de 20 a 25° APMI

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3º. Por otra parte, cuando ya está abierta la VA, la velocidad de salida de los gases quemados arrastra con más fuerza a las frescas de admisión, que ha medida que van entrando empujan a los quemados, efectuando un barrido perfecto del interior del cilindro.

OBJETIVO:Asegurar el traslape, es decir, mayor expulsión de los gases residuales utilizando la energía cinética del flujo.

RCVE de 20 a 25° APMI

4º. Se comprende que si este RCVE es excesivo, gran cantidad de gases frescos saldrán por el escape, desperdiciándose.

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Fundamento de los adelantos y retardos de cierres y aperturas de válvulas

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La chispa en la bujía debe saltar cuando el pistón está muy cerca del PMS terminando el tiempo de compresión por que la combustión no es instantánea, pues dura entre 2 a 3 segundos, y por lo tanto debe empezar antes de que el pistón llegue al PMS y terminar entre 15 y 20º DPMS.

ACH o AI

De 10º - 15º APMS a 15º - 20º DPMS

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3.3. Análisis comparativo entre los ciclos Teóricos y Reales de los MCI

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Análisis comparativo entre los ciclos Teóricos y Reales

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MÁQUINA IDEAL MÁQUINA REAL

q1, q2

q1 es proporcionado del exterior por una fuente a alta Tº y las pérdidas q2 se hallan por el 2do. principio de la termodinámica.

q1 es proporcionado por la combustión a/c que se introduce al cilindro por lo tanto van haber pérdidas q2 adicionales que no son previstos por el 2do. principio de la termodinámica.

Eficiencia térmica

Exponente politrópico

n1 y n2 son constantes.k es constante

n1 ≠ n2 y son variables.

Sustancia de trabajo

Es sustancia puraSu composición química no varía.

CxHy + AireVaría su composición.

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11 kTOTTO

n 11

11 nTOTTO

n

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DIAGRAMA CERRADO

3.4. Diagramas Cerrados, Abiertos y Circulares

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DIAGRAMA CERRADO

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DIAGRAMA ABIERTO

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P1, se encuentra ligeramente superior a la atmosférica por no haber terminado la fase de escape: P2,el inicio de la aspiración; P3,El pistón inicia su carrera de retorno, encontrándose aún en depresión por este motivo continua la introducción de fluido hasta el P4; P4 a Presión atmosférica, en este punto se cierra la válvula de aspiración; P5, se da el encendido antes del PM;; P7 presión máxima, en el P8 se abre las válvulas de escape, en el P9 se inicia la carrera de escape; por efecto de la inercia de la columna gaseosa se produce una depresión en el P10 ; en el P11 se inicia el segundo periodo de la fase de escape, sobrepresión en el escape por la resistencia que han de vencer los gases al atravesar la válvula y conductos de escape; en el punto 12 se apertura la válvula de admisión y en el punto 2 se cierra la válvula de escape.

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DIAGRAMA CIRCULAR

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