UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería MecánicaSANTIAGO

E819 Introducción a La Tecnología De Funcionamiento De Un Motor a Combustión Interna

EXPERIENCIA N° __1_____Grupo N°___1____Fecha de la Exp__04-04-2016___ Fecha de Entrega:11-04-2015

NOMBRE ASIGNATURA_____________MOTORES Y MAQUINARIAS_________________CODIGO__15121_______

CARRERA_______INGENIERIA EJECUCIÓN MECÁNICA _____Modalidad (Diurna o Vespertina)_________DIURNA_______________

NOMBRE DEL ALUMNO_______CISTERNAS________CONTRERAS_________________ALEJANDRO____________Apellido Paterno Apellido Materno Nombre

________________________ Firma del alumno

Fecha de Recepción

Nota de Interrogación ________________ Nombre del Profesor ______JOSE LEOPOLDO MUÑOZ__________

Nota de Participación ________________

Nota de Informe ____________________ _________________________________

Nota Final __________________ ______ ________________ Firma del Profesor

SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE MEJORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA X

________ Presentación ________ Cálculos, resultados, gráficos________ Características Técnicas ________ Discusión, conclusiones________ Descripción del Método seguido _______ Apéndice

Contenido

Introducción..............................................................................................................3

Objetivos de la experiencia......................................................................................3

I. General:..........................................................................................................3

II. Específicos:....................................................................................................3

Metodología experimental........................................................................................4

Características técnicas de equipos, instrumentos e instalaciones..........................5

Presentación de datos y resultados obtenidos.........................................................6

Conclusiones, observación y análisis de los resultados...........................................7

Apéndice..................................................................................................................7

Teoría inicial motor combustión interna................................................................7

Motor Diesel..........................................................................................................8

Motor Otto.............................................................................................................8

Bibliografía...............................................................................................................9

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Introducción

Para la presente experiencia se enfocara de manera introductoria a la tecnología de

funcionamiento de un motor a combustión interna de cuatro tiempos, en donde se

estudiará, analizará, comprenderá el funcionamiento y la importancia de cada pieza que

conforma un motor de combustión interna, como por ejemplo: cigüeñal, biela, pistón,

cilindro, eje levas, balancines, etc.

Ya comprendido lo mencionado, se efectuará el cálculo con fin de obtener la cilindrada

para un motor MBW.

Objetivos de la experiencia

I. General:

Realizar trabajos prácticos para introducir al alumno en el desarrollo de las

técnicas de funcionamiento de los motores.

II. Específicos:

Capacitar al alumno para desarrollar trabajos prácticos de Laboratorio

adquiriendo los conocimientos básicos del funcionamiento de los motores.

Familiarizar al alumno en los ciclos de trabajo, el conocimiento de

funcionamiento de los elementos que accionan a las válvulas, posición de los

engranajes en distribución.

Desmontar la culata de un motor BMW. Para el montaje verificar en manuales

el torque de apriete en la culata. Mediante llave de torque realizar el trabajo

correspondiente.

De una culata Chevrolet, utilizando las herramientas adecuadas, desmontar

válvulas, asentarlas con pasta esmeril y montarlas.

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Metodología experimental

Antes de poder llevar a cabo la experiencia, el profesor guía efectúa una

introducción teoría de cada componente que conforma un motor, tanto a nivel

interno como eje leva, Cilindros, Biela, entre otros, como también a nivel externo

como Culata, Block y el Carter. Además, el profesor guía nos explica el

funcionamiento de un motor y la diferencia que hay entre un motor con ciclo diesel

con un motor de ciclo otto.

Ya con los conocimientos entregados por el profesor guía, por medio de un motor

Diesel marca Pegaso, observamos el funcionamiento completo y la sincronización

que existe entre los movimientos de los pistones, tanto como admisión,

expansión, compresión y escape, como la apertura y cierre de las válvulas de

admisión y escape como se observa en la siguiente figura.

Figura N°1. Sección motor Pegaso

Posteriormente, el grupo de trabajo prosigue a efectuar el desmontaje de una

parte del motor BMW, específicamente la cámara de combustión fundida con la

culata, con fin de observar desde una vista superior el movimiento del pistón

cuando efectúa un cambio de tiempo como se observa en la figura.

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Figura N°3: Pie de metro

Figura N°2: desmontaje de culata en motor BMW

Ya que la culata ha sido desmontada y el motor BMW esta reacondicionado para

efectuar un movimiento rotativo en el eje del cigüeñal mediante una llave, se

realiza un movimiento rotativo de esta pieza hasta que un par de pistones de

quede en el punto muerto inferior, para luego medir la carrera y el diámetro de la

cabeza de un pistón. Con los datos recopilados, se procede a realizar el cálculo de

la cilindrada del motor BMW en las unidades correspondientes.

Características técnicas de equipos, instrumentos e instalaciones

Pie de metro:

Marca: Mitutoyo

Rango operacional: Medición

máxima de 0- 309,25 mm

Regla graduada: Nonio

graduado en milímetros y en

pulgadas

Resolución: 0,05mm

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Motor diesel Pegaso

Nº de cilindros = 8

Carrera = 155 mm

Cilindrada = 10170 TOT cm3

Tipo = 9100

Revolución máx. = 2000 rpm

Potencia fiscal = 41 CV

Motor BMW

Marca BMW

Cilindrada 2494 cc

Nº Cilindros = 6

Presentación de datos y resultados obtenidosLos datos del motor BMW se entregan en la siguiente tabla:

Datos del cilindro del motor BMWDiámetro [cm] 8,39Carrera [cm] 7,52N° Cilindros 6

Tabla N°1: Muestra datos obtenidos sobre el motor.

De los datos obtenidos de la tabla N°1, se presentan el resultado respecto a la capacidad

de cilindrada del motor tal como lo mu

Resultados del motorCilindrada [cm3] 2514,4

Tabla N°2: muestra de resultado de cilindrada en cm3

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Figura N°4: Motor diesel Pegaso

Figura N°4: Motor BMW

Conclusiones, observación y análisis de los resultados

Al momento de efectuar una comparación de la cilindrada teórica obtenida en esta

experiencia con los datos del fabricante, existe una diferencia del 0,57%, lo cual no

difieren mucho entre el fabricante y lo teórico. Pero también se debe tomar en cuenta los

errores obtenidos al momento de efectuar la medición del motor BMW y también que el

fabricante redondee el valor de la cilindrada por un valor más exacto.

Al momento de observar el funcionamiento del motor Pegaso y realizar el desarme de la

cámara de combustión fundida con la culata para el motor BMW, se verifica que la

mayorías de las piezas que conforman el funcionamiento del motor se encuentran en la

culata y el block, ya que en el Carter solo se encuentra el depósito de aceite y la bomba la

cual hace circular el aceite al motor.

Se verifica que una de las principales características de un motor diesel, a diferencia del

motor otto, es que carece de un sistema de encendido, es decir, no posee bujías, ya que

el combustible se inflama espontáneamente al ser inyectado a presión en el cilindro lleno

de aire a muy alta temperatura. En cambio, para un motor otto cuando está en la etapa de

compresión, viene una mezcla de aire-combustible, la cual cuando el pistón llega al PMS

(Punto muerto superior) la bujía genera una chispa de 4000 volt para provocar la

combustión.

Por lo anteriormente señalado, se pudo lograr comprender que los motores diesel poseen

un mayor rendimiento en comparación a los motores que poseen un ciclo otto,

básicamente esta diferencia en el rendimiento radica en la relación de compresión (la

relación entre la densidad del aire exterior, y la densidad del aire en la cámara de

combustión). Teóricamente cuanto mayor es la relación de compresión mayor es el

rendimiento del motor, de ahí la importancia que cada vez más tiene el turbocompresor

(que comprime el aire antes de entrar en la cámara de combustión) para la eficiencia de

los motores. Los motores diésel están diseñados para relaciones de compresión

elevadas, que no son posible en los motores de gasolina por el riesgo de detonaciones

(conocidas popularmente como “picar biela“). A pesar de que existen modos técnicos para

aumentar la relación de compresión en los motores de gasolina, la relación de compresión

continúa estando por debajo de un motor diésel.

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Apéndice

Teoría inicial motor combustión interna

Un motor de combustión Interna básicamente es una máquina la cual obtiene energía mecánica de energía química en donde realiza un proceso de combustión dentro de la cámara de combustión. Este nombre se debe a que dicha combustión se realiza dentro de esta máquina.

Figura N°5: sección interna de un motor de combustión interna.

Motor Diesel

Es un motor de combustión interna que se produce por el autoencendido del combustible debido a las altas temperaturas derivadas de la compresión del aire al interior de la cámara de combustión.

Los procesos termodinámicos que se producen están representados en la Figura N°6 y son los siguientes:

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Figura N°6: Ciclo completo motor diesel

Admisión E-A. El pistón desciende mientras la válvula de admisión permanece abierta, absorbiendo aire a presión constante de la atmosfera. Se representa con una línea horizontal.

Compresión A-B. asciende el pistón estando cerradas las válvulas de admisión y de escape, se produce la compresión del aire sin intercambio de calor, es decir, es una transformación adiabática.

Combustión B-C: un instante antes de que el pistón alcance el PMS y hasta un poco después de que comience la carrera descendente, el inyector introduce gasoil en el cilindro produciéndose la combustión a presión constante durante un instante de tiempo mayor que en el motor otto. Ambas válvulas se mantienen cerradas.

Expansión C-D: La reacción química exotérmica producida por la combustión genera energía que impulsa el pistón hacia abajo, aportando trabajo en el ciclo, correspondiendo esta transformación a una curva adiabática, las válvulas de admisión y de escape se mantienen cerradas.

Escape D-A y A-E: Las válvulas de escape se abre, el pistón prosigue su movimiento ascendente y va barriendo y expulsando los gases de combustión, cerrándose el ciclo al producirse una nueva admisión de aire cuando se cierra la válvula de escape, a continuación se abre la de admisión y el pistón continua su carrera descendente.

Motor Otto

Es un motor de combustión interna que utiliza la explosión de un combustible, provocada mediante una chispa, para expandir un gas empujando así un pistion.

Existe el ciclo ideal el cual en la práctica no es tan así. Pero este ciclo ideal sirve a modo de comparación. Los procesos Termodinámicos que se producen están representados en la Figura N°7 y son los siguientes:

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Figura N°7: Ciclo completo motor otto

E-A: Admisión a presión constante. A-B: Compresión de los gases e isotrópica. B-C: Combustión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva

rápidamente antes de comenzar el tiempo útil. C-D: Fuerza, expansión isoentrópica o parte del ciclo que entrega el trabajo. D-A: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante. A-E: escape, vaciado de la cámara a presión constante (renovación de la

carga.

Desarrollo de cálculos

De los datos obtenidos en la medición del motor BMW adjuntos en la tabla N°1:

l: 7,58[cm] ∅ : 8,39[cm] N ° cilindros: 6

Capacidad decilindrada :( π ⋅∅ 2

4 ) ∙l ⋅N° cilindrosCapacidad decilindrada : π ∙8.392 ∙7.58 ∙6

4

Capacidad decilindrada : 2514,4 [cm3 ]

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Bibliografía

Como funciona: Motor de 4 tiempos. https://www.youtube.com/watch?

v=EibNSeLEwBY&list=PLSn5-nfHWoS1OEOOdqMLv9FZtZ9FNcSng&index=3

Motor de Explosión (Gasolina). https://www.youtube.com/watch?

v=1lKhk46FTHU&list=PLSn5-nfHWoS1OEOOdqMLv9FZtZ9FNcSng&index=5

¿Por qué un diesel consume menos que un gasolina?:

http://noticias.coches.com/consejos/por-que-un-diesel-consume-menos-que-un-

gasolina/143667

Apuntes clase de teoría y laboratorio Motores de combustión interna. Prof: José

Leopoldo muñoz.

Guía experiencia E-819: introducción a la tecnología de funcionamiento de un

motor a combustión interna.

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