ENSAYOS DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA LABORATORIO N 2

ENSAYOS DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA LABORATORIO N 2

DETERMINACION DE LAS CURVASCARACTERSTICAS DEL GOBERNADOR

I. OBJETIVOS GANERALES.-

Determinar las curvas caractersticas del gobernador verificando el movimiento de diversos mecanismos al aumentar o disminuir el rgimen de velocidad. En el ensayo a realizar se debe determinar el efecto de la velocidad de rotacin de la bomba sobre el gasto de combustible cuando el gobernador acta sobre ella.

OBJETIVOS DEL GOBERNADOR.- Evitar el embalamiento de motor, lo cual es directamente proporcional a la velocidad. Bajar el suministro de combustible a medida que la carga del motor disminuye.

II. MARCO TEORICO.-EL GOBERNADOR O REGULADOR.- Sirve para mantener automticamente el rgimen de velocidad o revoluciones de un motor Diesel de manera independiente de la carga o el esfuerzo al cual est sometido segn sea el caso o trabajo en vaco (ralent).Para controlar la velocidad del motor es movida una varilla de control en la bomba de inyeccin la cual acciona un mecanismo que vara la cantidad de combustible inyectado en las cmaras de combustin; el regulador est ubicado en un extremo de la bomba de inyeccin.Los reguladores se pueden clasificar segn el equipo o el tipo de trabajo al que se encuentran trabajando:Segn el tipo de trabajo: Mxima y mnima (alta y ralent). Rgimen completo utilizado en maquinaria agraria y construccin (segn variacin). Escalonados (trabaja en todas las situaciones; es el ms completo).

Segn el equipo: Centrfugos. Neumtico. Hidrulicos

Regulador centrfugo.- Indicado para motores de vehculos grandes. Un regulador centrfugo aprovecha la fuerza centrfuga para su funcionamiento. Su mecanismo se basa en un eje accionado por el motor y provisto de pesos a los que se coloca una palanca.Cuando el motor se detiene su eje no gira y el juego de pesos se encuentran cerca uno del otro, de esta manera no hay paso de combustible. Al comenzar el movimiento se gira el eje y el regulador centrfugo abre sus pesos obturando el paso del combustible logrando una aceleracin controlada en el motor. Los gobernadores centrfugos o mecnicos poseen sistemas con topes para mantener los diferentes regmenes del motor; estos topes son utilizados para: marcha mnima, velocidad mxima sin carga, mximo combustible y exceso de combustible. Tope de marcha mnimaEste tope se ajusta contra la varilla de control a el varillaje del gobernador de modo que permite ajustar las rpm de marcha mnima del motor. Tope de mximo combustible o tope de plenaEnva mximo combustible a plena carga. Se encuentra en el extremo de la bomba opuesto al gobernador. Se ajusta en el lmite de recorrido de la varilla de control en posicin de mximo consumo de combustible. Tope de velocidad mximaEs un tope que impide el movimiento de la palanca del gobernador accionada por el operador limitando as la fuerza ejercida al resorte del gobernador evitando que la velocidad del motor aumente excesivamente cuando se encuentra sin carga.

Fig. 1: Regulador centrfugoRegulador neumtico.- El gobernador neumtico aprovecha el vaco del mltiple de admisin para accionar un diafragma conectado con la varilla de control de la bomba de inyeccin en lnea.Este aparato consiste en un tubo por el que circula aire regulado a la entrada por una mariposa que es accionada mediante el acelerador, el aire se dirige hacia los cilindros y si la mariposa se encuentra cerrada el aire a gran velocidad se estanca y comprime por la presin atmosfrica que la rodea y que se hace sensible en la membrana elstica moviendo as la vara de mando, regulando as la carga de combustible a los helicoidales de la bomba de inyeccin en lnea.

Fig. 2: Regulador neumticoAparato de inyeccin de un motor Gasleo, con regulador neumtico de la velocidad y variador de anticipo automtico.1 Canaln introduccin combustible10 Bomba a mano

2 Enlace tuberas con filtro de aspiracin11 Bomba alimentacin combustible

3 Indicador elctrico nivel12 Bomba de inyeccin

4 Depsito del termo de arranque13 Regulador neumtico velocidad

5 Inyectores14 Filtro del combustible

6 Termo de arranque15 Tuberas de aspiracin

7 Tuberas para mando neumtico velocidad.16 Tuberas de descarga de bomba de inyeccin

8 Difusor17 Tuberas de accin de drenaje de los inyectores

9 Variador automtico anticipo

Gobernadores hidrulicos.- Se emplea aceite a presin para mover un pistn de un servomotor u otros componentes hidrulicos para accionar la varilla de control de combustible y variar la cantidad entregada a los inyectores, existen otros gobernadores hidrulicos se utilizan contrapesos para detectar la velocidad del motor y conectarlos a una vlvula hidrulica para accionar el gobernador.Algunos gobernadores de este tipo se llaman gobernadores hidrulicos y otros gobernadores hidromecnicos porque son de funcionamiento hidrulico y mecnico.La presin hidrulica para el gobernador la proporciona una bomba, de aspas o de engranes. La bomba generalmente hace parte de la bomba de inyeccin o del gobernador.El motor impulsa la bomba y as la presin vara segn la velocidad del motor. Los gobernadores hidrulicos son utilizados con algunas bombas de inyeccin del tipo de distribuidor.

El funcionamiento del regulador hidrulico comienza cuando la bomba suministra el combustible por el conducto de entrada, la presin aumenta con la velocidad del motor pero es regulada mediante la vlvula reguladora.El lquido a presin acta sobre la cabeza del pistn y produce una fuerza hidrulica que mueve este y la varilla de control. El resorte posee una fuerza que se opone al movimiento del pistn, manteniendo una velocidad del motor constante. La varilla de control que va conectada al pistn, a su vez tiene en su otro extremo una vlvula de dosificacin en la zona de inyeccin de la bomba. De esta manera la posicin del pistn determina la cantidad de combustible que se entrega a los inyectores.

Fig. 3: Regulador hidrulicoFUNCIONES DEL GOBERNADOR: Regula la frecuencia mxima de rotacin por encima del coeficiente de diseo. Corta el suministro de combustible si es que la frecuencia de rotacin excede los valores especficos del catalogo de la bomba. La frecuencia de corte es de 1200rpm. Mantener estable la frecuencia mnima de rotacin (mnimo dos regmenes) con gobernador de todo rgimen.

III. EQUIPO A ENSAYAR.-Mquinas, equipos y herramientas: Banco de pruebas para bombas de alta presin Bomba de alta presin (de inyeccin) lineal Petrleo Guaipe

Caractersticas:Del Banco de Pruebas de Bombas de Alta Presin:TipoEstacionario

Nmero de Secciones de la Bomba que se puede Probar12

Variacin de la Frecuencia de Rotacin70 3000 r.p.m.

Tensin de Alimentacin380 3

Potencia Instalada16.5 KW

Potencia del Motor Hidrulico15 KW

Tamao del Banco2000x890x1970 mm

Masa Seca (sin fluido)1100 Kg

Volumen Tanque del Combustible45 litros

Volumen Sistema Hidrulico20 litros

Datos de la Bomba de Alta Presin:TipoLineal

Frecuencia de Rotacin Nominal1100 r.p.m.

Inicio de Funcionamiento del Gobernador1115 1125 r.p.m.

Corte Completo del Suministro del Combustible1200 r.p.m.

Suministro Nominal de Combustible (1100 r.p.m.)75 +/- 1 cm3/1000 emb.

Suministro de Combustible en la Frecuencia Mxima de Arranque (150 r.p.m.)116 +/- 10 cm3/1000 emb.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y ANALISIS DE RESULTADOSPROCEDIMIENTO: Poner la tensin del resorte del gobernador, en su tensin normal. Prender la bomba de alimentacin del combustible. Prender el motor que transmite la potencia a la bomba de alta presin. Proceder a aumentar las revoluciones a 80 r.p.m. Fijar el nmero de emboladas que ser de 200 emboladas para recalcular a 1000 emboladas. Resetear el tablero del nmero de emboladas y accionar la vlvula electromagntica para que inyecte en las probetas de medicin. Tomar las de medidas de volmenes de cada inyector. Aumentar la velocidad de rotacin, hasta que la bomba deje de suministrar combustible. Luego aumentar la velocidad de rotacin, hasta que nos de la mxima entrega de combustible. Proceder a hacer lo pasos anteriores, pero modificando la tensin del resorte del gobernador mediante el pedal, para que este empiece a actuar a menos revoluciones Realizar los clculos y grficas correspondientes a los datos tomados.

Ensayo con pedal a fondoN p/pn (RPM)N emboladasV 1 (cm3)V 2 (cm3)V 3 (cm3)V 4 (cm3)Pc (kg/cm2)V medio (cm3/1000)

11100100085.7584.58481.250.9083.875

21110100087.585.582.581.250.9084.1875

31120100085.581.582.579.50.9082.25

41130100074737272.50.9072.875

51140100055.552.560.5570.9056.375

61150100039.535.54843.50.9541.625

71160100019.514.530271.0022.75

8117010000.52651.003.375

990010009792.588.5881.0091.5

107001000105.228102.564101.89893.9061.20100.899

115001000119.214109.89107.226105.8941.20110.556

1230010001511571491391.30149

132501000204.102212.106202.768186.761.40201.434

142001000202.768206.77204.102185.4261.50199.7665

151501000200.1205.436200.1182.7581.50197.0985

161001000194.764197.432200.1181.4241.40193.43

17801000193.43194.764200.1180.091.30192.096

Ensayos con el pedal en una posicin intermedia 01N p/pn (RPM)N emboladasV 1 (cm3)V 2 (cm3)V 3 (cm3)V 4 (cm3)Pc (kg/cm2)V medio (cm3/1000)

11100100097.90297.23693.90689.2440.8094.572

21110100099.23487.24693.90689.2441.0092.4075

31120100078.58876.5970.59676.591.0075.591

41130100043.95644.62249.9553.9461.0048.1185

5114010007.3265.99412.65417.3161.2010.8225

Ensayos con el pedal en una posicin intermedia 02N p/pn (RPM)N emboladasV 1 (cm3)V 2 (cm3)V 3 (cm3)V 4 (cm3)Pc (kg/cm2)V medio (cm3/1000)

16001000105.894101.898100.56697.9021.00101.565

26301000106.56103.896102.56499.2340.90103.0635

3660100086.5884.58284.58280.5861.0084.0825

4690100068.59865.26861.27266.61.0065.4345

5720100046.6245.28846.6253.281.1047.952

6750100017.31616.6523.3128.6381.2021.4785

V. CONCLUSIONES.-

El gobernador cuando el motor trabaja en bajas revoluciones (carga elevada) incrementa el suministro de combustible. En cargas bajas, cuando la velocidad es muy alta, el gobernador corta el suministro de combustible evitando as el embalamiento del motor. En cargas medias el resorte es vencido fcilmente, es por ello que el gobernador corta el suministro de combustible a menor nmero de revoluciones.

VI. RECOMENDACIONES.- Realizar la calibracin de la bomba. Comprobar el estado de los inyectores, para ver si se realiza su calibracin. Hacer un mantenimiento al Banco de Pruebas.

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