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1. Definir un motor de combustin interna y explicar

el trabajo de un motor a gasolina de cuatro tiempos

(emplear dibujo)

Definicin de motor de combustin interna: El

motor de combustin interna es un transformador de

energa qumica almacenado en el combustible y estelo transforma en energa mecnica.

Motor a gasolina (cuatro tiempos): El motor de

gasolina es un motor alternatio con encendido por

c!ispa en el que se quema una me"cla de aire y

combustible. Durante la combustin se transforma la

energa qumica de la gasolina en energa calorfica.#os conjuntos mecnicos del motor consiguen que

energa t$rmica o calorfica se transforme en energa

mecnica que permite despla"ar el e!culo.

Ciclo terico: En los motores alternatios% el piston

se despla"a desde la parte mas alta% denominada

punto muerto (&') y la parte mas baja% puntomuerto inferior (&').Entre el &' y el &'%el

cig*e+al reali"a un giro de 1,- grados% por lo que un

ciclo de trabajo se reali"a en cuatro fases o tiempos

en dos ueltas de cig*e+al.#os cuatro tiempos del ciclo en el motor de gasolina

son

a.&rimer tiempo admisin de gases frescos (me"cla

de aire y combustible).

b. egundo tiempo compresin de la me"cla de aire

y combustible.c. /ercer tiempo explosin (combustin de la me"cla

de aire y combustible).

d. 0uarto tiempo escape de los gases quemados.

a. admision: en el primer tiempo% el pistn se

encuentra en el punto muerto superior (&')% en este

despla"amiento se genera una depresin en elcilindro% la lula de admisin permanece abierta y

la de escape cerrada% permitiendo la entrada de

me"cla airecombustible.

b. Compresin: el pistn se encuentra en el punto

muerto inferior (&'). /odo el olumen del cilindro

se encuentra lleno de me"cla de aire y gasolina% la

lula de admisin se cierra y de escape continua

cerrada.El pistn se despla"a desde el punto muerto inferior

(&') al punto muerto superior (&'). En la carrera

ascendente del pistn% con las dos lulas cerradas%

la me"cla de aire y combustible se comprime en lacmara de compresin.

c. Explosin: El piston se encuentra en el punto

muerto superior (&') con la me"cla comprimida. El

circuito de encendido manda una corriente el$ctrica a

la buja (encendido por c!ispa)% generndose la

combustin de la me"cla en el interior de la cmarade combustin .

#a me"cla al combustionarse elea la presion de los

gases y aumenta de temperatura% los gases a presionempujan la cabe"a del piston y lo despla"an del punto

muerto superior al punto muerto inferior generndosela fase de trabajo. #as lulas en este tiempo

permanecen cerradas.

d. Escape: el piston se encuentra en el punto muerto

inferior con todo su olumen lleno de gases

quemados. El motor necesita expulsar al exterior los

gases para iniciar nueamente el ciclo.El piston se despla"a en una carrera ascendente desde

el &' al &'. #a alula de escape se abre% y los

gases son expulsados por el tubo de escape al

exterior.

El instante en que las dos lulas estn abiertas se

denomina cruce o solapamiento de lulas.El motor dispone d los elementos constructios que

permiten la apertura y cierre de las lulas y del

mecanismo de biela maniela que transforma el

moimiento lineal del piston en rotatorio del

cig*e+al.

Diagrama teorico del motor de cuatro tiempos

El ciclo completo y teorico se reali"a cada dos ueltas

del motor y cada tiempo se reali"a cada 1,- grados de

giro del motor. #as lulas del motor se abren y se

cierran en los puntos muertos% cada tiempo se reali"a

desde un punto muerto !asta su llegada al otro.2n motor con este ciclo de trabajo funciona pero no

se aproec!a al mximo el combustible ni tiene un

rendimiento aceptable. #os dise+adores de motores

adaptan los tiempos del motor y aperturas de las

lulas a las necesidades de cada motor y modifican

los momentos en los que las lulas se abren ycierran y en consecuencia el alargamiento o

acortamiento de los tiempos.

Ciclo real.

Primer tiempo. Admision

En el ciclo real el tiempo de admisin se alargaconsiderablemente. #a alula de admisin se abre

antes de que el piston llegue al punto muerto superior

(de 1- a 13 grados)% adelanto de apertura de admisin

(444). El cierre de la alula no se reali"a en el

punto muerto inferior sino despues de 5- a 53 grados

(604) retroceso al cierre de la admisin. 0on estas

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modificaciones se aproec!a la inercia de los gases

tanto en la entrada como en el cierre de la alula de

admisin.

Segundo tiempo. Compresion.

El tiempo de compresin se acorta en el ciclo real%

empie"a cuando la alula de admisin se cierra7 eneste caso el piston !a iniciado la carrera ascendente y

antes de alcan"ar el punto muerto superior salta la

c!ispa en la buja% aance de encendido (4E)%

iniciando la combustin.

ercer tiempo! traba"o o expansin

e inicia en el momento en que se produce la

explosin de la me"cla (antes de que el piston llegueel punto muerto superior)% por lo que se consigue que

la mxima presion de los gases quemados% superior

8- bar% se produ"ca en el punto muerto superior del

piston.

#as dos lulas se encuentran cerradas% la presion de

los gases despla"a el piston del punto muerto superioral punto muerto inferior transformndose en trabajo

mecanico. 4ntes que el piston llegue al punto muertoinferior se abre la alula de escape terminando asi

este tiempo.

Cuarto tiempo. Escape

e adelanta la apertura de la alula de escape (44E)

para aproec!ar la presion interna de los gases (44E

5- 4 3- grados)% los gases salen rpidamente al

exterior y el piston se despla"a desde el punto muerto

inferior al punto muerto superior empujando% en sudespla"amiento% los gases al exterior.

#a alula de escape permanesa abierta despues del

punto muerto superior para aproec!ar la inercia de

los gases para salir al exterior (retraso cierre de

escape 60E 13 a 9- grados).

#.0lasificar los motores de combustin interna de

acuerdo a sus ciclos de operacin% su tipo de

formacin de me"cla y seg:n sus mecanismos y sussistemas

Por el sistema de enfriamiento.

#os motores pueden ser enfriados por agua y por

aire. #os primeros poseen una cmara interna para

alojar al agua de refrigeracin. esta cmara oc!aqueta de agua rodea a los cilindros y se comunica

con la cmara de la culata por medio de orificios que

junto con los empaques de la culata% forman pasajes

de cierre !ermetico. El agua es for"ada por medio deuna bomba y circula de abajo !acia arriba en el motor

para pasar por una manguera al radiador donde la

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circulacin es de arriba !acia abajo. En el radiador se

transfiere el calor por coneccin% conduccin y

radiacin% que es acelerada por una corriente de aire

producida por el entilador. El agua retorna al bloque

nueamente con una temperatura controlada7 en elcontrol de la temperatura interiene actiamente un

termostato de apertura y de cierre automatico. El

enfriamiento por aire se reali"a por medio de aletasde enfriamiento que rodean externamente al cilindro

y a la culata. Esta accin es refor"ada por unentilador o turbina que esta montado en la misma

olante del cig*e+al. 4lgun tipo de artefacto controla

la temperatura% y asi un termostato en la lnea de aire%

una cortina o un deflector que controla el flujo de

aire. 4lgunos de ellos son de control automatico.P$% E& 'P$ DE C$MS'&E.

&ueden ser motores de gasolina% de combustible

diesel y de gas. #os motores a gasolina funcionan

reali"ando la combustin de una me"cla de gasolina y

aire en proporciones casi estables (1 a13). #a relacin

de compresin del cilindro es alrededor de 1 a ,. #os

motores diesel lo !acen comprimiendo aire en elcilindro y al finali"ar la carrera de compresin se

inyecta combustible atomi"ado el que se quema en

presencia del aire comprimido7 la temperatura que se

alcan"a por alta compresin es de 8-- grados 0elsius%

y es la que produce el autoencendido% la relacin de

compresin es alrededor de 1 a 18.#os motores a gasfuncionan introduciendo gas propano y butano al

cilindro% a cierta presion% la que es controlada por

reguladores especiales. El combustible es gas licuado%

el que es mantenido a presion dentro del tanque% que

es de cierre !ermetico.P$% &$S C'C&$S

#os motores pueden desarrollar su ciclo completo de

las siguientes maneras

Ciclo de gasolina de dos tiempos: el cig*e+al gira

solamente una uelta% correspondiente a dos iajes

del piston. Durante esta uelta se reali"an las cuatro

fases del ciclo admisin% compresin% explosin yescape. #a lubricacin se llea a cabo por una

me"cla de gasolina y de aceite en una proporcin de 1

a 9-. Este motor no tiene lulas.

Ciclo diesel de dos tiempos: el motor tambi$ncompleta su ciclo en una sola uelta del cig*e+al% o

sea% en dos iajes del pistn. #a alimentacin de aire

se reali"a por medio de un supercargador impulsado

por los gases de escape. #a lubricacin es a presion y

no se reali"a ninguna me"cla de combustible con el

aceite. Este motor no tiene lulas.

Ciclo de gasolina de cuatro tiempos: el cig*e+al

tiene que reali"ar dos ueltas% lo que equiale a cuatro

iajes del pistn. #os tiempos son bien definidos. #alubricacin es for"ada y posee bomba de aceite. El

motor tiene lulas de admisin y de escape.

Ciclo diesel de cuatro tiempos: el cig*e+al tiene que

reali"ar tambi$n dos ueltas o cuatro iajes del pistn

para completar el ciclo. #os tiempos son bien

definidos.

Por la disposicin de los cilindros#os motores pueden clasificarse en&*nea +ertical:loscilindros estn ubicados unodetrs del orto% alineados y trabajan erticalmente.

rans+ersal:

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&*nea , oblicuos:es el mismo motor anterior con la

:nica diferencia que el motor oblicuo.

-: los cilindros estn ubicados a ;- grados% unos a la

i"quierda y los otros a la derec!a7 su caractersticaprincipal es que son mas cortos que su similar en

lnea. on mas bajos y compactos.

Cilindros opuestos: los cilindros estn ubicados!ori"ontalmente% uno frente a otro.

Por la compresin: de mediana compresin (motores

a gasolina) y de alta compresin (motores diesel)

Por el encendido: motores de autocombustion% que

son los diesel7 y motores a c!ispa el$ctrica% son los degasolina y los de gas.

Por el tipo de piston: los motores a pistn

reciprocante son los ms usados en la actualidad.#os motores a pistn rotatios.

Segn el sistema de alimentacin

Motores de aspiracin natural on motores en los

que el cilindro de trabajo se llena por la aspiracin

natural del pistn al !acer aco.Motores sobre/alimentados:Estn dotados de uncompresor que fuer"a la me"cla de airecombustible o

aire solo% seg:n el caso% en el cilindro de trabajo.

Segn el modo de lubricacin

Motores de c0rter 1medo 'otores donde existeun crter que contiene aceite lubricante.

Motores de c0rter secoEn este caso el crter est

aco y el lubricante entra al motor me"clado con la

gasolina.

2.cuales son las entajas y desentajas de losmotores alternatios frente a otras mquinas y formas

de conersin de energa qumica y mecnica.

#as principales +enta"asde estos motores% que !an

motiado su gran desarrollo son

El uso decombustibles lquidos% de gran poder

calorfico% lo que proporciona eleadaspotenciasy

ampliaautonoma. Estos combustibles son

principalmente lagasolina en los motores ? !asta

ms de @- '? lo que permite su empleo en laalimentacin de mquinas manuales peque+as as

como grandes motores marinos.

in embargo% estos motores no estn exentos

de incon+enientes% entre los que cabe se+alar

0ombustible empleado. Estos motores estn

alimentados en su mayora (aunque existen

desarrollos alternatios) porgasolina odi$sel%dos

deriados delpetrleo que como sabemos es un

recurso no renoable% adems de sufrir su precio

fluctuaciones de consideracin.0ontaminacin. #os gases de la combustin de estos

motores son los principales responsables de la

contaminacin en las ciudades (junto con las

calefacciones de combustibles fsiles)% lo que da

lugar a episodios agudos de contaminacin localcomo elsmog fotoqumicoy contribuye de formaimportante en fenmenos globales como elefecto

inernadero y consecuentecambio climtico.

3. Dedu"ca las expresiones para los rendimientos

t$rmicos de los ciclos de aire normal para los motores

alternatios. Explicar la influencia de cada parmetrorelacin de compresin% relacin de expansin% etc. E

infiera posibilidades constructias para el aumento

del rendimiento a partir de esas relaciones de

influencia.Ciclo otto

El ciclo otto es el ciclo ideal que se asocia al motor de

encendido por c!ispa% aunque difiere netamente delciclo real% pero sire para explicar el proceso bajo

!iptesis sencillas.

http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Combustible_l%C3%ADquido&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Potenciahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Autonom%C3%ADahttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gasolina&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gas%C3%B3leo&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Di%C3%A9sel&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Hidr%C3%B3genohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Metanohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Propanohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Vatiohttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gasolina&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Di%C3%A9sel&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Petr%C3%B3leohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Smog_fotoqu%C3%ADmicohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Efecto_invernaderohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Efecto_invernaderohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Cambio_clim%C3%A1ticohttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Combustible_l%C3%ADquido&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Potenciahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Autonom%C3%ADahttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gasolina&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gas%C3%B3leo&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Di%C3%A9sel&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Hidr%C3%B3genohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Metanohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Propanohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Vatiohttp://enciclopedia.us.es/index.php?title=Gasolina&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Di%C3%A9sel&action=edit&redlink=1http://enciclopedia.us.es/index.php/Petr%C3%B3leohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Smog_fotoqu%C3%ADmicohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Efecto_invernaderohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Efecto_invernaderohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Cambio_clim%C3%A1tico

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a) 19 compresion adiabtica compresin del fluido

de trabajo% el piston tiene que reali"ar el trabajo de

compresin ?1.

b) 9@ aportacion de calor a olumen constante

introduccin instantnea del calor aportado A1.c)@5 expansion adiabtica expansin%

correspondiente al trabajo ?9% reali"ado por el fluido

de trabajo.d) 51 Extraccion de calor a olumen constante

extraccin instantnea de calor A9.En realidad% en los motores de 5 tiempos la extracion

de calor se produce en la fase de escape% desde la

apertura de la alula de escape (51-)% % y adems el

fluido se introduce en el motor en la carrera de

admisin (-1). Este !ec!o queda representado

grficamente en el diagrama &BC por una lnea!ori"ontal discontinua. Estos dos procesos (1- y -.1)

se anulan tericamente entre ellos% dando una perdida

o ganancia de calos nulos. 4si pues% en el diagrama

&BC del ciclo otto ideal solo se considerara el ciclo

cerrado.

#a aportacin de calor dentro el motor% A1% se reali"aa olumen constante% y por tanto el trabajo en esta

fase es nulo ?9@-. Estudiando% entonces% la

ecuacin de conseracin de la energa% se llega a

0omo se esta estudiando un ciclo ideal y estos se

caracteri"an por tener como fluido de trabajo un gasperfecto% se cumplira

De la misma manera% como la extraccin de calor A9

es olumen constante

El rendimiento t$rmico ideal endr dado por la

siguiente expresin

0omo los procesos de expansin y compresin son

adiabticos% se pueden reali"ar las ecuaciones

referentes a los procesos adiabticos.

Entonces% finalmente% sustituyendo en la ecuacin

9%83% se llega a

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El rendimiento termico del ciclo otto es funcion de la

relacion de compresion

de la relacion de calores especificos F y por tantono depende de la cantidad de calor aportado o del

grado de explosion.

4nali"ando la ecuacion del rendimiento termico% se

obsera que este aumenta al aumentar o F.

Ciclo diesel

Es el ciclo de referencia asiganado a los motores de

encendido por compresion para explicar de forma

simple y teorica los procesos.

#a diferencia fundamental entre el ciclo diesel y ciclootto esta en la fase de aportacion de calor. En el ciclo

otto el calor era introducido a olumenconstante% en

el ciclo diesel es introducido a presion constante.

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En el proceso 9@ de compresin a presion constante%

se cumple

&ara los procesos adiabticos de expansin ycompresin se puede aplicar las ecuaciones

anteriores.

Entonces

ustituyendo estas expresiones en las ecuaciones del

rendimiento t$rmico ideal se obtiene

3. dedu"ca la expresin para determinar el olumen

del cilindro de un motor alternatio % para cualquier

posicin del angulo de giro del cig*e+al.

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Donde

G es el despla"amiento del piston en (m)

-elocidad del pistonDe la formula se puede obtener la elocidad del

piston% deriando la relacin de despla"amiento conrespecto al tiempo% resultando asi en la siguiente

ecuacin

0omo se puede apreciar de la ecuacin el piston

adquiere su elocidad mxima para un angulo menorde los ;- grados.

Aceleracin del piston

Deriando la ra"n de elocidad con respecto al

tiempo podemos obtener

De la anterior formula obtenemos que para - grados y

1,- grados tendremos nuestra mxima aceleracin y

deceleracin.

4. de el orden de calculo de los parmetros dinamicos

del motor (fuer"as y momentos en los elementos de

los mecanismos del motor). Explique el calculo de la

olante de un motor. En que consiste el balanceo de

un motor alternatio. Explique los m$todos debalaceo.

4 modo de bree introduccin% eamos qu$ aspecto

presenta la frmula de la energa almacenada en un

rotor comoenerga cin$tica% o% ms concretamente%

como energa rotacional

donde

H es laelocidad angular%y

Ies elmomento de inerciade lamasasobre el eje de

rotacin.

Ceamos a!ora unos pocos ejemplos de momentos de

inercia que nos pueden ser de utilidad a la !ora dereali"ar sencillos clculos para sistemas

simplificados

El momento de inercia para un cilindro

slido es %

para un cilindro de pared

delgada %

y para un cilindro de pared no

delgada .

donde mdenota la masa% y rdenota el radio.

-olante de 'nercia simplificado

Estudiemos a!ora el comportamiento fsico de un

olante de inerca desde un punto de ista

simplificado

Esquema simplificado de un -olante de inercia

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Volant.JPGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa

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ea

Ielmomento de inerciadel olante.

I la coordenada de posicin del olante.Tielmomento de torsinde entrada correspondiente a

una coordenada Ii.

T-el momento de torsinde salida correspondiente auna coordenada I-.

la elocidad angularde entrada correspondiente a

una coordenada Ii.

la elocidad angularde salida correspondiente a

una coordenada I-.

/omando arbitrariamente Ticomo positio y T-como

negatio% obtendremos la siguiente ecuacin para elmoimiento del olante

o lo que es lo mismo%

Es decir% una ecuacin diferencialde segundo orden

que podemos resoler aplicando las t$cnicas

apropiadas (tanto para ecuaciones diferenciales

lineales como no lineales) una e" conocidas la

funciones de ariacin de los momentos de torsin deentrada y salida.

En general% Tiy T-pueden depender tanto de los

alores de Iiy I-como de los alores de Hiy H-. Jo

obstante% normalmente el momento de torsin

depende :nicamente de uno de los dos parmetros%

siendo frecuentemente H el decisio.En un anlisis menos ex!austio del sistema formado

por el olante% podramos suponer que el eje es rgido

a torsin y en consecuencia tomar

Ii I- I

por consiguiente la ecuacin anterior quedarasimplificada del siguiente modo%

Camos a describir paso por paso la interpretacin que

se debe reali"ar del diagrama anterior 4 la entrada una fuente de potencia somete

al olante a un momento de torsin (en este

caso constante) Timientras el eje gira

de I1a I9.

4l !aber tomado arbitrariamente Ticomo

un momento torsor positio lo

representamos ascendentemente en el eje de

ordenadas del diagrama.

De la ecuacin estudiada arriba para el

moimiento del olante deducimosque K ser una aceleracin positia y

consecuentemente la elocidad del eje

aumentara de H1a H9.

4 continuacin% el eje se despla"ar

de I9a I@con /- de modo que

nueamente en concordancia con la

ecuacin ista K ser nula. &or tanto H9

H@.

&or :ltimo de I@!asta I5% se aplica un

momento de torsin de salida (tambi$n

constante en este caso) que !ar que se

pierda elocidad en el eje pasndose

de H@a H5. 4l !aber tomadoarbitrariamente T-como un momento torsor

negatio lo representamos

descendentemente en el eje de ordenadas

del diagrama.

&ara el caso !ipot$tico estudiado% la energa

transmitida al olante (trabajo entrante) es

cuantitatiamente equialente al rea del rectngulo

delimitado por I1y I9es decir

#a energa extrada del olante (trabajo saliente) es

cuantitatiamente equialente al rea del rectngulo

delimitado por I@y I5% o sea

i suponemos el sistema estudiado como uno de

propiedades ideales en el cual no exista friccin% l$ase

que no se producen p$rdidas asociadas a dic!o

fenmeno% podemos entonces detallar la tres

situaciones posibles que pueden darse

U-L Uiy por tanto H5M H1.

U- Uiy por tanto H5 H1que es el caso

de ciclos peridicos.

U-M Uiy por tanto H5L H1.

i estudiamos el caso !ipot$tico bajo el prisma de las

energas cin$ticas planteando un balance para lasmismas% obtenemos un anlisis igualmente lido en

el cual podemos apreciar

&ara I I1la elocidad del olante

ser H1y la ecuacin de su energa cin$tica

&ara I I9la elocidad del olante

ser H9y la ecuacin de su energa cin$tica

En consecuencia% el cabio de energa

cin$tica es

Es necesario a!ora que se !a explicado este ejemplo

sencillo poner de manifiesto que la mayora de las

funciones de Nmomento de torsin (par motor) despla"amientoN que nos encontramos en la ida real

y por tanto en las aplicaciones ingenieriles% son de

una dificultad extrema y por tanto deben ser

integradas por m$todos num$ricos aproximados. 2nejemplo de ello podra ser la siguiente grfica

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_torsi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencial

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. explique el proceso de llenado (admisin) en los

motores atmosf$ricos. Explique las posibilidades

constructias para estos mecanismos.

&ara la alimentacin de motor de pistones% se utili"a

la presin atmosf$rica. Es decir% a medida que el

pistn se despla"a en carrera de admisin% la presin

atmosf$rica empuja el aire me"clado con gasolina!acia el interior del cilindro para llenar el espacio

generado. #a elocidad que alcan"a el gas para llenar

el cilindro depende absolutamente de la presin

atmosf$rica. i la presin atmosf$rica es mayor% la

fuer"a con que ser empujado el gas !acia el interior

del cilindro tambi$n ser mayor.

0uando la presin atmosf$rica es mayorentonces eln:mero de mol$culas de oxgeno contenidas% por

ejemplo en un litro% tambi$n es mayor. #a mayor

concentracin de oxgeno por unidad de olumen

permite quemar ms combustible a la e"% por lo cualel motor aumenta su rendimiento olum$trico%

generams fuer"a motri" y desarrollamayor

potencia.

Sobrealimentacin de Motor

El motor de pistones tambi$n funciona con presionessuperiores a la atmosf$rica. &ara lograr

mayorrendimiento olum$trico la alimentacin de

motor se puede reali"ar con un turbocargador. Este

equipo empuja el aire de alimentacin con una fuer"a

superior a la presin atmosf$rica. 0omo consecuencia

se obtiene un motor capa" de quemar ms gasolina%desarrollar ms potencia y alcan"ar mayor n:mero de

reoluciones.

0omo su nombre lo indica% se basa en la instalacin

de un turbocompresor en el m:ltiple de escape del

e!culo% equipamiento parecido a un doble caracol%

dotado de !$lices en su interior% una en cada caracol%

donde una es accionada por la salida de los gases deescape% generando un moimiento en la otra !$lice% la

cual genera un flujo de aire comprimido al interior

del motor. 4 partir de ese momento% el motorcomien"a a recibir la me"cla necesaria para su

funcionamiento en forma presuri"ada% y no masaspirada. e obtiene as un mejor llenado de los

cilindros% lo que proporciona una explosin mas

fuerte% y por ende% mas potencia. #as principales

entajas de esta preparacin% es que el motor presera

las caractersticas originales (rbol de leas%

carburador% tapa de cilindros% etc.)% como si tambi$n%un uso mas suae que el m$todo aspirado. El

incremento de potencia se encuentra

aproximadamente entre un 3- y 1--= (dependiendo

de la preparacin).

;. explique la importancia de la sobrealimentacin en

los motores alternatios. Explique% basndose en

esquemas% el principio de operacin de los

turbocompresores y los sobrealimentadores.

El turbocompresor

/iene la particularidad de aproec!ar la fuer"a con la

que salen los gases de escape para impulsar una

turbina colocada en la salida del colector de escape%dic!a turbina se une mediante un eje a un compresor.

El compresor esta colocado en la entrada del colector

de admisin% con el moimiento giratorio que le

transmite la turbina a tra$s del eje com:n% el

compresor elea la presin del aire que entra a tra$s

del filtro y consigue que mejore la alimentacin delmotor. El turbo impulsado por los gases de escape

alcan"a elocidades por encima de las 1--.--- rpm%

por tanto% !ay que tener muy en cuenta el sistema deengrase de los cojinetes donde apoya el eje com:n de

los rodetes de la turbina y el compresor. /ambi$n !ayque saber que las temperaturas a las que se a !a estar

sometido el turbo en su contacto con los gases de

escape an a ser muy eleadas (alrededor de P3- Q0).

http://www.todomotores.cl/competicion/mezcla_combustible.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/fuerza_motor.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/potencia.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/potencia.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/fuerza_motor.htm#rvhttp://www.todomotores.cl/competicion/mezcla_combustible.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/fuerza_motor.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/potencia.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/potencia.htmhttp://www.todomotores.cl/mecanica/fuerza_motor.htm#rv

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Ciclos de funcionamiento del urbo

Runcionamiento a ralent y carga parcial inferior En

estas condiciones el rodete de la turbina de los gases

de escape es impulsada por medio de la baja energade los gases de escape% y el aire fresco aspirado porlos cilindros no ser precomprimido por la turbina del

compresor% simple aspiracin del motor.

Runcionamiento a carga parcial media 0uando la

presin en el colector de aspiracin (entre el turbo y

los cilindros) se acerca la atmosf$rica% se impulsa la

rueda de la turbina a un r$gimen de reoluciones maseleado y el aire fresco aspirado por el rodete del

compresor es precomprimido y conducido !acia los

cilindros bajo presin atmosf$rica o ligeramente

superior% actuando ya el turbo en su funcin de

sobrealimentacin del motor.

Runcionamiento a carga parcial superior y plenacarga En esta fase continua aumentando la energa de

los gases de escape sobre la turbina del turbo y se

alcan"ara el alor mximo de presin en el colector

de admisin que debe ser limitada por un sistema de

control (lula de descarga). En esta fase el aire

fresco aspirado por el rodete del compresor escomprimido a la mxima presin que no debe

sobrepasar los -%; bar en los turbos normales y 1%9 en

los turbos de geometra ariable.

Constitucin de un turbocompresor

#os elementos principales que forman un turbo son

el eje com:n (@) que tiene en sus extremos los rodetes

de la turbina (9) y el compresor (1)este conjunto gira

sobre los cojinetes de apoyo% los cuales !an de trabajar

en condiciones extremas y que dependennecesariamente de un circuito de engrase que los

lubrica

&or otra parte el turbo sufre una constante aceleracina medida que el motor sube de reoluciones y como

no !ay limite alguno en el giro de la turbina empujada

por los gases de escape% la presin que alcan"a el aireen el colector de admisin sometido a la accin del

compresor puede ser tal que sea mas un inconeniente

que una entaja a la !ora de sobrealimentar el motor.

&or lo tanto se !ace necesario el uso de un elemento

que nos limite la presin en el colector de admisin.

Este elemento se llama lula de descarga o lulaSaste gate (5).

%egulacin de la presin turbo

&ara eitar el aumento excesio de ueltas de la

turbina y compresor como consecuencia de unamayor presin de los gases a medida que se aumenten

las reoluciones del motor% se !ace necesaria unalula de seguridad (tambi$n llamada lula de

descarga o lula Saste gate). Esta lula est

situada en deriacin% y manda parte de los gases de

escape directamente a la salida del escape sin pasar

por la turbina.

'ntercooler

&ara eitar el problema del aire calentado al pasar por

el rodete compresor del turbo% se !an tenido que

incorporar sistemas de enfriamiento del aire a partir

de intercambiadores de calor (intercooler). El

intercooler es un radiador que es enfriado por el aireque incide sobre el coc!e en su marc!a normal. &or lo

tanto se trata de un intercambiador de calor aireBaire a

diferencia del sistema de refrigeracin del motor que

se tratara de un intercambiador aguaBaire.

0on el intercooler (se consigue refrigerar el aire

aproximadamente un 5-= desde 1--T1-3T !asta8-T 83T). El resultado es una notable mejora de la

potencia y del par motor gracias al aumento de la

masa de aire (aproximadamente del 93= al @-=).

4dems se reduce el consumo y la contaminacin.

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determinan los puntos de equilibrio del sistema

acoplado para diferentes regmenes de carga.

#a caracterstica que se obtiene para el mximo

despla"amiento del rgano de aceleracin sedenomina caracterstica externa de elocidad (ella

permite conocer las mximas capacidades del motor%

el mximo momento% la mxima potencia% el mnimoconsumo especfico)% las obtenidas para

despla"amientos inferiores del rgano de aceleracinse denominan caractersticas parciales de elocidad.

adaptabilidad7 un motor a gasolina puede tener una

caracterstica similar a la de un Diesel W plana% con

poca o nula adaptabilidad. optimi"ar las

caractersticas termodinmicas el sistema ofrececuatro combinaciones de ascenso de las lulas y

ajuste del arbol de leas @ mm de ascenso de la

lula de admisin y retraso del tiempo alular7 @

mm de ascenso de la lula de admisin y aance

temprano del tiempo alular (1-X0 4&')7 1-

mm de ascenso de la lula de admisin y retrasodel tiempo alular7 1- mm de ascenso de la lula

de admisin y aance temprano del tiempo alular

(1- X0 4&'). El modo de plena carga se !a

ajustado para eleado momento torsor y mxima

potencia% utili"ando el ascenso mayor (1- mm) y el

mayor aance (1-X0 4&'). El ascenso menor (@

mm) es conmutado a carga parcial% el rango deoperacin de mayor releancia en t$rminos de

emisiones. 4 momentos torsores inferiores a 3- Jm

y elocidades menores que @P-- rpm% el motor es

operado con ascenso corto y tiempo retrasado. Entre

19-- y @P-- rpm% la conmutacin del ascenso de lalula es funcin del cambio% considerando carga

parcial !asta 1,- Jm.

15 . Explicar la importancia de las caractersticas de

carga de los '. 0. .

e denominan caractersticas de carga del motor a

las grficas que relacionan el consumo por !ora% Gc

de combustible y el consumo especfico efectio% ge

en funcin del parmetro de carga (que puede ser la

potencia efectia del motor% el momento torsor% o la

presin media efectia) manteniendo constantes la

elocidad angular del cig*e+al e (n). #as grficas

pueden incluir los rendimientos efectio e indicado7

para los motores con sobrealimentacin lacaracterstica puede incluir el consumo de aire% el

rendimiento de la turbina

y del turbocompresor% la frecuencia de rotacin del

rotor% los parmetros del gas a la entrada y la salida

de la turbina% los parmetros del aire a la entrada y la

salida del compresor% etc.

&ara la caracterstica de carga de los motores a

gasolina la ariable de control es la cantidad de

me"cla7 la caracterstica tambi$n es conocida como

de estrangulacin% porque se toma para diferentes

grados de estrangulacin o diferentes posiciones de la

mariposa de gases (aunque la perspectia de

desarrollo de los motores contempla en un futuro la

admisin no estrangulada del aire). En los motores

Diesel y posiblemente en los motores a gasolina

futuros% la ariable que se controla es la cantidad de

combustible% de manera que al aumentarse la carga%

se aan"a% en respuesta% el sistema dosificador decombustible% para conserar las reoluciones.

13 Dibuje y explique la caracterstica combinada paraun motor alternatio.

#as caractersticas combinadas representan grficas

en las que en los dos ejes de coordenadas se

relacionan dos indicatios principales de trabajo del

motor y un tercer indicatio% utili"ado en calidad deparmetro% permanece constante para cada una de las

curas tra"adas del parmetro en estudio. Estas

caractersticas se denominan tambi$n uniersales o

multiparam$tricas. #as caractersticas combinadas

ms difundidas son las construidas en coordenadaspe% n. En calidad de parmetros que caractericen lascuras% generalmente se toman la potencia efectia y

el consumo especifico de combustible. #a forma de

esta caracterstica depende de la destinacin del

motor.

18 Explique la importancia de las caractersticas deregulacin y de toxicidad de los motores alternatios(dibuje las formas aproximadas de estas

caractersticas).

e denominan caractersticas de regulacin del

motor a las grficas que relacionan la potencia y laeconoma del motor% en funcin del coeficiente de

exceso de aire (composicin de la me"cla)% el ngulo

de aance de la inyeccin o del encendido% la

cantidad de gases de escape recirculados (posicin de

la lula de recirculacin de los gases de escape)% la

temperatura del agua o el aceite% y otros factoressusceptibles de regulacin en el motor. Estas

caractersticas siren para descubrir las condicionesptimas de trabajo del motor en funcin de los

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parmetros anotados y para alorar la perfeccin de

las regulaciones.

#as caractersticas de regulacin generalmente

anteceden a las caractersticas principales del motor.

#as ms frecuentes son las de regulacin seg:n el

consumo de combustible (o la composicin de la

me"cla) y seg:n el ngulo de aance de la inyeccin

o del encendido% para reoluciones constantes del

cig*e+al.

1, Explique las funciones de la olante en un motoralternatio.

2na de las partes constitutias de un coc!e y que es

desconocido por muc!os% pese a su ital importancia%

es el -olante Motor% encargado de acumular inercia

y regulari@ar el mo+imiento del motoren todo su

funcionamiento.

Ysicamente consiste en una rueda bastante pesada%generalmente de fundicin o acero% que es colocada

en el extremo delcigeBal m0s prximo a la ca"a de

cambios% montada utili"ando tornillos autofrenables

que son descentrados para eitar errores en su

colocacin.

El olante cuenta con el Entrante% la parte ms

importante del conjunto% que funciona como unaespecie de soporte para el embrague% lo que supone

como una especie de control de la caja de cambios%

!aci$ndo que $sta funcione o no de acuerdo al

accionamiento del mismo.

El olante posee una llanta% donde se suelen grabar

referencias que son erificadas por el mecnico en elmomento del regla"e de la distribucin y en el

encendido.

En toda su perfieria% para poder engranar el pi+n del

motor elctrico de arranue (tambi$n conocido

como UautomticoV) esta pie"a llea un arocompletamente dentado.