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EJERCICIO MOTORES I - Contenido educativo
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Hola, alumnos de motores del ciclo superior. Bienvenidos. En este vídeo vamos a desarrollar
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un ejercicio básico de motores térmicos. Partiendo de una serie de datos técnicos
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del motor, normalmente obtenidos de prueba en banco de potencia, y de la ficha técnica
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del fabricante, obtendremos una serie de resultados que permitirán analizar su funcionamiento.
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Empezamos.
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Primer apartado. Volumen de la cámara de combustión.
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Primero calcularemos el volumen unitario a partir del diámetro y la carrera del pistón.
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Una vez hallado el volumen unitario y mediante la fórmula que relaciona relación de compresión, volumen unitario y volumen de la cámara de combustión,
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obtendremos finalmente el valor del volumen de la cámara de combustión.
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Los datos serán tanto el volumen unitario como la relación de compresión
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y será necesario despejar el volumen de la cámara de combustión de la fórmula principal
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El valor obtenido tendrá como unidades los centímetros cúbicos
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y su valor será pequeño, puesto que la relación de compresión de los motores diésel suele ser alta
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Segundo apartado, potencia específica
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La obtendremos dividiendo la potencia máxima entre la cilindrada total en litros
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Expresa la potencia máxima por litro de cilindrada que en los motores turboalimentados, como es el de este caso, normalmente será mayor que la de los motores atmosféricos
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Tercer apartado, rendimiento térmico
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Será función de la relación de compresión y del coeficiente adiabático, que a su vez será función de la naturaleza de combustible que utiliza el motor
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Este rendimiento será teórico y por tanto superior al real que tenga el motor
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Además, al ser un motor diésel con alta compresión, tendrá un valor todavía más alto
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El valor es adimensional y se suele dar en tanto por ciento
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Cuarto apartado, potencia a par máximo
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La potencia indica la fuerza o par del motor a un régimen de giro determinado
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Y por tanto, los tres conceptos están relacionados en una misma fórmula
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Para calcular la potencia que obtenemos del motor al régimen de par máximo
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tenemos que meter en la fórmula tanto el valor del par máximo como el régimen al que se obtiene
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Al introducir en la fórmula el par en kilogramos metro, obtendremos la potencia en caballos
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Quinto apartado, para potencia máxima
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En este caso, vamos a introducir en la fórmula el valor de la potencia máxima en kilovatios
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Por tanto, la constante utilizada en la fórmula será diferente a la del apartado anterior
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y el resultado obtenido del par motor tendrá como unidades el newton metro
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Sexto apartado, presión media efectiva en régimen de par máximo
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La presión media efectiva representa la media de las presiones que evolucionan dentro de la cámara de combustión
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al realizarse un ciclo de trabajo completo del motor
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La media más alta se alcanzará al régimen de par máximo, donde las presiones y fuerzas serán máximas
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Para obtenerla debemos introducir en la fórmula la potencia par máximo en kilovatios
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la cilindrada total en centímetros cúbicos y el régimen de par máximo
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El valor obtenido vendrá dado en bares
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Apartado número 7. Velocidad media del pistón
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Representa un límite físico constructivo para el treno alternativo
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Y será función de la carrera y del régimen máximo de giro
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Para obtener el resultado en metros segundo
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Será necesario introducir la carrera en metros
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Los motores diésel, al tener bajos regímenes de giro
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Suelen tener velocidades medias bajas
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Apartado número 8
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Consumo específico a par máximo, si el tiempo de consumo de 100 centímetros cúbicos es de 19 segundos, siendo la densidad del gasoil de 0,63 gramos cada centímetro cúbico
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El consumo específico se obtiene en banco de pruebas
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Como resultado, se dibuja una curva de bañera con altos consumos a bajas vueltas y muy altos a alto régimen
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En la zona central de la curva, cerca del régimen de par máximo, el consumo suele tener un mínimo
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Será función de la densidad del combustible utilizado, de la potencia a par máxima expresada en kilovatios
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y del tiempo en el que se consume una cantidad fija de combustible, normalmente 100 centímetros cúbicos
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El valor obtenido se expresa en gramos por kilovatio y hora
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Apartado número 9
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Disposición de cilindros y estudio de tiempos de trabajo del motor
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Al ser un motor de 4 cilindros en línea, sigue un orden de combustión de 1, 3, 4, 2
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De manera que en cada cilindro, en el mismo instante, se realiza un tiempo diferente
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Esto produce un funcionamiento cíclico que reduce las vibraciones
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Las muñequillas del cigüeñal están decaladas a 180 grados
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Y los pistones estarán emparejados en los puntos muertos, el 1 con el 4 y el 2 con el 3
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Apartado número 10
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Ángulo de cruce y diagrama de distribución si el adelanto-apertura de admisión es de 17 grados
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El retraso-cierre-escape es de 14 grados
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el adelanto de apertura de escape es de 40 y el retraso de cierre de admisión es de 44.
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Conocidos los puntos angulares de apertura y cierre de válvulas de admisión y escape,
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se puede dibujar el diagrama angular y calcular los ángulos en los que permanecen abiertas y cerradas las válvulas.
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El ángulo de cruce será el formado desde el adelanto de la apertura de la válvula de admisión
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hasta el cierre de retraso de la válvula de escape.
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Apartado número 11.
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Distancia del pistón al PMS cuando el cigüeñal ha girado 90 grados, siendo la longitud de la biela de 100 milímetros
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La fórmula que relaciona movimiento lineal del pistón con movimiento angular del cigüeñal
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requiere que calculemos previamente el radio de la muñequilla, que será geométricamente la mitad de la carrera
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Sustituyendo en la fórmula los datos, obtenemos la distancia lineal al PMS que viene expresada en milímetros
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Apartado número 12
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Estudio de las curvas de potencia y par
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De las curvas de potencia y par obtenidas en banco de pruebas se puede deducir lo siguiente
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La cifra de potencia máxima es sensiblemente inferior en módulo y régimen
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146,5 caballos a 3.650 revoluciones por minuto
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A la facilitada por el fabricante que es de 150 caballos a 4.000 revoluciones por minuto
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Y la de par mayor a un régimen medio
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De 34,4 kg metro a 2.220 revoluciones por minuto
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dentro del intervalo que aporta el fabricante que es de 32,7 kilogramos metro
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desde 1750 revoluciones por minuto hasta 3000 revoluciones por minuto
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estas pequeñas desviaciones sobre los valores aportados por los fabricantes son totalmente normales
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ya que la temperatura, presión y equipamiento de la prueba influye sensiblemente en los datos
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la zona de funcionamiento estable del motor va desde las 2200 revoluciones por minuto de par máximo
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a las 3.650 de potencia máxima
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En este rango de revoluciones
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ante incrementos de fuerzas resistentes
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como por ejemplo subir una pendiente
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el motor reacciona reduciendo el régimen de giro
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pero incrementando el par motor
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hasta alcanzar una situación de equilibrio
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Sin embargo, por debajo de 2.220 rpm
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el funcionamiento del motor
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ante un incremento de par resistente
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es inestable
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y requeriría utilizar el cambio de marchas
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para reducir la velocidad y multiplicar el par.
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Desde el punto de potencia máxima de 146,5 caballos a 3650 rpm
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hasta el final de la curva, que llega hasta cerca de las 5000 rpm,
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la potencia y el par decrecen,
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permitiendo cierto sobre régimen sin incremento de prostaciones.
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Un abrazo y mucho power.
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- Autor/es:
- ANTONIO SÁNCHEZ GARCÍA
- Subido por:
- Antonio S.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 365
- Fecha:
- 7 de octubre de 2020 - 10:17
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES LAZARO CARDENAS
- Duración:
- 07′ 56″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 762.59 MBytes
