jueves, 10 de marzo de 2016

MOTORES TEMA 5 OTTO



MOTORES POLICILINDRICOS

Los motores con mas de 500 cm³ se construyen con varios cilindros de manera que la fuerza de las explosiones se transmita al cigüeñal en impulsos sucesivos, con el fin de conseguir un giro regular.

La estructura de un motor varia en función del numero de cilindros y de la forma en que estos se disponen sobre el bloque. El motor de cuatro cilindros en línea es el mas empleado en automoción  para volúmenes de hasta 2.500 cm³ y el de 6 cilindros en V para volúmenes superiores. El motor de cinco cilindros se emplea en ocasiones como solución intermedia en cuanto a tamaño y suavidad de funcionamiento.

Para pequeñas cilindradas, por debajo de 800 cm³, se emplean motores de 2 y 3 cilindros, muy usados en motocicletas. Y para cilindradas que sobrepasan los 4L, se construyen motores de 8, 10 y 12 cilindros.

Para diésel lentos usan cilindradas de muy grandes dimensiones, con volúmenes unitarios de 2L, se fabrican de 6, 8, 10 y 12 cilindros. Debido a la gran fuerza de las explosiones, se requieres cigüeñales muy robustos y su funcionamiento es muy brusco.

En motores para turismos se tiende a cilindradas unitarias relativamente pequeñas (150 a 500 cm³), lo cual supone ciertas ventajas en su comportamiento:
·        
        Se obtiene mayor potencia especifica, ya que los elementos móviles son mas ligeros y se puede alcanzar mayor numero de revoluciones.
·        
      La marcha del motor resulta mas suave y uniforme debido a que los impulso que recibe el cigüeñal son de menos magnitud, pero mas frecuentes, y se puede reducir la masa del volante de inercia.

Si bien al aumentar el numero de cilindros se consigue mas potencia, también aumenta el numero de elementos y el tamaño del motor, lo que incrementa las perdidas por rozamiento y eleva el coste de fabricación.

INTERVALO ENTRE ENCENDIDOS

En un motor de 4T, por cada 2 vueltas del cigüeñal (720°) se produce una carrera motriz en cada uno de los cilindros. Por tanto, en uno de 4 cilindros tendremos un impulso cada 180° (720° / 4 = 180°), y en uno de 6 cilindros cada 120°, por lo que en este motor se obtiene una mayor suavidad de marcha.



DISPOSICION DE LOS CILINDROS

Las dimensiones exteriores de los motores deben de adecuarse al compartimento que ocuparan en el vehículo. Así, los motores de más de 6 cilindros en línea resultan demasiado largos y altos, y sus cigüeñales están sometidos a excesivas vibraciones torsionales.

Por estos motivos, se recurre a diferentes formas constructivas de los bloques con el fin de lograr motores más compactos.

Clasificación de los motores por la disposición de sus cilindros:
  • ·         Motores de cilindros en línea.
  • ·         Motores de cilindros en V.
  • ·         Motores de cilindros horizontales opuestos.


2.1 MOTORES DE CILINDROS EN LINEA.
Sobre el bloque único se disponen los cilindros uno a continuación del otro, se emplea en motores de 2 a 6 cilindros y hasta de 8 en motores Diesel.


2.2. MOTORES DE CILINDROS EN V

Están constituidos por un doble bloque formando un V, cuyo ángulo suele ser de 90° o de 60°. 

También se construyen motores en V estrecha a 15°.

Se consiguen motores de tamaño más corto y más bajo, aunque más ancho. Se aplica a motores de 6 o más cilindros.

El Bloque en W se emplea en motores de 8, 10 y 12 cilindros. Se consigue un tamaño más compacto que en los clásicos motores en V. Su ventaja es que se erduce la longitud del bloque y del cigüeñal.


2.3. MOTORES DE CILINDROS ORIZONTALES OPUESTOS

Los cilindros van dispuestos en 2 bloques unidos horizontalmente por su base con un cigüeñal común; se trata de un bloque de V a 180°. La altura de este motor queda muy reducida. Se construye en 2, 4 o 6 cilindros.


3. NUMERO DE CILINDROS Y ORDEN DE ENCENDIDO

En los motores policilíndricos se hace necesario numerar ordenadamente los cilindros. Según norma DN, se comienza por el lado opuesto a la cesión de energía del motor, es decir, al lado contrario del volante de inercia.

En motores con doble bloque se comienzo por lo cilindros situados a la izquierda, y después se enumeran los del bloque de la derecha.

Las posiciones de izquierda o derecha se determinan desde el mismo lado donde empieza la numeración

El orden de encendido determina la sucesión de impulsos que recibe el pistón.

El ciclo de trabajo que se desarrolla en cada cilindro debe estar sincronizado con el de los demás, de tal forma que los impulsos se apliquen sobre el cigüeñal en el orden más adecuado para conseguir un giro regular y equilibrado.




4. POSICION DEL MOTOR EN EL VEHICULO.

El motor puede ir montado en posición delantera, central o trasera. Los factores que se tienen en cuenta para decidir la ubicación del motor son: distribución de pesos que afecta al comportamiento dinámico del vehículo, la utilización del espacio para viajeros y carga, la refrigeración del motor o el tipo de vehículo.
·        
      Motor delantero. Es la posición empleada  en la mayoría de los vehículos ya sea con tracción delantera o propulsión trasera. La orientación del motor puede ser longitudinal o transversal.
·         Motor central. Se situa entre los dos ejes desplazo hacia detrás o hacia delante según sea central trasero o central delantero. La disposición de motor central trasero se emplea exclusivamente en vehículos deportivos.
·         Motor trasero. Va  montado por detrás del eje trasero. Esta opción es muy poco utilizada actualmente.


5. FORMAS DEL CIGÜEÑAL Y TIEMPOS DE TRABAJO

La forma del cigüeñal y la disposición de sus muñequillas depende del número de cilindros, de la forma del bloque y de los tiempos de trabajo del motor.

5.1. MOTOR DE 2 CILINDROS
Intervalo entre encendidos: 720° / 2 = 360°

5.2. MOTORES DE 3 CILINDROS
Intervalo entre encendidos: 720° / 3 = 240°
Orden de encendido: 1 – 3 – 2

5.3. MOTORES DE 4 CILINDROS
Intervalo enter encendidos: 720° / 4 = 180°
4 cilindros en línea
Orden de encendido: 1 – 3 – 4 – 2
Orden de encendido: 1 – 4 – 2 – 3

4 cilindros horizontales opuestos
Orden de encendido: 1 – 4 – 3 – 2

5.4 motores de 5 cilindros
Intervalo entre encendidos: 720° / 5 = 144°
Orden de encendido: 1 – 2 – 4 – 5 – 3


5.5. MOTORES DE 6 CILINDROS
Intervalo enter encendidos: 720° / 6 = 120°
6 cilindros en línea
Ordenes de encendido: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4  ó  1 – 2 – 4 – 6 – 5 – 3
Orden de encendido: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4

6 cilindros en V
En los motores en V, habitualmente cada muñequilla del cigüeñal es compartida por dos bielas cuyos pistones se sitúan uno a cada lado de la V.
Orden de encendido: 1 – 3 – 6 – 5 – 4 – 2

5.6. MOTORES DE 8 CILINDROS EN V
Intervalo ente encendidos: 720° / 8 = 90°
Orden de encendido: 1 – 5 – 4 – 8 – 6 – 3 – 7 – 2
Motores de 12 cilindros en W
Intervalo enter encendidos 720° / 12 = 60°

Orden de encendido: 1 – 12 – 5 – 8 – 3 – 10 – 6 – 7 – 2 – 11 – 4 – 9 

miércoles, 9 de marzo de 2016

MOTORES TEMA 4 DIESEL



1. RENDIMIENTO DEL MOTOR.

El motor de combustión interna es una maquina que transforma energía mediante el siguiente proceso: Energía Química/combustible - Energía Térmica/Combustión - Energía Mecánica/Desplazamiento del pistón.

La energía contenida en el combustible, De este modo, el consiguiente aumento de presión provoca el desplazamiento del pistón, obteniéndose así energía mecánica.+

El balance resultante entre la cantidad de energía aportada y la obtenida en una maquina se denomina rendimiento y se expresa como un porcentaje del trabaja que se aporta.

n=Energia obtenida/energia aportada x 100(%)
El rendimiento de un motor, por tanto, será mayor cuanto menor sean las pérdidas durante la transformación

*PERDIDAS DE ENERGIA.

  • Pérdidas de calor: Producidas por el sistema de refrigeración y la radiación de calor al exterior. Otra Pérdida es la importante cantidad de calor que se evacua a traves de los gases de escape.
  • Pérdidas Mecánicas: Debido al rozamiento entre las piezas en movimiento, y po el accionamiento de dispositivos auxiliares, como la bomba de agua, bomba de aceite, etc.
  • Perdidas químicas: Motivadas por una combustión incompleta.




2. TIPOS DE RENDIMIENTO

En un motor se puede obtener diferentes tipos  de rendimiento, los que estudiaremos son los siguientes:

  • Rendimiento Térmico.
  • Rendimiento Mecánico.
  • Rendimiento Efectivo.
  • Rendimiento Volumetrico.

2.1.RENDIMIENTO TERMICO

El rendimiento térmico será mayor cuanto más alta sea la temperatura alcanzada en la combustión y menores sean las pérdidas de calor.

La cantidad de calor obtenida está en función de la masa de combustible consumida por unidad de tiempo y del poder calorífico de este(Q).

El rendimiento térmico se puede definir como la relación entre la potencia efectiva (P) y la potencia térmica del combustible.

Las pérdidas de calor a través de los gases de escape suponen el 35% en los motores Otto, y el 30% en los Diesel.

Por el sistema de refrigeración se evacua aproximadamente el 30% del calor en ambos tipos de motor.

Del 100% de la energía calorífica que posee el combustible, los motores térmicos de combustión interna solamente son capaces de transformar ente el 35 y el 50%.

  • Rendimiento térmico de los motores Otto: de 35 a 40%.
  • Rendimiento tErmico de los motores Diesel: de 40 a 50%.


2.2 RENDIMIENTO MECÁNICO.

Se puede expresar como la relación que existe ente la potencia efectiva(P), que se obtiene en el diagrama de trabajo o diagrama indicado, el cual expresa el trabajo interno obteniendo dentro del cilindro y en el que no intervienen las pérdidas mecánicas.

Las pérdidas de carácter mecánico que se consideran para determinar el rendimiento mecánico son:

  • La energía empleada en transmitir el movimiento del pistón hasta el eje de salida, principalmente en rozamientos ente los segmentos y el cilindro y en los cojinetes de fricción de biela y cigueñal.
  • La parte de energía que consumen los dispositivos auxiliares, como el sistema de distribución,las bombas de agua y aceite, el distribuidor de encendido, etc., y el trabajo de bombeo o energía que se emplea en introducir y extraer los gases en el cilindro.

El conjunto de pérdidas mecánicas supone un 10 y un 15%.

2.3 RENDIMIENTO EFECTIVO

El balance entre el total de perdidas u el 100% de la energía contenida en el combustible consumido dan lugar al rendimiento efectivo del motor.

2.4. RENDIMIENTO VOLUMETRICO

Se puede definir como el grado de eficacia con que se logra llenar el cilindro.

Se expresa como la relación entre la masa de gas que es introducida en el cilindro en un ciclo y la masa que teóricamente cabe en el volumen del cilindro.

El grado de llenado delos cilindros influye directamente sobre el par, por tanto, sobre la potencia desarrollada por el motor, ya que cuanto mejor sea el llenado, más energía se obtiene de la combustión.

El rendimiento volumétrico es óptimo solo en un determinado régimen de revoluciones.

Para regímenes menores, la velocidad del gas es baja, y para los superiores, el tiempo disponible para la admisión disminuye a la vez que aumentan las pérdidas de carga debido al rozamiento de los gases.

La presión en el interior del cilindro al final de la carrera de admisión es siempre inferior a la presión atmosférica y está entre 0,8 y 0,9 bares. El rendimiento volumétrico máximo está entre el 70% y el 90% y depende de muy diversos factores:

  • Régimen de giro.
  • Las condiciones ambientales exteriores, que determinan la densidad del aire.
  • El diagrama de distribución.
  • La sección de las válvulas y los conductos de admisión.
  • La eficacia de barrido de los gases quemados.
3 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES

Las principales características que definen las prestaciones que se obtienen en un motor son el par motor, la potencia y el consumo especifico de combustible. Estos parámetros identifican el tipo de motor proporcionando una referencia en cuanto a sus características de funcionamiento. El fabricante suministra estos datos obtenidos mediante ensayos en el banco de potencia.

3.1. PAR MOTOR

Se denomina par de giro o momento de giro al efecto de rotación que se obtiene cuando se aplica una fuerza sobre un brazo de palanca.

El  valor del par es el producto de la fuerza aplicada por la distancia desde donde se aplica hasta el punto de giro.

Multiplicando la presión obtenida en la combustión por la superficie de la cabeza del pistón se obtiene la fuerza que recibe la biela.

El par motor está en función de la fuerza (F) aplicada sobre la biela, y de la longitud del codo del cigueñal (d), siendo esta igual a la mitad de la carrera. La fuerza que se aplica sobre el codo del cigueñal es proporcional a la presión media efectiva que actúa sobre el pistón.

M = F x d

M = par
F = fuerza
d = distancia
La presión media efectiva resulta al hallar la medida de la presión existente dentro del cilindro durante el tiempo de combustión y expansión, de forma que podemos suponer que sobre el pistón actúa una presión media uniforme durante la carrera de expansión.
El valor de la presión media obtenida en la combustión depende fundamentalmente de 2 factores:
  • Grado de llenado de los cilindros (rendimiento volumétrico)
  • Eficacia con que se desarrolla la combustión.
El valor del par se obtiene de forma práctica mediante ensayos en el freno dinamométrico, consiguiendose el par maximo en una gama media de revoluciones, ya que con altos regimenes de giro, empeora el llenado y aumentan las fricciones, disminuyendo el par.

El regimen al que se consigue llenar mejor los cilindros, y por tanto el maximo par, depende de caracteristicas constructivas como la longitudinal y el diametro de lso conductos de admision y los tiempos de apertura y el cruce de valvulas, que vienen deteminados por el diagrama de distribución.

Por consiguiente, el maximo par coincidira con el maximo rendimiento volumetrico.

3.2. POTENCIA

La potencia mecánica se define como la cantidad de trabajo realizadoen la unidad de tiempo.

Para calcular la potencia de un motor conviene expresarla rn función de la velocidad:
El trabajo es el producto de la fuerza por el espacio (T = F x e).
Y la velocidad es el resultado de dividir el espacio por el tiempo (v= e/t).

Consecuentemente, la potencia se puede obtener en función de la fuerza y la velocidad lineal.
En un motor, la potencia es el resultado de multiplicar el par motor obtenido en el eje por la velocidad de rotación.

El par motor se obtiene multiplicando la fuerza por la distancia (M = F x d). La distancia (d) equivale a la medida del codo del cigueñal y se denomina(r), (d = r).


FACTORES QUE DETERMINAN LA POTENCIA DE UN MOTOR
·         
      Cilindrada. A medida que aumenta el volumen también lo hace la cantidad de combustible quemado en cada ciclo, siendo mayor la cantidad de calor que se transforma en trabajo mecánico.
·         Llenado de los cilindros. Si se consigue que los cilindros admitan más cantidad de gas, la presión interna aumenta y también el par motor, consiguiendo mayor potencia. La carga de los cilindros se mejora con dispositivos de admisión variable y distribución variable, en estos casos se recurre a la sobrealimentación.
·         Relación de compresión. A medida que aumenta, el rendimiento térmico mejora y por consiguiente también lo hace la potencia obtenida.

·         Régimen de giro. La potencia crece progresivamente con la velocidad, es decir, con el número de ciclos que se realizan por minuto. Por tanto, el régimen es un dato inseparable de la potencia.



      FACTORES QUE DETERMINAN LA POTENCIA DE UN MOTOR
·         Cilindrada. A medida que aumenta el volumen también lo hace la cantidad de combustible quemado en cada ciclo, siendo mayor la cantidad de calor que se transforma en trabajo mecánico.
·         Llenado de los cilindros. Si se consigue que los cilindros admitan más cantidad de gas, la presión interna aumenta y también el par motor, consiguiendo mayor potencia. La carga de los cilindros se mejora con dispositivos de admisión variable y distribución variable, en estos casos se recurre a la sobrealimentación.
·         Relación de compresión. A medida que aumenta, el rendimiento térmico mejora y por consiguiente también lo hace la potencia obtenida.
·         Régimen de giro. La potencia crece progresivamente con la velocidad, es decir, con el número de ciclos que se realizan por minuto. Por tanto, el régimen es un dato inseparable de la potencia.
POTENCIA Y REGIMEN DE GIRO
La potencia de un motor puede mejorarse utilizando diferentes procedimientos: aumentar la cilindrada, mejorar el rendimiento volumétrico o aumentar el número de revoluciones.
En los motores Otto el combustible se inyecta en la admisión, de manera que en el momento de encendido se encuentra bien mezclado con el aire y la combustión es rápida. Las presiones que soporta son relativamente bajas y sus componentes son ligeros, lo que permite alcanzar elevadas revoluciones (5.500 a 7.000 rpm, y hasta 12.000 en motores para motocicletas). Los límites vienen impuestos por las inercias de los órganos en movimiento, las vibraciones, el rozamiento, y en general la resistencia de los materiales.
En los motores Diesel se requiere tiempo para formar la mezcla de aire combustible dentro del cilindro y realizar la combustión ya que el combustible se inyecta al final de la compresión. Las presiones que se alcanzan son elevadas y los componentes son más pesados. Todo ello limita el régimen de giro en estos motores, por lo que habitualmente se recurre al aumento de cilindrada y a la sobrealimentación para incrementar la potencia.
Los Diesel lentos son motores de grandes colindradas que giran a pocas revoluciones (entre 1.000 y 2.000 rpm), tienen un buen rendimiento y un bajo consumo. Se emplean en transporte pesado y en maquinaria industrial.
Los Diesel rápidos, empleados en turismos, trabajan con menores presiones y sus componentes son más ligeros con el fin de alcanzar mayor número de revoluciones (entre 4.00 y 5.500 rpm), Se consigue aumentar la potencia manteniendo un peso razonable para un turismo.
Los modernos motores Diesel rápidos de inyección directa usan turbocompresores e inyectan el combustible a elevadas presiones, por lo que se obtienen rendimientos similares e incluso superiores a los motores Otto.

3.3. CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE

El consumo especifico se define como la relación que existe entre la masa de combustible consumida y la potencia entregada. Se obtiene mediante pruebas en el banco y se expresa en g/kW x h (gramos/kilovatios x hora).

El consumo de combustible depende de muchos factores, pero principalmente del rendimiento
térmico de la combustión y del rendimiento volumétrico:
·         Rendimiento térmico. Aumenta con la relación de compresión, ya que se consiguen mayores temperaturas y, por tanto, mayores presiones. Por este motivo los diésel consumen menos.
·         Rendimiento volumétrico. Empeora a medida que aumenta el régimen, por lo que el consumo también incrementa. El mínimo consumo se obtiene normalmente en el régimen de par máximo, ya que en este punto coinciden el máximo rendimiento volumétrico y la máxima presión media efectiva, y, consecuentemente minimo consumo.

Los valores medios de consumo específico son:
Motores Otto: 280 a 320 g/kW x h
Motores Diesel: 180 a 280 g/kW x h

3.4. TIPOS DE POTENCIA

POTENCIA AL FRENIO O POTENCIA EFECTIVA

Se calcula a partir del par motor obtenido en el freno dinamométrico y es la que ofrece el fabricante en los datos técnicos del motor junto al número de revoluciones al que se obtiene.
POTENCIA ESPECIFICA
Relaciona la potencia máxima obtenida en el motor con su cilindrada (kW/L) o con su peso (kW/kg).
Los motores Otto tienen una potencia especifica mas alta que los Diesel, debido al mayor número de revoluciones, aunque los Diesel rápidos sobrealimentados están igualando a los Otto en este sentido.
Motores Otto  40 a 65 kW/L                                            0,6 a 1 kW/kg
Diesel rápidos sobrealimentados   20 a 45 kW/L     0.4 a 0,6 kW/kg
 Diesel lentos                                       12 a 20 kW/L     0,2 a 0,4 kW/ kg

4. CURVAS CARACTERISTICAS

Las curvas características del motor se confeccionan a partir de datos obtenidos mediante pruebas en el freno dinamometrico. Representan los valores que toman la potencia, el par motor y el consumo especifico a medida  que varia el numero de revoluciones. La prueba se realiza con motor a plena carga, el régimen decrece progresivamente al  aumentar la resistencia del freno dinamometrico.
Los puntos mas caracteristicos de estas curvas  son el régimen de máximo par y el régimen de máxima potencia. En este tramo de revoluciones se obtiene el máximo rendimiento del motor.

4.1. CURVA DE POETNCIA

Esta curva muestra los valores que va tomando la potencia en función del numero de revoluciones. Se expresa en kW o en CV.
La potencia es el resultado de multiplicar el par motor por la velocidad de rotación, si ambos factores aumentan la potencia crecerá rápidamente.
A partir de un punto la pendiente es menos  pronunciada, ya que el par motor desciende, a pesar de ello la potencia sigue creciendo debido a que al aumentar el régimen se obtiene mayor numero de ciclos por minuto. Una vez alcanzada la potencia máxima comienza a caer puesto que con altos regímenes el llenado de los cilindros  es muy deficiente y las perdidas mecánicas superan a la potencia producida. El aumento de revoluciones a partir de este punto puede producir la rotura de las piezas.
El régimen máximo de un motor indica el limite al que se puede mantener funcionando sin riesgos de deterioro.

INTERPRETACION DE LA CURVA DE POTENCIA

Si la curva presenta una pendiente muy pronunciada significa que para un pequeño aumento de revoluciones se produce un incremento importante de la potencia. Siempre que nos encontremos en un tramo de curva cercano a la máxima potencia, el motor subirá de revoluciones con facilidad. Pero si dejamo caer el régimen, le será muy difícil recuperarse desde bajas vueltas, precisamente por el incremento tan importante de potencia que tiene que superar. Habria que recurir a la caja de cambios introduciendo una velocidad menor.
Con este tipo de curva aguda se consigue una alta potencia especifica (kW/L) pero el motor tiene poca elasticidad.
Cuando se trata de una curva con una pendiente poco pronunciada para conseguir un pequeño aumento de revoluciones debe generarse un aumento modedaro de la potencia. Por tanto, le será fácil, recuperarse desde bajas revoluciones, y aque el esfuerzo que tiene que compensar será menor que en el caso anterior.
Este tipo de curvas más plana es característica de motores elásticos, aunque las cifras de potencia máxima son menores. Para incrementar la potencia se recurre al aumento de cilindrada.

4.2. CURVA DE PAR MOTOR

Representa la evolución del par en función de régimen del motor. Normalmente viene expresado en Nm y a veces en mkg.
La curva asciende a medida que aumenta el numero de revoluciones hasta el par máximo, este punto representa el máximo rendimiento volumétrico, es decir, el llenado optimo de los cilindros y, por tanto, la presión media máxima. Al aumentar el régimen, el llenado de los cilindros empeora y el par depende de las características de los conductos de admisión y del diagrama de distribución.

 INTERPRETACION DE LA CURVA DE PAR

La curva 1 representativa de un motor poco elástico: el par sube hasta alcanzar su máximo valor, pero se mantiene dentro de la zona útil durante un tramo muy corto de revoluciones, lo que indique que habrá usar el cambio de marchas con frecuencia.
La curva 2 pertenece a un motor más elástico, en el cual se alcanza un valor de par útil a bajas revoluciones y se mantiene durante un largo tramo. Esto implica buenas recuperaciones desde bajo régimen  y una subida rápida de revoluciones en cualquier situación, aumentando así la potencia.

4.3. CURVA DE CONSUMO ESPECIFICO

Representa el consumo de combustible respecto al número de revoluciones, Se mide en g/kW x h, es decir, la masa de combustible consumida en relación con la potencia entregada  en la unidad de tiempo.
Esta curva guarda cierta simetría con la del par debido a que los valores máximos de rendimiento volumétrico coinciden con los mínimos de consumo.
El consumo específico de combustible de los motores de 4T es mínimo en la zona media de revoluciones. Para regímenes inferiores o superiores el consumo es más elevado.
El número de revoluciones correspondiente al par máximo es el punto de referencia a la hora de circular con un vehículo, ya que si se mantiene el régimen en las proximidades de este punto se consigue el mejor rendimiento con el mínimo consumo.

5.0 OBTENCION DE LAS CURVAS CARACTERISTICAS

Solamente es posible obtener las prestaciones reales de un motor mediante pruebas en el banco de potencia o freno dinamométrico.
Los parámetros fundamentales que deben medirse en el banco son:
·         Par motor.
·         Potencia.
·         Consumo específico de combustible.
Estos datos  se toman para cada régimen de giro, manteniendo la mariposa de gases en su máxima apertura, por lo que se denomina prueba a plena carga. De esta forma se obtienen los datos necesarios para dibujar las curvas características del motor.
·         El par motor se mide oponiendo un fuerza de frenado proporcional a la que suministra el eje del motor, así ambas fuerzas queden equilibradas para un determinado régimen de giro.
·         La potencia se calcula a partir del par motor y del régimen de giro.
·         El consumo específico se obtiene midiendo el tiempo que tarda en consumir 100 cm³ de combustible.
   
     PROCESO DE OBTENCION DE DATOS

     Existen varios tipos de bancos, que se diferencian en el sistema empleado para ejercer la fuerza de frenado. Los más utilizados son los frenos electro magnéticos y los hidráulicos.
     Para realizar la prueba se instala el motor en el banco y se le hace funcionar hasta alcanzar la temperatura normal de funcionamiento. La prueba se desarrolla a plena carga, es decir, con la mariposa de gases completamente abierta. Si se trata de Diesel la prueba se efectuara con la bomba de inyección en posición de máximo suministro.
      El ensayo se realiza de mayor a menor potencia: se empieza por el máximo régimen y se termina a relentí, con el objetivo de que la variación de temperatura afecte lo menos posible a los resultados.
     Se comienza actuando sobre el mando de carga del motor (acelerador) y sobre el mando de freno del banco hasta conseguir la máxima carga del motor y el número de revoluciones correspondiente a máxima potencia, en estas condiciones se toman los datos. A partir de aquí se actúa solamente sobre el mando del freno y se tomarán datos para cada número de revoluciones hasta completar la prueba.



 ENTRADAS EN INTERNET


    http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/potenciaypar.htm
    pagina no existente 
   
    http://www.gassattack.com/articulos%20tecnicos/powervstorque.pdf
    Un archivo pdf explicativo sobre par y potencia

    https://en.wikipedia.org/wiki/Par_motor
    Pagina de wikipedia de explicacion de Par motor.
  
    http://mcatronic.com/Documentacion/Automoviles/potencia%20y%20par%20motor.pdf
    Error 404

    http://www.escharlamotor.org/info/parypotencia
    Sitio no instalado
    http://bancosdepotencia.net/index.html
    Pagina no disponible
   
    http://vidayestilo.terra.es/motor/
    Pagina de terra publicidad y articulos sobre automocion.

    http://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/bancomot.html
    Error 404

   EJERCICIOS 04/04/2016
   
  1-¿Que tipo de pérdidas de energía se producen en un motor?
  Perdidas de calor: Producidas por el sistema de refrigeración y la radiación de calor al exterior. Otra perdida es la importante cantidad de calor que se evacua a traves de los gases de escape.
  Perdidas Mecánicas: Debido al rozamiento entre las piezas en movimiento, y por el accionamiento de dispositivos auxiliares, como la bomba de agua, bomba de aceite, etc.
  Perdidas Químicas: Motivadas por una combustión incompleta.

  2-¿Que es el rendimiento mecanico?
  Se puede expresar como la relación que existe entre la potencia efectiva que se obtiene en el eje del motor, y la potencia indicada, que se obtiene en el diagrama de trabajo o diagrama indicado, el cual expresa el trabajo interno obtenido dentro del cilindro y en el que no inervienen las perdidas mecanicas.

  Las perdidas de carácter mecánico que se consideran para determinar el rendimiento mecánico son;
s - La energía empleada en transmitir el movimiento del pistón hasta el eje de salida, principalmente en rozamiento entre los segmentos y el cilindro y en los cojinetes de fricción de biela y cigueñal.
  -La parte de energía que consumen los dispositivos auxiliares, como el sistema de distribución, las bombas de agua y aceite, el distribuidor de encendido, etc, y el trabajo de bombeo o energía que se emplea en introducir y extraer los gases de trabajo.
  El consumo de perdidas mecánicas supone entre un 10% y un 15%.

  3-¿Que es el rendimiento volumétrico?
  Se puede definir como el grado de eficacia con el que se logra llenar el cilindro.
  Se expresa como la relación entre la masa de gas que es introducida en el cilindro en un ciclo y la masa que teoricamente cabe en el volumen del cilindro.

  4-¿Que es el rendimiento volumetrico?
   - Régimen de giro.
   - Las condiciones ambientales.
   - El diagrama de distribución.
   - La sección de las valvulas y los conductos de admisión.
   - La eficacia de barrido de gases quemados.

  5-¿Que cifra de redimiento global suelen tener los motores Otto y Diesel?
                                                         Otto                        Diesel
   Perdidas termicas                    60% - 65%                50% - 60%
   Perdidas mecanicas                 10% - 15%                10% - 15%
   Total perdidas                          70% - 75%                60% - 70%
   Rendimiento efectivo              25% - 30%                30% - 40%

   6-¿Que es la presión media efectiva?
  Es el resultado de hallar la media de la presión existente dentro del cilindro durante el tiempo de combustión y expansión, de forma que podemos suponer que sobre el pistón actúa una presión media uniforme durante la carrera de expansión.

  7-¿Que relación existe entre el par máximo y el rendimiento volumétrico máximo?
  El grado de llenado de los cilindros influye directamente sobre el par y, por tanto, sobre la potencia desarrollada por el motor, ya que cuanto mejor sea el llenado, mas energía se obtiene de la combustión. De modo que, el par sera el máximo cuando se obtenga el máximo rendimiento volumetrico.

  8-¿Cual es la definición de la potencia mecánica?
  La potencia mecánica se define como la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo.
                                   P = T/t

  9-Escribe las expresiones para determinar la potencia en KW y en CV

            P = M · n / 9.550 (KW)            P = M · n / 716 (CV)

  10-¿Cual es la equivalencia entre KW y CV?¿Y entre Nm y mKg?
    1CV = 0,736Kw                   1mKg = 9,8Nm
    1Kw = 1,36 CV                    1daNm = 0,98 mKg

  11- ¿De que factores depende la potencia de un motor?
  · Cilindrada - A medida que aumenta el volumen también lo hace la cantidad de combustible quemado en cada ciclo, siendo mayor la cantidad de calor que se transforma en trabajo mecánico.
  · Llenado de los cilindros - Si se consigue que los cilindros admitan mas cantidad de gas, la presión interna aumenta y también el par motor, consiguiendo mayor potencia. La carga de los cilindros se mejora con dispositivos de admisión variable y distribución variable, en estos casos se recurre a la sobrealimentación.
  · Relación de compresión - A medida que aumenta, el rendimiento térmico mejora y por consiguiente también lo hace la potencia obtenida.
  · Régimen de giro - La potencia crece progresivamente con la velocidad, es decir, con el numero de ciclos que se realizan por minuto. por tanto, el régimen es un dato inseparable de la potencia.

  12 - ¿Por que los motores Otto alcanzan mayor numero de revoluciones que los Diesel?
  Por que en los motores Otto el combustible se inyecta en la admisión siendo mas rápido el encendido al encontrarse bien mezclado con el aire y la combustión es mas rápida, las presiones son mas bajas y sus componentes mas ligeros lo que permite alcanzar elevadas revoluciones.

  13 - ¿Que es la potencia especifica?
  Relaciona la potencia especifica maxima obtenida en el motor con su cilindrada(Kw/L) o con su peso (Kw/Kg)
  Los motores Otto tienen una potencia especifica mas alta que los Diesel debido al mayor numero de revoluciones, aunque los Diesel rápidos sobrealimentados están igualando a los Otto en este sentido.

  14 - ¿Como se define el consumo especifico de combustible y en que unidad se mide?
  Se define como la relación que existe entre la masa del combustible consumida y la potencia entregada. Se obtiene mediante pruebas en el banco y se expresa en g/Kw · h (gramos/kilovatio · hora)

  15 - Una curva de potencia con una pendiente muy pronunciada.¿Que tipo de motor representa?
  Para un pequeño aumento de revoluciones se produce un incremento importante de la potencia, con este tipo de curva aguda se consigue una alta potencia especifica (Kw/L) pero el motor tiene poca estabilidad.

  16 - ¿Como es la curva de par de un motor muy elástico?
  Es la que alcanza un valor útil a bajas revoluciones y se mantiene durante un largo tramo. Esto implica buenas recuperaciones desde bajos régimen y una subida rápida de revoluciones en cualquier situación, aumentando así la potencia.