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PERDIDAS MECNICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MCANICA

CursoSeccinMotores de combustin interna (MN-136)D

TemaPerdidas Mecnicas: Mtodo morse y Williams

Nombre del Estudiantecdigo UNIArnao Melgarejo ,Bernaldo Corac 20081137F

Nombre del profesorIng. Ponce Galiano Jorge

Fecha de entregaPeriodo acadmicomircoles 17 de junio del 20152015-I

Lima-Per

ndice1.INTRODUCCIN32.OBJETIVOS53.FUNDAMENTO TERICO63.1.Parmetros efectivos63.2.Rendimiento efectivo y gasto especfico efectivo de combustible83.3.Caracterstica de velocidad93.4.Caracterstica de carga93.5.Caracterstica externa de velocidad93.6.rgano de mando del sistema de alimentacin del combustible103.7.Caractersticas parciales de velocidad103.8.Factores que influyen sobre los parmetros efectivos del motor103.9.Mtodos para hallar las Perdidas Mecnicas123.9.1.Mtodo de desaceleracin libre133.9.2.Mtodo lineal de Williams143.9.3.Mtodo Morse o Mtodo de desconexin de cilindros153.9.4.Mtodo por diagrama Indicado153.9.5.Mtodo por Arrastre173.10.Normativa174.EQUIPOS UTILIZADOS184.1.Motor Daihatsu CB-20184.2.Banco de pruebas Motor Perkis195.CLCULOS Y RESULTADOS205.1.Para perdidas mecnicas205.1.1.Datos obtenidos en el laboratorio:205.1.2.Realizando clculos216.CONCLUSIONES287.BIBLIOGRAFIA298.ANEXO30

1. INTRODUCCINEn el diseo de un motor, se seleccionan componentes tales como el cigeal, el mltiple de admisin, el sistema de escape y las vlvulas, para optimizar la potencia, y las curvas de torque; estas curvas se pueden observar en la siguiente figura:

Fig.1 Curva caracterstica de un motor de combustin interna.El motor de un automvil desarrolla un torque mayor a menor nmero de nmero de revoluciones, pero en los motores de competencia se desarrolla mayor potencia en regmenes elevados de velocidad de giro, pero a baja velocidad no funcionan bien.El asunto es conseguir el mximo torque y potencia disponible en el el rango de revoluciones ms amplio posible. Las pruebas de potencia y par se rigen por normas de cada pas, como es el caso la norma SAE 1349 para el caso de EEUU.La potencia tambin toma importancia cuando se habla de contaminacin ambiental porque cuando los motores que han perdido potencia (autos usados o viejos), tienden a contaminar ms.

2. OBJETIVOS1) Conocer el mtodo, morse y Williams, y procedimiento para hallar las prdidas mecnicas en los motores de combustin interna (Perkins y Daihatsu).

2) Obtener conocimiento conceptual de los parmetros de prdidas mecnicas, efectivas e indicadas en MCI.

3) Verificacin de la teora echa en clase en el laboratorio de MCI.

ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE FORMACIN DE LA MEZCLA AIRE COMBUSTIBLE Y ADMISIN DE UN MOTOR DIESEL

3. FUNDAMENTO TERICO3.1. Parmetros efectivos La potencia que puede obtenerse en el cigeal del motor se denomina efectiva. La potencia efectiva (Ne) es menor que la indicada (Ni) en la magnitud que se gasta en las prdidas mecnicas (Nm), es decir:

La potencia gastada en prdidas mecnicas, la potencia efectiva y la indicada, se acostumbra a referirlas a la unidad de volumen de trabajo del cilindro y expresarlas en unidades de presin pm, pe y pi.

Expresando pm en MPa, Vh en l; n en RPM, obtendremos la frmula de la potencia que se gasta en las prdidas mecnicas, cuya forma es anloga a la de la potencia indicada (en KW);

Donde la presin media correspondiente a las prdidas mecnicas es:

(MPa)

La presin eficaz media es:

La potencia efectiva (en KW) resulta:

Donde pe se da en MPa, Vh en l y n en RPM

Las prdidas mecnicas se valoran por el rendimiento mecnico:

La potencia correspondiente a las prdidas mecnicas est constituida por las potencias que se gastan:

Nfr: en vencer la friccin. Nam: en poner en accionamiento los mecanismos auxiliares (las bombas de agua y de aceite, el ventilador, el generador y otros). Ngas: en el intercambio de gases (se considera slo en los motores de cuatro tiempos). Nk: en accionar el compresor o la bomba de barrido.

Por consiguiente:

O, respectivamente:

3.2. Rendimiento efectivo y gasto especfico efectivo de combustible

El grado de aprovechamiento del calor se determina por el rendimiento efectivo y por el gasto especfico efectivo de combustible . El trabajo efectivo () referido a 1Kg de combustible, es:

Y el rendimiento efectivo:

Puesto que:

y

Entonces

Para los motores que funcionan con combustible lquido, introduciendo en la ecuacin el valor de , obtendremos:

El gasto especfico efectivo de combustible puede determinarse a travs del rendimiento efectivo (en Kg/J)

Despus de introducir el valor de , obtendremos:

Si se expresa en MPa y el gasto especfico de combustible en , la frmula ser:

Tabla 1. Eficiencias indicadas y efectivas para un rango de consumoMotores

De carburador, de automvilDiesel rpidosA gas0.28-0.390.42-0.480.28-0.330.25-0.330.35-0.400.23-0.28245-300175-205-300-325217-238-

3.3. Caracterstica de velocidad

La caracterstica de velocidad es la representacin grfica de los parmetros del ciclo de trabajo y de los parmetros efectivos del motor en funcin de la velocidad de rotacin del cigeal3.4. Caracterstica de carga

La caracterstica de carga es la representacin grfica de los parmetros del ciclo de trabajo y de los parmetros efectivos en funcin de la carga. Como variable de carga se considera a cualquiera de los siguientes parmetros:Potencia efectiva (Ne), par motor efectivo (Me) o presin media efectiva (pe).

3.5. Caracterstica externa de velocidad

La caracterstica de externa de velocidad es la caracterstica de velocidad del motor, para lo cual el rgano de mando del sistema de alimentacin de combustible se mantiene constante y en la posicin correspondiente al mximo suministro de combustible.

3.6. rgano de mando del sistema de alimentacin del combustible

El rgano de mando del sistema de alimentacin del combustible es la mariposa de gases en los motores de encendido por chispa, o la cremallera de la bomba de inyeccin en los motores Diesel.3.7. Caractersticas parciales de velocidad

Las caractersticas parciales de velocidad, resulta ser la caracterstica de velocidad del motor, en la que el rgano de mando del sistema de alimentacin de combustible ocupa una posicin intermedia. En consecuencia, dentro de los lmites de movimiento del rgano de mando existirn tantas caractersticas parciales como posiciones intermedias de la mariposa de gases o de la cremallera hayan.

3.8. Factores que influyen sobre los parmetros efectivos del motor

Parmetros efectivos del motor a plena carga y a diferentes regmenes de velocidad: En la figura se muestra la tendencia de variacin de los parmetros que influyen sobre la potencia efectiva del motor en funcin de la frecuencia de rotacin n.

Fig. 2 Variacin de los parmetros que influyen sobre la potencia efectiva.

La potencia indicada gastada en vencer la friccin y para el accionamiento de los mecanismos auxiliares, se caracteriza por la curva Nm. Al aumentar Nm, incrementando n, en cierto rgimen de velocidad todo el trabajo indicado se gastar por completo en vencer la friccin y en accionar los mecanismos auxiliares. La abscisa A caracteriza la mxima frecuencia de rotacin que el motor puede desarrollar sin carga. Se denomina frecuencia de rotacin de empalamiento en vaco . Debido a que las fuerzas de inercia, que cargan el mecanismo biela-manivela a , aumentan bruscamente, no debe tolerarse que el motor funcione en este rgimen.

Las ordenadas de la curva para cualquier rgimen de velocidad caracteriza la potencia efectiva, que puede ser traspasada a la transmisin del vehculo.

De la figura se infiere que el mximo de la curva de Ne se obtiene para la frecuencia de rotacin , que es menor que correspondiente al punto mximo de la curva de Ni.La tendencia que tiene la variacin del rendimiento y el consumo especfico de combustible en funcin de la frecuencia de rotacin se muestra en la siguiente figura:

Fig. 3 Variacin del rendimiento y del consumo especifico en funcin de la frecuencia de rotacin.

3.9. Mtodos para hallar las Perdidas MecnicasLa determinacin de las prdidas mecnicas se puede efectuar por los siguientes mtodos:1) Mtodo de desaceleracin libre2) Mtodo lineal de William3) Mtodo Morse o Mtodo de desconexin de cilindros4) Mtodo por diagrama Indicado.5) Mtodo por arrastre.

3.9.1. Mtodo de desaceleracin libre

Este mtodo se basa en que la potencia producida por el motor es proporcional a la aceleracin angular y la constante de proporcionalidad es el momento de inercia del motor. En este mtodo, sin combustin, se cumple que:

Conocido I, se mide .Si no es conocido I, entonces se coloca una volante de inercia conocido con un

Este mtodo tiene las siguientes caractersticas: Es de bajo costo. Es verstil en cuanto al manejo, comparado con los dinammetros. Determinan torque y potencia con alguna imprecisin al ser evaluados sin carga alguna (difiere a las producidas por prdidas mecnicas inherentes al motor). Se deja sin carga estabilizndose la temperatura del motor en un rango entre 82 y 98C.El mtodo consiste en acelerararhasta llegar a tope del acelerador y medir la aceleracin angular del motor mediante el tiempo requerido para pasar de un rgimen de giro inferior a otro superior. El momento de inercia es necesario estimarlo a partir de motores en buen estado, debido a que no es conocido de antemano, y generalmente no es suministrado por el fabricante y medir con exactidtud es muy costoso.Si se mide la aceleracin del motor se puede calcular las prdidas mecnicas, por lo tanto, se puede calcular la potencia indicada. 3.9.2. Mtodo lineal de Williams

Se establece la hiptesis de que existe una linea