CARACTERÍSTICAS Y CICLOS
I.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES TÉRMICOS:
 SEGÚN EL MODO DE GENERAR EL ESTADO TÉRMICO:
 De COM...
CA: Colector de
Admisión.
CE: Colector de
Escape.
VA: Válvula de
Admisión.
VE: Válvula de
Escape.
Bu: Bujía.
CC: Cámara de...
- La combustión es incompleta debido a las imperfecciones
en la formación de la mezcla.
- La velocidad media del pistón y ...
Régimen de giro máximo (rpm)
5500 a 8000 automoción
12000 competición
4000 a 5000 automoción
500 a 1500 estacionarios
70 a...
RENDIMIENTO INDICADO
II.2 PARÁMETROS EFECTIVOS:
Están referidos al eje del motor (cigüeñal), incluyen:
 El ciclo cerrado ...
Valores típicos de PME en bar:
MEP Turismos: 8 - 14
MEP Deportivos: 8,5 - 25
MEC Automoción: 6 - 16
MEC 4T Industriales: 5...
CONSUMO ESPECÍFICO EFECTIVO (gf)
Es la cantidad de combustible consumida referida a la potencia mecánica consumida:
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CARACTERÍSTICAS Y CICLOS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN

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DATOS CARACTERÍSTICOS DE ESTE TIPO DE MÁQUINAS TÉRMICAS

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CARACTERÍSTICAS Y CICLOS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN

  1. 1. CARACTERÍSTICAS Y CICLOS I.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES TÉRMICOS:  SEGÚN EL MODO DE GENERAR EL ESTADO TÉRMICO:  De COMBUSTIÓN EXTERNA (MCE): Al fluido de trabajo se le transmite el estado térmico a través de una pared.  De COMBUSTIÓN INTERNA (MCI): El estado térmico se genera en el propio fluido de trabajo (mediante un proceso de combustión).  SEGÚN LA FORMA EN QUE SE RECUPERA LA ENERGÍA MECÁNICA:  ALTERNATIVOS:  Según el encendido de la mezcla aire-combustible: - Motor de encendido provocado (MEP) - Motor de encendido por compresión (MEC)  Según la forma en que se realiza el trabajo: - Motor de 4 tiempos (4T): 2 giros de cigüeñal realizan 1 ciclo. - Motor de 2 tiempos (2T): 1 giro de cigüeñal realiza 1 ciclo. o ROTATIVOS:  Turbomáquinas: Turbina de gas.  Volumétricos: Motor Wankel. o REACCIÓN:  Cohetes.  Aeroreactores. I.2 PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LOS MCIA:
  2. 2. CA: Colector de Admisión. CE: Colector de Escape. VA: Válvula de Admisión. VE: Válvula de Escape. Bu: Bujía. CC: Cámara de Combustión. S: Segmentos. P: Pistón. Bi: Biela. M: Manivela. D: Diámetro del pistón. S: Carrerera del pistón. S/D: Relación carrera- diámetro. Ap: Sección del pistón. Vd: Cilindrada Unitaria o Volumen de Embolada. Z: Número de Cilindros. Vt: Cilidrada Total. Vc: Volumen de la Cámara de Combustión. Rc: Relación de Compresión. n: Régimen de Giro. Cm: Velocidad Media del Pistón. I.3 CICLOS REALES DE LOS MCI A 4T:  El ciclo es abierto, se intercambia masa con el exterior durante los procesos de admisión y de escape.  El fluido operante es reactivo y modifica sus propiedades al producirse la combustión.  Proceso de compresión: - Hay pequeñas fugas de gas. - Se produce intercambio de calor entre el fluido y la pared del cilindro, y por lo tanto el proceso no es adiabático. - El retraso en el cierre de la válvula de admisión provoca una pérdida de fluido por la pipa de admisión.  Proceso de combustión: - Hay pérdidas de calor hacia el fluido refrigerante.
  3. 3. - La combustión es incompleta debido a las imperfecciones en la formación de la mezcla. - La velocidad media del pistón y la del frente de llama son del mismo orden, esto impide que la combustión ocurra instantáneamente en el PMS.  Proceso de expansión: - Elevado gradiente de temperatura entre el fluido y la pared del cilindro, el proceso no es adiabático y ocurren grandes pérdidas de calor. - La apertura de la válvula de escape antes del PMI provoca pérdidas de calor en los gases enviados al exterior. I.4 DIFERENCIAS ENTRE MEP Y MEC: CARACTERÍSTICA MEP MEC Formación de la mezcla Durante la admisión Final de la compresión Encendido de la mezcla Provocado por una chispa eléctrica Autoinflamación del combustible Regulación de la carga Cuantitativa Cualitativa Combustible Gasolina, GLP, GN, Etanol, Biogas Gasoil, Fueloil, Biocombustibles Fluido operante en el proceso de admisión Aire + Combustible Aire Relación de compresión 8 a 11 12 a 23 Velocidad media del pistón (m/s) 8 a 16 turismos 15 a 23 deportivos 9 a 13 automoción 6 a 11 estacionarios
  4. 4. Régimen de giro máximo (rpm) 5500 a 8000 automoción 12000 competición 4000 a 5000 automoción 500 a 1500 estacionarios 70 a 200 lentos de 2T ÍNDICES DEL CICLO DE FUNCIONAMIENTO Y CURVAS CARACTERÍSTICAS II.1 PARÁMETROS INDICADOS:  Los parámetros indicados hacen referencia al ciclo cerrado real del motor, es decir, lo que ocurre dentro de la cámara de combustión (CC).  No tienen en cuenta el trabajo de bombeo (tanto del aire en MEC como la mezcla aire-gasolina en MEP), los rozamientos mecánicos (fricción segmentos-camisa del cilindro), ni el accionamiento de auxiliares (como el alternador, el aire acondicionado, el turbo, ...) TRABAJO INDICADO (Wi) Es el trabajo producido en el ciclo cerrado (área encerrada dentro del diagrama p-V). POTENCIA INDICADA (Ni) Es el trabajo indicado por unidad de tiempo. PRESIÓN MEDIA INDICADA (pmi) Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al trabajo indicado. 2 Tiempos: i = 1 4Tiempos: i = 0,5
  5. 5. RENDIMIENTO INDICADO II.2 PARÁMETROS EFECTIVOS: Están referidos al eje del motor (cigüeñal), incluyen:  El ciclo cerrado (parámetros indicados).  El lazo de bombeo (escape + admisión).  Los rozamientos.  Accionamiento de auxiliares (Compresor, aire acondicionado, alternador,...). TRABAJO EFECTIVO (We) Es el trabajo indicado menos el de pérdidas mecánicas: POTENCIA EFECTIVA (Ne) Es el trabajo efectivo por unidad de tiempo. La potencia es el producto del par motor por el régimen de giro del mismo. Esto implica que si tenemos dos vehículos con la misma potencia, el que tenga menos par motor obtendrá la potencia máxima a un régimen más elevado que el otro. Este echo influye en el estilo de conducción. La potencia es necesaria para obtener la velocidad máxima. PRESIÓN MEDIA EFECTIVA (pme) Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al trabajo efectivo.
  6. 6. Valores típicos de PME en bar: MEP Turismos: 8 - 14 MEP Deportivos: 8,5 - 25 MEC Automoción: 6 - 16 MEC 4T Industriales: 5,5 - 23 (motores de camión) MEC 2T Lentos: 10 - 15 (motores de barcos) PAR EFECTIVO (Me) Es el par mecánico obtenido en el eje del motor. El par es proporcional al trabajo del ciclo y a la pme. El par motor es por así decirlo la fuerza con que mueve el motor al vehículo e influye directamente sobre las aceleraciones y recuperaciones del mismo. RENDIMIENTO EFECTIVO Es la relación entre la potencia efectiva producida por el motor y la potencia térmica consumida. El rendimiento efectivo máximo sólo se alcanza en determinadas condiciones de funcionamiento. Valores máximos: MEP: 0,25 - 0,30 MEC: 0,30 - 0,50 RENDIMIENTO MECÁNICO
  7. 7. CONSUMO ESPECÍFICO EFECTIVO (gf) Es la cantidad de combustible consumida referida a la potencia mecánica consumida: Valores típicos: MEC: 280 - 180 g/KWh MEC: 320 - 280 g/KWh II.3 ESTIMACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA: Podemos expresar el gasto másico de combustible (mf) en función del dosado absoluto (F) y el gasto másico de aire (ma): O bien del dosado relativo (FR): Fe es el dosado estequiométrico Mezcla pobre: FR < 1 Mezcla estequiométrica: FR = 1 Mezcla rica: FR > 1 La reacción de combustión estequiométrica es una reacción ideal en la que se debe mezclar 1 g de gasolina con 14 g de aire (esto es, un dosado estequiométrico). Valores típicos de dosado: Fe Gas Natural 1 / 17 Gasolina 1 / 14,6 Gasoil 1 / 14,5 Fueloil 1 / 13,8 FR MEP en torno a 1 MEC < 0,7

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