Este documento presenta la introducción a la asignatura RDM8301 sobre rendimiento de motores. Se presenta al profesor Hugo Cubillos y su correo electrónico. El programa consta de tres unidades sobre variables de operación, mediciones dinámicas y control de emisiones en motores de MVP. Se indican las fechas de tres pruebas que componen la evaluación. Luego, se define brevemente el rendimiento de motores y se explican conceptos como rendimiento mecánico, térmico y volumétrico, así como variables y pérdidas que a
2. • Presentación del profesor.
• Bienvenida.
• Programa de la asignatura.
• Desarrollo de la asignatura.
• Programación de horas.
• Evaluaciones
• Consultas.
3. INTRODUCCIÓN A LA
ASIGNATURA
Unidad 1: Variables de operación y parámetros de salida en
motores de MVP.
Unidad 2: Mediciones y ensayos dinámicos en motores de MVP.
Unidad 3: Control de emisiones contaminantes en motores de MVP.
4. ¿Cuáles son los alcances de la asignatura en su
formación a futuro profesional?
6. Rendimiento de motores
El rendimiento de cualquier sistema, se podría
expresar como:
Lo suministrado – Las pérdidas medibles.
Lo suministrado.
El resultado lo obtendremos en 0,…
El ideal u óptimo es que sea cercano a 1
7. Rendimiento
El rendimiento de un motor enmarca una serie
de factores medibles mediante procedimientos
que involucran la aplicación de información
técnica ,instrumentos y equipos especializados.
Además es posible estimarlo por medio de un
análisis del diseño del motor, con las variables
físicas que deben ser consideradas.
9. Aspectos.
Tipos de rendimiento más comunes:
• Mecánico
• Volumétrico
• Térmico
• Del combustible.
• Etc,
Puede existir un gran numero de «rendimiento» en un motor de CI, veremos los
enunciados más adelante.
11. Toda máquina térmica no puede transformar
toda la energía que utiliza en trabajo.
• En general se llama rendimiento a la relación
entre la energía recogida y la suministrada.
• En base a esto se considera el trabajo
mecánico útil del motor.
Trabajo =Un sistema físico posee energía (por ejemplo un automóvil o una persona),
debido a que posee la capacidad para realizar transformaciones, y de manera
particular tiene la capacidad de realizar trabajo mecánico. Es decir, cuando un
cuerpo tiene energía mecánica, tiene la capacidad para aplicar sobre un objeto una
fuerza capaz de desplazarlo, desarrollando así trabajo mecánico.
12. Repartición de la Energía en un motor
aplicada a su rendimiento
E suministrada = E útil + E no utilizada (perdidas)
De donde,
Energía suministrada = E Química en el combustible diésel
Energía útil = E mecánica en el eje del motor, antes de la transmisión.
Energía no utilizada (pérdidas) =
Refrigeración
Escape (sensible y latente)
Radiación
13. Rendimiento mecánico: Corresponde a una
relación entre la potencia «real» medible del
motor y la potencia indicada o «teórica» del
motor.
Pérdidas: en el conjunto móvil del motor.
Dispositivos auxiliares, bombas y sistemas
propios que hacen que el motor pueda operar.
En total suelen ser entre 10% y 15%.
14. Rendimiento Térmico: La cantidad de calor que
se obtiene, depende de la masa de combustible
que se consume por unidad de tiempo y el
poder calorífico de éste.
Las perdidas MEC son de un 30% aprox.
Rendimiento térmico en motores diésel puede
fluctuar entre un 40% a 45%, dónde de manera
efectiva llegamos a un 35%.
15. Rendimiento volumétrico: corresponde a la
«aspiración» que posee el motor para poder
operar, se asocia al llenado del cilindro y sus
incidencias.
Factores que alteran este episodio:
Sistema de distribución.
Régimen del motor.
Diámetro y accionamiento de las válvulas del motor.
Densidad del aire.
Diseño del motor.
Su valor depende de las RPM del motor.
16. Alteraciones a considerar para el
«llenado del cilindro»
Efectos dinámicos : La velocidad de los gases al
entrar o salir del cilindro.
Pérdidas por carga: Restricciones que enfrentan
los gases al entrar al motor.
El valor máximo del Rendimiento volumétrico se produce
cuando máximos los efectos dinámicos de los gases y mínimas
las perdidas por carga.
17. Rendimiento efectivo: Corresponde a una
relación entre todas las pérdidas del motor y la
energía que contiene el combustible que utiliza.
Existen pérdidas térmicas y mecánicas
principalmente.
El rendimiento efectivo de un motor diésel va
desde un 30% a un 40%.
18. Formulario:
Rendimiento volumétrico:
Masa que ingresa al cilindro motor.
Masa teórica que debería ingresar.
Rendimiento mecánico:
Potencia efectiva.
Potencia indicada.
Rendimiento térmico:
P___
M t * Q
P: Potencia efectiva.
Mt: Masa de combustible consumida por unidad de tiempo
Q: Poder calorífico del combustible.
19. En motor de combustión interna, el principal
proceso a considerar en la transformación de
la energía química del combustible en energía
mecánica en el motor, mediante este aspecto
podremos estimar el rendimiento del motor.
Considerando las variables que pueden influir
en dicha transformación de la energía que
posee un determinado combustible.
20. Variables a considerar.
Para obtener el rendimiento de un motor
debemos establecer diversas relaciones entre
variables de medición entre las cuales podemos
destacar las siguientes. Estas se desprenden del
diseño del motor y sus requerimientos para el
funcionamiento ideal, acorde a sus
especificaciones técnicas.
21. Tenemos:
Potencia indicada y efectiva.
Torque
Consumo de combustible
Cilindrada
Relación de compresión
Presión media
Poder calorífico del combustible
Revoluciones del motor.
Constantes de cálculo
Parámetros ambientales de cálculo.
Pérdidas
Elasticidad del motor.
Estás son la variables
más comunes al
respecto, para pruebas
más especificas son
necesarias algunas
derivas de este listado.
24. ¿ Qué se pierde en un motor en general
respecto a su rendimiento?
25% gases de
escape
50% roce,
lubricación,
refrigeración ,etc.
35% aprovecho
de un motor MEC
25% aprovecho
de un motor
MECH
25.
26. Repasemos
• RENDIMIENTO DE MOTOR
• VARIABLES A CONSIDERAR
• REPARTICION DE LA ENERGIA
• PERDIDAS DE ENERGIA
• TRANSFORMACION DE ENERGIA
