Este documento describe las características de operación y parámetros de diseño clave de los motores de combustión interna, incluyendo la cilindrada, relación de compresión, par y potencia, rendimientos térmico e indicado, consumo específico, emisiones, y relaciones entre parámetros como la velocidad del pistón, presión media efectiva y potencia específica. También presenta tablas con especificaciones de motores que incluyen ciclo, diámetro, carrera, velocidad, potencia neta y peso específico

1. MOTORES DE COMBUSTION GRUPO: 222
Oscar Felipe ManceraMancera
CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS MCIA
Parámetros geométricos Trabajo Presión media y
potencia
Entre estas características encontramos
Par y potencia al freno Rendimientos y
consumo específico
- Diámetrodel pistón:D
- carrera del pistón:S=2a
- cilindradaunitaria:
𝑉𝑑 =
𝜋
4
𝐷2 𝑆
- cilindradatotal:
𝑉𝑡 = 𝑧𝑉𝑑
- volumende lacámara de
combustión: 𝑉𝑐
- volumendel cilindroen
funciónde 𝜃
𝑉 = 𝑉𝑐 +
𝜋
4
𝐷2(𝑙 + 𝑎 − 𝑠)
- Relaciónde compresión:
𝑟 =
𝑉𝑑 + 𝑉𝑐
𝑉𝑐
- relación
carrera/diámetro:
𝑅 𝑆𝐷 =
𝑆
𝐷
- relaciónde longitud
biela/radiode lamanivela
𝑅 =
𝑙
𝑎
Se tiene en cuenta
El par ejercido por el
motor
En este
Es
M=F *L
Y
La potencia
desarrollada por el
motor y absorbida por
el freno
Es
𝑁 = 2𝜋𝑛𝑀
Se puede obtener por
𝑊𝑖 = ∫ 𝑃 ∗ 𝑑𝑉
Aquí
El trabajoindicado:
compresión,combustión
y expansióncorresponde
a las áreasA y C
Mientras que
El trabajoindicadode la
renovaciónde lacarga
(admisiónyescape)
denominadotrabajode
bombeo,corresponde a
lasáreas B y C.
Para
Motores de aspiración
natural
El
Se define como
La presiónconstante que
durante una carrera
produce un trabajoigual
al indicadodel ciclo
𝑝𝑚𝑖 =
𝑊𝑖
𝑉𝑑
Y
La potenciaindicadaNi
de un motor
Será
𝑁𝑖 = 𝑝𝑚𝑖 ∗ 𝑧 ∗ 𝑉𝑑 ∗ 𝑛 ∗ 𝑖
= 𝑝𝑚𝑖 ∗ 𝑉𝑡 ∗ 𝑛 ∗ 𝑖
Donde
i= númerode ciclospor
vuelta
[
1/2 4 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜𝑠
1 2 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜𝑠
]
Se tiene en cuenta
Rendimiento térmico:
relación entre la
potencia desarrollada
por el motor y la
potencia térmica
consumida
De esta manera
𝑛 =
𝑁
𝑚 𝑓 𝐻𝑐
También
Rendimientoindicadoni
𝑛𝑖 =
𝑁𝑖
𝑚 𝑓 𝐻𝑐
Rendimientoefectivone
𝑛𝑒 =
𝑁𝑒
𝑚 𝑓 𝐻𝑐
Rendimientomecanico
𝑛𝑚 =
𝑁𝑒
𝑁𝑖
Con respecto al
consumo

2. MOTORES DE COMBUSTION GRUPO: 222
Oscar Felipe ManceraMancera
. Velocidadmediadel
pistón:
𝐶𝑚 = 2𝑆𝑛
- velocidadinstantánea
del pistón:
𝐶 𝑝 =
𝑑𝑠
𝑑𝑡
Trabajo de bombeo
será negativo
En
El trabajoefectivoserá:
𝑊𝑒 = 𝑊𝑖 − 𝑊𝑏
Motores
sobrealimentados:
𝑊𝑒 = 𝑊𝑖 + 𝑊𝑏
Entonces
La potenciaefectivaNe
enel cigüeñal será
menosque lapotencia
incidida
Debido
A la potenciamecánica
absorbidaporpérdidas
mecánicas
𝑁𝑒 = 𝑁𝑖 − 𝑁𝑝𝑚
Consumoespecifico
𝑔𝑓=
𝑚 𝑓
𝑁
Es
El consumode
combustible porunidad
de potenciadesarrollada
por el motor
Esta el
Consumoespecifico
indicado
𝑔𝑖𝑓=
𝐼
𝑛𝑖 𝐻𝑐
Consumoespecifico
indicadoefectivo
𝑔 𝑒𝑓=
𝐼
𝑛 𝑒 𝐻𝑐
asi

3. MOTORES DE COMBUSTION GRUPO: 222
Oscar Felipe ManceraManceraRelación
combustible aire
Peso y volumen
específicos
Rendimiento
volumétrico
Emisiones específicas
e índice de emisiones
Relaciones entre
parámetros de
funcionamiento
Donde
Dosadoabsoluto
𝐹 =
𝑚 𝑓
𝑚 𝑎
Dosado
estequeometrico
𝐹 𝑒=(
𝑚 𝑓
𝑚 𝑎
)
Dosado
estequeometrico
𝐹 𝑟=
𝐹
𝐹𝑒
Este rendimiento
Relacionalamasa de
aire que entra al cilindro
enun ciclocon la masa
que llenaríael cilindro
enunas condicionesde
referencia
Esto
Solose utilizaen
motoresde 4 tiempos
Debido
A que tiene unproceso
de admisiónbien
definido
Hay que saber
El rendimiento
volumétrico máximoen
motoresatmosféricos
estáen el rangode 75%
a 90%
Se usan
Este rendimiento
Este rendimiento
Dos parámetrosde
pesoespecíficoy
volumenespecífico
Indican
La efectividadconla
que el diseñadordel
motor ha
seleccionadolos
materialesy
ensamblado los
componentes
Las
Emisionesque se deben
controlaren losmotores
de combustióninterna
Son
-Óxidosde nitrógeno
-monóxidode carbono
-hidrocarburossin
quemar
-partículas
Estas concentraciones
De emisionesde escape
se midenenpartespor
millón
O
En porcentaje en
volumen
Datos de diseño y
funcionamiento
Esta
- El par
- la potencia
- presiónmedia
efectiva
- potenciaespecífica
La
Potenciaespecífica
esuna medidadel
éxitodel diseñador
Para
Utilizarel área
disponible del pistón
independientemente
del tamañodel
cilindro
Encontramos
Una tabla con
especificaciones
De
MotoresMEP y MEC
Teniendo en cuenta
El tipode vehículo
En cada uno
- ciclo
- r
- D
-
𝑆
𝐷
- n (rpm)
- pme (atm)
- 𝑁𝑒 𝑁𝑡 (
𝐾𝑤
𝑑𝑚3
)
- peso/ 𝑁𝑒 (Kg/Kw)
- mejor 𝑔 𝑒𝑓 (g/Kwh)