1. El motor de un automóvil Citroen modelo BX, de cuatro cilincros, 1580
cc(calibre x carrera 83 x 73), tiene una relación de compresión standard de 9.5,
usando empaquetadura original de fábrica. El volumen muerto original es 46.47
cm3. Actualmente, el motor tiene una relación de compresión de 9.1:1, con un
espesor de empaquetadura de 1.2 mm. Se desea conocer el espesor de
empaquetadura original.
SOLUCION:
La relación de compresión original es 𝑟𝑐 = 1 +
𝑉𝐶
𝑉𝑀
= 9.5 , la nueva relación
de compresión es 𝑟𝑐1 = 1 +
𝑉𝐶
𝑉𝑀1
= 9.1.
EL volumen muerto original es 𝑉𝑀 = 𝑉𝑀𝑐 + ∆𝑉𝑀 y el volumen muerto 1 es
𝑉𝑀1 = 𝑉𝑀𝑐 + ∆𝑉𝑀1
𝑉𝐶 =
1580
4
= 395
𝑉𝑀1 =
𝑉𝐶
9.1 − 1
= 48.77
𝑉𝑀𝑐 = 𝑉𝑀1 − ∆𝑉𝑀1 = 48.27
𝑉𝑀 = 46.47
∆𝑉𝑀 = 𝑉𝑀−𝑉𝑀𝑐 =
𝜋8.32
4
∗ 𝐸𝑠
ES = 0.78 mm
2. Un motor Renault a gasolina, con relación de compresión 8:1, desarrolla en la
costa 86 HP (Patm =1 Km/cm2 y temperatura =15°C). Durante un viaje de
prueba a Matucana, la potencia disminuye. Las condiciones en Matucana son:
Patm = 0.72 Kg/cm2 y 10°C.
a) ¿A cuánto disminuye la potencia efectiva del motor en Matucana?
b) Si se tratara de sobrealimentar el motor con ayuda de un compresor que sea
accionado por el mismo motor y ofrezca aproximadamente la misma
potencia de la costa, ¿qué presión manométrica de entrada y salida tendrá el
compresor en Matucana?
SOLUCION:
a) Datos:
𝑃𝒂 = 1Km/cm2 , 𝑇𝒂 = (15 + 273)/K , Potanterior = 86 HP
𝑃𝑛 = 0.72 Kg/cm2 , 𝑇𝒏 = (10 + 273)/K
𝑃𝑜𝑡 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎
𝑃𝑜𝑡 𝒂𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓
=
𝑃𝑛
𝑃𝒂
∗ √
𝑇𝑎
𝑇𝒏
=
𝟎. 𝟕𝟐
𝟏
∗ √
(15 + 273)/K
(10 + 273)/K
𝑃𝑜𝑡 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎 = 62.5 𝐻𝑃
b) Como el motor será el que accione el compresor la Presión de entra es 0
bar, para compensar entonces solo debe salir la diferencia de presión entre
Lima (1 Km/cm2) y Matucana (0.72 Kg/cm2), entonces la Presión de salida
es 0.28 Kg/cm2.
3. El cuadro adjunto indica las especificaciones técnicas de los motores posibles de
la camioneta Pick Up, modelo Toyota Hilux 4 x 2
Determinar:
a) El tipo que corresponde al motor Diesel.
b) La potencia efectiva en HP del motor a gasolina a su torque máximo.
c) El volumen muerto del motor Diesel de cada cilindro (cm3).
d) ¿Cuántas veces por minuto se abre la válvula de admisión del motor a
gasolina a su potencia máxima?
e) La medida del radio del brazo del cigüeñal que acciona la biela, en el motor
Diesel.
SOLUCION:
a) Según la relación de compresión 22,1:1, el motor Diesel corresponde al tipo
2L, 4 OHC.
b) Potencia efectiva del motor a gasolina (1 RZ, 4 OHC)
𝑃𝑜𝑡 = 𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑅𝑃𝑀
𝑃𝑜𝑡 = 16.5 𝑘𝑔− 𝑚 (9.81
𝑁 − 𝑚
𝐾𝑔 − 𝑚
) ∗ 3400𝑅𝑝𝑚 ∗ (
2𝜋
60 𝑠
)
𝑃𝑜𝑡 = 57.63𝑘𝑊 = 77 𝐻𝑃
c) El motor Diesel de tipo 2L, 4 OHC.
Datos:
Relación de compresión: rc = 22.2
Volumen del cilindro: VC=2446/4=611.5 cc
𝑟𝑐 = 1 +
𝑉𝐶
𝑉𝑀
22.2 = 1 +
611.5
𝑉𝑀
𝑉𝑀 = 28.84 𝑐𝑚3
d) En cada cilindro la válvula 2500 veces por minuto.
e) El radio del brazo del cigüeñal:
Se sabe que el radio del cigüeñal es la mitad de la carrera del cilindro.
Dado que la carrera es 92 mm entonces el Radio del brazo del cigüeñal es
46 mm.

Practica 10 - Termodinamica

  • 1.
    1. El motorde un automóvil Citroen modelo BX, de cuatro cilincros, 1580 cc(calibre x carrera 83 x 73), tiene una relación de compresión standard de 9.5, usando empaquetadura original de fábrica. El volumen muerto original es 46.47 cm3. Actualmente, el motor tiene una relación de compresión de 9.1:1, con un espesor de empaquetadura de 1.2 mm. Se desea conocer el espesor de empaquetadura original. SOLUCION: La relación de compresión original es 𝑟𝑐 = 1 + 𝑉𝐶 𝑉𝑀 = 9.5 , la nueva relación de compresión es 𝑟𝑐1 = 1 + 𝑉𝐶 𝑉𝑀1 = 9.1. EL volumen muerto original es 𝑉𝑀 = 𝑉𝑀𝑐 + ∆𝑉𝑀 y el volumen muerto 1 es 𝑉𝑀1 = 𝑉𝑀𝑐 + ∆𝑉𝑀1 𝑉𝐶 = 1580 4 = 395 𝑉𝑀1 = 𝑉𝐶 9.1 − 1 = 48.77 𝑉𝑀𝑐 = 𝑉𝑀1 − ∆𝑉𝑀1 = 48.27 𝑉𝑀 = 46.47 ∆𝑉𝑀 = 𝑉𝑀−𝑉𝑀𝑐 = 𝜋8.32 4 ∗ 𝐸𝑠 ES = 0.78 mm 2. Un motor Renault a gasolina, con relación de compresión 8:1, desarrolla en la costa 86 HP (Patm =1 Km/cm2 y temperatura =15°C). Durante un viaje de prueba a Matucana, la potencia disminuye. Las condiciones en Matucana son: Patm = 0.72 Kg/cm2 y 10°C. a) ¿A cuánto disminuye la potencia efectiva del motor en Matucana? b) Si se tratara de sobrealimentar el motor con ayuda de un compresor que sea accionado por el mismo motor y ofrezca aproximadamente la misma potencia de la costa, ¿qué presión manométrica de entrada y salida tendrá el compresor en Matucana? SOLUCION: a) Datos: 𝑃𝒂 = 1Km/cm2 , 𝑇𝒂 = (15 + 273)/K , Potanterior = 86 HP 𝑃𝑛 = 0.72 Kg/cm2 , 𝑇𝒏 = (10 + 273)/K 𝑃𝑜𝑡 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎 𝑃𝑜𝑡 𝒂𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 = 𝑃𝑛 𝑃𝒂 ∗ √ 𝑇𝑎 𝑇𝒏 = 𝟎. 𝟕𝟐 𝟏 ∗ √ (15 + 273)/K (10 + 273)/K 𝑃𝑜𝑡 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎 = 62.5 𝐻𝑃
  • 2.
    b) Como elmotor será el que accione el compresor la Presión de entra es 0 bar, para compensar entonces solo debe salir la diferencia de presión entre Lima (1 Km/cm2) y Matucana (0.72 Kg/cm2), entonces la Presión de salida es 0.28 Kg/cm2. 3. El cuadro adjunto indica las especificaciones técnicas de los motores posibles de la camioneta Pick Up, modelo Toyota Hilux 4 x 2 Determinar: a) El tipo que corresponde al motor Diesel. b) La potencia efectiva en HP del motor a gasolina a su torque máximo. c) El volumen muerto del motor Diesel de cada cilindro (cm3). d) ¿Cuántas veces por minuto se abre la válvula de admisión del motor a gasolina a su potencia máxima? e) La medida del radio del brazo del cigüeñal que acciona la biela, en el motor Diesel. SOLUCION: a) Según la relación de compresión 22,1:1, el motor Diesel corresponde al tipo 2L, 4 OHC. b) Potencia efectiva del motor a gasolina (1 RZ, 4 OHC) 𝑃𝑜𝑡 = 𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑅𝑃𝑀 𝑃𝑜𝑡 = 16.5 𝑘𝑔− 𝑚 (9.81 𝑁 − 𝑚 𝐾𝑔 − 𝑚 ) ∗ 3400𝑅𝑝𝑚 ∗ ( 2𝜋 60 𝑠 ) 𝑃𝑜𝑡 = 57.63𝑘𝑊 = 77 𝐻𝑃 c) El motor Diesel de tipo 2L, 4 OHC. Datos: Relación de compresión: rc = 22.2 Volumen del cilindro: VC=2446/4=611.5 cc
  • 3.
    𝑟𝑐 = 1+ 𝑉𝐶 𝑉𝑀 22.2 = 1 + 611.5 𝑉𝑀 𝑉𝑀 = 28.84 𝑐𝑚3 d) En cada cilindro la válvula 2500 veces por minuto. e) El radio del brazo del cigüeñal: Se sabe que el radio del cigüeñal es la mitad de la carrera del cilindro. Dado que la carrera es 92 mm entonces el Radio del brazo del cigüeñal es 46 mm.