Este documento presenta el diseño de un motor gasolinero de 90 octanos con 120HP y 3450 RPM. En el capítulo 1 se plantea el problema y los objetivos, que incluyen calcular parámetros de los procesos de admisión, compresión, combustión y expansión, así como las dimensiones del motor. El capítulo 2 presenta el marco teórico con conceptos como los cuatro tiempos del motor, relación aire-combustible y gases de la combustión. La metodología descrita en el capítulo 3 incluye cálculos para los resultados expuest

1. Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniería Mecánica y Energía
Escuela Profesional de Energía
Tesina:
DISEÑO DE UN MOTOR GASOLINERO DE 90 OCTANOS
Integrantes de grupo:
Curso:
Motores de Combustión Interna
Bellavista – Callao
2017
García León, Gabriel Alonso
Pajar Gamarra, Kevin
Angelino Guillermo, Jamser

2. INDICE
INDICE 01
INTRODUCCION 02
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 03
1.1DETERMINACION DEL PROBLEMA 04
1.2FORMULACION DEL PROBLEMA 04
1.3OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 05
1.4JUSTIFICACION 06
CAPITULO II: MARCO TEORICO
2.1ANTECEDENTES DE ESTUDIO 08
2.2MARCO TEORICO 09
2.3DEFINICIONES DE TERMINOS BASICOS 14
CAPITULO III: METODOLOGIA
3.1TIPO DE INVESTIGACION 18
3.2DISEÑO DE LA INVESTIGACION 19
CAPITULO IV: RESULTADOS
4.1 Proceso de admisión 26
4.2 Proceso de compresión 30
4.3 Proceso de combustión 32
4.4 Proceso de expansión 33
4.5 Parámetros indicados 34

3. 4.6 parámetros efectivos 36
4.7 Parámetros indicados 48
4.8 Parámetros efectivos 49
4.9 DImensiones principales del motor 52
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA

4. INTRODUCCIÓN
El diseño del motor Gasolinero de 90 octanos con una potencia nominal de 120HP,
velocidad nominal de 3450RPM y relación de compresión de 11.8 este diseño esta
hecho en condiciones atmosféricas de la región cusco, en estos cálculos se
muestra los procesos de admisión, compresión, combustión y expansión. También
se definirá las dimensiones principales del motor (cilindrada, carrera, diámetro del
pistón, consumo de combustible, eficiencias y otros parámetros).

5. CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Determinación de problema
La falta de aplicación de la teoría explicada durante el ciclo 2017- B se ve
reflejada en las notas de los alumnos y su bajo rendimiento académico reflejado
en las notas que reflejan sus evaluaciones. Esto se repite ciclo a ciclo siendo la
principal causa la falta de interés del alumno de aplicar los aprendido en diseños
reales, siendo así la única forma de familiarizarse con el curso de motores de
combustión interna y lo que se quiere es aplicar las formulas y conceptos
aprendidos en clase en la presente tesina.
1.2 Formulación del problema
En base a lo ya establecido surgen las siguientes interrogantes:
1.2.1 Problema general
¿Cómo se podrá diseñar un motor gasolinera de 90 Octanos aplicando los
conocimientos impartidos a lo largo del curso?
1.2.2 Problema especifico
a) ¿Se podrá calcular los parámetros en el proceso de admisión?
b) ¿Se podrá calcular las temperaturas de admisión?
c) ¿Se podrá calcular los parámetros en el proceso de compresión?
d) ¿Se podrá calcular los parámetros en el proceso de combustión?
e) ¿Se podrá calcular los parámetros en el proceso de expansión?
f) ¿Se podrá calcular los parámetros indicados y efectivos del motor a
diseñar?
g) ¿Se podrá calcular las dimensiones del motor a diseñar

6. 1.3 Objetivos de la investigación
1.3.1 Objetivo general
Diseñar un motor gasolinero de 90 Octanos aplicando los conocimientos
impartidos a lo largo del curso
1.3.2 Objetivos específicos
a) Calcular los parámetros en el proceso de admisión.
b) Calcular las temperaturas de admisión.
c) Calcular los parámetros en el proceso de compresión.
d) Calcular los parámetros en el proceso de combustión.
e) Calcular los parámetros en el proceso de expansión.
f) Calcular los parámetros indicados y efectivos del motor a diseñar.
g) Calcular las dimensiones del motor a diseñar.

7. 1.4 Justificación
Académica.- Como parte del ejercicio profesional es necesario abordar estos
campos de investigación para incentivar la investigación y diseño en el rubro de los
motores de combustión interna, la presente investigación busca plasmar
conocimientos prácticos para diseñar motores a futuro
Ambiental.- Durante el proceso de combustión en el motor de un automóvil se
genera una gran cantidad de compuestos que pueden contaminar el aire debido a
una combustión incompleta del combustible y de los componentes del aire, tales
como hidrocarburos no quemados y CO, que contribuye a la formación de humos y
neblinas peligrosos para la salud. La polución es la acumulación de productos
tóxicos en el aire que pueden provocar graves afecciones a los seres humanos,
animales y la vegetación. La polución producida por los automóviles proviene de tres
fuentes distintas, gases del cárter del motor, gases de escape y vapores de gasolina.
Siendo los más contaminantes los gases de escape. Ello nos ha obligado a tomar
medidas tendientes a reducir la contaminación, limitando el porcentaje de gases
nocivos emitidos por el escape a través de la IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA
DE TRATAMIENTO Y MEJORA DE GASES DE ESCAPE MEDIANTE LA
REGULACION OPTIMA DE LA MEZCLA AIRE-GASOLINA. Este es un sistema que
se puede aplicar en todos los vehículos de combustión interna, tanto en los que
utilizan carburadores como en los de inyección con el propósito de cumplir con el
único objetivo de reducir la contaminación del ambiente.

8. ANTECENDENTES DEL ESTUDIO
 Tesis titulada diseño de un sensor para la detección de una gas
especifico en un vehículo automotor, presentado por Mario Matamoros de
Luis, del instituto politécnico nacional, centro de investigación en
computación, en el año 2013, México.
 Tesis titulada reducción de las emisiones en vehículos de inyección
electrónica secuencial, propulsados a gas natural, presentado por
Eduardo A. Quiroga Ramos, Director de tesis: Ing. Mario Rosato, de la
Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional – U.T.N.
Argentina, Año 2012.
 Tesis titulada síntesis y caracterización de catalizadores y su evaluación
en la isomeración de alcanos de 7 y 8 átomos de carbono, presentado por
Laura Olivia Alemán de la facultad de centro de investigaciones químicas,
universidad autónoma del estado de hidalgo, en el año 2005, México.
 En la tesis titulada implementación de un sistema de tratamiento de gases
de escape mediante inyección de aire en un vehículo a gasolina,
presentado por el ingeniero Arroba Muñoz Leonardo Danilo, de la escuela
superior politécnica de Chimborazo, de la facultad de escuela de ingeniería
automotriz, en el año 2012, la misma sugiere:
Ya que en la última década y tras el continuo crecimiento del parque
automotor en Perú y a los escasos controles por parte de las autoridades
encargadas del área ambiental, han Generado un aumento en los niveles de
contaminación de la atmósfera. Actualmente los fabricantes de automóviles
han construido diversos sistemas para evitar la excesiva contaminación, pero
esto no es suficiente para solucionar un problema a Nivel mundial ya que la
industria automotriz es una de las fuentes de mayor contaminación del
ambiente.
Es necesario contribuir en la disminución de estos gases extremadamente
nocivos para la humanidad, por lo que es fundamental implementar un
sistema que contribuya a la disminución de los gases contaminantes
provocados por un vehículo mediante “la implementación del sistema de
tratamiento de gases de escape”, este sistema pretende o regula la
mezcla aire gasolina a un nivel óptimo mediante sensores y actuadores,
tales como los catalizadores y sensores landa, comandados por un
software el cual corrige los márgenes de error en la mezcla y los
reconfigura haciendo eficiente la mezcla por ende se reduce los gases
contaminantes en el sistema de escape”. Con esto pretendemos contribuir
en la disminución de la contaminación del ambiente.

9. CAPITULO II
2.1 MARCO TEÓRICO
Fuente:DANTE GIACOSA. MOTOR ENDOTÉRMICO (1979, QUINTAEDICIÓN) Pág 11.
Tiempo de admisión.- “En este ciclo el pistón se desplaza desde el punto muerto
superior (p.m.s) al punto muerto inferior (p.m.i), mientras la mezcla aire Combustible
es aspirada hacia el interior del cilindro a través de la válvula de admisión que
permanece abierta. El llenado del cilindro se realiza a la presión atmosférica, a una
atmosfera o lo que es lo mismo a 1 kg/ a una temperatura reinante en el ambiente;
no existe variación de presión una vez que el pistón alcanza el punto muerto inferior
(p.m.i), cuando el pistón se encuentra en el punto muerto inferior (p.m.i) el cilindro se
encuentra lleno de la mezcla aire combustible
figura1. Representación gráfica del tiempo de admisión.
Fuente: giacosa dante 1979, Pág. 20
Tiempo de compresión.-El pistón comienza su carrera ascendente hacia el punto
muerto superior (p.m.s) se cierra la válvula de admisión mientras la de escape
permanece cerrada la mezcla aire combustible es comprimida a un volumen mínimo
entre el espacio libre (cámara de combustión) comprendido entre la culata y la
cabeza del pistón. La presión sube a 10 bares aproximadamente mientras la
temperatura oscila entre 280°C y 450°C al final de la compresión.

10. Figura 2. Representación gráfica de la inyección
Fuente: 2014 aficionados de la mecánica, Pág. 17
Tiempo de expansión (potencia o explosión).- En los motores de gasolina en el
instante que el pistón alcanza el punto más alto de su carrera ascendente y la
mezcla ha sido totalmente comprimida, ocurre una chispa que salta entre los polos
de la bujía, provocando el encendido de la mezcla. La inflamación en el cilindro no
es súbita y violenta porque la mezcla se quema progresivamente, aunque es muy
corto el tiempo la expansión de los gases también es progresiva y el pistón recibe
una fuerza de empuje en vez de un golpe violento de explosión. Por lo tanto resulta
más efectivo producir una fuerza de empuje que un golpe violento. La acción de
quemar progresivamente el combustible se denomina combustión, como la
combustión se produce en el interior de los cilindros, estos motores se clasifican
como motores de combustión interna. La presión sube considerablemente a 40 bar
por lo tanto la temperatura también sube de entre 2100°C y 2300°C. El empuje del
pistón hacia abajo durante el tiempo de expansión, hace girar el cigüeñal
Tiempo de escape.-El pistón sube hasta el punto muerto superior (p.m.s) y la mayor
parte de los gases, todavía bajo presión, salen del cilindro hacia la atmósfera a
través de la válvula de escape. La presión desciende hasta llegar a una atmósfera y
la temperatura oscila entre los 800°C. La carrera ascendente del pistón cuando la
válvula de escape está abierta, es un medio efectivo para expulsar del cilindro del
motor los gases quemados. Estos cuatro tiempos constituyen el ciclo de
funcionamiento del motor. Puesto que para completar este ciclo se necesitan dos
carreras de subida y dos carreras de bajada del pistón, cuando en total, se dice que
el motor del automóvil es de ciclo de cuatro tiempos o también motor de cuatro
tiempos.
Relación aire-combustible

11. Es la proporción de aire que se necesita para combustionar por completo cierta
cantidad de combustible, entonces diríamos que la relación entre la masa de aire y la
masa de combustible es lo que llamaremos relación aire-combustible (RAC). La
proporción aire/combustible necesaria teóricamente es de 14.7:1; es decir que por
cada parte de gasolina en peso se requieren 14.7 partes de aire, para lograr una
correcta combustión con el mínimo de contaminantes, lo que viene a significar que
cada litro de gasolina necesita para su combustión completa 10.000 litros de aire. La
relación existente entre el dosificado real y el correspondiente a la relación
aire/combustible teórico, determina la relación aire/combustible por un coeficiente
llamado lambda (ʎ), también conocido como coeficiente de aire, si la cantidad de aire
resulta excesiva o insuficiente la relación aire/combustible lo determina el factor
lambda (ʎ).
Diagrama 01. Gases producidos por la combustión
Fuente: guía metodológica de la estimación de emisiones de vehículo, Pág. 3

12. 2.7 Mezcla estequiometria.
La masa de aire y la masa de combustible necesaria para una combustión ideal,
tendremos una masa llamada de estequiometria.
MASA DE AIRE REAL ADMITIDA
MASA DE AIRE QUE DEBERIA ADMITIRSE
Cuando la masa de aire admitida es = masa de aire que debería admitirse
= 1
En este caso tenemos la mezcla Estequiometria Ideal.
La relación estequiometria varía por el tipo de combustible.
Tabla 1. Variación de la relación estequiometria de acuerdo al tipo de
combustible
Fuente: tesis de implementación de un sistema de tratamiento de gases de
escape mediante inyección de aire en un vehículo a gasolina. Arroba muñoz,
Leonardo 2012. Pág 22

13. GASES PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN
Los gases emitidos por un motor de combustión interna de gasolina son,
principalmente, de dos tipos: inofensivos y contaminantes. Los primeros están
formados, fundamentalmente, por nitrógeno, Oxígeno ( ), dióxido de carbono ( ),
vapor de agua e hidrógeno. Los segundos o contaminantes están formados,
fundamentalmente, por el monóxido de carbono, hidrocarburos, óxidos de nitrógeno
y plomo.
Inofensivos.-El Oxígeno es uno de los elementos indispensables para la
combustión y se encuentra presente en el aire en una concentración del 21%. Si su
mezcla es demasiado rica o demasiado pobre, el Oxígeno no podrá oxidar todos los
enlaces de hidrocarburos y será expulsado con el resto de los gases de escape .El
vapor de agua se produce como consecuencia de la combustión, mediante la
oxidación del Hidrógeno, y se libera junto con los gases de escape.
Contaminantes.-Entre ellos los más importantes es el CO (monóxido de carbono),
Hidrocarburos no quemados (HC), y bajo ciertas condiciones NOx (óxidos de
Nitrógeno).Los principales gases producidos por la combustión de la mezcla aire-
combustible son:
Tabla 2. Gases producidos por el motor Otto

14. Fuente: tesis de implementación de un sistema de tratamiento de gases de
escape mediante inyección de aire en un vehículo a gasolina. Arroba muñoz,
Leonardo 2012. Pág 25.
CONVERTIDOR CATALÍTICO
Fuente:DANTE GIACOSA. MOTOR ENDOTÉRMICO (1979, QUINTAEDICIÓN) Pág 37.
Debido a la necesidad que tenemos de cuidar nuestro ambiente se van tomando
medidas de control en todos las partes involucradas en actividades que producen
contaminación. La industria automotriz al estar entre las actividades que más
contribuyen a la contaminación del ambiente, ha ido aportando cada vez más al
control de emisiones producidas por la combustión. Los catalizadores al inicio fueron
diseñados para que pasara a través de él solo la mitad 38 de los gases de escape.
La otra mitad pasaba directamente a la atmósfera. Este sistema se discontinuó en
1979, debido a los avances en el desarrollo de sistemas de control de emisiones por
parte de los fabricantes de vehículos. Los catalizadores pueden ser de tres tipos:
Figura 3. Convertidor catalítico
Fuente: aficionados de la mecánica 2014, Pág. 19
Oxidante de una sola vía: contiene un solo monolito cerámico que permite la
Oxidación del CO y de los hidrocarburos. El monolito contiene como elementos
activos el platino y el paladio, elementos que ayudan a producir la oxidación.

15. De dos vías (reductor, de doble cuerpo): es un doble catalizador de oxidación con
toma intermedia de aire. El primer cuerpo actúa sobre los gases ricos del escape
Reduciendo los NOx. El segundo lo hace sobre los gases empobrecidos gracias a la
toma intermedia de aire, reduciendo el CO y los hidrocarburos
De tres vías (TWC): Es el más complejo y evolucionado. Elimina los tres
polucionantes principales, es decir, monóxido de carbono, hidrocarburos y oxido de
Nitrógeno (CO, HC y NOx), produciéndose las reacciones de oxidación y reducción
Simultáneamente. Su mayor eficacia depende de forma importante de la mezcla de
los gases en la admisión. La mezcla se debe mantener muy próxima a un valor
estequiométrico que se considera óptimo para λ=1 (lambda=1).
Por ello, se emplea un dispositivo electrónico de control y medida permanente de la
Cantidad de oxígeno en los gases de escape, mediante la llamada sonda lambda,
que efectúa correcciones constantes sobre la mezcla inicial de aire y combustible
según el valor de la concentración de oxígeno medida en el escape .En su interior
contiene un soporte cerámico o monolito, de forma cilíndrica, con una estructura de
múltiples celdillas en forma de panal, con una densidad de éstas de
aproximadamente 450 celdillas por cada pulgada cuadrada (unas 70 por centímetro
cuadrado).Su superficie se encuentra impregnada con una resina que contiene
elementos nobles metálicos, tales como Platino (Pt) y Paladio (Pd), que permiten la
función de oxidación, y Rodio (Rh), que interviene en la reducción, internamente el
monolito dispone de una tela metálica que evita daños por vibraciones y de un
aislante cerámico que evita la pérdida de calor en períodos breves de motor
apagado. Estos metales preciosos actúan como elementos activos catalizadores; es
decir, inician y aceleran las reacciones químicas entre otras sustancias con las
cuales entran en contacto, sin participar ellos mismos en estas reacciones. Los
gases de escape contaminantes generados por el motor, al entrar en contacto con la
superficie activa del catalizador son transformados parcialmente en elementos
inocuos no polucionantes reduciendo la proporción en la emisión de éstos. La
temperatura óptima de funcionamiento de un catalizador está comprendida entre los
400 a 700 grados centígrados, a temperaturas menores a los 400 grados
centígrados el catalizador no entra en funcionamiento y como consecuencia se
tienen altos niveles de emisiones durante el arranque en frio ya que el motor está
funcionando con una mezcla demasiado rica (exceso de combustible) hasta alcanzar
la temperatura óptima de funcionamiento del motor (92 o C). Esto tarda
aproximadamente unos cinco minutos. Para contrarrestar este tiempo muerto
actualmente los catalizadores incorporan un sistema adicional de precalentamiento,
con esto se logra que el catalizador comience a trabajar casi inmediatamente

16. después del arranque en frío, el tiempo de activación del catalizador se reduce a
unos 90 segundos, lo que permite que el sistema comience con la reducción de
gases mucho más rápido.
FIGURA 4. ESTRUCTURA INTERNA CATALIZADOR
Fuente: aficionados de la mecánica 2014, Pág. 22

17. CAPITULO III
METODOLOGIA
3.1Metodología Aplicada
La presente investigación se encuadra básicamente en la tipología de
Hernández Sampieri (2010), debido a que es el referente teórico
representativo en cuanto a investigación científica y responde a los
lineamientos requeridos en la estructura del trabajo.
3.1.1. Tipo de investigación
La investigación que se realizo es del tipo descriptiva. Esta clase
de investigaciones busca especificar los rasgos más importantes,
características y propiedades que se presentan en el fenómeno a
estudiar. El propósito de la investigación descriptiva es, como su
nombre lo indica, recoger la mayor información posible de manera
independiente o conglomerada sobre las definiciones o variables a
las que se está refiriendo, esto es su objetivo puntual.
3.1.2. Diseño de la investigación
La investigación se realizó bajo un diseño no experimental, es
decir, sin la manipulación deliberada de variables, en los que solo
se observan los fenómenos a acontecer en su ambiente natural
para analizarse o inspeccionarse posteriormente.
3.1.3. Enfoque
De acuerdo al método de estudio, esta investigación se desarrolló
con un enfoque mixto., esto es, un estudio que une los enfoques
cualitativo y cuantitativo (Hernández, Fernández y Baptista, 2006
mencionados en Canto, 2010); esto se debe a que un enfoque
mixto brinda una perspectiva más completa y amplia de un
fenómeno y por ende se obtendrán datos más completos por la
variedad de instrumentos que pueden utilizarse. Los datos que se

18. recolectan pueden enunciarse de modo numérico y estos, a su vez,
pueden ser interpretados y comprendidos bajo la estructura de
enunciados.
3.2Técnica de recolección de datos
Se utilizó la técnica del fichaje debido a que se emplearon tesis ya
aprobadas sobre el tema como fuentes de información.
3.3Técnica de análisis de datos
Una vez obtenida la información se hizo un contraste con los resultados
de las diferentes tesis e investigaciones encontradas, programas con
Microsoft Excel para el proceso de datos y el software hysys para las
simulaciones pertinentes al tema.

19. CAPITULO IV
RESULTADOS
DISEÑO DE UN MOTOR GASOLINERO DE 90 OCTANOS
LOS PARÁMETROS INICIALES
Procedimiento a seguir.
 Primero veremos la composición del hidrocarburo.
 algunas generalidades del proceso de combustión.
 Cálculos en el proceso de admisión.
 Calculo de las temperaturas de admisión.
 Cálculos en el proceso de compresión.
 Cálculos en el proceso de combustión.
 Cálculos en el proceso de expansión.
 Octavo el proceso de escape.
 Calculo de los parámetros indicados y parámetros efectivos.
 Y finalmente calcularemos las principales dimensiones del motor.
Potencia 120 HP 89.484 KW
Velocidad 3450 RPM Ɛ 11.8

20. COMPOSICION GRAVIMETRICA DEL COMBUSTIBLE (GASOLINA SP 90)
PODER CALORIFICO:
GENERALIDADES DE LA COMBUSTION:
Para motores gasolineros:
Las mezclas RICAS (∝< 𝟏)
∝= (𝟎. 𝟖𝟓 − 𝟎. 𝟗)
COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE
la cantidad de aire teórica necesaria para la combustión de 1kg de combustible se halla
mediante la ecuación:
𝑙 𝑜 =
1
0.23
(
8
3
𝐶 + 8𝐻 − 𝑂𝑐)
𝑙 𝑜 =
1
0.23
(
8
3
∗ 0.855 + 8 ∗ 0.145 − 0.0) = 𝟏𝟒.𝟗𝟓𝟔𝟓𝟐𝟏𝟕𝟒 Kg aire /kg comb
y mediante la otra ecuación:
𝐿 𝑜 =
1
0.21
(
𝐶
12
+
𝐻
4
−
𝑂 𝑐
32
)
CARBONO: 0.855
HIDROGENO: 0.145
OXIGENO: 0
Hu= 44000 KJ/Kg
44 MJ/Kg
α = 0.9 COEFICIENTE DE EXESO DE AIRE (Asumido)
kmol aire/kmol comb𝑳 𝟎 =0.511904762

21. 𝐿 𝑜 =
1
0.21
(
0,87
12
+
0.126
4
−
0.004
32
) =
𝑳 =∝ 𝑳 𝟎=𝟎.𝟒𝟔𝟏 𝑲𝒎𝒐𝒍 𝒂𝒊𝒓𝒆/𝑲𝒎𝒐𝒍𝒄𝒐𝒎𝒃
𝒍 = 𝛂 𝒍 𝟎=𝟏𝟑.𝟒𝟔 𝑲𝒈 𝒂𝒊𝒓𝒆/𝑲𝒄𝒐𝒎𝒃
Masa molecular aparentedeaire
𝝁 𝒂 =
𝒍 𝟎
𝑳 𝟎
⁄ = 𝝁 𝒂 = 29.22
COMBUSTION INCOMPLETA Y PRODUCTOS DE LA COMBUSTION
En motores otto (gasolineras):
CALCULO DE LA CANTIDAD TOTAL DE MEZCLA DEL CARBURANTE
*para motores gasolina Masa molecular del combustible 𝝁 𝑪
(𝟏𝟏𝟎− 𝟏𝟐𝟎)
𝝁 𝑪= 𝟏𝟐𝟎 𝑨𝑺𝑼𝑴𝑰𝑫𝑶
CALCULO DE LA MEZCLA FRESCA
𝑴 𝟏 = 𝜶𝑳 𝑶 +
𝟏
𝝁 𝑪
[ 𝒌𝒎𝒐𝒍] =0.469047619 Kmol aire/ Kmol comb
masa de carga fresca
𝑮 𝟏 = 𝟏 + 𝜶𝒍 𝑶 = 𝟏 + (𝟎. 𝟗) 𝟏𝟒. 𝟗𝟓𝟔𝟓𝟐𝟏𝟕𝟒 = 𝟏𝟒. 𝟒𝟔 𝒌𝒈
 La cantidad de cada uno de los componentes de los productos de
combustión y su suma:
(Para la combustión incompleta se observa que la relación entre el número de moles del hidrogeno y
del monóxido de carbono es aproximadamente constante y no depende del 𝛼 y se representa por k)

22. 𝑲 =
𝑴 𝑯
𝑴 𝑪𝑶
Si
𝑯
𝑪
= ( 𝟎. 𝟏𝟒 − 𝟎. 𝟏𝟗) entonces
𝑲 = 𝟎. 𝟒𝟓 − 𝟎. 𝟓𝟎
Con una composición de (C = 0.855 H = 0.145)
𝑝𝑎𝑟𝑎 =
0.145
0.855
=0.169
Interpolando
k=0.479590643 relacion del hidrogeno y carbono del combustible
COMPONENTES DE LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTIONM2
𝑴 𝑪𝑶 = 𝟎. 𝟒𝟐
𝟏 − 𝜶
𝟏 + 𝑲
𝑳 𝑶 [ 𝑲𝒎𝒐𝒍] = 𝟎. 𝟎𝟏𝟒𝟓𝟑𝟏𝟎𝟒𝟔
𝑴 𝑪𝑶 𝟐
=
𝑪
𝟏𝟐
− 𝑴 𝑪𝑶 [ 𝑲𝒎𝒐𝒍] = 0.056718954
𝑴 𝑯 𝟐
= 𝑲𝑴 𝑪𝑶 [ 𝑲𝒎𝒐𝒍] = 0.006968954
𝑴 𝑯 𝟐 𝑶 =
𝑯
𝟐
− 𝑴 𝑯 𝟐
[ 𝑲𝒎𝒐𝒍] = 0.065531046
𝑴 𝑵 𝟐
= 𝟎. 𝟕𝟗𝜶𝑳 𝑶 [ 𝑲𝒎𝒐𝒍] = 0.363964286
La cantidad total de los productos de la combustión es:
𝑴 𝟐 = 𝑴 𝑪𝑶 + 𝑴 𝑪𝑶 𝟐
+ 𝑴 𝑯 𝟐
+ 𝑴 𝑯 𝟐 𝑶 + 𝑴 𝑵 𝟐
=
El incremento de volumen: ∆𝑀 = (𝑀2) 𝛼<1 − 𝑀1
H/C ( K)
0.14 0.45
0.169590643 k
0.19 0.5
0.507714286 (Kmol/Kmol comb)

23. ∆𝑴 = 𝟎. 𝟓𝟎𝟕𝟕𝟏𝟒𝟐𝟖𝟔 − 𝟎. 𝟒𝟔𝟗𝟎𝟒𝟕𝟔𝟏𝟗 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟖𝟔𝟕 𝑲𝒎𝒐𝒍
Masa molecular aparente del aire: 𝝁 𝒂 =
𝐥𝐨
𝐋𝐨
= 𝟐𝟗. 𝟐𝟐
Insuficiencia de oxigeno
Cantidad de aire estequiométrico: 𝑴 𝟐𝟎 =
𝐂
𝟏𝟐
+
𝐇
𝟐
+ 𝟎. 𝟕𝟗 𝑳 𝟎 = 𝟎. 𝟓𝟒𝟖𝟏𝟓𝟒𝟕𝟔𝟐
Exceso de aire: 𝑴 𝟐𝜶 = 𝑴 𝟐𝟎 − 𝑴 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟎𝟒𝟒𝟎𝟒𝟕𝟔
Coeficiente de fracción volumétrica: 𝒓 𝟎 = −
𝑴 𝟐𝟎
𝑴 𝟐
= 𝟏. 𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟐𝟎𝟑𝟓
Coeficiente de fracción volumétrica de: 𝒓 𝜶 =
𝑴 𝟐𝜶
𝑴 𝟐
= 𝟎. 𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟐𝟎𝟑𝟓
𝒓 𝟎 − 𝒓 𝜶 = 𝟏
El coeficiente teórico de variación molecular se determina por:
𝜇 𝑜 = 1 +
∆𝑀
𝑀1
=
𝑀2
𝑀1
=
0.50778
0.4695
= 1.082

24. 4.1. PARAMENTROS DEL PROCESO DE ADMISIÓN
DIAGRAMA DE P-V SIN SOBREALIMENTACION
4.1.1. PRESIÓN EN EL CILINDRO EN EL PROCESO DE ADMISIÓN.
Para nuestro caso el motor no es sobrealimentado
Presión al final de la admisión
𝑷 𝑲 = 𝑷 𝑶 𝒚 𝝆 𝒌 = 𝝆 𝒐
𝑷 𝒂 = 𝑷 𝒌 − ∆𝑷 𝒂
Perdidas hidráulicas en el múltiple de admisión
∆𝑷 𝒂 = 𝑷 𝒌 − 𝑷 𝒂 = (𝜷 𝟐
+ 𝛏 𝒂𝒅
)
𝝎 𝒂𝒅
𝟐
𝟐
𝝆 𝒌 𝟏𝟎−𝟔 [ 𝑴𝑷𝒂]
Calculo de la densidad de la carga fresca:

25.  𝑻 𝟎= 𝟐𝟖𝟖°𝑲 y presión de Po = 0.068MPa; con
𝜌𝑜 =
𝑃𝑜
𝑅 𝑎 𝑇𝑜
∗ 106
=
0.068 ∗ 28.96 ∗ 106
284.53 ∗ 288
= 0.898254
𝑘𝑔
𝑚3
 La suma de ( 𝛽2
+ ξ 𝑎𝑑 ) = 2,5… … 4,0 Asumimos : 3
 𝛽 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑟𝑡𝑖𝑔𝑢𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑐𝑎
 ξ 𝑎𝑑 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑟𝑡𝑔𝑢𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑐𝑎
 Velocidad del aire en el múltiple de admisión ( 𝜔 𝑎𝑑 = 50 − 130𝑚/𝑠) tomamos:
100m/s
Finalmente
𝑷 𝒂 = 𝑷 𝟎 − ∆𝑷 𝒂
Presión al final de la admisión: 𝑷 𝒂 = 𝑷 𝑶 − (𝜷 𝟐
+ 𝛏 𝒂𝒅
)
𝝎 𝒂𝒅
𝟐
𝟐
𝝆 𝒐 𝟏𝟎−𝟔
𝑷 𝒂 = 𝟎. 𝟎𝟔𝟖 −
𝟑 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝟐
𝟐
∗ 𝟎. 𝟖𝟐𝟐𝟒𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟔
= 𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟓𝟓𝟐𝟔𝟐𝟐 𝑴𝑷𝒂
∆𝑷 𝒂 = 𝑷 𝟎 − 𝑷 𝒂 = 0.012447378

26. 4.4.2. GASES RESIDUALES YCOEFICIENTE DE GASES RESIDUALES.
𝑻 𝑲 = 𝑻 𝑶
𝜸 𝒓 =
𝑴 𝒓
𝑴 𝟏
Coeficientes de gases residuales: 𝜸 𝒓 =
𝑻 𝒐+∆𝑻
𝑻 𝒓
∗
𝑷 𝒓
𝝐𝑷 𝒂−𝑷 𝒓
 ∆𝑇 : Temperatura de calentamiento de la carga varía entre 0 a 20° k para
los motores de formación externa de los gases; asumiremos un valor
promedio de 15°C.
 Tr: este valor se asume de 900-1000°k para motores a gasolina
tomamos:940°k
 Pr: se debe asumir de (1,1…….1, 25) tomamos: 1,25*P0:
 Relación de compresión
Pr = 1.25*0.068 = 0.085 MPa.
Finalmente: coeficiente de gases residuales (0.03-0.06)
𝜸 𝒓 =
𝟐𝟖𝟖 + 𝟏𝟓
𝟗𝟒𝟎
∗
𝟎. 𝟎𝟖𝟓
𝟏𝟏. 𝟖 ∗ 𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟓𝟓𝟐𝟔𝟐𝟐 − 𝟎. 𝟎𝟖𝟓
= 𝟎. 𝟎𝟒𝟖𝟎𝟐𝟒𝟒𝟏𝟖
Para E.CH. 𝜸 𝒓<0.03-0.06> esta dentro de lo admisible (sin
sobrealimentación para motores de 4 tiempos)
𝑴 𝒓 = 𝑴 𝟏∗ 𝜸 𝒓 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟐𝟓𝟐𝟓𝟕𝟑𝟗𝑲𝒎𝒐𝒍
Ɛ= 11.8

27. 4.2.-TEMPERATURAS EN LA ADMISIÓN
La temperatura al final de la admisión, para Tk = To se determina mediante la
ecuación:
𝑻 𝒂 =
𝑻 𝒐 + ∆𝑻 + 𝜸 𝒓 𝑻 𝒓
𝟏 + 𝜸 𝒓
=
𝟐𝟖𝟖 + 𝟏𝟓 + 𝟎. 𝟎𝟒𝟖𝟎𝟐𝟒𝟒𝟏𝟖 ∗ 𝟗𝟒𝟎
𝟏 + 𝟎. 𝟎𝟒𝟖𝟎𝟐𝟒𝟒𝟏𝟖
= 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗𝟕𝟑𝟒𝟑°𝑲
Coeficiente de llenado o rendimiento volumétrico
Par evaluar la calidad de admisión y para saber si el cilindro fue saturado en su
totalidad con carga fresca en su totalidad.
Siendo: Tk = To; Pk = Po.
𝜑 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑟𝑎𝑝𝑖𝑑𝑜𝑠(0.75 − 0.859
𝜖=11.8, además 𝜑 = 0.8(por que estamos asumiendo)
η𝑣
= 𝜑1
𝜖
(𝜖 − 1)
𝑃𝑎
𝑃 𝑘
𝑇𝑘
𝑇𝑎(1 + 𝛾𝑟 )
=
0.8 ∗ 11.8
10.8
∗
𝟎. 𝟎𝟓𝟓
0.068
∗
288
𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗𝟕𝟑(1 + 𝟎. 𝟎𝟒𝟖)
= 𝟎. 𝟖𝟑𝟒𝟎
Los valores permisibles del coeficiente de llenado son:
η𝑣
: 0,8……..0, 9 lentos sin turbo
𝜼 𝒗
: 0,75……0,85 rápidos sin turbo…………….si cumple
η𝑣
: 0,9……….0, 98 sobre alimentados

28. 4.3. PARÁMETROS DE COMPRESIÓN
El cálculo de los parámetros del proceso de compresión se realiza mediante un
balance de energía en el tramo a-c.
Diagrama (p-v) para gasolina
Determinando:
𝑴 𝟐𝒂 = 𝑴 𝟐𝑶 − 𝑴 𝟐
𝑴 𝟐𝑶 =
𝒄
𝟏𝟐
+
𝑯
𝟐
+ 𝟎. 𝟕𝟗𝑳 𝟎
𝒓 𝟎 =
𝑴 𝟐𝑶
𝑴 𝟐
= 𝟏. 𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟔
𝒓 𝒂 =
𝑴 𝟐𝒂
𝑴 𝟐
= 𝟎. 𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟔
Comprobando:
𝒓 𝟎 − 𝒓 𝒂 = 𝟏

29. Para gasolineros: ∝< 𝟏
𝐪 𝟏=
(𝟏−𝛄 𝐫∗𝐫 𝐚)
𝟏+𝛄 𝐫
; 𝐪 𝟐 =
𝛄 𝐫∗𝒓 𝟎
𝟏+𝛄 𝐫
𝒒 𝟏=
(𝟏−𝜸 𝒓∗𝒓 𝒂)
𝟏+𝜸 𝒓
=
𝟏−𝟎.𝟎𝟒𝟖𝟎∗𝟎.𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟔
𝟏+𝟎.𝟎𝟒𝟖𝟎
=0.950526286
𝐪 𝟐 =
𝛄 𝐫∗𝒓 𝟎
𝟏+𝛄 𝐫
=
𝟎.𝟎𝟒𝟖𝟎∗𝟏.𝟎𝟕𝟗𝟔𝟓𝟔
𝟏+ 𝟎.𝟎𝟒𝟖𝟎
=0.049473714
𝐪 𝟏 + 𝐪 𝟐 = 𝟏
Finalmente:
𝑞1( 𝑈𝐶 − 𝑈 𝑎) + 𝑞2( 𝑈" 𝐶 − 𝑈" 𝑎 ) −
𝑅
𝑛1 − 1
( 𝑇𝑐 − 𝑇𝑎) = 0
Determinamos: 𝑈” 𝑎 y 𝑈 𝑎 para: 𝑇𝑎 = 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗°𝐾 𝑞1 = 𝟎. 𝟗𝟓𝟎𝟓 𝑦 q2 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟗𝟒
𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑎 0C: 𝑇𝑎 = 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗 − 273 = 𝟓𝟗. 𝟏𝟖𝟗𝟕 OC

30. Interpolando para 𝑈 𝑎 :
𝑈 𝑎 = 1192.67
𝐾𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
De igual manera interpolamos para 𝑈” 𝑎 ( 𝛼 = 0.9) :
Ta(ºC)
Ua
(KJ/Kmol)
0 0
59.18973431 Ua
100 2015

31. 𝑈” 𝑎 = 13048.37
𝐾𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
Nos falta determinar 𝑇𝐶:
Siendo: 𝑇𝐶 = 𝑇𝑎Ԑ 𝑛1−1
aquí asumimos valores de 𝑛1 los menores posibles:
Para motores a gasolina: 𝑛1 = 1.30 − 1.37
Tomamos un valor de 𝑛1 = 1.3
𝑻 𝑪 = 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗(𝟏𝟏. 𝟖) 𝟏.𝟑−𝟏
= 𝟔𝟗𝟔. 𝟓𝟒 0
K:
Ta(ºC) U"a (KJ/Kmol)
0 0
59.18973431 U"a
100 22045

32. Interpolamos para 𝑻 𝑪 = 𝟔𝟗𝟔. 𝟓𝟒0K -273°K=423.5476 °K e interpolamos valores para 𝑈” 𝑐 y
𝑈𝑐
Para determinar 𝑈𝑐 :
Interpolando:
𝑼 𝒄 = 𝟗𝟏𝟏𝟓. 𝟒𝟎𝟓
𝑲𝑱
𝒌𝒎𝒐𝒍
ENERGIA INTERNA DE LOS GASES
Tc(ºC)
Uc
(KJ/Kmol)
300 6364
423.5476149 Uc
400 8591

33. Para hallar 𝑈” 𝑐 :
(De la tabla 4) y para ( 𝛼 = 0.9)
𝑼” 𝒄 = 𝟗𝟗𝟔𝟓𝟐. 𝟖𝟒
𝑲𝑱
𝒌𝒎𝒐𝒍
ENERGIA INTERNA DE LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION
Tc(ºC) Uc" (KJ/Kmol)
300 6916.5
423.5476149 U"c
400 9384.2

34. Remplazando en la ecuación:
𝑞1( 𝑈𝐶 − 𝑈 𝑎) + 𝑞2( 𝑈" 𝐶 − 1301 )−
𝑅
𝑛1 − 1
( 𝑇𝑐 − 𝑇𝑎) = 𝐵
n(1) 1.3
R= 8.314 KJ/Kmol*ºC
Tc= 423.5476149 °C
Ta= 59.18973431 °C
𝑩 = 𝟏𝟕𝟏𝟕. 𝟖𝟑𝟖𝟓𝟔𝟐
Asumimos un nuevo valor para 𝑛1 = 1.38
𝑻 𝑪 = 𝑻 𝒂Ԑ 𝒏 𝟏−𝟏
= 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗(𝟏𝟏. 𝟖) 𝟏.𝟑𝟖−𝟏
= 𝟖𝟒𝟖. 𝟓𝟗𝟔C
Interpolamos para 𝑇𝐶 = 848.5960C-273°C= 575.596 e interpolamos valores para 𝑈” 𝑐 y 𝑈𝑐
Para 𝑈𝑐 :
𝑼 𝒄 = 𝟏𝟐𝟔𝟕𝟕. 𝟖𝟔𝒌𝒋/𝑲𝒎𝒐𝒍
𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑈” 𝑐 𝑦 𝑐𝑜𝑛 ( 𝛼 = 0.9) :
𝑼” 𝒄 = 𝟏𝟑𝟗𝟑𝟐𝟑. 𝟏𝟑𝒌𝒋/𝑲𝒎𝒐𝒍
𝑞1( 𝑈𝐶 − 𝑈 𝑎) + 𝑞2( 𝑈" 𝐶 − 𝑈" 𝑎 ) −
𝑅
𝑛1 − 1
( 𝑇𝑐 − 𝑇𝑎) = 𝐵
ENERGIA INTERNA DE LOS GASES
Tc(ºC)
Uc
(KJ/Kmol)
500 10890
575.5967615 Uc
600 13255
ENERGIA INTERNA DE LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION
Tc(ºC) Uc (KJ/Kmol)
500 119386
575.5967615 U"c
600 145759

35. 𝑩 = 𝟓𝟖𝟔𝟓. 𝟖𝐊𝐉/𝐊𝐦𝐨𝐥
INTERPOLANDO PARA HALLAR EL VERDADERO VALOR DE B
B n(1)
1717.84 1.3
0 n
5865.81 1.38
Hallando 𝑛1 = 𝟏. 𝟐𝟔𝟔𝟖 definitivo o real
Para motores a gasolina: 𝑛1 = 𝟏. 𝟐𝟔𝟔𝟖 (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑅𝑒𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎 𝑙𝑎 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛)
Calculamos
𝑷 𝑪 = 𝑷 𝒂Ԑ 𝒏 𝟏−𝟏
Y 𝑻 𝑪 = 𝑻 𝒂Ԑ 𝒏 𝟏−𝟏
𝑷 𝑪 = 𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟓𝟓 (𝟏𝟏. 𝟖) 𝟏.𝟐𝟔𝟔𝟖
= 𝟏. 𝟐𝟔𝟔𝟓𝟗𝑴𝒑
𝑻 𝑪 = 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗(𝟏𝟏. 𝟖) 𝟏.𝟐𝟔𝟔𝟖−𝟏
= 𝟔𝟒𝟏. 𝟖𝟓𝟔𝟔°K
n(1) 1.38
R= 8.314 KJ/Kmol*ºC
Tc= 575.5967615 °C
Ta= 59.18973431 °C

36. 4.4. PROCESO DE COMBUSTION
Entonces el primer miembro de la ecuación:
ξ 𝑧
(𝐻 𝑢 − (∆𝐻 𝑢) 𝑞𝑢𝑖𝑚)
(1 + 𝛾𝑟 ) 𝑀1
+
𝑈𝑐 + 𝛾𝑟 𝑈′′
𝑐
1 + 𝛾𝑟
= 𝐴
Para gasolina:
ξ 𝑧
= 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑣𝑒𝑐ℎ𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟: 0.8-0.9 tomamos: ξ 𝑧
= 0.85
𝐻 𝑢 = 44000
𝐾𝐽
𝐾𝑔
(∆𝐻 𝑢) 𝑞𝑢𝑖𝑚 = 𝐴(1 − 𝛼) 𝐿 𝑂
A: (110…………120*106) tomamos: 120 ∗ 106
(∆𝑯 𝒖
) 𝒒𝒖𝒊𝒎 = 𝟏𝟐𝟎 ∗ 𝟏𝟎 𝟔( 𝟏 − 𝜶) 𝑳 𝒐 = 𝟏𝟐𝟎 ∗ 𝟏𝟎 𝟔
∗ ( 𝟏 − 𝟎. 𝟗) 𝟎. 𝟓𝟏𝟐 = 𝟔, 𝟏𝟒𝟐. 𝟖𝟓
𝑲𝑱
𝒌𝒎𝒐𝒍
𝛾𝑟 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟖 (Cálculos anteriores)
𝑀1 = 𝟎. 𝟒𝟔𝟗𝟎 𝑘𝑚𝑜𝑙
Para calcular: 𝑼 𝑪=( 𝝁𝑪 𝒗) 𝑻 𝑪
Sabemos: 𝑻 𝑪 = 𝟔𝟒𝟏. 𝟖𝟓𝟔𝟔0K =368.8566°C recurrimos ala tabla 1

37. Interpolamos:
𝜇𝐶 𝑣 = 21.373
𝐾𝐽
𝐾𝑚𝑜𝑙𝐶
𝑈𝐶= ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝑇𝐶 = 21.883 ∗ 560.918 = 7883.742
𝐾𝐽
𝐾𝑚𝑜𝑙
Nos queda calcular: ( 𝜇𝐶 𝑣)′′
𝑧
para calcular este valor recurrimos a la tabla
INTERPOLANDO DE LA TABLA 1
Tc(ºC) uCv(KJ/(Kmol.ºC)
400.00 21.78
368.8566993 uCv
500.00 22.09

38. 𝑈" 𝐶 = ( 𝜇𝐶 𝑣)"𝑇𝐶
Calor específico de los productos al final del proceso de compresión:
( 𝜇𝐶 𝑣)′′
𝑐
= ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐶𝑂 𝑟𝐶𝑂 + ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐶𝑂2
𝑟𝐶𝑂2
+ ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐻2
𝑟 𝐻2
+ ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐻2 𝑂 𝑟 𝐻2 𝑂 + ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝑁2
𝑟 𝑁2
Interpolando para cada uno de los términos para T=368.85669°C.
TABLA 1
Tc=500 ºC Tc=600 ºC 368.8566993
CO2 36.258 37.438 34.71050905
CO 21.784 22.11 21.35647284
H2O 27.315 27.88 26.57404035
H2 20.934 21.001 20.84613399
N2 21.449 21.729 21.08179876
𝑀2 = 𝟎. 𝟓𝟎𝟕𝟕
Nos Falta Calcular:
𝑟𝐶𝑂 =
𝑀 𝐶𝑂
𝑀2
=
0.014946 𝑘𝑚𝑜𝑙
0.510626 𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0.02862
𝑟𝐶𝑂2
=
𝑀 𝐶𝑂2
𝑀2
=
0.056304 𝑘𝑚𝑜𝑙
0.510626 𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0.1117
𝑟 𝐻2
=
𝑀 𝐻2
𝑀2
=
0.0067257 𝑘𝑚𝑜𝑙
0.510626 𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0.0137
𝑟 𝐻2 0 =
𝑀 𝐻2 𝑂
𝑀2
=
0.0657743 𝑘𝑚𝑜𝑙
0.510626 𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0.129
𝑟 𝑁2
=
𝑀 𝑁2
𝑀2
=
0.366876𝑘𝑚𝑜𝑙
0.510626 𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0.7168
122 22
 NOOHCOCO rrrrr

39. Finalmente reemplazando:
( 𝜇𝐶 𝑣)′′
𝑐
= ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐶𝑂 𝑟𝐶𝑂 + ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐶𝑂2
𝑟𝐶𝑂2
+ ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐻2
𝑟 𝐻2
+ ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝐻2 𝑂 𝑟 𝐻2 𝑂 + ( 𝜇𝐶 𝑣) 𝑁2
𝑟 𝑁2
Calor especifico de los prod. De combustión al final del proceso compresión
( 𝜇𝐶 𝑣)′′
𝑐
= 23.3178
𝐾𝐽
𝐾𝑚𝑜𝑙. °𝐶
Energía interna de 1mol de prods. De combustión al final del proceso compresión
𝑈" 𝐶 = ( 𝜇𝐶 𝑣)"𝑇𝐶 = 23.31788 ∗ 368.8566 = 8600.9396
𝐾𝐽
𝐾𝑚𝑜𝑙. °𝐶
ξ 𝑧
(𝐻 𝑢 − (∆𝐻𝑢) 𝑞𝑢𝑖𝑚)
(1 + 𝛾𝑟 ) 𝑀1
+
𝑈𝑐 + 𝛾𝑟 𝑈′′
𝑐
1 + 𝛾𝑟
= 𝜇 𝑟 𝑈" 𝑧 = 𝐴
73378.8185 = 𝜇 𝑟 𝑈" 𝑧 = 𝐴
𝜇 𝑜 =
𝑀2
𝑀1
= 1.08243
Entonces el coeficiente real de variación molecular:
𝜇 𝑟 =
𝜇 𝑜 + 𝛾𝑟
1 + 𝛾𝑟
=
1.08243 + 𝟎. 𝟎𝟒𝟖𝟎𝟐
1 + 𝟎. 𝟎𝟒𝟖𝟎𝟐
= 1.0786589
𝑼" 𝒛 =
𝑨
𝝁 𝒓
=
𝟕𝟑𝟑𝟕𝟖.𝟖𝟏𝟖𝟓
𝟏.𝟎𝟕𝟖𝟔𝟓
=68027.81861KJ/Kmol
Utilizamos la tabla 4 para hallar la temperatura 𝑇𝑍:

40. Interpolamos:
PARA ENCONTRAR EL VERDADERO VALOR DE (Tz)
Uz"(MJ/Kmol) Tz(ºC)
70.54 2400
68.02781861 Tz
73.88 2500
𝑇𝑍 = : 𝟐𝟑𝟐𝟒. 𝟕𝟖𝟒𝟗0C
𝑇𝑍 = : 𝟐𝟑𝟐𝟒. 𝟕𝟖𝟒𝟗 + 273 = 𝟐𝟓𝟗𝟕. 𝟕𝟖𝟒°𝐾
Ahora podemos calcular:

41. Grado de elevación de la presión durante la combustión: ⋋= 𝜇 𝑟
𝑇 𝑍
𝑇 𝐶
= 4.3656
Presión teórica al final de la combustión
𝑃 𝑍 = 𝜇 𝑟
𝑇𝑍
𝑇𝐶
𝑃 𝐶 = 5.5295𝑀𝑝
CALCULO DE LA PRESION MAXIMA AL FINAL DE LA COMBUSTION
Asumimos φ 𝑍: 0.85
𝑷 𝒁𝑹𝑬𝑨𝑳 = 𝛗 𝒁 𝑷 𝒁 = 𝟎. 𝟖𝟓 ∗ 𝟓. 𝟓𝟐𝟗𝟓𝑴𝒑 = 𝟒. 𝟕𝟎𝟎𝟎𝟗𝟓 𝑴𝒑
Es importante calcular la presión de combustión ya que dé el dependen el cálculo del
balance dinámico y cinemático y dimensiones del motor y la temperatura para hacer un
balance en el radiador.
4.5. PROCESO DE EXPANSIÓN
Q zb : Calor que desprende el combustible durante la expansión
Ub y Uz : Energias internas en "b" y "z"
Lzb : Trabajo de expansión
Asumimos 𝑛2 = 1.24 que para gasolineros 𝑛2 = 1.23 − 1.30, la presión al final de la
expansión 𝑃𝑏 se halla mediante:
𝑃𝑏 =
𝑃𝑧
𝜖 𝑛2
=
4.700095
11.81.24
𝑃𝑏 = 0.2202𝑀𝑃𝑎
zbzbzb LUUQ 

42. La temperatura al final de la expansión será:
𝑇𝑏 =
𝑇𝑧
𝜖 𝑛2 −1
=
𝟐𝟓𝟗𝟕. 𝟕𝟖𝟒
11.80.24
=
𝑇𝑏 = 1436.65° 𝐾
Ecuación general de energía:
Coeficiente de aprovechamiento de calor:
Calculando A:
A= -2489.438629
CON EL VALOR VERDADERO DE "Tz" ENCONCONTRAMOSUzy U"zPOR INTERPOLACIÓN
HALLANDO Uz HALLANDO U''z
Tz (°C) Uz (KJ/Kmol) Tz (°C) Uz'' (KJ/Kmol)
2400 62090 2400 70543.2
2324.784988 Uz 2324.784988 U"z
2500 64979 2500 73882
Uz= 59917.03831 KJ/Kmol U"z= 68031.92119 KJ/Kmol
CON "Tz"
ENCONTRAMOS
"Tb" PARA (n2) = 1.23
=1472.550987 K
=
1199.550987°C
0.82 motoresa gasolinaestaenel rango de (0.82 - 0.87)
)""()()(
1)(
)(
0
201
bzbzbz
r
uzb
UUrUUrTT
n
R
M
H








A
M
H
r
uzb



)(
)(
01 

)""()()(
1
0
2
bzbzbz UUrUUrTT
n
R
B 

 
b

43. UTILIZAMOS "Tb" PARA INTERPOLAR LOS VALORES DE Ub y U"b EN LAS TABLAS 2 Y 4
HALLANDO Ub HALLANDO U''b
Tb (° C ) Ub(KJ/Kmol) Tb( °C ) U"b(KJ/Kmol)
0 0 0 0
1199.550987 Ub 1199.550987 U"b
1400 33951 1400 38053.1
Ub= 29089.96826 KJ/Kmol U''b= 32604.73833 KJ/Kmol
NUEVO VALOR DE B:
B= -29.70596221
Asumimos un nuevo valor “n2”para interpolar valores que balanceen la
ecuación:
CON "Tz" ENCONTRAMOS "Tb" PARA (n2) = 1.3
1238.906697 °K = 965.9066973 °C
UTILIZAMOS "Tb" PARA INTERPOLAR LOS VALORES DE Ub y U"b
HALLANDO Ub HALLANDO U''b
Tb( °C ) Ub(KJ/Kmol) Tb( °C ) U"b(KJ/Kmol)
0 0 0 0
965.9066973 Ub 965.9066973 U"b
1100 25899 1100 28856.9
Uz= 22741.83414 KJ/Kmol U"z= 25339.15725 KJ/Kmol
Calculamos B:
B= -11395.36312
INTERPOLANDO VALORES PARA HALLAR EL VERDADERO VALOR DE n2:
B n(2)
-29.70596221 1.23
-2489.438629 n2 n(2) = 1.245149259 VALOR REAL
-11395.36312 1.3

44. 4.6.TEMPERATURA FINAL EN EL PROCESO DE EXPANSION (Tb)
𝑻 𝒃 =
𝑻 𝒛
𝝐 𝒏 𝟐−𝟏
=
𝟐𝟓𝟗𝟕. 𝟕𝟖𝟒
𝟏𝟏. 𝟖 𝟎.𝟐𝟒𝟓𝟏𝟒𝟗𝟐𝟓𝟗
= 𝟏𝟒𝟏𝟖. 𝟓𝟎𝟗°𝐊
PRESION FINAL EN EL PROCESO DE EXPANSION (Pb)
𝑷 𝒃 =
𝑷 𝒛
𝝐 𝒏 𝟐
=
𝟒. 𝟕𝟎𝟎𝟎𝟗𝟓
𝟏𝟏. 𝟖 𝟏.𝟐𝟒𝟓𝟏𝟒𝟗𝟐𝟓𝟗
= 𝟎. 𝟐𝟏𝟕𝟒𝟗𝟕𝟏𝟓𝟏𝐌𝐏𝐚
4.7. PARÁMETROS INDICADOS Y PARÁMETROS EFECTIVOS.
Le = Li – Lm
Ne = Ni – Nm
Le – trabajo efectivo
Li – trabajo indicado
Lm – trabajo por pérdidas mecánicas
Ne – potencia efectiva
Ni – potencia indicada
Nm – potencia que se gasta en las perdidas mecánicas
4.8. PARÁMETROS INDICADOS
Presión media indicada calculada del diagrama indicado para un motor a gasolina

45. ( 𝑃𝑖)𝑐𝑎𝑙 = 𝑃𝑎
𝜀 𝑛1
𝜀 − 1
[
𝜆
𝑛2 − 1
(1 −
1
𝜀 𝑛2−1
) −
1
𝑛1 − 1
(1 −
1
𝜀 𝑛1 −1
)]
( 𝑃𝑖) 𝑐𝑎𝑙 = 0.058
11.8 𝟏.𝟐𝟔𝟔
11.8 − 1
[
4.3656
1.245 − 1
(1 −
1
11.81.245 −1
) −
1
1.2668 − 1
(1 −
1
11.81.2668 −1
)]
( 𝑷𝒊) 𝒄𝒂𝒍 = 𝟎. 𝟕𝟑 𝟔𝟎𝟔𝟑𝑴𝑷𝒂
Presión media indicada real
𝑷𝒊 = 𝝋𝒊( 𝑷𝒊)𝒄𝒂𝒍
𝝋𝒊: Coeficiente de redondeo o plenitud del diagrama indicado (0.95 – 0.97)
asumimos un valor de 𝝋𝒊 = 𝟎. 𝟗𝟕.
𝑷𝒊 = 𝟎. 𝟗𝟕 ∗ 𝟎. 𝟕𝟑𝟔𝟎𝟔𝟑 = 𝟎. 𝟕𝟏𝟑𝟗𝟖𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑷𝒂
Potencia indicada (para un motor de 4 tiempos y de 8 cilindros):
Vh= 0.546145154
N i = 89.68558436 Kwats
P i = 0.71398111MPa
n = 3450 RPM
t×
×××

30
nViP
N hi
i
niP
N
V
i
i
h
××
××

t30

46. Consumo específico indicado de combustible:
Po= 0.068
To= 288
ηv= 0.78137471
𝛼 = 0.9 𝒀 𝒍 𝒐=𝟏𝟒.𝟗𝟓𝟔𝟓𝟐𝟏
𝝆𝒐 =
𝑷 𝒐
𝑹 𝒂 𝑻 𝒐
∗
𝟏𝟎 𝟔
𝑲𝒈
𝒎 𝟑
= 𝟎. 𝟖𝟐𝟐𝟒
𝒈𝒊 = 𝟑𝟔𝟎𝟎
𝜼 𝒗 𝝆 𝒐
𝑷𝒊 𝜶𝒍 𝒐
= 𝟑𝟔𝟎𝟎 ∗
𝟎. 𝟕𝟖𝟏𝟑 ∗ 𝟎. 𝟖𝟐𝟐𝟒
𝟎. 𝟕𝟏𝟑𝟗𝟖 ∗ 𝟎. 𝟗 ∗ 𝟏𝟒. 𝟗𝟓𝟔𝟓𝟐
𝒈𝒊 = 𝟐𝟓𝟗. 𝟐𝟒
𝒈𝒓
𝑲𝑾𝒉
Rendimiento indicado:
𝜂𝑖 = 0.32
4.9. PARÁMETROS EFECTIVOS
Parámetros principales del ciclo. La fracción de la presión indicada que se gasta al
vencer la fricción y accionar los mecanismos auxiliares se determina recurriendo a
los coeficientes experimentales:
𝑃𝑚 = 𝐴 + 𝐵𝑣 𝑝
Donde 𝑣 𝑝 es la velocidad media del pistón (m/s); 𝑣 𝑝 = 10 − 16 𝑚/𝑠 asumimos la
velocidad media del pistón de 𝑣 𝑝 = 15𝑚/𝑠.
iu
i
gH
)10(6.3 3
h

47. Valores de los coeficientes A y B para motores gasolineros:
Al tratarse de un motor lentos η𝑣
= 𝟎. 𝟕𝟖𝟏𝟑𝟕𝟒𝟕𝟏 que está entre los valores de
0,8…..0.9 que corresponde a los motores lentos sin turbo.
Entonces S/D > 1 A = 0.05 B = 0.0155
A= 0.05
B= 0.0155
Vp= 15 m/s
Po= 0.068 M Pasc.
 Hallando la presión media de pérdidas mecánicas
𝑷 𝒎 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟗𝟐𝟏𝑴𝑷 𝒂
Entonces la presión media efectiva del ciclo será:
𝑷 𝒆 = 𝑷𝒊 − 𝑷 𝒎 = 𝟎. 𝟕𝟏𝟑𝟗𝟖 − 𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟗𝟐𝟏
𝑷 𝒆 = 𝟎. 𝟕𝟏𝟐𝟎𝟔𝟎𝟏𝟏 𝑴𝑷𝒂
𝑵 𝒆 = 𝟖𝟗. 𝟒𝟖𝟒𝑲𝒘
nVhi
Nm
Pm
**
*
*30
t

NmNiNe 
[ ]MpaPoBVpAPm )(1.0 







i
e
ie
P
P
NN

48.  Potencia perdidas mecánicas:
𝑁 𝑚 = 0.24141
 El rendimiento mecánico:
𝜂 𝑚 = 0.99730
 Eficiencia efectiva:
𝜼 𝒆 = 𝜼 𝒎 ∗ 𝜼 𝒊 = 𝟎. 𝟑𝟏𝟗𝟏𝟑𝟗
 El consumo especifico efectivo de combustible (g/Kw-h):
𝒈 𝒆 =
𝒈𝒊
𝜼 𝒎
= 𝟐𝟓𝟗. 𝟗𝟑𝟗𝟑𝟕
𝒈
𝑲𝑾𝒉
 Consumo horario del combustible:
𝑮 𝒄 = 𝟐𝟑. 𝟐𝟔𝟎𝟒𝟏𝟐𝑲𝒈𝒓/𝒉
 Cantidad másica real del combustible.
 Consumo horario del aire:
𝐺𝑎 = 313.1054𝐾𝑔𝑟/ℎ
)(KwNNN eim

i
e
m
N
N
h
mie hhh ×
eec NgG ×
ca GlG 0

49. 4.10.PARÁMETROS PRINCIPALES DIMENSIONESDELMOTOR
 Cilindrada total del motor:
𝒊𝑽 𝒉 = 𝟒. 𝟑𝟕𝟏𝟏 𝑳𝒕𝒓𝒔
 Volumen de trabajo de un cilindro:
𝑉ℎ = 0.546387 𝐿𝑡𝑟𝑠
 Relación S/D>1 para motores lentos:
S/D=J=1.2
 Diámetro del cilindro:
𝐷 = 83.3828 𝑚𝑚
 Carrera del pistón:
𝑆 = 100.05939 𝑚𝑚
 El nuevo valor de Vh:
𝑉ℎ = 0.546387 𝐿𝑡𝑟
 La velocidad media del pistón resultara:
𝑉𝑝 = 11.5068 𝑚𝑚/𝑠𝑒𝑔
ltr
nP
N
iV
e
e
h
t30

ltr
niP
N
V
e
e
h
t30

)(
43 mm
J
V
D h
p

)(
4
2
mm
D
V
S h
p

)(
4
2
ltrSDVh
p

segm
Sn
Vp /
30


50. CONCLUSIONES
El análisis de cada uno de los procesos y el cálculo de estos permiten determinar los
parámetros de diseño del ciclo, la potencia del motor, así como la presión de los
gases en el espacio útil del cilindro en función del ángulo de rotación del cigüeñal.
Sin embargo algunos de los parámetros fueron asumidos puesto que no se tiene
información especificada pero siempre respetando el rango de dichos parámetros y
tomando valores medios para no afectar a sus demás relaciones.
Existen motores diésel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres
por carretera) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción
ferroviaria).
La principal ventaja de los motores diésel, comparados con los motores a gasolina,
es su bajo consumo de combustible
Diésel es más pesado y más grasa en comparación con la gasolina, y tiene un punto
de ebullición más alto que el del agua. Y los motores diésel están atrayendo una
mayor atención debido a una mayor eficiencia y rentabilidad.
En automoción, las desventajas iníciales de estos motores (principalmente precio,
costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras
como la inyección electrónica y el turbocompresor.
El motor diésel emite gases tóxicos en menor escala debido a que la densidad del
combustible diésel en bajo. Que un motor a gasolina.
a) Se obtuvo en el proceso de admisión que:
𝑷𝒂 = 𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟓𝟓𝟐𝟔𝟐𝟐 𝑴𝑷𝒂
𝑻 𝒂 = 𝟑𝟑𝟐. 𝟏𝟖𝟗𝟕𝟑𝟒𝟑°𝑲
b) Se obtuvo en el proceso de compresión que:
𝑻 𝑪 = 𝟔𝟗𝟔. 𝟓𝟒 𝐊 𝑶
𝑷 𝑪 = 𝟏. 𝟐𝟔𝟔𝟓𝟗𝑴𝒑
c) Se obtuvo en el proceso de combustión:
𝑻 𝒁 = 𝟐𝟓𝟗𝟕. 𝟕𝟖𝟒°𝑲
𝑷 𝒁 = 𝟓. 𝟓𝟐𝟗𝟓𝑴𝒑
𝑷 𝒁𝑹𝑬𝑨𝑳 = 𝟒. 𝟕𝟎𝟎𝟎𝟗𝟓𝑴𝒑
d) Se obtuvo en el proceso de expansión:
𝑷 𝒃 = 𝟎. 𝟐𝟐𝟎𝟐𝑴𝑷𝒂
𝑻 𝒃 = 𝟏𝟒𝟑𝟔. 𝟔𝟓° 𝑲

51. e) Se obtuvo los siguientes parámetros efectivos:
𝑷 𝒆 = 𝟎. 𝟕𝟏𝟐𝟎𝟔𝟎𝟏𝟏 𝑴𝑷𝒂
𝑵 𝒆 = 𝟖𝟗. 𝟒𝟖𝟒𝑲𝒘
𝜼 𝒆 = 𝟎. 𝟑𝟏𝟗𝟏𝟑𝟗
𝒈 𝒆 = 𝟐𝟓𝟗. 𝟗𝟑𝟗𝟑𝟕
𝒈
𝑲𝑾𝒉
f) Se obtuvo los siguientes parámetros indicados:
𝑷𝒊 = 𝟎. 𝟕𝟏𝟑𝟗𝟖𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑷𝒂
𝐍𝐢 = 𝟖𝟗. 𝟔𝟖𝟓𝟓𝟖𝟒𝟑𝟔𝐤𝐖
𝜼 𝒊 = 𝟎. 𝟑𝟐
𝒈𝒊 = 𝟐𝟓𝟗. 𝟐𝟒
𝒈𝒓
𝑲𝑾𝒉
g) Se obtuvo las siguientes dimensiones:
𝑽 𝒉 = 𝟎. 𝟓𝟒𝟔𝟑𝟖𝟕 𝑳𝒕𝒓𝒔
𝑫 = 𝟖𝟑. 𝟑𝟖𝟐𝟖 𝒎𝒎
S/D =1.2
𝑽 𝒑 = 𝟏𝟏. 𝟓𝟎𝟔𝟖 𝒎𝒎/𝒔𝒆𝒈
BIBLIOGRAFÍA
 MOTORES DE AUTOMOVIL; MS JOVAJ Editorial MIR.
 DISEÑO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA; Ing. Arturo Macedo
Silva.
 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA; HOMERO ALVARADO VARA