Post on 08-Feb-2016
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA MECÁNICA- ELÉCTRICA
CURSO DE: ENSAYOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
LABORATORIO N° 1
TEMA: “DESARMADO, ARMADO Y DETERMINACIÓN DE LOS PARAMETROSCONSTRUCTIVOS DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA”
REALIZADO POR: YAÑEZ VALENZUELA LUIS RAFAEL
Docente: M.Sc. Ing: Juan David Chávez Cuellar
Fecha de realización: Fecha de entrega: Nota:
AREQUIPA - PERÚ
2-Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
3-Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a través del inyectorel combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas gira 90º respectivamente, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
4 -Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.
I. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR:
- 01 MONOBLOK CHEVROLET.- 01 CILINDRO DE LAVADO- 01 LLAVE MIXTA DE ½” - DADO DE ½” Y MANERAL CON EXTENSION- 01 VERNIER DE 150 MM
II. PROCEDIMIENTO DE DESARMADO:
1.- Se procedió a trasladar el monoblok a la zona de taller para su limpieza con Petróleo.
2.- Se procedió al desarmado de las bielas y retiro de los pistones, con la llave de ½” y dado.
3.-Se retiró los muñones de cigüeñal y se sacó el cigüeñal de su posición.4.-Seprocedio a limpiar y lijar la superficie de los cilindros.5.- Accionando el cigüeñal, verificar que se cumpla el ciclo operativo del motor.6.- Moviendo el cigüeñal, determinar los momentos de VMS y VMI del pistón del cilindro.
III. PROCESO DE ARMADO:
1.-Se procede a colocar el cigüeñal2.-Colocar las bielas.3.-Se coloca los pistones en los cilindros.
IV. CONTENIDO DEL INFORMEa) Medidas tomadas del diámetro y carrera del pistón
Dp = 87 mm
Sp = 104.4 mm
b) Cilindrada
V h= π D 2S4
V h= π (8.702 )(10.44)4
Vh=618.25 cm3
c) Cilindrada total
V H=Vh× iV H=618.25×6
V H=3709.5 cm3
d) Volumen de la cámara de combustión
V c=V c1+V c 2+V c3+V c 4
Calculamos Vc1 Con la probeta
V c 1=60ml
V c 1=60cm3
Calculamos el Vc2 (volumen ocupado por el empaque)
X=1.4mm
V c 2=π D2 X
4
V c 2=π ( 9.102 ) 0.14
4
V c 2=9.11 cm3
Calculamos el Vc3 (embolo con respecto al monoblock) con la probeta
V c 3=14 cm3
Calculamos el Vc4 (volumen entre el pistón y el borde del monoblock)
V c 4=π D2h
4
V c 4=π (8.72 ) 0.46
4
V c 4=27.3 cm3
Por lo tanto
V c=60+9.11+14+27.3
V c=110.4 cm3
e) Volumen total del cilindroV a=V h+V c
V a=618.25+110.4
V a=728.65cm3
f) Relación de Compresión
ε=V a
V C
ε=728.65110.4
ε=6.6
g) Relación R/L
S=2R
R=S2
4.6mm mm
87 mm
R=104.42
R=55.2mm
Entonces:RL
=55.2169
RL
=0.33
h) Relación S/DSD
=104.487
SD
=1.2
i) Diagramas a presentar- Diagrama circular.- Diagrama del ciclo operativo del motor (P-V) indicando los procesos
termodinámicos.
Diagrama circular
φch=12 ° antes de PMS (salto dechispa )α 1=20 ° antes del PMS (apertura devalvulade admision )α 2=50 ° despuesdel PMI ( cierrede valvulade admision)β1=30 ° antes del PMI (aperturadevalvulade escape )β2=10 ° despuesdel PMS(cierre de la valvuladeescape )
(Adjuntado)
Diagrama del ciclo operativo del motor (P-V) indicando los procesos termodinámicos, si se conoce:
Ecuación:❑z(HU−∆HU )
M 1(1+γr)+uc+γruc
}} over {1+ {γ} rsub {r}} = μ {u} rsub {Z} rsup { ¿
Hallamos M1
Paraα<1usamos
M 1=α Lo+1μC
Lo=1
0.21 ( C12+ H
4− O
32 )
Lo=1
0.21( 0.885
12+ 0.145
4)
Lo=0.5238 KmolKgcomb
Entonces Hallamos M 1
M 1=(0.9 ) (0.5238 )+ 1144
M 1=0.4783 KmolKg comb
Luego
M 2=C12
+ H2
+0.79α Lo
M 2=0.885
12+ 0.145
2+0.79 (0.9 ) (0.5238 )
M 2=0.5187 KmolKgcomb
Hallando PcPc=Pa ε
n1
Pc=0.085 (6.61.34)
Pc=1.066 MPa
Hallando TcT c=T a ε
n1−1
T c=346(6.61.34−1)
T c=657.24 ° K
T c=384.24 °C
Hallando
μ=M 2+M r
M 1+M r
donde M r=γ r M 1
M r=0.06(0.4783)
M r=0.028698 KmolKgcomb
μ=0.5187+0.0286980.4783+0.028698
μ=1.0797
Hallando HU
∆ HU=114000(1−α)LO
∆ HU=114000 (1−0.9 )5238
∆ HU=5971.32 KJKg
Hallando uc
uc=C vT c
Interpolando para Tc =384.24 °C Tz = 710.5
Tc (°C) Cv (aire)300 21.206
384.24 Cv400 21.474
C v=21.432 KJKmol−°C
Entonces
uc= (21.432 ) (384.24 )
uc=8234.94 KJKg
Hallando uc”
uc} = left (sum from {i=1} to {i=n} {{r} rsub {i} {Cv} rsub {i}} right ) {T} rsub {c ¿
→rco=
(1−α ) (C+3 H )6M 2
rco=
(1−0.9) (0.885+3(0.145))6
0.5187
rco=0.0424
→rco2=
112
(C−2 (1−α ) (C+3 H ))
M2
rco 2=
112
(0.885−2 (1−0.9 ) ( 0.885+3 (0.145 ) ))
0.5187
rco 2=0.0998
→rH 2O=
H2M 2
rH 2O=
0.1452
0.5187
rH 2O=0.1398
→rN 2=
0.79α Lo
M 2
rN2=
0.79 (0.9 ) (0.5238 )0.5187
rN2=0.718
Hallando los Cvi para Tc = 384.24 °C
Tc (°C) CvN2 CvCO2 CvH2O CvCO300 20.972 33.440 26.260 21.202
384.24 CvN2 CvCO2 CvH2O CvCO400 21.185 34.935 26.775 21.474
CvN2=21.151 KJ
Kmol−°C
CvCO2=34.69 KJ
Kmol−°C
CvH 2O=26.693 KJKmol−°C
CvCO=21.431 KJKmol−° C
∑ riCv i=rN2CvN2
+rCO2CvCO2
+rH 2OCv H2O+rCOCvCO
∑ riCv i=0.7180 (21.151 )+0.0998 (34.69 )+0.1398 (26.693 )+0.0424(21.431)
∑ riCv i=23.288 KJKmol−°C
Luego uc
} =(23.288)(384.24 ¿
uc} =8948.502 {KJ} over {Kmol-°C ¿
Luego calculamos K 1=μuZ¿
K1=0.85(44000−5971.32)
0.4783(1+0.06)+
8234.94+0.06(8948.502)1+0.06
K1=72031.751 KJKmol−°C
Hallando K2
μuz} = {K} rsub {2¿
Luegouz
} = left (sum from {i=1} to {i=n} {{r} rsub {i} {Cv} rsub {i}} right ) {T} rsub {z ¿
Asumiendo Tz = 2300 °C
∑ riCv i=rN2CvN2
+rCO2CvCO2
+rH 2OCv H2O+rCOCvCO
∑ riCv i=(0.7180 ) (25.326 )+ (0.0998 ) (46.829 )+ (0.1398 ) (36.94 )+(0.0424)(25.79)
∑ r iCv i=29.1153 KJKmol−°C
Por lo tanto
uz} =29.1153(2300 ¿
uz} =66965.3 ¿
Por lo tanto
K 2=1.0797 (66965.31)
K 2=72302.45 KJKg
Como K1>K2 , entoncesasumimosT z=2400 °C
∑ riCv i=rN2CvN2
+rCO2CvCO2
+rH 2OCv H2O+rCOCvCO
∑ riCv i=0.7180 (25.447 )+0.0998 (47.076 )+0.1398 (37.830 )+0.0424(25.908)
∑ riCv i=29.2863 KJKmol−°C
Por lo tanto
uz} =29.2863(2400¿
uz} =70287.2 ¿
Por lo tanto
K 2=1.0797 (70287.27)
K 2=75889.17 KJKg
Aquise notaclaramente que K1<K2entonces ahorainterpolamos
Tz °C KiTz 72031.751
2300 72302.452400 75889.17
T z=2292.45° C
T z=2565.45° K
Hallando Tb
T b=T z
δ n2−1
ε=ρδ→ ρ=1
ε=δ=6.6
Por lo tanto
T b=2565.456.61.24−1
T b=1631.07 °K
Hallando Pz
P z=λ Pc
λρ=μT z
T c→ρ=1
λ=1.0797( 2565.45657.24
)
λ=4.21
Calcumos Pz
Pz=1.066 (4.21 )
Pz=4.487 MPa
Pz=44.87 ¿̄
VIII. DIAGRAMA PV
(Adjuntado)
IX. CONCLUSIONES
- Con esta experiencia hemos conocido los parámetros constructivos del motor de combustión interna así también hemos identificado sus principales elementos
- Notamos el desarrollo de los ciclos termodinámicos en los diferentes sistemas de funcionamiento de este motor Chevrolet.
- Hemos obtenido mediante mediciones directas y cálculos los parámetros constructivos exactos del motor Chevrolet.
- Hemos notado como se puede calibrar y/o modificar todo el proceso de funcionamiento modificándose el ángulo de inyección.