INSTITUTO POLITCNICO NAGIONALSEcRETARA AcADrtcn

otRpccrru DE EDucAcltrt supenroR

PROGRAMA SINTTICOlngeniera AeronuticaCARRERA:

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de Motor Alternativo SEMESTRE: Sptimo

OBJETIVO GENERAL:

El alumno disear elementos bsicos y componentes mecnicos utilizados en el motor de combustin internatipo alternativo, de aplicacin en la industria aeronutica, aplicando conocimientos, criterios y metodologa conrazonamiento cientfico. Elaborar elanteproyecto de diseo del motor.

CONTENIDO SINTTICO:l. Normatividad y Metodologa de Diseo.ll. Datos y Criterios de Seleccin del Motor.lll. Anlisis de las Fuerzas Actuantes en el Interior del Motor.

lV. Diseo de Partes Alternativas y Componentes Fijos.V. SistemasAuxiliares.Vl. Dibujos de Fabricacin.Vll. Diseo de Grficos de Potencia.METODOLOGiA:

Elaboracin de un anteproyecto de diseo de motor alternativo.Revisin de normas y reglamentos para el diseo de motores.Elaboracin de diagramas y dibujos.Bsqueda documental y exposicin de temas por parte de los alumnos con la coordinacin del profesor. Anlisisde textos y resolucin de problemas especficos para cada una de las etapas del proceso de diseo. Realizacinde prcticas de laboratorio y tareas extraclase.

EVALUACII.I Y ACREDTACIN :Tres exmenes departamentales, 70%Entrega de reporte de prcticas de laboratorio y avances del anteproyecto,2Ao/oTareas, bsqueda, exposiciones y participaciones, 10%

BIBLIOGRAFA:Cuesta lvarez, M. Vuelo con MotorAlternativo, Paraninfo, Espaa, 2001. pgs. 47-98;103-116.Giacosa, Dante. Motores Endotrmicos, tercera edicin, Edit. Cientfico-Mdica, Barcelona, Espaa, 2000. pgs.3-20; 33-75.

Maleev, V. lnternalCombustion Enqines, doceava edicin, McGraw Hill, U. S. A., 2000- pgs.25-80, 110-450.

Obert, Edward. Motores de Combustin Interna, McGraw Hill, U. S. A., 2004. pgs. l3-200, 287- 470, apndice"A".

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orReccrN DE EDUcAcrN supeRroR

ESGUELA: Superior de lngeniera Elctrica yMecnica, Unidad Ticoman.CARRERA: I n gen iera Aeronutica.opclt: Diseo y Construccin.GOORDINACION:DEPARTAMENTo: I ngeniera Aeronutica.

I E:!ESCUELA SUPERI:t DE

,ilCEr!tEnlA MeCANtCA r ELCTRtaa

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de Motor AlternativoSEMESTRE: SptimoCLAVE:CRDITOS:10.5VIGENTE:2006TIPO DE ASIGNATURA: Terico-prcticaiOptativaMODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HRS/SEMANA/TEORA:

H RS/SEITIIANATPRCTICA :

4.5

1.5

HRS/SEMESTRE/TEORA: 81.0

HRS/SEITIIESTRE'PRCTICA: 27.0

HORAS TOTALES: 108.0

$ECfrrAfiiA *r:EDL{]AC*N PRI.iCA

lNsl'tu'i t t"0LiTf,Jiccl'{'A:li''iFl-Dti'ti{lcth,

alE EDUACChj u pili:i ir-rr-r

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PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:Academia de Trmica.REVISADO POR: Subdireccin Acadmica"

ConsultivoAPROBADO POR: H Consejo T

AUTORIZADO POR: Comisin de Planes y Programasde Estudio del H, Consejo General Consultvo del lPN.

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orRrccrrr DE EDUCAcIN supERloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAlternativo CLAVE: HOJA: ZDE II

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno disear elementos bsicos y componentes mecnicos utilizados en el motor de combustin interna tipoalternativo, de aplicacin en la industria aeronutica, aplicando conocimientos, criterios y metodologa conrazonamiento cientfico. Elaborar el anteproyecto de diseo del motor.

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA

Histricamente los motores de combustin interna se consideran los principales elementos utilizados para eldesarrollo de las aeronaves subsnicas y supersnicas, por lo tanto, da con da los estudios continan para mejorarsus componentes y sistemas para lograr mayor rendimlento de los mismos. Estos estudios permiten obtenermateriales que soportan mayores esfuerzos, sin causar ningn problema a los diferentes componentes, ser msligeros y compactos, as como lograr un mejor aprovechamiento de los combustibles, para que se obtenga la potenciaen la flecha motriz y obteniendo los ndices de contaminacin ms bajos posibles,

La asignatura proporciona al alumno los criterios bsicos para disear los elementos principales de los motoresalternativos, empleando los conceptos de la termodinmica para definir el alcance y limitaciones que orienten losclculos y obtener las dimensiones de manufactura. Adems de la aplicacin de procesos de transferencia de calorbsicos que afectan la vida tildel componente.

Asignaturas antecedentes: Sistemas Propulsivos, Fundamentos de Motores de Combustin lnterna y Sistemas deMotores de Combustin lnterna.

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orReccn DE EDUcAcrN supeRroR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAlternativo CLAVE: HOJA: 3 DE 11

No. UNIDAD: I MBRE: Normatividad y Metodologa de Diseo

OBJETIVOS PARTCULARES DE LA UNIDAD

El alumno identificar las normas y reglamentos para los tipos de motores de combustin interna del tipo alternativoque se utilizan en las aeronaves para establecer la metodologa de diseo.

No.TEMA

TEMAS HORAS cLAVE erettocRrtcnT P EC

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

lntroduccin

Reglamentacn impuesta por las autoridades deaviacin civil.

Normatividad de la D.G.A.C. en Mxico-

Normatividad de la Administracin Federal deAviacirt (F. A. A.) y de la Unin de Autoridades deAviacin CivilEuropeas (J. A. A.).

Directivas de aeronavegabilidad y boletines deservicio.

Metodologa de diseo

Subtotal

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

3.0

8.0

1.0

1.0

2.0

78,28

ESTRATEGIA DIDACTICA

Revisin de normas y reglamentos que aplican al diseo del motor de combustin intema (ECH) de uso en aviacin.Realizacin de ejercicios y resolucin de problemas.Bsqueda documentaly exposicin de temas en equipo y/o individual, con la gua delpmfesor.El profesor se auxiliar del pizann, acetatos y equipo de cmputo con presentaciones multimedia.Desanollo del anteproyecto.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACION

El primer examen departamental abarca los temas de las unidades I y ll, lo que representa el 70% del examen.Bsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, 10%Entrega del avance del anteproyecto, 20%

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olRecctrl DE EDUcAclru supeRloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAlternativo CLAVE: HOJA: DE t rNo. UNIDAD: ll NOMBRE: Datos y Criterios de Seleccin del Motor

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno realizar una memoria de clculo para conformar un anteproyecto de diseo de un motor altemativo deaplicacin aeronutica, con base en las condiciones y parmetros involucrados con la potencia del motor.

No.TEMA

TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRFICAT P EC

2.1

2.2

2.3

Memoria de clculo y parmetros de diseo.

Establecimiento de las condiciones para ladel tipo de motor y sus diferentes elementos.

Condiciones de diseo:Tipos de moiores.La potencia alfreno.Velocidad de rotacin del cigeal.Velocidad de rotacin deleje de la hlice.Altitud crtica.Presin de admisin a la altitud crtica.Razn de compresin.Poder calorfico.Parmetros asociados.

seleccin

Subtotal

2.0

2.4

4.0

6.0

2.0

2.4

4.0

28,4B,78

ESTRATEGIA DIDACTIcA--Realizacin de ejercicios y resolucin de problemas.Bsqueda documental y exposicin de temas en equipo y/o indivdual, con la gua del profesor.El profesor se auxiliar del pizann, acetatos y equipo de cmputo con presetaconei multimedia.Realizacin de una memoria de clculo para la conformacin del anteproyecto de diseo.

rtf,L^,trlJtMttrt\ Iu uE EVALUAUI0N

El_primer examen departamental abarca los temas de las unidades I y ll, lo que representa el 70olo del examenBsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, lOyoEntrega del avance del anteproyeo,2eo/o

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olRrccrN DE EDucAcltrl supeRloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAtternativo GLAVE: HOJA: s DE: tNo. UNIDAD: ll NOMBRE: Anlisis de tas Fuezas Actuantes en el lnteriordetMotor

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

EI alumno calcular las cargas totales que actuarn sobre las partes en movimiento alternativo y el momentotorsionante que permita comprobar la potencia que desanolla el motor.

No.TEMA

TEMAS HORAS cLAVE ergLlocRncRT P EC

3.4

3.'l

3.2

3.3

3.7

3.8

3.5

3.6

Metodologa para el clculo y eldiseo.

Concepto de potencia.

Diseo de los ciclos termodinmicos terico ypretico.

Clculo de los rendimientos del motor y balancetrmico.

Clculo de la cilindrada delmotor.

Comprobacin de la potencia indicada y potencia alfreno.

Diagramas de fueaas de gases, inercia y resultantes.

Clculo del par motor indicado y medio converificacin de la potencia en Ia flecha.

Subtotal

1.0

3.0

2.0

1.0

3.0

3.0

4.0

1.0

18.0

6.0

5.0

11.0

1.0

2.0

3.0

28, 3C,48, 5C, 78

ESTRATEGIA DIDACTICA

Realizacin de ejercicios y resolucin de problemas.Bsqueda documental y exposicin de temas en equipo ylo individual, con la gua del profesor.El profesor se auxiliar del pizann, acetatos y equipo de cmputo con presentaciones multimedia.Realizacin de prcticas de laboratorio y tareas extraclase.Elaboracin de los diagramas presin-volumen y los grficos de fueaas, como avance del anteproyeco.PROCEDIMIENTO DE EVALUACION

El segundo examen departamental cubre los temas de las unidades lll y lV, que representa un 70olo del examen.Bsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, l0%Entrega del reporte de prcticas de laboratorio y avance del anteproyecto, 20%En Ia evaluacin de las prcticas de laboratorio no se asignar una calificacin aprobatoria sin que se haya realizadocomo mnimo el 80% de las prc*icas programadas.

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orRecclu DE EDUcAclw supeRlon

ASIGNATURA: Diseo de Etementos de MotorAtternativo CLAVE: HOJA: o DE ttNo. UNIDAD: IV : Diseo de Partes Alternativas y Componentes Fijos

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno disear las partes en movimiento altemativo y componentes fijos que definen la geometra bsica delmotor de combustin interna de tipo alternativo y encendido por chispa (EcH).

No.TEMA

TEMAS HORAS CLAVE gIgLIocRrIcRT P EC

4.1

4.2

4_3

4.4

El proceso de dimensionado de los elementos delmotor.

Partes altemativas:Embolo.Pemo del embolo.Biela.

Componentes fijos:Cilindro y cmara de combustin.Aletas de enfriamento.Vlvulas y resortes de retencin.Aol de levas y su tren de engranes.Cigeal y su equilibrio.

Sobrealimentador y reduccin de la hlice.

Subtotal

2.4

14.A

6.0

2.A

4.0 3.0

3.0

6.0

3.0

3.0

28'48,5C, 68, 78

ESTRATEGIA DIDACTICA

Diseo de elementos mviles y componentes fijos del motor de combustin interna EGH reciprocante.Realizacin de ejercicios, en la resolucin de problemas.Bsqueda documental y exposicin de temas en grupo y/o individual, con la gua del profesor.El profesor se audliar del pizann, acetatos y equipo de cmputo con presentaciones multimedia.Presentacin de avances del anteproyecto de diseo, cubriendo las prc{cas de laboratorio y tareas extraclase.Realizacin de prcticas y tareas extraclase.

T'f(UI,trUIMItsN I U UE tsVALUACIONEl segundo examen departamental cubre los temas de las unidades lll y lV, que representa un 7}o/o del examen.Bsqueda, exposicin de temas, tereas y participaciones, lOyoEntrega del reporte de prcticas de laboratorio y avance del anteproyecto, 20oloEn la evaluacin de las prcticas de laboratorio no se asignar una calitcagn aprobatoria sin que se haya realizadocomo mnimo el80% de las prcficas progr:amadas.

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olREccrru DE EDUcAcln supeRloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAtternativo CLAVE: HOJA: I DE,II

No. UNIDAD: vAuxiliares

NOMBRE: Sistemas

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno explicar las caractersticas y datos tcnicos de los sistemas auxiliares necesarios para la operacin yfuncionamiento seguro del motor de combuin intema alternativo y sus componentes.

No.TEMA

IEMAS HORAS cLAVE ergttooRncnT P EC

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

Subtotal

El motor de combustinsistemas auxiliares.

Sislemas de com bustible.

Siema de encendido.Sistema de lubricacin.

Sistema de indicacin.

Siema de escape.Sistema de enfriamiento.

interna alternativo 2.0

2.4

2.0

2.0

2.A

1.0

1.0

12.0

2.0

2.0

78, 1C

ESTRATEGIA DIDACTICA

Descripcin de los sistemas auxiliares.Bsqueda documental y exposicin de temas en forma grupal y/o individual, con la gua del profesor.El profesor se auxiliar del pizann, acetatos y equipo de cmputo con presentacioes multimedia.Presentacin del avance del anteproyecto que involucre los sisiemas auxiliares.

I'KUUtsUIMIEN I U L'ts tsVALUACION

Eltercer examen departamental abarca las unidades V, Vl y Vll, que representa el70o/o del examen.Bsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, 10%Entrega de reporte de prcticas de laboratorio de la unidad Vl y avance del anteproyeda,ZAa/oEn la evaluacin de las prdicas de laboratorio no se asigna una calificacin aprobatoria sin que se haya realizadocomo mnimo el80% de las prcticas programadas.La entrega del avance del anteproyecto ser obligatoria para tener derecho a ta presentacin del examendepartamental" en conjunto con las prcticas de laboratorio.

NTTUTO POLITGNICO NACIONALSEcRETARA AcADnrceplnecclN DE EDUcAcru supeRlon

ASIGNATURA: Diseo de Etemenros de MotorAtternativo CLAVE: HOJA: e DE rr

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno realizar los dibujos que muestren con claridad las partes de un componente empleando las tcnicas msmodemas utilizadas en el dibujo de elementos o componentes dentro de la industria.

NOMBRE: Dibujos de Fabricacin

No.TEMA

TEMAS HORAS CLAVE BIBLIoGRFICAT P EC

o.1

6.2

6.3

Aplicabilidad del dibujo lcnico.

Dibujos de cada elemento o componente mecnico yparticulares, mostrando los diferentes cortes osecciones para su fabricacin.

Elaboracin del dibujo de conjunto mostrando vistafrontal con los cortes necesarios de modo que sevisualice claramente la operacin de los elementosprincipales delmotor.

Subtotal

8.0

2.0

6.0

16.0

4.0

3.0

3.0

10.0

2.0

2.4

5C,68, 78.

ESTRATEGIA DIDACTCA

Realizacin de dibujos de componentes mecnicosRealizacin de ejercicios, en la resolucin de problemas.Bsqueda documental y exposicin de temas en forna grupal y/o individual, con la gua del profesor.El profesor se auiliar del pizann, acetatos y equipo oL comluto con presentacioes multimedia.Elaboracin del anteproyecto con avances significativos para la elaboracin Oe Oinuos tcnicos.Realizacin de prdicas de laboratorio y tareas extraclase.

rL,I9EIJIIYIIE,IT I L' TJtr, tr,VALUAUIL'N

Eltercer examen departamental abarca las unidades V, Vl y Vll, que representa elT}vodel examen.Bsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, tboEntrega de reporte de prcticas de laboratorio de la unidad Vl y avance del anteproyecto, 20oloEn la evaluacin de las prcicas de laboratorio no se asignar una calificaciOn apiontoria sin que se haya realizadocomo mnimo el80o/o de las prdicas prognamadas.La entrega del avance del anteproyedo ser obligatoria para tener derecho a la presentacin del e>

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prRecctru DE EDUcAclrr suprruoR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAttemativo CLAVE: HOJA: g DE IINo. UNIDAD: Vll BRE: Diseo de Grficos de Potencia

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno dsear grficos de potencia que se emplean en manuales para uso de las tripulaciones y operadores deaeronaves civiles.

No.TEMA

TEMAS HORAS CLAVE gIETIOCRTICRT P EC

7.1

7-2

7.3

Los requerimientos de potencia.

Grfico de potencia al niveldelmar.

Grfico de potencia a Ia altitud.

Subtotal

1,0

2.A

4.0

7.O

2.0

2.A

,5C

ETRATEGIA DIDACTICARealizacin de grficos de potencia.Bsqueda documental y exposicin de temas en forma grupal y/o individual, con la gua del profesor.El profesor se auxiliar del pizarrn, acetatos y equipo de computo con presentacioes multimedia.Ejercicios para solucin de problemas en eltrazo de grficos.Asesora para la conclusin del anteproyecto de diseo.

r}(L.'UtrUIMIEN I O UE EVALUACIONEl_tercer examen departamental abarca las unidades V, Vl y Vll, que representa elTeo/odel examen.Bsqueda, exposicin de temas, tareas y participaciones, 1boloEntrega de reporte de prcticas de laboratorio de la unidad Vl y reporte final del anteproyect o,2AoAEn la evaluacin de las prcficas de laboratorio no se asignar una calificacin aprobaiori sin que se haya realizadocomo mnimo el80o/o de las prcticas programadas.La entrega del reporte final del anteproyecto ser obligatoria pam tener derecho a la presentacin del examendepartamental, en conjunto mn las pcticas de laboratorio.

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olRrccltrl DE EDUcAclN supeRloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAtternativo CLAVE: HOJA: to DE ttRELACIN DE PRCNCAS

PrcticaNo. Nombre de la prctica

UnidadTemtica Duracin (hr) Lugar de realizacin

1

2

3

4

5

tl

Clculo del ciclo termodinmico.

Diagramas de fueaas.

Diseo asistido.

Dimensionadoaltemativos.

Dimensionadofrjos.

elementos

componentes

Dibujo del aneglo general.

Subtotal

lil

ilt

tv

VI

VI

VI

6.0

5.0

6.0

4.0

3.0

3.0

27.A

Todas las prcticas serealizarn en el

Laboratorio de DiseoAsistido por

Computadora

INTITUTO POLITCNICO NACONALSEcRETARA AcADmrcn

orReccru DE EDUCAcII supeRloR

ASIGNATURA: Diseo de Elementos de Motor Alternativo CLAVE: HOJA: 11 DE 11

PERIODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACION1

2

3

lylltll y lV

V, VI y Vll

80o/o exffien escrito, 20% bsqueda de informacin y participacin en clase.

80% examen escrito, 10% prcticas de laboratorio y avance del proyecto,lAala bsquedade informacin y participacin en clase.

809o entrega del proyecto, 10olo eX?fnen escrito, 10% prcticas de laboratorio.

CLAVE B c BIBLIOGRAFIA1

2

3

4

5

o

7

X

X

x

X

X

X

X

Casamassa, Jack V.; Bent Ralph D. Power Systems, tercera edicin, McGraw Hill;USA; 1957. pgs. 1-9, 21-24.

Cuesta, fuarez M. Vuelo con Motor Altemativo, Paraninfo, Espaa, 200f . pgs 47-98;103-116.

Faires, Termodinmica, McGraw Hill, U.S.A., 2004. pgs. 10-330.

Giacosa, Dante, Motores Endotrmicos, tercera edicin, Edit. Cientfico-Mdica,Barcelona, Espaa,2000. pgs. 3-20; 33-75.

Kroes, Michael J.; Wild, Thomas W. Aircrafr Powerplants, sptima edicin; McGrawHill, U.S.A, pgs. l-12,273-279.

Maleev V. lntemal Combustion Enqines, doceava edicin, McGraw Hll, U.S.A., 2000.pgs.25-80, 110-450.

Obert, Edward. Motores de Combustin lntema, McGraw Hill, U.S.A., 2004. pgs. 13-244, 287 - 470, Apndice .4".

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orRecclN DE EDUCAcIt'r supeRloR

PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

ESCUELA:

CARRERA:

neR:

1. DATOSGENERALESMecnica Elctrica, Unidad Ticoman

lngeniera en Aeronutica

lcAs Ic. D. HUM.

ii

SEMESTRE: Sptimo

ACADEMIA: Trmica ASIGNATURA: Diseo de Elementos de MotorAtternativoEPECIALIDAD Y NIVEL ACADMrcO REQUERIDO: Licenciatura en lngeniera Aeronutica o afn

2. OBJETIVO DE LAASIGNATURA:El alumno disear elementos bsicos y componentes mecnicos utilizados en el motor de combustin intematipo alternativo, de aplicacin en la industria aeronutica, aplicando conocimientos, criterios y metodologa conrazonamiento cientfico. Elaborar el anteproyecto de diseo del motor.

3. PERFIL DOCENTE:

De Licenciatura enlngeniera Aeronutica olicencatura afn.

Especializado o conafinidad en el rea deenergtica yio propulsinarea.

Dominio del idioma ingls.

rez MontalvoDirector

Haber ejercido dos aosdentro de su profesin(indispensable).

De preferencia dos aosen la enseanza superioro diplomado en docenciaen la enseanza superior.

Manejo de gruposcapacidad de liderazgo.Manejo de equipohenamientaslaboratorio.Manejo deinformtico.Establecimiento de dimasfavorables al aprendizaje.Transferencia delconocimiento terico a lasolucin de problemas.Capacidad de anlisis ysntesis.Uso de material diddico.Creatividad.Motivacin al alumno alestudio, razonamierto einvestigacin.Dominio de lacomunicacin oral.

Vocacin por la docencia.

Honestidad.

Respeto (relacin-alumnomaestro).

Tolerancia.

tca.

Deseo de superacin docentey profesional.

Respo nsabilidad cientfica.

Vocacin de servicio,

Compromiso social.

ELABOR

lng. Eduardo En Montao lng. Mig

: Mayo 2006