Republica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la Educacin SuperiorI.U.T Cabimas Edo. Zulia

Maquinas Trmicas Motores de Combustin interna

Integrantes:Cesar Mosquera C.I: 19.544.310Pedro Nez C.I: 20.143.856Yosmel Arguello C.I: Joel Almarza C.I: 13.208.320PNF Mecnica Seccin 01

Esquema

Motores de combustin interna: Tipo Diesel Ciclo Otto Wankel Ciclo Combinado

Principios y Funcionamiento Mantenimiento y Prdida

Desarrollo

Motor DieselEl motor diesel fue inventado en el ao 1883, por el ingenieroRudolf Diesel. De origen francs, aunque de familia alemana, fue empleado de la firmaMAN, que por aquellos aos ya estaba en la produccin de motores y vehculos de carga.Rudolf Diesel estudiaba losmotoresde altorendimiento trmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores decombustin interna. Su invento fue muy caro con su vida, ya que estuvo a punto de perderla cuando uno de sus motores experimentales explot, provocando lesiones a sus colaboradores y a l mismo.Durante aos Diesel trabaj para poder utilizar otros combustibles diferentes a lagasolina, basados en principios de los motores de compresin sin ignicin por chispa, cuyos orgenes se remontan a lamquina de vapory que poseen una mayor prestacin. As fue como a finales delsiglo XIX, en el ao 1897, MAN produjo el primer motor conforme los estudios de Rudolf Diesel, encontrando para su funcionamiento, un combustible poco voltil, que por aquellos aos era muy utilizado, el aceite liviano, ms conocido comofuel olque se utilizaba para alumbrar las lmparas de la calle.Elmotor dieseles unmotor trmicodecombustin interna alternativoen el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce lacompresindel aire en el interior delcilindro, segn el principio delciclo del diesel. Se diferencia delmotor de gasolina.

Principio y Funcionamiento:Un motor diesel funciona mediante la ignicin de la mezcla aire-gas sin chispa. La temperatura que inicia la combustin procede de la elevacin de la presin que se produce en el segundo tiempo motor, compresin. El combustible diesel se inyecta en la parte superior de la cmara de compresin a gran presin, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presin. Como resultado, la mezcla se quema muy rpidamente. Esta combustin ocasiona que el gas contenido en la cmara se expanda, impulsando el pistn hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigeal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistn en un movimiento de rotacin.Hay motores diesel de dos y de cuatro tiempos. Uno de cuatro tiempos se explica as: En la primera fase se absorbe aire hacia la cmara de combustin. En la segunda fase, la fase de compresin, el aire se comprime a una fraccin de su volumen original, lo cual hace que se caliente hasta unos 440 C . Al final de la fase de compresin se inyecta el combustible vaporizado dentro de la cmara de combustin, producindose el encendido a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de potencia, la combustin empuja el pistn hacia atrs, trasmitiendo la energa al cigeal. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de expulsin.Mantenimiento de un Motor diesel:Los siguientes consejos son bsicos para aumentar la durabilidad y efectividad de los motores diesel. Sin embargo es necesario destacar que el mantenimiento puede variar dependiendo de la aplicacin para la cual se utilice el motor, el mantenimiento previo y las condiciones de operacin.Aceites y filtros.Una lubricacin adecuada es vital para que un motor tenga una larga vida, por lo que es indispensable:Utilizar especficamente el aceite y los filtros elaborados para cada tipo de motor.Evitar cambios constantes de tipos o marcas de aceite, ya que el motor se satura de impurezas y partculas contaminantes provocando que no pueda realizar sus funciones adecuadamente.Cambiar los filtros y el aceite de acuerdo a las indicaciones contenidas en el manual del operador.Verificar el nivel de aceite diariamente o cada vez que se utilice el transporte.Mezclar diferentes tipos de aceites puede ser contraproducente para el motor.Sistemas de enfriamiento.Al igual que el aceite, los anticongelantes tienden a sufrir desgastes y perder sus propiedades, por ende es recomendable tener ciertos cuidados: Mantener la qumica apropiada del refrigerante impide que se produzca cavitacin, corrosin, depsitos, gelatinizacin y congelamiento. Verificar el nivel del anticongelante cada vez que se utilice el transporte. Verter agua sobre el sistema de enfriamiento y el motor puede generar averas. La alternativa es consultar a un mecnico sobre qu productos se deben utilizar. Drenar la carga inicial de refrigerante, enjuagar el sistema de enfriamiento y rellenar con un anticongelante nuevo al finalizar los primeros 2 aos o 2000 horas de operacin del motor. Analizar la composicin del refrigerante cada 600 horas de uso o una vez al ao.Inspeccionar la bomba de aire y sus cojines. En caso de haber fuga, la opcin es reparar o reemplazar la bomba. Limpiar el radiador cuando se ensucie y despus de cada reparacin. Medir la presin del sistema de enfriamiento y la temperatura de apertura del termostato cada 2 aos o 1,200 horas de operacin del motor. Inspeccionar regularmente las aspas del ventilador. Si estn dobladas o rotas, es necesario remplazar el ventilador.Bandas.Inspeccionar las bandas para detectar fisuras, desgaste o estiramiento, siguiendo los lineamientos establecidos por el manual de operacin.Medir la tensin de la banda as como el tensor automtico del motor, en caso de que se tenga esta opcin.Sistema de combustible.Revisar los inyectores y la bomba de inyeccin de acuerdo con el manual del operador.Cambiar los filtros de combustible regularmente. Los filtros deben ser los indicados para el motor y el sistema de inyeccin.

Perdidas por porcentaje en un Motor diesel:-Perdidas de calor: 30%-Perdidas de refrigeracin: 33%-Perdidas de friccin: 10%RENDIMIENTO EFECTIVO: 30%El motor diesel tiene menos perdidas de calor por lo tanto mayor rendimiento. Este es uno de los motivos por el cual, el motor de gasoil gasta menos que un motor de gasolina.

Ciclo OttoEl ciclo Otto es el ciclo termodinmico que se aplica en los motores de combustin interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximacin terica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Principios de Funcionamiento:A pesar de que el motor de explosin de 4 tiempos es extraordinariamente conocido, demos un pequeo repaso al esquema de funcionamiento del ciclo Otto.El ciclo Otto se basa en el movimiento alternativo (de subida y bajada) del pistn en el interior del cilindro. El ciclo es abierto, pues la mezcla combustible gas-aire se renueva en cada tiempo o fase de admisin. El ciclo completo consta de 4 tiempos, dos de subida del pistn y dos de bajada, como se vio anteriormente.

Fig 1. Fases en un motor alternativo de cuatro tiempos Tiempo 1: Admisin. El pistn se encuentra en el PMS (punto muerto superior). La vlvula de admisin se abre y entra una mezcla de gas y aire en el cilindro. Esta mezcla puede estar a presin atmosfrica y ser aspirada por la depresin creada en el movimiento de bajada, o como en los actuales motores industriales, puede haber sido comprimida en un turbocompresor y ser inyectada en el cilindro a presin. Cuando el pistn llega al PMI (punto muerto inferior) la vlvula de admisin se cierra. El cigeal ha dado media vuelta. Tiempo 2: Compresin. El pistn, en su subida desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior comprime la mezcla. Las vlvulas de admisin y escape estn cerradas. Un poco antes de llegar a la parte ms alta se produce el encendido de la buja, y la mezcla deflagra. El cigeal ha dado ya una vuelta completa. Estas dos etapas o tiempos son consumidoras de energa, pues hasta ahora no se ha generado ningn trabajo. Tiempo 3: Expansin. Los gases producidos en la explosin se expansionan, lanzando el pistn hacia abajo y produciendo el movimiento del cigeal. Las vlvulas de admisin y escape siguen cerradas. De los cuatro tiempos, este es el nico en el que se desarrolla trabajo. Los otros tres son consumidores de energa mecnica. El cigeal ha dado una tercera media vuelta. El pistn llega finalmente al PMI. Tiempo 4: Escape. Al alcanzar el PMI, la vlvula de escape se abre y libera los gases quemados producidos en la combustin. Al llegar al PMS esta vlvula se cierra y se abre nuevamente la de admisin, comenzando un nuevo ciclo. El cigeal ha dado dos vueltas completas.Este ciclo se repite millones de veces mientras el motor del auto esta encendido, ya s que esta explicacin suena un poco complicada pes a que la he simplificado lo mas que pud, pero no te preocupes, si sigues leyendo mis Posts, pronto aclararas todas esas dudas, y aprenders mucho rpidamente.De los cuatro tiempos, slo en uno se genera energa mecnica. La inercia y los otros cilindros, cuyos tiempos estn decalados, aseguran que el movimiento sea continuo, aunque hay naturalmente esfuerzos variables.Para aumentar el rendimiento del motor es frecuente recurrir a la compresin mecnica del aire o de la mezcla antes de su entrada al cilindro. De esta forma la energa producida en cada explosin es mayor, aunque tambin son mayores las solicitaciones mecnicas. Es posible aumentar todava ms el rendimiento refrigerando el aire o la mezcla antes de su paso al cilindro, aumentando as su densidad y por ende la cantidad de combustible y comburente en el cilindro.A medida que aumenta el tamao del motor se trabaja con menores revoluciones. As los motores pequeos rpidos van a 1500 rpm (menores de 1-2 MW), los de velocidades intermedias con velocidades de 1000 a 750 rpm tienen potencias hasta unos 6 MW. Los motores de 500 rpm suelen alcanzar los 10 o incluso los 15 MW. Los motores de dos tiempos, de hasta 80 MW, van a velocidades incluso por debajo de 100 rpm.Los motores de gas ciclo Otto mayores actuales son de unos 8 MW, y la mayora de los fabricantes principales tienen motores en el rango que oscila entre 3 y 5 MW.

Rendimiento del ciclo de Otto ideal:El rendimiento del ciclo de Otto, como el de cualquier otra mquina trmica, viene dado por la relacin entre el trabajo total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido de trabajo:

La absorcin de calor tiene lugar en la etapa 23 y la cesin en la 41, por lo que:

Suponiendo que la mezcla de aire y gasolina se comporta como un gas ideal, los calores que aparecen en la ecuacin anterior vienen dados por:

ya que ambas transformaciones son isocoras.Sustituyendo en la expresin del rendimiento:

Las transformaciones 12 y 34 son adiabticas, por lo que:

puesto que V2 = V3 y V4 = V1.Restando,

La relacin entre volmenes V1/V2 se denomina relacin de compresin (r).Sustituyendo en la expresin del rendimiento se obtiene:

El rendimiento expresado en funcin de la relacin de compresin es:

Cuanto mayor sea la relacin de compresin, mayor ser el rendimiento del ciclo de Otto.Ciclo de Otto realEn la prctica, ni las transformaciones adiabticas del ciclo de Otto son adiabticas (isotrpicas) ni las transformaciones isocoras de la animacin anterior tienen lugar a volumen constante.En la siguiente figura se ha representado un esquema del ciclo real de Otto superpuesto con el ideal analizado en las secciones anteriores.

En la figura estn indicados de forma aproximada los puntos del ciclo donde tienen lugar la explosin y el escape respectivamente.

PERDIDAS:

Entre el ciclo indicado y el ciclo terico correspondiente existen diferencias sustanciales tanto en la forma del diagrama como en los valores de temperaturas y presiones.La diferencia de forma consiste en un perfil distinto en las curvas de expansin y compresin, en la sustitucin de los trazos rectilneos de introduccin y sustraccin del calor por trazos curvos y el redondea miento de los ngulos agudo. Las causas de tales diferencias se fundan en las siguientes razones:1. Perdidas de calor. En el ciclo terico son nulas, pero bastante sensibles, por el contrario, en el ciclo real. Como el cilindro esta refrigerado para asegurar el buen funcionamiento del pistn, una cierta parte de calor del fluido se transmite a las paredes. Las lneas de compresin y expansin no son, por consiguiente, adiabticas, sino poli trpicas, con exponente n, diferente de k. Como el fluido experimenta una prdida de calor se tiene evidentemente: para la expansin, n>k, y para la compresin, n