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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA
MECÁNICA
MOTORES DE COMBUSTIONINTERNA
RECONOCIMIENTO DE LAS PARTES BASICAS DE UN MOTOR DE
COMBUSTION INTERNA
Semestre Académico: 2011 – II
Profesor:
Ing. Pinedo
Alumno:
Bravo Saucedo, Gaston 20002074F “A”
Fernandez Rengifo, Flora 20087506C “A”
Gonzales Ysla , Luis 20072581D “A”
Quispe Montoro, Anderson 20084526C “C”
Tema:
Reconocimiento de las partes de un motor de combustióninterna
Fecha de Presentación:
11/04/12
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Motores de Combustión Interna – MN136
INDICE
Resumen................................................................................................................................................. 2
Objetivos ................................................................................................................................................ 3
Fundamento Teórico .............................................................................................................................. 4
Metodología ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Esquema y partes de un motor de combustión interna ¡Error! Marcador no definido.
Instrumentos Utilizados ......................................... ¡Error! Marcador no definido.
Fórmulas Utilizadas ................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Descripción del Proceso .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Toma de Datos ........................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Cálculos y Resultados .............................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Representación Gráfica de los Resultados .............................................. ¡Error! Marcador no definido.
Análisis de los Resultados ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Conclusiones ........................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Bibliografía .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
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RESUMEN
En esta oportunidad se estudiara los componentes del motor así como también se verificara el
sentido de giro del motor.
El trabajo se realizó en el laboratorio de la Universidad Nacional de Ingeniería en el Instituto de
Motores, se tomó los datos de un motor Ford E.CH. de 4 cilindros, el laboratorio estuvo
supervisado por el Ingeniero Guido Pinedo.
El laboratorio se realizó en grupos de 4 alumnos por motor, el análisis fue según lo planteado en
clase.
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OBJETIVOS
Determinar los parámetros constructivos del motor.
Identificar los principales componentes del motor.
Realizar el desmontaje y montaje de las partes más importantes del motor.
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FUNDAMENTO TEORICO
Motores de Combustión Interna
Entre los Motores de combustión interna más conocidos tenemosel motor de gasolina y motor diesel, son
motores térmicos. Los gases que resultan del proceso de combustión empujan un pistón, desplazándolo en el
interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, para obtener un movimiento de rotación.
Motor Diesel
El motor Diesel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra por la temperatura
elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por Rudolf
Diesel en 1895, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de
1900 en París como el primer motor para "biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel
también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por loabrasivo que es.
Motor de explosión
Un motor de explosión es un tipo de motor de combustión interna que utiliza la explosión de un combustible,
provocada mediante una chispa, para expandir un gas empujando así un pistón. Hay de dos y de cuatro
tiempos. El ciclo termodinámico utilizado es conocido como Ciclo Otto. Este motor, también llamado motor de
gasolina o motor Otto, es junto al motor diésel, el más utilizado hoy en día en automoción.
Partes principales de un motor
La figura muestra en forma muyesquemática, la sección transversal de un
motor endotérmico alternativo de
encendido por chispa.
Como quiera que las partes principales son
comunes en los dos tipos de motores. El
cilindro, es el contenedor en forma
cilíndrica en el cual se mueve el pistón con
movimiento rectilíneo alternativo. El
cilindro es parte del bloque de cilindros omonoblock, como se llamaba
antiguamente. Éste, a su vez, forma parte
de la bancada, que podemos considerar
como la estructura fundamental del motor.
En muchos casos, el bloque de cilindros está
separado de la bancada, a la cual va unido
por medio de bulones.
La parte superior del cilindro está cerrada
por la culata.
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El volumen comprendido en el cilindro entre la culata y el pistón representa la cámara de combustión, en la
cual se quema la mezcla de aire y combustible, es decir, el fluido activo.
Formación de la mezcla y combustión
En el motor de encendido por chispa, esta mezcla se forma en el carburador (hoy en día ya poco usado y la
mezcla se realiza por medio de inyectores en la cámara de combustión) y entra en el cilindro a través del
conducto y de la válvula de aspiración. La válvula de mariposa del carburante sirve para regular la cantidad de
mezcla entrante.
En el motor de encendido por compresión, el combustible se introduce en el cilindro por medio de Un Inyector.
La cantidad de combustible está regulada por la bomba de Inyección, mientras que no hay ninguna regulación
para la cantidad de aire que entra por el conducto y la válvula de aspiración. Como la combustión es
consecuencia de la alta temperatura del aire, intensamente comprimido en el cilindro, no es necesaria la bujía.
En los motores de encendido por chispa se inicia la combustión al saltar la chispa entre los electrodos de la
bujía: en los motores de encendido por compresión, con el encendido espontáneo del combustible pulverizado
por el Inyector (en la figura anterior puede imaginarse la bujía sustituida por el inyector). El pistón o émbolo,
dotado de aros de compresión, que impiden el escape de gas entre pistón y cilindro, transmite el empuje de
dicho gas, a través del perno, a la biela, y de ésta, a la manivela del eje cigüeñal o árbol motor. La biela y la
manivela transforman el movimiento lineal alternativo del pistón en movimiento rotativo del eje cigüeñal que
gira entre cojinetes de bancada, montados en ésta.
Los conductos a cuyo través se descargan al exterior los productos de la combustión son la válvula de escape
y el colector de escape.Tanto la válvula de aspiración como la de escape están accionadas por órganos llamados
de distribución. Un eje de distribución o eje de camones es accionado por el eje cigüeñal mediante una cadena
o por engranajes. Los camones montados sobre el eje actúan sobre una serie de piezas, tales como los taqués,
los empujadores y los balancines, los cuales transmiten el movimiento a la válvula según la ley definida por la
forma del correspondiente camón. La válvula es mantenida en su asiento por la acción de su muelle
Terminología
No todos los motores corresponden al esquema descrito, pero las
partes esenciales, así como el funcionamiento, son similares. Para el
estudio de los motores endotérmicos es necesario conocer laterminología universalmente usada hoy para indicar algunas
dimensiones y valores fundamentales.
Punto muerto superior (P.M.S.).
Posición del pistón más próxima a la culata.
Punto Muerto Inferior (P.M.I.). Posición del pistón más alejada de
la culata.
Diámetro (en inglés: Bore).
Diámetro interior del cilindro. Expresado generalmente en milímetros (mm).
Carrera (en inglés: Stroke).
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Comprende la distancia entre el P.M.S. y P.M.I., es igual, salvo raras excepciones, al doble del radio
de la manivela del eje de cigüeñales. Se expresa generalmente en mm.
Volumen total del cilindro (V1).
Es el espacio comprendido entre la culata y el pistón cuando éste se halla en el P.M.I. Viene expresado,
por lo general, en cm3
Volumen de la cámara de combustión (V2).
Está comprendido entre la culata y el pistón cuando éste se halla en el P.M.S. Suele expresarse en cm3
Volumen desalojado por el pistón o cilindrada (V1 - V2).
Es el generador por el pistón en su movimiento alternativo desde el P.M.S. hasta el P.M.I: Se expresa,
por lo común, en cm3.
Relación volumétrica de compresión (ε).
Se entiende por tal la que hay entre el volumen total del cilindro V1 y el volumen de la cámara de
combustión V2. En general, para abreviar, es llamado simplemente relación de compresión:
=
Ciclos operativos motores de 4 y de 2 tiempos
Por ciclo operativo entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite
con ley periódica.La duración del ciclo operativo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón
para realizarlo. Se dice que los motores alternativos son:
4 tiemposo El ciclo se realiza en 4 carreras del pistóno Realizan un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor
2 tiemposo El ciclo se realiza solamente en 2 carreras del pistóno Realizan un ciclo a cada revolución
Se han ideado, sin embargo, motores en los cuales el ciclo operativo se verifica en 6 carreras del pistón. En
este caso particular, cuatro de las seis carreras son empleadas para ejecutar las mismas operaciones del ciclo
de cuatro tiempos, y las dos restantes sirven para retener la mezcla combustible en el interior del cilindro con
objeto de permitir al combustible, cuando es poco volátil, vaporizarse por completo y difundirse en el airecomburente, o bien realizar un barrido del cilindro con aire puro. Estos motores no han tenido, sin embargo,
una difusión práctica.
Motor de 4 tiempos
La gran mayoría de los motores endotérmicos son de 4 tiempos y a ellos nos referiremos también con
preferencia porque se prestan a una más fácil comprensión. El ciclo de 4 tiempos comprende las fases
siguientes:
Admisión de la carga en el cilindro
Compresión de la carga Combustión y expansión
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Expulsión o escape de los productos de la combustión
Cada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
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Motor de 2 tiempos
En los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo es realizado en dos carreras, por lo que la admisión
del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape,durante una fracción de la carrera de trabajo. Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo
sea Previamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de
combustión se realice por su propia presión. En el ejemplo de la figura la compresión previa del
fluido se efectúa en la cámara de manovelismo o cárter por acción del pistón, que funciona como
bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido activo puede realizarse
sin necesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante su carrera,
adecuadas lumbreras de aspiración y de escape.
La animación representa esquemáticamente cómo funciona un motor de dos tiempos provisto de
válvulas para el escape. A su debido tiempo se explicarán las características de funcionamiento de
este sistema. El ciclo de 2 tiempos fue concebido para simplificar el sistema de distribución,eliminando y reduciendo el número de válvulas, y para obtener una mayor potencia a igualdad de
dimensiones del motor.
Como quiera que se tenga una carrera útil Por cada giro del eje cigüeñal, la frecuencia de la carrera
útil y, por consiguiente, la potencia obtenida, resulta teóricamente doble de la de un motor de 4
tiempos de igual cilindrada. El aumento de la frecuencia de la carrera útil un calentamiento excesivo
de las partes tiende, sin embargo, a causar del motor y, por ello, a producir una rotura de la película
de aceite lubricante con peligro de averías en el pistón y en el cilindro. La velocidad del motor de 2
tiempos debe, por ello, ser en general un poco inferior a la necesaria para realizar el doble de la
potencia.
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El motor de encendido por chispa: Motor ciclo Otto
Orígenes
El motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por Beau de
Rochas, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado
prácticamente por el alemán OTTO, en 1862.Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.
Utilización
A la categoría de encendido por chispa pertenece la mayor parte de los
motores de automovilismo, una gran parte de los motores para tracción
industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena
parte de los motores para aplicaciones náuticas y agrícolas.
Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero
el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las pérdidas de mezcla que
se producen a través del escape y del consiguiente elevado consumo del
combustible.
Por tanto, la gran mayoría de los motores de encendido por chispa
funcionan según el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se
adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeños motores
de motocicleta.
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Combustible utilizado
El combustible es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorífico, que se
evaporan fácilmente. Pueden usarse también combustibles gaseosos o asimismo gas licuado, perosu empleo es menos práctico y, por ello, mucho menos difundido.
Alimentación
Los motores de encendido por chispa pueden ser
alimentados por carburación o por Inyección. En
este segundo caso, el combustible se mezcla al
aire inyectándolo en el conducto de aspiración
en la toma de la válvula, o bien directamente en
la cámara de combustión; con todo, este último
método es el menos empleado.
La alimentación por inyección tiene la ventaja,
en el caso de los motores pluricilíndricos, de
distribuir de manera uniforme el combustible en
los diversos cilindros, de no ser sensible a la
aceleración y de no estar sujeto a formaciones
de hielo, pero es más complicada y costosa,
especialmente por lo que respecta a la
regulación y, por ello, no ha tenido todavía una
gran difusión.
El motor de encendido por compresión: Motor ciclo Diesel
Orígenes
El motor de encendido por compresión está basado en los trabajos de RUDOLPH DIESEL, que
realizó sus primeros motores alrededor del año 1892. En este tipo, la combustión se realiza a
presión constante, según el ciclo que ha tomado el nombre de su inventor.
Combustible utilizado
Los combustibles empleados son hidrocarburos líquidos de características inferiores al carburante
usado en los motores de encendido por chispa, menos volátiles y con un peso específico superior,
por lo cual se llaman combustibles pesados. El tipo más notable usado para los motores de los
automóviles es el gasoil.
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Utilización
Los motores de encendido por
compresión son similares, enimportancia y variedad de
aplicaciones, a los motores de
encendido por chispa;
pertenecen a esta vasta
categoría los grandes motores
Diesel lentos para instalaciones
fijas y navales, así como los
motores Diesel rápidos
empleados en la locomoción
terrestre y en embarcaciones
ligeras.
Hay que considerar como
motores de encendido por
compresión los motores de
cabeza caliente llamados
también semi-Diesel. Éstos
tienen, sin embargo, un número
limitado de aplicaciones en el
campo de las instalaciones fijas, de tractores agrícolas y sobre algunos tipos de embarcaciones, pero
tienden a ser suplantados por los motores Diesel rápidos y por los motores de encendido por chispa.
Más Información
Los motores de encendido por compresión funcionan a 4 o a 2 tiempos. Los motores de 2
tiempos no presentan consumo de combustible superior a los de 4 tiempos, porque el barrido del
cilindro es efectuado con aire puro y no con la mezcla combustible; por esta razón, no hay pérdida
de combustible a través del escape.
Diferencias principales entre los motores de encendido por chispa y encendido por compresión
Desde el punto de vista mecánico, no existen diferencias substanciases, entre los dos tipos demotores: esencialmente se distinguen por su ciclo teórico, puesto que el motor de encendido por
chispa funciona según el ciclo Otto y el de encendido por compresión según el ciclo Diesel.
Las diferencias fundamentales entre los dos tipos de motores se derivan de las correspondientes a
sus ciclos:
Introducción del combustible
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En la mayor parte de los motores de encendido por chispa, el aire y el combustible son introducidos
en la cámara de combustión bajo forma de mezcla gaseosa. La mezcla se efectúa en el carburador,
y la regulación de la cantidad de mezcla introducida se obtiene por medio de una válvula de
mariposa.
En los motores de encendido por compresión, el aire se introduce en la cámara de combustión a
través de conductos que van a la válvula de aspiración, mientras el combustible se introduce
directamente por medio de un inyector. La mezcla aire-combustible se realiza en la cámara de
combustión; no hay regulación de la cantidad de aire, sino tan sólo una regulación de la cantidad de
combustible introducido.
Encendido
El motor de encendido por chispa requiere un sistema
de encendido para generar en la cámara de
combustión una chispa entre los electrodos de una
bujía, al objeto de que la combustión pueda iniciarse.
El motor de encendido por compresión utiliza la alta
temperatura y presión obtenidas al comprimir el aire
en el cilindro para dar comienzo a la combustión
cuando el combustible es inyectado.
Relación de compresión
El valor de la relación de compresión en los motores de encendido por chispa varía de 6 a 10, salvo
casos excepcionales, mientras que en los motores de encendido por compresión oscila entre 14 y22.
En los motores de encendido por chispa, el límite superior de la relación de compresión está
determinado esencialmente por la calidad antidetonante del combustible en el mercado; para los
motores de encendido por compresión está determinado, sobre todo, por el peso de la estructura
del motor, que aumenta al aumentar la relación de compresión, de un modo especial con grandes
cilindradas.
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PROCEDIMIENTO-METODOLOGIA DEL LABORATORIO:
Una vez haber reconocido las piezas del motor, pasaremos desarmarlo.
Foto Nº1: Motor Ford modelo109E6015 B serie 5C 18
Foto Nº2: retirando los pernos para retirar la tapa.
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Foto Nº3: retirando la tapa.
Foto Nº4: al retirar la tapa encontramos esta empaquetadura.
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Foto Nº5: se muestra los balancines y los resortes.
Foto Nº6: desajustando los pernos para retirar el eje de balancines.
Foto Nº7: retirando los balancines y el eje de balancines.
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Foto Nº8: retirando los pernos para retirar la culata.
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Foto Nº9: retirando la culata.
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Foto Nº13: colector de admisión.
Foto Nº14: bujías.
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Foto Nº15: tapa de los cilindros donde se encuentran las válvulas de admisión que son las más grandes y
válvulas de escape que son las más pequeñas, bujías y los conductos del refrigerante.
Foto Nº16: distribuidor.
Foto Nº17: alternador.
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Foto Nº18: retirando el cárter.
Foto Nº19: vista interior del cárter.
Foto Nº20: vista posterior del monoblock se muestra el eje de levas, el cigüeñal, cabeza de biela.
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Foto Nº21: tapa de la cabeza de biela.
Foto Nº22: sujetando el pistón que está unido a la biela mediante un bulón también se pueden
observar los anillos dos de compresión y uno aceitero.
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Foto Nº22: observamos la parte superior de un pistón la marca del triangulo indica la
dirección en que debe de ser armada.
Foto Nº23: retirando un pistón de la manivela, eje de levas, cigüeñal y colador
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Foto Nº24: Medimos la carrera del pistón, con la ayuda del Reloj comparador (desde el PMS hasta el PMI).
Foto Nº25: con la ayuda de bureta y de una jeringa llenamos con aceite la tapa de la cámara decombustión.
Foto Nº26: antes y después de usar el aceite para medir el volumen muerto.
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INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Foto Nº27: llave mixta de corona y de boca.
Foto Nº28: dados tipo corona.
Foto Nº29: dados tipo corona alargador y palanca para ajustar
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Foto Nº30: nivel.
Foto Nº31: vernier o pie de rey.
Foto Nº32: desarmador plano.
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Foto Nº33: Buretas.
Foto Nº34: Jeringa.
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TOMA DE DATOS:
Pistón:
Δ 63x0,01 mm (medido con el reloj comparador)
Lreal = 10,503 cm
Dc = 8.17 cm
Dp = 8.14cm
4.99 cm
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Vmp =4 0 ml (Volumen muerto del pistón)
Biela:
D = 4.95 cm
d = 1.26 cm C2
C1 C = 8,63 cm
C1: centro del diámetro menor
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C2: centro del diámetro mayor
C: distancia entre centros
Gueish:
# 14
CÁLCULOS Y RESULTADOS:
Datos:Vc = Vmuerto = 40ml
S = 4.99 cm (Longitud de la carrera)
D = 8.17 cm (Diámetro del cilindro)
Parámetros a Calcular:
Volumen de Desplazamiento (Vh):
ℎ = ∗ ∗ = ∗(.∗) ∗4.99∗10− = 2.61598 ∗10− =261.598
= .
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Calculo de la Cilindrada (VH):
= ℎ# = 261.598 4 = .
Relación de Compresión Teórico (εT):
= ℎ + = 261.598+4040 = 7.53995
= .
Relación de compresión Real (εR):
= 1 + ℎ + … … 1 Si: = .. … … 2 Además: = 1 c o s 12…… 3
S = 2.r
r = S/2 = 4.99/2 = 2.495 cm
= = 5.2515⁄ = En (3):
= 5.2515 [178.54 0.2845574 1 c o s 278.54] = .
En (2):
= 9.9754.06034 = 317.3027 ≈ .
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En (1):
= 1 + 820.7843 317.302752 = .
Análisis Cinemática Del Sistema Biela-Manivela:}
S = ; ;
= Para 0 ≤ ≤ 720 Velocidad del Pistón:
n = 3500 RPM (POR DATO)
W = 3500x2π/60xrad/s
= . . + Para 0 ≤ ≤ 720 Aceleración del Pistón:
= ..+. Para
0 ≤ ≤ 720
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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:
- Al momento de desarmar el motor, debemos tener cuidado con el soporte que tiene
en la base, este debe estar fijo para evitar accidentes
- A la hora de desmontar la culata observamos que faltaban algunos tornillos.
- Recomendaríamos por lo tanto que se haga antes un control sobre los equipos para
hacer la experiencia con mayor eficiencia (los motores analizados no están en la mejores
condiciones).
- Debería haber más variedad de herramientas en el laboratorio de motores, así
agilizaría nuestros cálculos.
- Otra recomendación puntual es, ser ordenado cuando retiremos los tornillos, las
válvulas, el pisto, como algunas piezas son pequeñas, corren el riesgo de perderse.
-
8/18/2019 Lab 1 MCI
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
Motores de Combustión Interna – MN136
BIBLIOGRAFÍA:
* Experimentación y Calculo de MCI, LASTRA, IMCI - UNI, Lima 1995.
* Motores de Automóvil, JOVAC, Editorial MIR, Moscú 1982.
* Manual del Automóvil, ARIAS PAZ Editorial Dossat, Madrid 2001.
- Wikipedia.com
- Manual del motor Mitsubishi (4D31T)
