UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

“CURVAS CARACTERISTICAS Y PERDIDAS MECANICAS DEL MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA Y ENCENDIDO PORCOMPRESION”

NOMBRE: CONTRERAS PALOMINO ROY ROGER

CODIGO: 20120290KPROFESOR: PONCE GALINDO JORGE

SECCION: “B”

LIMA-2015

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RESUMEN

En este informe de laboratorio analizaremos sobre el estudio de las curvas características y las pérdidas mecánicas que existen en los motores de encendido por compresión y encendido por chispa. Para el estudio de las curvas características se usaron los datos tomados en el laboratorio anterior, mientras que para el estudio de las pérdidas mecánicas se experimentó en dos bancos de prueba, el primero fue el banco de prueba del motor Daihatsu en el cual se hizo uso del método de la desconexión de cilindros y el segundo banco de pruebas fue del motor Petter Lister usando el método de recta de Williams.Después de realizado el laboratorio se pasara a calcular las curvas características y las pérdidas mecánicas que existen en los motores tanto por encendido por compresión así como encendido por chispa. Seguidamente se pasan a obtener las curvas características con los datos obtenidos del laboratorio anterior. Luego se explica el procedimiento que se realizó para la obtención de las pérdidas mecánicas en ambos bancos de prueba y con los datos obtenidos del laboratorio se calculó la potencia de pérdidas mecánicas para ambos casos. Para el método de desconexión de cilindros se obtuvo la gráfica de las potencias indicada, efectiva, de perdidas mecánicas y la eficiencia mecánica en régimen de velocidad, mientras que para el método de recta de Williams se obtuvo la potencia de pérdidas mecánicas en función de la prolongación de la recta consumo de combustible vs potencia efectiva. Por último se graficaran y analizaran los resultados obtenidos y las conclusiones que se obtienen de la experiencia.

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INDICE

Objetivos……………………………………………………………..4

Fundamento Teórico………………………………………………..5

Formulas…………………………………………………………….12

Cálculos y resultados……………………………………………….14

Análisis delos resultados……………………………………………29

Conclusiones………………………………………………………...30

Bibliografía………………………………………………………….30

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OBJETIVOS

Obtener las curvas características de los motores de encendido por compresión y chispa mediante parámetros constructivos de los mismos.

Observar en las gráficas realizadas como varían los parámetros constructivos del motor y las variaciones de las curvas a que se debe.

Obtener las pérdidas mecánicas que existen en los motores para el régimen térmico y régimen de velocidad en motores de encendido por compresión y motores de encendido por chispa así como también el comportamiento de estas representadas en graficas visibles.

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FUNDAMENTO TEORICO 

1. Curvas características

 Las curvas características de un motor de combustión interna son las que indican, en función de la velocidad de rotación del motor (del cigüeñal), la potencia, el momento efectivo y el consumo específico. Estas graficas contienen el rango en el cual si esta por muy debajo el motor tiende a apagarse y si sobrepasa el motor puede sufrir daños en sus componentes Estos dos extremos determinan el campo de utilización de un motor.La curva de potencia crece progresivamente casi constante hasta un valor determinado que indica su valor máximo, después decrece rápidamente hasta el límite máximo de utilización del motor. El descenso de potencia, más allá de dicho valor se debe a la disminución del rendimiento volumétrico del motor .Actualmente existe el sistema VTEC el cual por medio de una rotación del eje de levas, que varía la distribución real del motor haciendo que la curva de potencia no caiga y así el motor tenga un mejor rendimiento. La curva de par del motor no es tan pronunciada como la de potencia, es decir, tiende a ser más horizontal, pero sin perder su concavidad. También crece al aumentar las revoluciones del motor pero su progresión es menor. El par máximo se encuentra a un menor nivel de revoluciones que la potencia máxima pero a la vez el decrecimiento del par es mucho más lento al aumentar la velocidad de giro. La elasticidad de un motor se conoce como el intervalo entre el par máximo del motor y su potencia máxima. La curva de consumo específico tiene una presentación gráfica inversa a la del par del motor, decrece al aumentar el nivel de revoluciones hasta llegar al valor de menor consumo en un número determinado de vueltas del motor y a partir de allí empieza a crecer suave y gradualmente hasta el límite de utilización del motor.

*en la siguiente grafica se observa una la potencia el momento efectivo y el consumo especifico de combustible vs las rpm

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2. Perdidas mecánicas

Para iguales condiciones de funcionamiento del motor a diferentes cargas y regímenes de velocidad, en caso de reducir las pérdidas mecánicas, decrece la cantidad de calor transmitida al medio refrigerante y disminuye la intensidad de las piezas friccionantes del motor. Siendo menores las perdidas por fricción disminuyen las pérdidas de potencia consumida para accionar la bomba de aceite y el ventilador, así como menguan las dimensiones máximas y las masas del ventilador y las masas del radiador .cuanto menores sean las perdidas por fricción tanto menor será el desgaste de las principales piezas friccionaste, será mayor la vida útil y menor el número de fallas del motor durante su servicio.A pesar del considerable proceso alcanzado en la fabricación de motores, los valores de la potencia mecánica son relativamente pequeños en el régimen nominal generalmente no superiores a 0.75 a 0.80. Al disminuir la carga el valor de Nm decrece.La magnitud de las perdidas por fricción puede ser obtenida por la suma de las perdidas mecánicas como en el desplazamiento relativo de los pistones y anillos en los cilindros, de los bulones en los casquillos, de los cigüeñales y el árbol de levas en los cojinetes, del taque y las válvulas en las guías, también en las bombas de aceite, la bomba del líquido refrigerante , cadena de distribución etc.

PERDIDAS MOTOR ECH MOTOR DIESELPor fricción (el pistón, los anillos y el cilindro)

44% 50%

El muñón las bielas y el cojinete

22% 24%

En el intercambio de gases 20% 14%El mecanismo de válvulas y grupos auxiliares

8% 6%

Bombas de aceite 6% 6%

2.1 Pérdidas por Fricción La fricción en las articulaciones con lubricación límite puede crecer intensamente al elevar las cargas, que están determinadas por la presión del gas y las fuerzas de inercia. La acción de esta última sobre las piezas del grupo pistón cilindro se revela lejos de los puntos muertos, cuando la fuerza de sustentación de la cuña lubricante es relativamente grande. Esto conduce a que el consumo por fricción depende débilmente de las fuerzas de inercia. Como resultado de la penetración del gas en el espacio entre los aros y las ranuras del pistón surge una presión denominada punzante que actúa sobre dichos aros. Esta presión varía en el curso del ciclo de trabajo sobre las paredes del cilindro en las zonas del PMS donde la fuerza de suspensión de las cargas lubricantes en la zona de contacto es la mínimaPara disminuir las pérdidas por fricción. Se estudian las posibles vías:

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Disminución del área de contacto: Se acortan las superficies de las faldillas de los pistones y el número de anillos del pistón. La eliminación de un anillo en cada pistón disminuye la pérdida de fricción en un promedio de 0,012 Mpa. Perfección de la forma y calidad del acabado de la superficie de contacto. El relieve de la rugosidad de la superficie de contacto debe ser óptima. Si la rugosidad es excesiva pueden incrementarse intolerablemente las presiones de contacto. Aumentar el desprendimiento específico de calor que conduce a raspaduras y al desgaste de los anillos y del cilindro. Mejoramiento de la calidad de los lubricantes que se emplean: Las pérdidas mecánicas de los motores dependen de la viscosidad del aceite. En condiciones reales de funcionamiento queda definida por su característica de viscosidad-temperatura. La temperatura del lubricante influye considerablemente en las pérdidas por fricción, siendo mínimas entre 80 y 90ºC. Optimización del estado térmico del motor: El estado térmico de las superficies de las piezas queda definido por la carga, por el régimen de velocidad del motor y por la intensidad de su refrigeración. Incremento de la carga: Al aumentar la carga, la temperatura de la capa lubricante se eleva, lo que permite definir hasta cierto nivel las pérdidas por fricción.

2.2 Pérdidas por Bombeo Se definen como el trabajo mecánico realizado por el pistón contra los gases durante los procesos de admisión y escape. Es decir, energía consumida para realizar el proceso de renovación de la carga. Atendiendo a esta definición en motores de 2T estas pérdidas son nulas, y en motores sobrealimentados cuando la presión de admisión sea superior a la de escape, el lazo de bombeo será positivo y representaría un trabajo recuperado

2.3Pérdidas por Accionamiento de Válvulas Auxiliares Son las perdidas debidas al accionamiento de los diferentes elementos auxiliares del motor, por ejemplo, bombas para para el lubricante, el refrigerante, el combustible, etc. En motores sobrealimentados en los que se acciona mecánicamente el comprensor, también se considera dicho compresor como un sistema auxiliar, tal es el caso de las bombas de barrido en los motores Diésel de 2T.

2.4Pérdidas por Accionamiento de Válvulas Auxiliares En los motores rápidos de automóvil la parte de pérdidas correspondiente al intercambio de gases puede constituir hasta el 20% de las pérdidas totales. Por eso son de actualidad los trabajos dirigidos a reducir las pérdidas en el intercambio de gases disminuyendo las resistencias aerodinámicas en la admisión y el escape.

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3. Potencia A la potencia desarrollada en el interior del cilindro no está aplicada íntegramente al cigüeñal, pues una parte de ella es absorbida por las resistencias pasivas (calor, rozamiento, etc.) Fundamentalmente podemos distinguir 3 clases de potencia en el motor: la indicada, la efectiva y la absorbida (o mecánica). La primera puede calcularse partiendo del ciclo indicado, cuya área del diagrama representa el trabajo realizado por el cilindro durante el ciclo. La potencia efectiva se obtiene midiendo con máquinas apropiadas el trabajo que está desarrollando el motor. La potencia absorbida es la diferencia entre las dos anteriores que pueden ser medidas también con el trabajo necesario para hacer girar el motor.

3.1Potencia Indicada Es la potencia realmente desarrollada en el interior del cilindro por el proceso de combustión una de las formas de determinarlas es a través de la presión media indicada del ciclo. 𝑁𝑖=𝑃𝑚𝑖∗𝑉𝐻∗𝑛/120

Dónde:𝑃𝑚𝑖: 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖o𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑉𝐻: 𝐶𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑛:𝑟𝑝𝑚3.2Potencia Efectiva La potencia efectiva es generada por un par (aplicada a la biela y transmitida al cigüeñal) y se conoce también como potencia al freno ya que se mide empleando un dispositivo frenante, que aplicado al eje del motor, se opone al par motor permitiendo leer su valor.

𝑁𝑒=𝑀𝑒∗𝑛/9550

Dónde: 𝑀𝑒: 𝑃𝑎𝑟 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 y 𝑛: 𝑟𝑝𝑚3.3Potencia de Perdidas Mecánicas Resulta difícil de medir dada la diversidad de las causas de las pérdidas por rozamiento y las alteraciones de su valor al variar las condiciones de funcionamiento. Puede obtenerse su valor total midiendo la potencia efectiva y restando de la indicada. Como en este procedimiento resulta complejo la determinación de la potencia absorbida suele acercarse obligando a girar al motor sin que este funcione. Midiendo al propio tiempo la

potencia que es necesario emplear. 𝑁𝑚=𝑁𝑖−𝑁𝑒 Por perdidas mecánicas se entiende las pérdidas originadas por la fricción entre las piezas del motor, el intercambio de gases, el accionamiento de mecanismos auxiliares (bombas de agua, de aceite, de combustible, ventilador, generador) y el accionamiento del compresor (soplador). En los motores Diesel con cámaras de combustión separadas, las perdidas mecánicas se deben también a las perdidas gasodinámicas ocurridas al pasar la mezcla a través del canal que comunica la cámara auxiliar con la cámara principal del motor.Por analogía a la presión media indicada, cuando se estudia las pérdidas mecánicas, convencionalmente, se introduce el concepto de presión media de pérdidas mecánicas,

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la cual numéricamente es igual al trabajo específico de pérdidas en un ciclo. Matemáticamente la presión media de perdidas mecánicas se representa mediante la

siguiente expresión: 𝑃𝑚 = 𝑃𝑓𝑟 + 𝑃𝑖.𝑔 + 𝑃𝑎𝑢𝑥 + 𝑃𝑣𝑒𝑛𝑡 + 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑝 Donde:

- Pfr : Presión media de perdidas mecánicas por fricción. - Pi.g : Presión media de perdidas mecánicas por intercambio de gases. - Paux : Presión media de perdidas mecánicas por accionamiento de

mecanismos auxiliares. - Pvent : Presión media de perdidas mecánicas por ventilación. - Pcomp : Presión media de perdidas mecánicas por accionamiento del

compresor para el caso de motores con sobrealimentación mecánica.

Las mayores pérdidas mecánicas se deben a las pérdidas por fricción Pfr, que constituyen hasta un 80% del total. La mayor parte de las perdidas por fricción corresponde a las piezas del grupo cilindro - embolo y anillos (del 45% al 55% en total de las perdidas internas). Las pérdidas por fricción en los cojinetes constituyen aproximadamente el 20% del total de las perdidas mecánicas.

4. Métodos para hallar las pérdidas mecánicas La determinación de las pérdidas mecánicas se puede efectuar por los siguientes métodos: - Método por arrastre (motoreo) - Método por diagrama Indicado. - Método de desconexión de cilindros (morset). - Método de Williams.- Método de deceleración libre.

4.1Método por Arrastre Consisten en arrastrar el motor con un medio externo o un motor eléctrico, bajo condiciones de operación lo más parecidas posibles a cuando hay combustión. Es necesario llevar primero la temperatura del aceite y del refrigerante del motor. Otro método consiste en llevar el motor a las condiciones de operación normales y a partir de allí retirar, rápidamente y por unos segundos, el sistema de encendido de aquel cilindro donde se encuentre el captador de presión (la bujía o la inyección de combustible e). El resto de cilindros arrastran al cilindro en cuestión. Es importante tener en cuenta que las pérdidas de fricción calculadas de esta manera incluyen las pérdidas de bombeo.

4.2. Método de Desconexión de Cilindros (morset)Este método se realiza en un motor multicilíndrico, como el motor Daihatsu, de tal forma que se pueda desconectar cada uno de ellos por separado haciendo un corto circuito en cada cilindro para así hacer mediciones de potencias parciales, obteniendo de esta forma, por relaciones de sumatoria un valor aproximado de las pérdidas mecánicas. Cabe resaltar que mediante este método los valores obtenidos tienen un porcentaje de error, dependiendo éste de varios factores del motor en estudio, como son: tipo de

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motor, sistema de encendido, grado de desgaste, sistema de alimentación de combustible, etc. Este porcentaje de error, se debe al descenso de las revoluciones al desconectar un cilindro, sabiendo que de estas depende directamente la potencia, con lo cual no-cabria una relación matemática directa, entre la potencia del motor con n cilindros funcionando y, con n-1 cilindros funcionando. Si las condicione del motor en estudio, son las mejores del caso las relaciones se podrán efectuar y los valores de las perdidas mecánicas obtenidas serán bastante aproximadas.

4.3. Método de recta de Williams

Es un método aproximado para MEC. En banco de ensayos se fija la velocidad del motor y se llevan a una gráfica, el consumo de combustible (g/s) en función de la Potencia efectiva. La recta que une todos los puntos se extrapola a cero en el eje de consumo de combustible y el valor que se lea sobre el eje de Ne corresponde a la Potencia de pérdidas de fricción. Generalmente la línea no es recta (ligeramente curva) lo que dificulta la extrapolación. En la misma figura se observa el parecido entre un valor calculado con las líneas de Williams y con motor arrastrado. 4.4. Método de Diagrama IndicadoConsiste en medir directamente a partir de la potencia indicada determinada mediante análisis de los datos de presión en cámara de combustión provenientes de un captador de presión piezoeléctrico. Teniendo ahora la potencia indicada sólo basta restar la potencia efectiva para obtener entonces la potencia de fricción global del motor.

4.5. Método de deceleración libre

Este método consiste en poner el funcionamiento el motor hasta una velocidad determinada luego quitar el consumo de combustible, por consiguiente el motor pasara a apagarse pero seguirá girando es ahí donde se le coloca un volante y ese momento que ejerce desde que se cortó el consumo de combustible hasta que se detenga el movimiento son las perdidas mecánicas.

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FICHA TECNICA DEL MOTOR

DATOS DEL MOTOR ECH

Marca: Daihatsu

Modelo: CB-20

Cilindrada: 993 cm3

Número de cilindros: 3

Orden de encendido: 1-2-3

Diámetro x carrera: 76,0 x 73,0 mm

Relación de compresión: 9,0:1

Potencia máxima: 40,5 kW a 5.500 rpm

Momento máximo: 76,5 N.m a 2.800 rpm

Velocidad de ralentí: 900 rpm

Adelanto de la chispa: 10º a PMS a 900 rpm

Sistema de combustible: a carburador con 02 gargantas

DINAMOMETRO

Potencia máxima: 18 kVA a 3.000 rpm

Brazo del dinamómetro: 0,323 cm

MEDICION DE COMBUSTIBLE

1/16 pinta inglesa: 35,52 cm3

Gasolina: G-90

Densidad de la gasolina: 0,715 kg/L

MEDICION DE AIRE

Diámetro de las toberas: 2 cm

Diámetro de la placa orificio: 1,5 cm

Caudal de aire

DATOS DEL MOTOR LISTERLa cilindrada deberá calcular con los siguientes datos:

Diámetro del cilindro: 76.2 mm

Carrera del pistón: 88.9

Numero de cilindros: 4

Brazo de palanca: 0.35m

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FORMULAS

Se definen los parámetros que se usaran para graficarlos:

Consumo de combustible (Gc)

[kg/h]Donde: ρc : Densidad del combustible ΔV : Volumen de combustible consumido en cada ensayo (mL)Δt : Intervalo de tiempo en el que se consumió el ΔV (en seg.)

Par motor (Me)

(N-m)Dónde:F : fuerza aplicada en el dinamómetro (N)L : brazo del freno (m).

Potencia del motor (Ne)

(Kw)Dónde:n : velocidad de rotación del cigüeñal (RPM)Me : par motor, en (N-m)

Consumo especifico efectivo de combustible(ge)

¿=GcNe

(Kg /Kwh)

Dónde:Gc : Consumo de combustible (kg/hora) Ne : Potencia del motor (Kw)

Eficiencia efectiva: ηe

ηe=3600¿∗Hu

Dónde:

Ge : Consumo especifico efectivo de combustible (Kg/Kwh)Hu : Poder calorífico inferior del Diesel (43MJ/Kg) y gasolina (41.47MJ/Kg)

t

V 6.3G cc

LFM e .

9550

.. ee

MnN

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Potencia Efectiva

Desconectando el primer cilindro

Desconectando el segundo cilindro

Desconectando el tercer cilindro

Potencia indicada (Ni)

N i=L .n

9550¿

Potencia de Perdidas mecánicas (Nm)

Donde: L : BrazoNi : Potencia indicada Ne : Potencia efectiva

Eficiencia mecánica

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nm=Ne¿ =1−Nm

¿CALCULOS Y RESULTADOS

1. CURVAS CARACTERISTICAS:1.1TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO DEL MOTOR DIESELDatos tomados experimentalmente manteniendo constante la carga y variando las RPM

Ø(%) n(RPM) F1(Lb) Fi(Lb) ΔS(cm) ΔV(cm^3) Δt(s) Tm(ºc) Tac(ºc) Pac(PSI) Pk(mmHg) Tk(ºc) Po(mmHg) To(ºK)

1 3.1 2200 75 38 15.6 25 17.81 60 50 56 -48 38 747 293

2 3.1 2000 100 37 14.2 25 17.68 64 54 55 -40 38 747 293

3 3.1 1800 125 37.5 11.6 25 17.99 65 54 54 -34 38 747 293

4 3.1 1600 150 37 9.5 25 18.27 66 55 52.5 -25 38.5 747 293

5 3.1 1400 175 37 7.5 25 19.1 68 56 51 -19 40 747 293

6 3.1 1200 195 37 5.7 25 19.26 70 57 51 -17 40 747 293

Resultados en régimen de velocidad.

n(RPM) Me(N-m) Ne(Kw) ge(g/Kw.h) ne ne(%)

2200 98.078 22.594 194.583 0.430 43.026

2000 135.442 28.364 156.139 0.536 53.619

1800 175.140 33.011 131.849 0.635 63.498

1600 213.282 35.733 119.937 0.698 69.804

1400 252.202 36.972 110.881 0.755 75.506

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1200 283.338 35.603 114.189 0.733 73.318

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Datos tomados experimentalmente manteniendo la velocidad constante y variando la carga

Ø(%) n(RPM) F1(Lb) Fi(Lb) ΔS(cm) ΔV(cm^3) Δt(s) Tm(ºc) Tac(ºc) Pac(PSI) Pk(mmHg) Tk(ºc) Po(mmHg) To(ºK)

1 2.9 1600 75 37.5 9.4 25 27.36 63 53 55 -33 40 796.7 294

2 3 1600 100 38 9.7 25 18.59 64 53 54 -24 39 796.7 294

3 3.2 1600 125 46 10.5 25 12.78 65 54 53 -13 39 796.7 294

4 3.3 1600 150 12 10.8 25 9.15 67 55 51.5 23 42 796.7 294

5 3.4 1600 175 24 11.2 25 6.81 80 56 50 74 48 796.7 294

6 3.5 1600 195 20.5 10.6 25 5.49 85 58 48 126 54 796.7 294

Resultados en régimen de carga.

Ne(Kw) Me(N-m) ge(g/Kw.h) ne ne(%)

16.302 97.300 175.552 0.477 47.690

22.953 136.996 183.503 0.456 45.624

31.560 188.373 194.131 0.431 43.126

29.212 174.362 292.940 0.286 28.580

38.860 231.963 295.877 0.283 28.296

43.167 257.650 330.398 0.253 25.339

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1.2TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO DEL MOTOR ECHDatos tomados experimentalmente manteniendo constante la carga y variando las RPM

Δhc% n(RPM) F(kg) ΔS(cm) ΔV(pinta) Δt(s) Te(ºc) Ts(ºC) Pa(PSI) Tac(ºF) V A Po To

1 20 3000 8.4 8.4 1/16.0 24.48 91 94 55 194 89 63 746.4 311

2 20 2700 10 8 1/16.0 30.31 86 96 52 207 95 67 746.4 311

3 20 2400 11 7.5 1/16.0 33.91 90 94 49 210 90 73 746.4 311

4 20 2100 12.5 6.7 1/16.0 32.91 88 98 46 215 91 74 746.4 311

5 20 1800 13.4 5.9 1/16.0 49.84 90 98 40 220 88 71 746.4 311

6 20 1500 14.8 4.8 1/16.0 47.56 80 86 35 223 89 72 746.4 311

Resultados en régimen de velocidad

n(RPM) Me(N-m) Ne(kW) ge(g/Kw.h) ne ne(%)

3000 26.369 8.280 451.066 0.192 19.245

2700 31.390 8.875 339.881 0.255 25.541

2400 34.531 8.678 310.695 0.279 27.941

2100 39.240 8.629 321.953 0.270 26.963

1800 42.065 7.929 231.358 0.375 37.522

1500 46.460 7.297 263.448 0.330 32.951

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Datos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidad y variando la carga

Δhc% n(RPM) F(kg) ΔS(cm) ΔV(pinta) Δt(s) Te(ºc) Ts(ºC) Pa(PSI) Tac(ºF) V A Po To1 10 2500 2 1.8 1/16.0 58.64 86 90 50 217 36 11 746.4 3112 15 2500 6.4 4.1 1/16.0 46.24 88 92 49 220 77 46 746.4 3113 20 2500 11 7.6 1/16.0 33.59 90 96 48 225 84 77 746.4 3114 30 2500 16 19.9 1/16.0 22.98 84 88 46 230 14 94 746.4 3115 40 2500 18 16.4 1/16.0 21.12 88 90 45 233 111 99 746.4 3116 50 2500 19 18.8 1/16.0 20.12 88 94 45 237 114 103 746.4 3117 60 2500 20 19.3 1/16.0 19.84 84 90 45 240 116 104 746.4 3118 70 2500 21 21.4 1/16.0 17.08 82 88 45 243 122 109 746.4 311

Resultados en régimen de Carga

Ne(Kw) Me(N-m) ge(g/Kw.h) ne ne(%)

1.6440 6.278 448.387 0.0915 9.153

5.2590 20.091 375.976 0.2309 23.089

9.0400 34.531 301.095 0.2883 28.831

13.1480 50.227 302.602 0.2869 28.688

14.7920 56.506 292.658 0.2966 29.663

15.6140 59.645 291.031 0.2983 29.828

16.4360 62.784 280.378 0.3096 30.962

17.2570 65.923 310.190 0.2799 27.986

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2.1PERDIDAS MECANICAS : METODO DE RECTA DE WILLIAMS

TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO DEL MOTOR DIESELDatos tomados experimentalmente manteniendo constante la velocidadDatos para 2000 RPM

Nᵒ Δhc n(RPM) F1(lb) F2(lb) Δv(cm^3) Δt(s) Tk(ᵒC) Pk(mmHg) Tm(ᵒC) Tac(ᵒC) Pac(PSI) Po(mmHg) Tc(ᵒC)

1 3.1 2000 50 31 25 15.09 38 -34 65 50 57 748.3 29.2

2 3.2 2000 75 27 25 12.16 40 -22 69 52 55 748.3 29.2

3 3.3 2000 10022

25 9.81 42 2 72 54 54 748.3 29.2

4 3.4 2000 120 25 25 7.88 46 38 74 56 53 748.3 29.2

5 3.5 2000 150 150 25 5.92 54 97 81 60 51 748.3 29.2

6 3.6 2000 175 175 25 4.77 62 168 90 68 56 748.3 29.2

Resultados para 1900RPM

Gc(g/s) Fe(N) Me(N-m) Ne(Kw) Pme(Mpa)1.4414 137.8880 48.2608 10.1070 0.37401.7887 231.2960 80.9536 16.9536 0.62732.2171 320.2560 112.0896 23.4743 0.86852.7602 422.5600 147.8960 30.9730 1.14603.6740 1112.0000 389.2000 81.5079 3.01584.5597 1334.4000 467.0400 97.8094 3.6189

23

Datos para 1900 RPM

Nᵒ Δhc n(RPM) F1(lb) F2(lb) Δv(cm^3) Δt(s) Tk(ᵒC) Pk(mmHg) Tm(ᵒC) Tac(ᵒC) Pac(PSI) Po(mmHg) Tc(ᵒC)

1 3.1 1700 50 25 25 20.88 46 -30 73 60 22 748.2 31

2 3.2 1700 75 26 25 14.96 46 -18 72 61 51 748.2 31

3 3.3 1700 100 32 25 10.97 46 2 73 61 51 748.2 31

4 3.4 1700 150 17 25 8.26 48 41 73 62 50 748.2 31

5 3.5 1700 185 27 25 5.59 56 130 85 65 49 748.2 31

Resultados para 1700RPM

Gc(g/s) Fe(N) Me(N-m) Ne(Kw) Pme(Mpa)1.0417 111.2000 38.9200 6.9282 0.30161.4539 226.8480 79.3968 14.1335 0.61521.9827 364.7360 127.6576 22.7244 0.98922.6332 520.4160 182.1456 32.4238 1.41143.8909 720.5760 252.2016 44.8945 1.9542

Datos para 1400 RPM

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Nᵒ Δhc n(RPM) F1(lb) F2(lb) Δv(cm^3) Δt(s) Tk(ᵒC) Pk(mmHg) Tm(ᵒC) Tac(ᵒC) Pac(PSI) Po(mmHg) Tc(ᵒC)

1 3.1 1400 50 31 25 24.6 46 -22 75 61 49 747.9 31.3

2 3.2 1400 75 36 25 16.95 46 -14 74 63 49 747.9 31.3

3 3.3 1400 125 20 25 12.29 45 2 75 64 49 747.9 31.3

4 3.4 1400 150 13 25 10.63 47 14 80 64 48 747.9 31.3

5 3.5 1400 175 16 25 8.56 48 38 82 63 46 747.9 31.3

6 3.6 1400 185 30 25 6.26 52 86 84 63 45 747.9 31.3

Resultados para 1800RPM

Gc Fe Me Ne Pme0.88415 137.88800 48.26080 7.07488 0.373951.28319 271.32800 94.96480 13.92154 0.735841.76973 422.56000 147.89600 21.68109 1.145992.04610 502.62400 175.91840 25.78908 1.363122.54089 627.16800 219.50880 32.17930 1.700893.47444 733.92000 256.87200 37.65663 1.99040

GRAFICANDO LAS RECTAS Y CALCULANDO Pmpm

25

26

Finalmente obtenemos los datos Donde:Pmpm: presión media de perdidas mecánicas.

n(RPM)Pmpm(Mpa) Nm(Kw)

2000 1.41 38.1091700 1.26 28.9461400 1.15 21.757

GRAFICANDO n Vs Nm

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2.2PERDIDAS MECANICAS: METODO DE DESCONEXION DE CILINDROS (MORCE)

TABLA DE DATOS DEL LABORATORIO DEL MOTOR ECHDatos tomados experimentalmente manteniendo la carga constante y variando la velocidad

Nᵒ Δh(%) n Fe[kg] Fe-1[kg] Fe-2[kg] Fe-3[kg] Te(ᵒC) Ts(ᵒC) Tac(ᵒF) Pac(PSI) V I(A) Pc(mmHg) To(ᵒC)

1 20 3000 9 4.2 4.4 4.4 86.9 89.75 215.5 51.25 80.75 40.75 747.8 29.6

2 20 2700 10 5.2 5.6 5.4 87.3 89.5 223.25 47.5 88 45.25 747.8 29.6

3 20 2400 11.4 6.4 6.6 6.4 86.6 91.5 229.5 45.25 85.25 51 747.8 29.6

4 20 2100 12.8 7.4 7.6 7.2 86 90.5 229.5 42.25 87.5 52 747.8 29.6

5 20 1800 13.4 8.2 8 7.8 86.6 91 230 39.5 85.25 52.5 747.8 29.6

Resultados

Me(N-m) Ne(Kw) Nm(Kw) Ni(Kw) nm(%)

28.25 8.88 4.93 13.81 64.29

31.39 8.88 3.37 12.25 72.46

35.79 8.99 2.68 11.68 77.03

40.18 8.84 2.35 11.18 79.01

42.07 7.93 1.66 9.59 82.72

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GRAFICANDO LAS CURVAS OBTENIDAS:

29

ANALISIS DE LOS RESULTADOS

Curvas característicasEn los cálculos anteriores por medio de las gráficas conseguimos el rpm de máxima potencia y máximo troque, así como el momento de máximo torque y máxima potencia.También se observa que el límite de mejor rendimiento del motor se encuentra entre 1600 y 2600 rpm aproximadamente.

En la gráfica potencia efectiva en régimen de velocidad se observa que para una velocidad óptima de aproximadamente 1800 RPM se obtiene la mayor potencia efectiva para valores menores a éste, la potencia decrece. En la gráfica consumo específico de combustible en régimen de carga del motor ECH, se observa que la potencia óptima para un menor consumo específico de combustible es 12.5kW y en el motor Diesel es 215. Kw.

Perdidas mecánicas

En el método de la recta de Williams calculamos las siguientes potencias en perdidas, 21.75, 28.94 y 38.10 Kw para las RPM de 1400, 1700 y 2000respectivamente.

Para la gráfica Pérdidas mecánicas en régimen de velocidad se puede observar que a mayor velocidad las pérdidas mecánicas son mayores o al menos muestra esa tendencia, ya que se tienen que vencer las fuerzas de fricción y otras.

30

CONCLUSIONES

Para motores DIESEL (LISTTEN) la velocidad y la potencia efectiva para un consumo óptimo de combustible son 1400 RPM y 22.5kW respectivamente.

Para motores ECH (Daihatsu) la velocidad y la potencia efectiva para un consumo óptimo de combustible son 1800RPM y 12.5kW aproximadamente..

La velocidad óptima para una mayor potencia efectiva del motor Diesel es 1800RPMy para el motor ECH es 2400 aproximadamente.

El metodo de recta de Williams nos proporciono unas perdidas un tanto grande, però el cual nos muestra que las perdidas mecanicas aumentan en proporcion ala velocidad de giro del cigueñal.

En las perdidas mecánicas de por desconexión de cilindros observamos que el que la velocidad nominal seria 2400 rpm aproximadamente.

BIBLIOGRAFIA

Motores de automiviles , M.S.Jovaj ,Editorial MIR, Moscú 1982.

Arias Paz, “Manual de automoviles”, Editorial Dossat, Madrid, 2004.