Lab1 Motores Suquillo Yanez

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA

LABORATORIO DE SISTEMAS AUTOMOTRICES----------------------------------------------------------------------------------------------------------

ESCUELA POLITÉCNICA

NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTIÓN

INTERNA

GRUPO N° 12

PRÁCTICA N° 1

TÍTULO

IDENTIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO Y

DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN TÉCNICA DE UN MOTOR A

GASOLINA

INTEGRANTES

Alexander David Suquillo Lema

Omar Ramiro Yánez Montezuma

FECHA DE REALIZACIÓN: 22 de octubre del 2015.

FECHA DE ENTREGA: 29 de octubre del 2015.

ENTREGADO POR: ..........................................

RECIBIDO POR: ...............................................

CALIFICACIÓN: ................................................



1. Tema:

IDENTIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO Y DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN TÉCNICA DE UN MOTOR A GASOLINA.

2. Objetivos:

Identificar las partes, elementos y sistemas que conforman un motor de combustión interna.

Enseñar la forma correcta en la que se realiza el despiece de un motor a gasolina. Determinar la cilindrada, la relación de compresión, el volumen de la cámara de

combustión, como otros aspectos técnicos de un motor. Reconocer las diferencias principales entre un motor gasolina y diésel.

3. Marco teórico

3.1.- Máquinas Térmicas:Las máquinas térmicas transforman la energía calórica del combustible en energía mecánica mediante el proceso de la combustión de energía química contenida en el combustible.

3.2.- Motores de Combustión Interna:Los motores de combustión interna son dispositivos que en el mismo lugar en el cual queman el combustible, realiza el trabajo. Los cuales son: motor a gasolina, motor a diésel y motor a gas.3.2.1.- Funcionamiento:Para que un motor funcione por sí solo es necesario que el pistón realice cuatro recorridos y cada uno de estos ocurre en el interior del cilindro teniendo una operación distinta y por esta razón se llama ciclo de cuatro tiempos o de Otto.

Primer tiempo: AdmisiónEl pistón está en el punto muerto superior y empieza a descender; en este instante se abre la válvula de admisión y los gases que existen en la tubería de admisión son aspirados por el pistón que desciende, y van llenando el cilindro. Cuando el embolo llega al punto muerto inferior se cierra la válvula de admisión.En el tiempo de admisión el pistón ha bajado del PMS al inferior y el cigüeñal ha dado media vuelta. Segundo tiempo: Compresión


LABORATORIO DE SISTEMAS AUTOMOTRICES----------------------------------------------------------------------------------------------------------El pistón sube desde el PMI al superior, y las dos válvulas se encuentran cerradas. Los gases que llenaban el cilindro van ocupando un espacio cada vez más reducido, comprimiéndose hasta llenar solamente el que queda entre la cara superior del pistón en su PMS y el fondo del cilindro.Durante la compresión, el pistón ha subido del PMI al superior, y el cigüeñal ha dado otra media vuelta. Tercer tiempo: Explosión

En el momento que los gases se encuentran fuertemente comprimidos en la cámara de explosión, salta en la bujía la chispa que los inflama; la fuerza de la explosión lanza el pistón del PMS al PMI, trasmitiendo por la biela un fuerte impulso al cigüeñal, que a su vez recibe al volante, empleándolo este último como fuerza almacenada para realizar los otros tres tiempos.Durante la carreara el embolo en la explosión, las dos válvulas han permanecido cerradas y el cigüeñal efectúa una tercera media vuelta, realizando un trabajo.

Cuarto tiempo: Escape

Al iniciarse este tiempo, el pistón está en su PMI; la válvula de escape se abre, y el pistón, al subir, empuja los gases y residuos de la combustión, expulsándolos al exterior por la tubería de escape para permitir la renovación del ciclo.Como a cada tiempo del motor corresponde media vuelta del cigüeñal, el ciclo se realiza en cuatro medias vueltas, o sea en dos vueltas completas del cigüeñal. [2]

Figura 1. Tiempos del motor

FUENTE: http://motorestermicosmiguelvr.blogspot.com/

3.2.2.- Partes

Las partes del motor son:

El cárter, también llamado bloque del motor o bloque de cilindros, sirve para apoyar a los cilindros y encierra los demás órganos del motor.

El cilindro consta de dos partes: cuerpo, de forma cilíndrica, y la culata.



La culata puede tener diversas formas según la concepción del motor, recubriendo un cilindro, un grupo de cilindros o bien todos los cilindros del motor .Es casi siempre desmontable, en cuyo caso se fija, por medio de espárragos con tuercas, al plano superior del bloque.

El pistón de tipo corriente con forma de vaso invertido; la parte superior , que recibe la presión originada por la explosión , se llama fondo o cabeza del pistón, cuya forma depende de ,la cámara de combustión , de la relación volumétrica y del recorrido de la válvulas , entre otros.

La biela son forjadas en acero Ni-Cr y, aunque de una sola pieza en lo fundamental, se distinguen en ellas tres partes; el pie, el cupo y la cabeza.

El cigüeñal o árbol motor, recibe el impulso de las explosiones de cada cilindro, impulso que le hace girar el volante y este a su vez, hace girar el cigüeñal en los tiempos de escape, admisión y compresión.

El dámper como el volante motor va montado en un extremo del cigüeñal, por el que se manda la transmisión a las ruedas y, por tanto, el que ofrece la resistencia para girar, debido a los violentos impulsos que las explosiones comunican a los codos del cigüeñal.

Figura 2. Partes principales del motorFUENTE: http://mmdta.blogspot.com/



4. Cuadro de datos obtenidos:

Tabla de datos tomados en el laboratorio.Medicio-

nes

Diámetro [cm]

Carrera [cm] Vol1 [cm3]

Vol2[cm3

]1

Pis

tón

1 8.58 9.4717 452 8.57 9.51

3 8.55 9.451

Pis

tón

3 8.95 9.5216 452 8.97 9.55

3 8.95 9.471

Pis

tón

4 8.59 9.6617 502 8.57 9.64

3 8.55 9.70

5. Calcular la cilindrada y el volumen de la cámara de combustión del motor ensayado.

Cilindrada total del motor:

V T=Nºcilindros∗π∗D 2

4∗H

Ejemplo de cálculo:

V T=4∗π∗8.5672 cm2

4∗9.477cm

V T=2185.14cm3

Cilindrada unitaria:

V=546.283 cm3

Tabla de datos calculados N°1.

Promedio Cilindrada

unitaria [Diámetro Carrera



[cm] [cm]cm3]

Pistón 1 8.567 9.477 546.283Pistón 3 8.957 9.513 599.421Pistón 4 8.57 9.667 557.626

Cilindrada total 567.776

Tabla de datos calculados N°2.Volumen de la cámara de

combustión [cm3]Pistón 1 62Pistón 2 61Pistón 3 67

Relación de compresión:

rc=V +γγ

Ejemplo de cálculo:

rc=546.283+62

62

rc=9.811

Tabla de datos calculados N°3.Relación de compresiónPistón 1 9.811Pistón 2 10.826Pistón 3 9.322

Promedio 9.986

La relación de compresión es de 9.86:1



6. Consultar:

Explique el funcionamiento del motor de 5 tiempos y el ciclo termodinámico

asociado a este.

El motor de cinco tiempos trabaja con ciclo Atkinson, el cilindro del centro, mayor,

recibe los gases quemados de los cilindros exteriores y realiza un quinto tiempo,

siendo en este donde se genera más potencia. Utiliza para su alimentación turbo

compresor, inyección directa multipunto y como combustible gas oil (diésel), es más

potente, económico, emite menos gases contaminantes a la atmósfera y es menos

ruidoso por lo que es más respetuoso al medio ambiente. [1]

Señale las diferencias entre un motor de carter húmedo y uno de cárter seco.

Motor de cárter húmedo

Se usa principalmente en automóviles debido a que su costo es bajo.

El aceite que se almacena en el cárter vuelve a recircular por el motor gracias a una

bomba que se utiliza para este propósito.

Motor de cárter seco

Se utiliza de manera particular en autos de competencia

Incrementa la energía por la reducción de salpicaduras del aceite

Incrementa la capacidad del aceite debido a que el depósito del aceite se encuentra

fuera además que tienes lubricación continua.

¿Qué significa un motor estándar?

El motor estándar es aquel que viene de fábrica y no han tenido ninguna

modificación en cada una de sus partes .Debido a esto son más robustas y sus

dimensiones son muchas más grandes.

Son construidas para proporcionar mayor seguridad, evitar fallas y lo más

importante aumentar la vida útil del mismo. [3]



Indique los tipos de motores según la posición de los cilindros y explique el

funcionamiento del motor tipo Wankel o rotativo.

1. Vertical y en línea

2. Motores en V

3. Motores en W

4. Motor horizontal

5. Motor de cilindros radiales

6. Motos de pistones opuestos

7. Motor en H [4]

Funcionamiento del motor tipo Wankel o rotativo

En el motor tipo Wankel los cuatros tiempos admisión, compresión, combustión y

escape se realizan en diferentes lugares además que se desarrollan en el mismo

volumen. Lo más representativo es que el pistón está moviéndose de manera

constante. El movimiento de dicho pistón es transferido a un cigüeñal que gira en

un eje único de la cavidad.

Figura 3: Motor Wankel o rotativoFUENTE: http://wankelrotativomiguel.blogspot.com/

¿Qué significa un motor cuadrado?



En el motor cuadrado la carrera del pistón es un recorrido ascendente-descendente y

diámetro del mismo es igual. [5]

Explique el ¿por qué?, del uso de 2 válvulas de admisión en lugar de una sola.

Se usa el de dos válvulas en vez de una para aumentar el ingreso de combustible y así se optimice la inyección de la misma. Produciendo un aumento en la potencia.

Explique las ventajas y desventajas del uso de taques o impulsores hidráulicos.

en lugar de mecánicos en los motores modernos.

Las ventajas de usar son las siguientes:

Reducir las pérdidas en contacto de algunos elementos mecánicos, por su rápida respuesta del árbol de levas.

Facilita la calibración de las válvulas porque su funcionamiento hidráulico es preciso.

El tiempo de cierre y apertura es más preciso a comparación con otros sistemas.

Las desventajas de usar son las siguientes:

Al tener daño de alguno de los elementos que compone estos sistemas, se tendría que cambiar todo el grupo de elementos de este sistema por que no se encuentra por unidad.

Al tener golpeteo en este sistema se debe cambiar el impulsor. Al presentar desgaste en estos elementos se debe cambiar la válvula y el

elemento dañado por que va a presentar un golpeteo.

Explique las ventajas y desventajas de los siguientes tipos de transmisión de

movimiento en la distribución:

i. Correas dentadas

Al tener elevadas cargas de potencia en transmisiones, se debe hacer el empleo de poleas dentadas o síncronas.

Estos elementos garantizan una relación de transmisión uniforme al bajar el riesgo de deslizamiento sobre la polea.

Al usar este elemento nos entrega una mayor flexibilidad longitudinal, la cual permite adaptarse a poleas de diámetros más pequeños.

ii. Cadenas

Esta son muy utilizadas en las competencias, por su mínima perdida de potencia a diferencia de otros sistemas como el cardan.



Nos encontraremos en su mantenimiento que no es demasiado complicado y consiste en limpieza, engrase y tensión, los cuales nos garantizaran una duración pero si realizamos estos mantenimientos con cierta regularidad.

iii. Engranes

Los sistemas de engranajes presentan un comportamiento más silencioso que la mayoría de sistemas.

Tienen una alta relación de contacto estos es debido al efecto de traslape de los dientes.

Puede transmitir mayores cargas a mayores velocidades, esto se dad por el embonado gradual que tienen.

Una de sus desventajas es la fuerza axial que se produce, para evitar esta fuerza se debe colocar una chumacera que mantenga estas fuerzas.

¿Por qué es más frecuente encontrar cilindros con camisas en los motores

diésel?

Es frecuente encontrar por las siguientes propiedades: La capacidad para aguantar la fuerza producida por los gases. Buena resistencia al desgaste durante largo tiempo del funcionamiento

del motor Buena resistencia a la corrosión. Los empaques que contiene son eficaces.

¿Qué significa un motor reparado +10, +20, +30, +40?

Se define el proceso en el cual consta el desgaste de los cilindros o camisas del motor y para poder ver si el desgaste se encuentra dentro de los rangos aceptables o permitidos por las normas del fabricante.

Estos valores de los diámetros ya son normalizados, y son los definidos como los valo-res de sobre medida.

Tabla N°4. Valores de sobre medida para diámetro ∅ del pistón.Sobre medida En pulgadas En milímetros

+10 ∅+0.01 ∅+0.25+20 ∅+0.02 ∅+0.50+30 ∅+0.03 ∅+0.75+40 ∅+0.04 ∅+1.00



Plantear y resolver un ejercicio donde estén involucradas las variables de

cilindrada, relación de compresión, carrera del pistón y rectificación del

cilindro.

Se dispone de un motor de cuatro tiempos, de cuatro cilindros de 120 mm de diámetro y 85 mm de carrera, que gira a 3500 rpm y relación de compresión 7:1. Determinar la cilindrada total del motor.

V T=¿ cilindros∗π D2

4∗H

Donde:H = carrera del pistónrc= relación de compresiónVT = cilindrada total del motorv = volumen cámara de compresiónD = diámetro cilindroV = cilindrada unitaria

V T=4∗π (12cm )2

4∗8,5cm

V T=3845,31cm3≈3845cm3

Determinando la cilindrada unitaria

V=V T

¿cilindros=3845cm3

4=961,25c m3

Hallar el volumen de la cámara de compresión

rc=V +vv

(r¿¿ c∗v )−v=V ¿

v= V(rc−1)

=961,25cm3

( 71−1)

=160,21cm3

Siendo necesario el aumento de compresión, se debe incrementar el valor de la cilindrada unitaria, correspondiente a cada cilindro, como ejemplo se supone el aumento de relación de compresión del valor de 7:1 a un nuevo valor de 7,35:1 por lo cual es necesario rectificar los cilindros obteniendo un nuevo valor de su diámetro nominal.

rc=V +vv

V=(r¿¿ c∗v )−v¿V= (7,35∗160,21 )−160,21=1017,33cm3



V= π D2

4∗H

D= 2√ V∗4π∗H

= 2√ 1017,33∗4π∗8,5

=12,34 cm

Prácticamente se deberá reparar el motor rectificando +30 para obtener aproximadamente una relación de compresión de 7,35:1.

Consultar las especificaciones técnicas de un motor a gasolina y uno de Diésel

de cualquier marca de vehículo, escriba un comentario sobre la comparación

de estos valores.

Figura 4: D-MAX DIESEL FUENTE: http://wankelrotativomiguel.blogspot.com/



Figura 5: Spark GTFUENTE: http://www.chevrolet.com.ec/spark-gt-hatchback/especificaciones.html

http://www.chevrolet.com.ec/spark-gt-hatchback/especificaciones.html



Motor a diésel.

Relación de compresión: 18.3:1Potencia neta (Hp@rpm): 134@3600Torque neto(Nm@rpm):297@1400-3000

Motor a Gasolina.

Relación de compresión: 9.8:1Potencia neta (Hp@rpm): 80.5@6200Torque neto(Nm@rpm):110@4600

Se puede observar que un motor a gasolina tiene una relación de compresión menor a un motor a diésel pero compensa en el número de revoluciones y el torque neto.El motor a gasolina un poder calorífico mayor y por la tanto tiene una mayor ventaja sobre el motor a diésel.

7. Conclusiones y recomendaciones.Suquillo Alexander

Conclusiones.

Al realizar el cálculo de relación de compresión se obtuvo un valor de 9.86:1 el

cual es menor por lo cual se diría que se estuvo trabajando con un motor a

gasolina debido a que la relación de compresión para los motores a diesel es

aproximadamente de 15:1

Debido a que se tomó los datos para tres cilindros la relación de compresión

obtenida fue menor como se pudo apreciar así como también se pudo obtener

cilindradas unitarias bastante iguales esto debido a que se realizó un promedio

de los datos tomados.

La relación de compresión está relacionado con la construcción del motor

debido a esto afecta de gran manera al rendimiento del mismo .Entonces lo que

quiere decir con la RC obtenida daría aproximadamente un 9.86 por ciento más

de potencia al motor.

Recomendaciones.

Cuando se requiera un pistón con una relación de compresión especifica es

preferible cómpralo con esas dimensiones especificas ya que si no le hace se

tendría que modificar el bloque o la culata lo que implicaría un costo elevado.

Al momento de armar de nuevo el motor se debe tomar en cuenta que los

pistones se deben colocar de manera correcta observando que en la cabeza del

pistón hay unas flechas que sirven como guía.



Se debe conocer las especificaciones técnicas al momento de realizar el

desmontaje del motor para no cometer ningún error al momento de realizar la

práctica.

Omar Yánez.

Conclusiones.

Se debe realizar un mantenimiento al vehículo como es una calibración de

válvulas cada año, esta parte es la más susceptible del motor que presenta

desgaste y esté produciendo la fuga de la compresión y así disminuyendo la

eficiencia del motor.

Los pistones tienen anillos los cuales sirven para el cierre hermético de la

cámara de combustión y así evitar fugas en la compresión.

La relación de compresión es un tema muy importante en los motores, ya que

esta tendrá que ver con el rendimiento del motor.

Debido al movimiento de la biela se produce la salpicadura del aceite de lubrica-ción del cigüeñal hacia el pistón que ayuda a refrigerarlo.

Recomendaciones.

Cuando se realiza el encamisado se debe tener en cuenta que primero es el

bruñido, para que permita una lubricación adecuada.

La cabeza del pistón debe tener menor diámetro que el resto debido a que está

sometido a mayor temperatura por lo cual dicha dimensión debe compensarse

por la dilatación del material.

Para realizar un desmontaje del motor se debe tener conceptos claros sobre este,

para no cometer ninguna clase de daño irreparable en el motor.

Bibliografía

[1] A. Paz, Manual de automoviles, Madrid: Dossat, 2001.

[2] «www.excelenciasdelmotor.com,» 29 10 2011. [En línea]. Available:



http://www.excelenciasdelmotor.com/noticia/el-motor-de-5-tiempos-ultimo-intento-por-salvar-los-propulsores-de-explosion.

[3] «tuning.deautomoviles.com.ar,» 8 10 2010. [En línea]. Available: http://tuning.deautomoviles.com.ar/articulos/performance/deportiva/motor.html.

[4] «wikimotoresclasificacion.wikispaces.com,» 05 10 2012. [En línea]. Available: http://wikimotoresclasificacion.wikispaces.com/Clasificaci%C3%B3n+seg%C3%BAn+la+disposici%C3%B3n+de+los+cilindros.

[5] «www.marca.com,» 5 9 2013. [En línea]. Available: http://www.marca.com/marca_motor/infoutil/abcdario/m.html.

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