MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA
MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA
NDICEObjetivos2Metodologa empleada3Equipos e instrumentos
utilizados4Formulas empleadas7Calculos y representacin de los
resultados8Analisis de los
resultados12Conclusiones12Recomendaciones.12
OBJETIVOS
Determinar la potencia de perdidas mecnicas del motor en funcin
de la velocidad del eje del mismo y del rgano de control de
suministro de combustible.
Observar la influencia sobre la magnitud de la eficiencia
mecnica segn el rgimen de velocidad del motor (velocidad de rotacin
del cigeal) as como la apertura parcial del rgano de control de
suministro de combustible.
METODOLOGA EMPLEADA
1. Arrancar el motor y esperar que la temperatura de la salida
del agua sea 70C. Mantener esta temperatura con el control manual
del flujo de agua durante el ensayo. (Apertura de la mariposa al
40%)
2. Llevar las revoluciones a 1500 rpm y medir la fuerza en el
dinammetro.
3. Desconectar el cilindro n1 (buja) y medir la fuerza en el
dinammetro.
4. Repetir el paso anterior, desconectando los cilindros N2 y N3
respectivamente.
5. Repetir los pasos 1, 2, 3 para velocidades de 1700, 1900,
2100, 2300, 2500 Y 2700 rpm.
Para la medicin de las prdidas mecnicas en funcin de la apertura
del rgano de control de suministro de combustible, se mantiene un
rgimen de velocidad constante (De 2000 rpm). Se realizan los pasos
hechos anteriormente para aperturas de la mariposa de 10, 15 20,
25, 30,35 y 40%.
Mediciones a efectuar Nmero de revoluciones por minuto del
cigeal.
Fuerza en el dinammetro; para n cilindros funcionando, para n-1
cilindros n-2 cilindros, n-3 cilindros, etc. Tantos como cilindros
tenga el motor.
EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS
MotorMOTORES DE COMBUSTIN INTERNA
Estudio de las perdidas mecnicas por el mtodo de desconexin de
cilindros 5Marca: DaihatsuModelo: CB-20Cilindrada: 993 cm3Nmero de
cilindros: 3Orden de encendido: 1-2-3 Dimetro x carrera: 76,0 x
73,0 mmRelacin de compresin: 9,0:1Potencia mxima: 40,5 kW a 5.500
rpmMomento mximo: 76,5 N.m a 2.800 rpm Velocidad de ralent: 900
rpmAdelanto de la chispa: 10 a PMS a 900 rpmSistema de combustible:
a carburador con 02 gargantas
DinammetroPotencia mxima: 18 kVA a 3.000 rpmBrazo del
dinammetro: 0,323 m
Medidor de apertura de la mariposa Mide el h%.
h: apertura de la vlvula de combustible
Tablero de control Para regular la velocidad del motor
TermmetrosMiden Te[C] y Ts[C] del agua refrigerante.
Tacmetro Para medir la velocidad de salida del eje del
motor.
Desconector del circuito de cada cilindro
FORMULAS EMPLEADAS
El mtodo que se usara para evaluar las prdidas mecnicas es el de
desconexin de cilindros.
Ne: Potencia efectiva (kW)Me: Torque efectivo del motor (N)L:
brazo del dinammetro (m)N: velocidad angular del eje del motor
(RPM)
Desconectamos el primer cilindro:
Ni: Potencia indicada del motor (kW)
Desconectando el segundo y tercer cilindro obtenemos:
=1+2+3
Potencia de prdidas mecnicas: =
Eficiencia mecnica:
RESULTADOS
Datos: Po (mmHg)= 749.8 , L(cm)=32.5 , To(oC)= 26.7
Para n=2000 RPM (Rgimen: velocidad constante)
%Fd(kg-f)Fd1(kg-f)Fd2(kg-f)Fd3(kg-f)
106.82.22.42.4
1510.46.26.46
2013.888.48.2
251610109.6
3017.210.61110.6
3518.811.211.611.2
4019.211.612.211.4
Momentos efectivos (N.m)
%MFd(N.m)MFd1(N.m)MFd2(N.m)MFd3(N.m)
1021.68017.014157.65187.6518
1533.157819.7671520.404819.1295
2043.9978525.50626.781326.14365
2551.01231.882531.882530.6072
3054.837933.7954535.0707533.79545
3559.939135.708436.983735.7084
4061.214436.983738.8966536.34605
Potencias efectivas (kW)
%Ne(kW)Ne-1(kW)Ne-2(kW)Ne-3(kW)
104.54031.46891.60251.6025
156.94404.13974.27334.0062
209.21425.34165.60865.4751
2510.68316.67706.67706.4099
3011.48447.07767.34477.0776
3512.55277.47827.74537.4782
4012.81987.74538.14597.6117
Potencias indicadas (kW), potencias de perdidas mecnicas (kW) y
eficiencia mecnica del motor:
%Ni1(KW)Ni2(KW)Ni3(KW)Ni(KW)Nm(KW)ef mec(%)
152.80432.67072.93788.41281.468882.54
203.87263.60563.739111.21732.003182.14
254.00614.00614.273212.28541.602386.96
304.40684.13974.406812.95331.468988.66
355.07454.80745.074514.95642.403783.93
405.07454.67395.208114.95652.136785.71
Grafico Nm y m, vs Ne:
Para %=40 (Rgimen: Apertura de la mariposa de gases
constante)
n(RPM)Fd(kg-f)Fd1(kg-f)Fd2(kg-f)Fd3(kg-f)
150020.4121312.6
170019.812.412.412
190019.511.81211.8
210018.911.311.811.5
230018.41111.310.8
25001810.610.810.6
270017.810.410.610.4
Momentos efectivos (N.m)
n(RPM)MFd(N.m)MFd1(N.m)MFd2(N.m)MFd3(N.m)
150065.040338.259041.447340.1720
170063.127439.534339.534338.2590
190062.170937.621438.259037.6214
210060.257936.027237.621436.6649
230058.663835.070836.027234.4331
250057.388533.795534.433133.7955
270056.750933.157833.795533.1578
Potencias efectivas (kW)
n(RPM)Ne(kW)Ne-1(kW)Ne-2(kW)Ne-3(kW)
150010.21586.00936.51006.3097
170011.23737.03757.03756.8105
190012.36917.48497.61177.4849
210013.25047.92228.27288.0624
230014.12858.44648.67678.2928
250015.02328.84709.01398.8470
270016.04479.37459.55479.3745
n(RPM)Ni1(KW)Ni2(KW)Ni3(KW)Ni(KW)Nm(KW)ef mec(%)
15004.20653.70573.906011.81821.602586.44
17004.19984.19984.426812.82641.589187.61
19004.88424.75734.884214.52572.156785.15
21005.32824.97775.188015.49392.243585.52
23005.68215.45175.835716.96952.841083.26
25006.17626.00936.176218.36163.338581.82
27006.67036.49006.670319.83063.785880.91
Grafico Nm y m, vs n:
ANLISIS DE LOS RESULTADOS
Del primer grafico se observa que hay un punto donde el motor
adquiere su mxima eficiencia y las prdidas se minimizan. Despus al
aumentar la potencia efectiva del motor las perdidas
aumentaran.
Del segundo grafico se observa que la potencia por prdidas
mecnicas va en aumento con la velocidad, debido al incremento de la
friccin (cilindro-pistn), a la disminucin de la viscosidad del
aceite lubricante y al aumento de las prdidas por intercambio de
gases (las cuales tambin aumentan con las RPM del motor debido a
que la presin al final de la admisin es cada vez menor).
CONCLUSIONES Para disminuir las perdidas mecnicas por rozamiento
se deben utilizar aceites lubricantes multigrados; los cuales son
recomendables para cualquier temperatura, ya que su viscosidad no
cambia con el aumento o disminucin de sta, tambin mejorando el
accionamiento de los elementos auxiliares como accionar el
ventilador solo cuando se necesite enfriar el motor.
Si se reducen las prdidas mecnicas se aprovechar mejor la
potencia del motor y en particular reducir las prdidas por friccin
reduce el desgaste de las principales piezas frotantes y por ello
se incrementa la vida til del motor.
La eficiencia mecnica disminuye conforme aumentamos las RPM,
formando una curva cncava hacia debajo de acuerdo a la tendencia
terica, la mayor eficiencia mecnica obtenida en nuestro ensayo fue
de 87.61%.
Si se reducen las prdidas mecnicas se aprovechar mejor la
potencia del motor y en particular reducir las prdidas por friccin
reduce el desgaste de las principales piezas frotantes y por ello
se incrementa la vida til del motor.
RECOMENDACIONES Se recomienda que la variacin de los parmetros
de control sea gradual, a fin de que las otras variables tengan un
comportamiento similar y se pueda observar mejor su desarrollo en
la experiencia evitando los cambios bruscos.
Se recomienda verificar siempre el valor de temperatura del
refrigerante as como tener cuidado al no tocar algunos elementos
calientes del motor como la tubera de gases de escape. Estudio de
las perdidas mecnicas por el mtodo de desconexin de cilindros
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