Motores de combustin interna

Pgina 1

INSTITUCIN TECSUP

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

clculo de potencia, consumo de combustible y cilindrada del motor

perkins A 4.236

INFORME

INTEGRANTES:

Velasque Chiclla, Noe

Jorge Delgado, Cristian

Marcelo Huatuco, Jimmy

Loaiza Bailon, Paul

Grupo: C-12-05

Profesor: Cuba Solano, Juan Carlos

Fecha de entrega:

Jueves 29 de junio del 2014

Motores de combustin interna

Pgina 2

1 OBJETIVOS

Calcular la cilindrada del motor con las mediciones reales del pistn.

Calcular la potencia del motor perkins

Calcular el consumo especfico de combustible ideal del motor perkins.

2 FUNDAMENTO TEORICO

2.1 Cilindrada

Se denomina cilindrada a la suma del volumen til de todos los cilindros de un motor

alternativo. Es muy usual que se mida en centmetros cbicos (cc) pero los vehculos

norteamericanos usan el sistema ingls de pulgadas cbicas (16.4cc equivalen a una pulgada

cbica)

La cilindrada se calcula en forma siguiente:

= .2

4-----Formula N1

=.2

4 ------Formula N2

Donde:

D: dimetro del cilindro o calibre

L: carrera del pistn

Motores de combustin interna

Pgina 3

2.2 Potencia

La potencia desarrollada en el interior de los cilindros de un motor no est aplicada

ntegramente al cigeal, pues una parte de ella es absorbida por las resistencias pasivas (calor,

rozamientos, etc.).

Para hallar la potencia del motor en funcin a la cilindrada podemos usar la siguiente formula:

= . . . . ------- Formula N3

Donde:

n: Nmero de revoluciones

n: nmero de ciclos termodinmicos por revolucin del motor

Z: nmero de cilindros

V: volumen de un cilindro en m3

: presin media del pistn

Por otro lado, para hallar la presin media del piston podemos usar la siguiente frmula:

=.

30000 ------ frmula N4

Donde:

s: carrera en mm

n: revoluciones por minuto del cigeal en RPM

: presin media en m/seg

Motores de combustin interna

Pgina 4

Por ltimo, el nmero de ciclos termodinmicos (n) depende del motor asignado:

n= 1; para motores de 2T

n=1/2; para motores 4T

2.3 Velocidad media del pistn

Es un ndice importante del grado de aprovechamiento y de las solicitaciones mecnicas a que

se halla sometido un motor y, especialmente, el sistema biela-manivela, la unin cilindro-pistn.

La velocidad media del pistn a un rgimen determinado se obtiene mediante la frmula:

= /30

En la que Vm es la velocidad media del pistn en m/s; n, el rgimen de rotacin en rpm, y c, la

carrera en mm.

Los problemas que aparecen en relacin con una elevada velocidad del pistn afectan sobre

todo a la lubricacin de los cilindros y a la seleccin de materiales (tanto para los cilindros

como para los pistones) resistentes especialmente al desgaste.

2.4 Presin media efectiva

La presion media efectiva se define como una presin constante que durante una Carrera

proporciona un trabajo igual al de un ciclo.

= /

2.5 Consumo efectivo (combustible)

El consumo efectivo de combustible viene dado por la expresin:

= (

)/()

Este parmetro suele dar en g/kWh por lo que hay que transformar las unidades que tenemos.

Para ello tendremos en cuenta que 1kg=1000g y 1s = 1/3600h

Motores de combustin interna

Pgina 5

2.6 Torque

En un motor de combustin interna, la fuerza es producida por la explosin de la mezcla de

aire y combustible en el interior del cilindro. La fuerza acta a travs del pistn y de la biela

sobre el mun del cigeal. Cuanto ms elevado es el torque, es mayor la fuerza (de torque)

que desarrolla el auto.

A un rgimen de revoluciones muy bajas, la fuerza de combustin de la explosin todava es

muy dbil y, por lo tanto, el torque es pequeo. Como el motor es sometido a poco esfuerzo,

llega poca mezcla de combustible-aire a los cilindros. Sin embargo, a mayores revoluciones el

conductor acelera, llegando ms combustible a los cilindros aumenta la presin de

combustin y, por ende, tambin el torque.

Motores de combustin interna

Pgina 6

2.7 CONSUMO DE COMBUSTIBLE

3 DESARROLLO

3.1 Cilindrada del motor

Para la hallar la cilindrada del motor usaremos la frmula de cilindrada. En nuestro caso las

mediciones que logramos registrar en el taller son:

Dimetro del pistn

(mm)

Carrera del cilindro

(mm)

95mm 118.16 mm

Para calcular la cilindra unitaria y total usaremos las formulas N1 y N2 respectivamente

Cilindrada unitaria

(cm3)

Cilindrada total (L)

837 3.350

Motores de combustin interna

Pgina 7

Para la cilindrada encontrar la cilindrada terica usamos el manual de usuario del motor perkins (ANEXO N1)

3.2 Potencia del motor

Para hallar la potencia del motor perkins debemos calcular los siguientes parmetros:

Par efectivo: Para calcular este dato, tenemos que hallar unos de los parmetros que lo debemos obtener a travs del banco de ensayo y su esquema (ANEXO N2), donde el valor

del entrehierro (H) es de 300mm, y el valor medido en el ensayo de L= 110mm y el valor de

M = 50kg. As que la expresin que nos da el par efectivo es:

= ( + ) = 50 0.41 9.81/2

= 201.105. Donde:

M: masa de la carga

g: gravedad

H: distancia del entrehierro

L: distancia de la palanca aplicada

Potencia efectiva: Para calcular la potencia efectiva a 2200RPMutilizaremos la expresin: = = 201.105. 2200 = 46.33

Donde:

Me: torque del motor

W: velocidad angular a la RPM de potencia mxima

Rendimiento efectivo: El rendimiento viene dado por la siguiente expresin:

=

Donde:

Ne: potencia efectiva

mc: flujo de combustible en kg/s

Hu: poder calorfico

mc= *V/t =(0.84 kg/l *3.348l)/26s =0.108 kg/s Donde:

: densidad del combustible 43200 (kJ/kg) V: volumen

t: tiempo

Cilindrada terica (cm3) Cilindrada total (L) % de error

966.75 3.867 13.36

Motores de combustin interna

Pgina 8

=46.33

0.108 43200= 9.93%

3.3 Calculo de consumo especfico

Para el consumo de combustible usaremos la siguiente ecuacin:

= /

= 8.39/

4 CONCLUSIONES

Mediante el uso de la potencia mxima 65cv obtenida del manual del servicio, la carrera 118 mm

medida en el taller y la cilindrada total calculada 3.35L tericamente, se logr determinar la potencia

de trabajo real que entrega el motor 46.33Kw.

Una vez calculada la potencia del motor y con la informacin de la velocidad a la que gira el cigeal, extrada del manual de servicio, se determin el torque efectivo 201.5 N.m , que nos entrega el motor

Perkins A.4.236.

Motores de combustin interna

Pgina 9

5 ANEXOS

ANEXO N1

Datos tcnicos del motor PERKINS A4.236

ANEXO N2

Esquema de medicin del par efectivo del motor