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3.1 CICLOS TERMODINAMICOS TEORICOS. Los ciclos de potencia de gas o dispositivos cíclicos generadores de potencia revisten de gran importancia en el estudio de la termodinámica ya que varios sistemas y maquinas se basan en su funcionamiento. Los modernos motores automotrices, camiones, barcos, turbinas de gas son ejemplo de aplicaciones extremadamente útiles de estos procesos. Los motores endotérmicos son maquinas motrices cíclicas en las que la energía interna que posee un fluido (vapor, gas) se transforma parcialmente en energía mecánica, dicho fluido es el medio al que se le proporciona o sustrae en adecuados puntos del ciclo operativo. En este trabajo se hará un breve análisis de los ciclos que rigen a los motores endotérmicos o de combustión interna. Se analizara el ciclo de Otto y el ciclo Diesel.

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3.1 CICLOS TERMODINAMICOS TEORICOS.

Los ciclos de potencia de gas o dispositivos cíclicos generadores de potencia revisten de gran importancia en el estudio de la termodinámica ya que varios sistemas y maquinas se basan en su funcionamiento.Los modernos motores automotrices, camiones, barcos, turbinas de gas son ejemplo de aplicaciones extremadamente útiles de estos procesos.Los motores endotérmicos son maquinas motrices cíclicas en las que la energía interna que posee un fluido (vapor, gas) se transforma parcialmente en energía mecánica, dicho fluido es el medio al que se le proporciona o sustrae en adecuados puntos del ciclo operativo.En este trabajo se hará un breve análisis de los ciclos que rigen a los motores endotérmicos o de combustión interna. Se analizara el ciclo de Otto y el ciclo Diesel.

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3.1.1 Motor de combustión interna de combustión a volumen constante - Ciclo Otto. (Teorico)

Los ciclos teóricos del motor a combustión a volumen constante fueron estudiados por Beau Rochas, pero su aplicación práctica se la debemos a Otto que construyó los primeros motores aproximadamente en 1862.

El ciclo Otto es un ciclo cerrado, que utiliza una mezcla de aire y gasolina o aire y gas y para su ignición tiene la ayuda de una chispa eléctrica producida por el sistema de encendido. Este ciclo consta de 4 etapas o tiempos. Aspiración, compresión, combustión y expansión. El flujo del fluido en su interior sería el siguiente:

En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de mezcla aire-combustible, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime esa mezcla que cuando alcanza el punto muerto superior se enciende y se quema a volumen constante (teórico), para luego producir una expansión (carrera útil) en cuyo transcurso aporta el trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente. 

El ciclo ideal o teórico difiere bastante del real por diversos motivos entre los cuales podemos mencionar:

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Disociación química de los combustibles, combustión no a volumen constante sino variable debido al tiempo de apertura de las válvulas de admisión y escape, avance al encendido para evitar la detonación de los combustibles, etc., todo lo cual hace que el ciclo no se realice como el teórico.

La mezcla de aire y gasolina (nafta) o aire y gas puede hacerse actualmente en un dispositivo llamado carburador o en la cámara de combustión en los sistemas de inyección, este último está reemplazando al sistema de carburador.

Motores ciclo Otto a gas o nafta :

La mezcla y regulación del aire y el combustible se realiza en un dispositivo llamado carburador al cual ingresan el combustible líquido o gaseoso y el aire y se obtiene una mezcla regulada de carburante en proporción acorde al régimen de funcionamiento del motor.

Motor de 4 tiempos

Un motor de combustión interna convierte una parte del calor producido por la combustión de gasolina o de gasoil en trabajo. Hay varias formas de éstos motores. Las mas conocidas son las de gasolina, un invento del ingeniero y comerciante alemán Nikolaus August Otto 1876 y el motor diesel.

El funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos:

Cada cilindro tiene dos válvulas, la válvula de admisión A y la de escape E . Un mecanismo que se llama árbol de llevas las abre y las cierra en los momentos adecuados. El movimiento de vaivén del émbolo se transforma en otro de rotación por una biela y una manivela.

El funcionamiento se explica con cuatro fases que se llaman tiempos:

1. tiempo (aspiración): El pistón baja y hace entrar la mezcla de aire y gasolina preparada por el carburador en la cámara de combustión.

2. tiempo (compresión): El émbolo comprime la mezcla inflamable. Aumenta la temperatura.

3. tiempo (carrera de trabajo): Una chispa de la bujía inicia la explosión del gas, la presión aumenta y empuja el pistón hacia abajo. Así el gas caliente realiza un trabajo.

4. tiempo (carrera de escape): El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape.

El árbol de manivela convierte el movimiento de vaivén del pistón en otro de rotación. Durante dos revoluciones sólo hay un acto de trabajo, lo que provoca vibraciones fuertes. Para reducir éstas, un motor normalmente tiene varios

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cilindros, con las carreras de trabajo bien repartidas. En coches corrientes hay motores de 4 cilindros, en los de lujo 6, 8, 12 o aún más.

Motor de 2 tiempos

Consiste en un motor alternativo de combustión interna, en el cual el ciclo completo de trabajo se realiza en 2 carreras del pistón, es decir, en una sola vuelta del cigüeñal, se define como motor de dos tiempos. Ésta es precisamente la característica esencial que lo distingue del motor de cuatro tiempos, el cual realiza 4 carreras del pistón para completar el cielo de trabajo, correspondiendo a cada carrera las 4 fases de: admisión, compresión, explosión y escape.

Sin embargo, la distinción entre los 2 motores. Es puramente convencional puesto que, mientras en el motor de cuatro tiempos las fases del cielo se realizan todas en el cilindro, en el motor de dos tiempos interviene un sistema de bombeo independiente para la realización de la fase de admisión. La definición, aceptada universalmente de esta forma, es válida también cuando se utiliza para la fase de admisión el efecto de bombeo producido por el movimiento del pistón en el cárter.

La ausencia de las válvulas, para el control de la admisión y del escape de los gases del cilindro, no puede considerarse una característica especial del motor de dos tiempos, en contraposición a una opinión bastante difundida. Efectivamente, en los primeros treinta años de este siglo eran muchos los motores de dos tiempos que poseían válvulas automáticas o accionadas, utilizadas por lo general para la introducción de la carga fresca en el cilindro, sobre todo en los grandes motores Diesel marinos.

Las dificultades de conseguir una perfecta realización de cada una de las fases del cielo de trabajo, en el motor de dos tiempos, derivan esencialmente del hecho de que el escape de los gases residuales de la combustión y la admisión de la carga de gases frescos en el cilindro se efectúan al mismo tiempo y también de la duración limitada de estas mismas fases.Por otra parte, la falta de una carrera del pistón destinada a la evacuación de los gases residuales de la combustión determina una situación donde los mismos gases frescos, al penetrar en el cilindro con una sobrepresión apropiada, deben efectuar una acción de barrido, a muy influida por el régimen de presión que se produce en el colector de escape, el cual durante dicho barrido se encuentra en comunicación con el cilindro.

Hace tiempo se propusieron y, en algunos casos, se llevaron a cabo numerosas soluciones con el fin de crear una separación más neta entre los fluidos en esta fase, para mejorar la eficacia y evitar los peligros de mezclado; pero la complejidad de los sistemas propuestos anulaba las ventajas fundamentales del motor de dos tiempos, la sencillez de construcción y la consiguiente economía de ésta, sin que por otra parte fuese resuelto completamente el problema.

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En su concepción definitiva, el motor de dos tiempos casi nunca utiliza válvulas para el control de la admisión y del escape de los gases del cilindro; la distribución la realiza el propio pistón que, al final de su carrera descendente, destapa 2 o más lumbreras que posee el cilindro, a través de las cuales pasan los gases. La admisión y la precompresión necesaria de la mezcla fresca para el barrido se realizan en el cárter del motor, que es hermético, donde la cara inferior del pistón en movimiento crea la variación de volumen necesaria. En los motores grandes, sobre todo en los pluricilíndricos y en los de cielo de Diesel, el barrido lo efectúa

Con frecuencia un compresor especial, exterior al motor. En su realización práctica, el motor de dos tiempos posee una historia bastante incierta.

Después de la concepción teórica del cielo, atribuida al británico Clerk en 1879, Karl Benz, trabajando independientemente, intentó alrededor de 1880 la construcción de un motor de gas con la fase de compresión en el cárter. Con probabilidad, fue éste el primer motor de dos tiempos de la historia, pero su funcionamiento inseguro hizo abandonar los estudios.

El bajo régimen de rotación que caracterizaba a los motores hasta el año 1900, representaba una indudable ventaja para los motores de dos tiempos, pero su desarrollo tardó varios años en llevarse a la práctica. Luego las tentativas se multiplicaron, sobre todo en los motores de pequeña cilindrada empleados en las motocicletas. Efectivamente, ya en 1902 aparecieron los primeros modelos equipados con motores de dos tiempos. Sin embargo, en automovilismo fue necesario esperar hasta los años veinte, con las realizaciones de Cozette.

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3.1.2 Motor de combustión interna de combustión a presión constante - Ciclo Diesel.(teorico).

Los motores EC o encendido compresión (combustión a presión constante) fueron realizados por Rudolph Diesel en 1892. Las transformaciones del fluido en el interior del motor se realizan de acuerdo a un ciclo cerrado, utiliza aire a presión atmosférica o a una mayor presión en los sistemas sobrealimentados y la inyección de un combustible líquido el cual se enciende por la alta temperatura del aire lograda después de la compresión del aire. Las transformaciones del fluido son las siguientes:

En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime el aire que cuando alcanza el punto muerto superior se encuentra a alta temperatura, en ese momento se inyecta finamente pulverizada una cierta cantidad de combustible líquido, que a medida que ingresa, se enciende y produce una combustión a presión constante (teórico), para luego expandirse realizando la carrera útil, en cuyo transcurso entrega trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente al igual que en el ciclo Otto.

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El ciclo ideal difiere del real por las mismas razones del ciclo Otto con la diferencia que el homólogo del avance al encendido es el avance de la inyección y el fenómeno de detonación tiene su homólogo llamado "picado".

Similitudes y diferencias entre ciclo Otto y ciclo diesel :

En el motor encendido a chispa, para evitar la detonación, se procura que en ningún momento de la carga tenga lugar el encendido por compresión, en el motor Diesel, por el contrario, se trata de producirla, lo antes posible, para evitar que durante el período de retraso se verifiquen condiciones que favorezcan la detonación. Por ello los métodos para reducir la detonación son totalmente opuestos.

En el motor encendido a chispa el aumento de la relación de compresión acerca el peligro de la detonación, en los motores Diesel, la disminuye, porque aumentando la temperatura al final de la compresión, disminuye el retraso al encendido. El aumento de la relación de compresión requiere para los carburantes un aumento del número de octano, mientras que en el gasoil permite un descenso del número de cetano.

En la práctica las relaciones de compresión para motores Diesel, no son inferiores a 14:1 o 17:1 para asegurar un satisfactorio arranque. Debido a las mayores presiones alcanzadas los motores Diesel son más pesados y robustos, sus elementos serán de mayor dimensión.

Los motores Diesel requieren mayor cantidad de aire para la combustión para compensar las malas condiciones de la mezcla y como dentro de ciertos límites la combustión es mejor cuanto mayor es el exceso de aire carburante, no es necesario regular la entrada de aire al variar el régimen y la carga, por lo tanto la variación de la carga se hace sólo sobre el combustible. Se tiene así la ventaja que a las cargas bajas, disminuyendo la resistencia a la entrada del aire por falta de la mariposa, aumenta el rendimiento por disminución de las pérdidas por bombeo. El motor suministra para cada regulación un par casi constante al variar el número de revoluciones.

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3.1.3 CICLO MIXTO DE SABATHÉ.

Las condiciones reales de funcionamiento de los motores Diesel difieren notablemente de las que se hallan representadas en los ciclos ideales Otto y Diesel. Para los motores Diesel, el proceso de combustión se aproxima a una transformación a presión constante sólo en el caso de motores excepcionalmente grandes y lentos. El diagrama real muestra que, en condiciones normales, la combustión se lleva a cabo, en los motores Diesel, según un proceso que se aproxima a la combustión de una transformación a volumen constante y otra a presión constante. Se puede afirmar que, en la práctica, los ciclos Otto y Diesel se aproximan mucho en la forma, hasta el punto de poderlos considerar como un caso particular del ciclo mixto, en el cual, parte de la combustión se verifica a volumen constante, y parte, a presión constante. Este ciclo teórico está representado en la figura 28 y se conoce con el nombre de ciclo mixto de Sabathé. En este ciclo, después de la fase de compresión adiabática 1-2, sobreviene, como en el ciclo Otto, una fase de combustión a volumen constante 2-3, durante la cual se introduce la cantidad de calor Q1’ y luego, como en el ciclo Diesel, una fase de 3-4 de combustión a presión constante, en cuyo decurso se introduce la cantidad de calor Q1’’. Siguen después dos fases sucesivas, a saber: una, de expansión adiabática 4-5, y otra, de sustracción, a volumen constante 5-1, de la cantidad de calor Q2.

Por tanto, la cantidad total de calor introducida vale:Q1=Q1’+Q1’’

Recordando lo expuesto, a propósito de los ciclos Otto y Diesel, podemos escribir:Q1’=Cv (T3-T2)Q1’’= Cp (T4-T3)Q2= Cv (T5-T1)

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De este modo, el rendimiento térmico ideal del ciclo Sabathé teórico vale:he= (calor suministrado – calor sustraído)/ calor suministrado

Para la transformación 2-3 de combustión a volumen constante tenemos:

Y para la transformación 3-4 de combustión a presión constante:

 

Para las transformaciones adiabáticas 1-2 de compresión y 4-5 de expansión emplearemos, respectivamente, las fórmulas de las cuales obtenemos:

 

y siendo V3=V2  ;  V5=V1

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se puede escribir:

Sustituyendo estas expresiones en las del rendimiento térmico ideal, resulta:

 

Inicio con la relación entre la presión P3 al final y la presión P2 al principio de la fase de combustión a volumen constante –a la cual llamaremos “relación de combustión a volumen constante”-, y recordando que:

Se obtiene la expresión final de rendimiento térmico ideal del ciclo teórico Sabathé:

A igualdad de relación de compresión r, el rendimiento del ciclo mixto resulta intermedio entre el del ciclo Otto y el del ciclo Diesel. Si se aumenta el calor suministrado a volumen constante, es decir, entre los puntos 2 y 3, y se reduce el suministrado a presión constante entre los puntos 3 y 4, el rendimiento térmico se aproxima al del ciclo Otto. Si, por el contrario, se reduce el calor suministrado a volumen constante y se aumenta el correspondiente a presión constante, el rendimiento del ciclo mixto se aproxima al del ciclo Diesel.

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ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE GASEOSO.

El sistema de alimentación de combustible gaseoso es una instalación que adecua la provisión de gas a las necesidades y especificaciones del motor a gas.

Es de vital importancia para el buen funcionamiento del motor, ya que elimina fluidos en estado líquido, asegura la presión de alimentación y quita impurezas sólidas que puede arrastrar el gas.

Este sistema toma el gas provisto por la red de distribución, separa los compuestos que llegan en estado líquido, regula la presión de línea a una adecuada a la alimentación del regulador del motor

Consta de un separador gas-líquido, un regulador de gas y un filtro de gas. El separador de líquido consta simplemente de un recipiente cilíndrico con placas en su interior donde choca el gas de entrada, haciendo coalescer las gotas de líquido que arrastra el gas, depositándolas en su interior, esta acción se favorece aumentando el tiempo de residencia del fluido e incluyendo cambios en la dirección del flujo. La separación de líquido la realiza por expansión y cambio de dirección del flujo en un recipiente, haciendo disminuir la energía cinética del fluido cuando choca con placas en su camino, dejando el gas bajo la acción de la gravedad el mayor tiempo posible. Este camino tortuoso y el tiempo de residencia, hace que las gotas de líquido queden en estas placas y decanten por acción de la gravedad. La purga del líquido separado sale por la parte inferior y puede ser manual o automática. El regulador de gas consta de una membrana expuesta por un lado a una presión de referencia (generalmente la presión atmosférica) y a la acción de un resorte cuya tensión se puede ajustar desde el exterior girando un tapón roscado y por el otro a la presión aguas arriba, a través de un orificio. El gas cuya presión se quiere regular, ingresa por un orificio calibrado, acorde al caudal que va a proporcionar, y sobre el que actúa un obturador conectado por una palanca a la membrana.

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El funcionamiento del regulador de presión puede resumirse en lo siguiente: si la presión de gas aguas arriba del regulador aumenta, esta se transmite a través de un orificio  a la membrana, empujándola hacia arriba, con esta acción y a través de su sistema de palanca, el obturador cierra el paso de gas, con lo cual disminuye la presión de gas, la presión del resorte sobre la membrana, reacciona empujándola hacia abajo restituyendo el equilibrio y abriendo nuevamente el orificio, con estas acciones se logra mantener la presión del gas constante. El regulador mediante un sistema mecánico de membrana, resorte antagónico y obturador, mantiene, aumenta o reduce la presión de entrada, acondicionándola a la requerida por el carburador del motor. Si la presión de alimentación es muy alta, se pueden utilizar dos reguladores de presión de diferente rango, conectados en serie, según la aplicación, antes de ingresar al carburador .

El sistema funciona bien si el gas a la salida del mismo, no presenta arrastre de líquido y tiene la presión requerida para el paso siguiente.

Para poner en régimen este sistema, debo asegurarme que la válvula de ingreso de gas al mismo esté abierta, que el separador de líquido esté bien purgado y que el regulador de gas esté regulado a la presión de salida requerida.

Si el sistema no funciona correctamente podremos observar a la salida del separador un gas húmedo con fuerte arrastre de líquido o al tomar la presión de salida del regulador su valor está fuera del rango especificado para el mismo.

Para eliminar el líquido introducido en el sistema: se debe purgar el mismo, drenando todos los fluidos acumulados en el fondo del separador.

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Regulación de la presión de gas: los reguladores se pueden ajustar a la presión deseada colocando un manómetro a la salida para realizar una lectura continua, a la vez que se regula la presión ajustando la tensión del resorte que actúa sobre la membrana.

Una falla frecuente en los reguladores de presión es la rotura de su membrana.

Las precauciones de seguridad se deberán extremar ya que el sistema  contiene un combustible, por lo tanto para realizar cualquier trabajo en alguno de sus componentes se deberá aislar de la fuente de provisión de gas, ventear la presión del gas de su interior y drenar los líquidos acumulados, además por ninguna causa se deberán realizar trabajos en caliente en cualquier parte de este circuito. En cuanto al ambiente, tendremos cuidado de recolectar todos los drenajes de líquido y tratar que los venteos se recirculen a otros circuitos de tratamiento de gas.

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3.2 CICLOS REALES

3.2.1 CICLO INDICADO

ÍNDICES DEL CICLO DE FUNCIONAMIENTO YCURVAS CARACTERÍSTICAS.

PARÁMETROS INDICADOS:

Los parámetros indicados hacen referencia al ciclo cerrado real del motor, es decir, lo que ocurre dentro de la cámara de combustión (CC).

No tienen en cuenta el trabajo de bombeo (tanto del aire en MEC como la mezcla aire-gasolina en MEP), los rozamientos mecánicos (fricción segmentos-camisa del cilindro), ni el accionamiento de auxiliares (como el alternador, el aire acondicionado, el turbo, ...)

TRABAJO INDICADO (Wi)

Es el trabajo producido en el ciclo cerrado (área encerrada dentro del diagrama p-V).

POTENCIA INDICADA (Ni)

Es el trabajo indicado por unidad de tiempo.

PRESIÓN MEDIA INDICADA (pmi)

Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al trabajo indicado.

2 Tiempos: i = 1

4Tiempos: i = 0,5

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RENDIMIENTO INDICADO

PARÁMETROS EFECTIVOS:

Están referidos al eje del motor (cigüeñal), incluyen:

El ciclo cerrado (parámetros indicados).

El lazo de bombeo (escape + admisión).

Los rozamientos.

Accionamiento de auxiliares (Compresor, aire acondicionado, alternador,...).

TRABAJO EFECTIVO (We)

Es el trabajo indicado menos el de pérdidas mecánicas:

POTENCIA EFECTIVA (Ne)

Es el trabajo efectivo por unidad de tiempo.

La potencia es el producto del par motor por el régimen de giro del mismo. Esto implica que si tenemos dos vehículos con la misma potencia, el que tenga menos par motor obtendrá la potencia máxima a un régimen más elevado que el otro. Este echo influye en el estilo de conducción.

La potencia es necesaria para obtener la velocidad máxima.

PRESIÓN MEDIA EFECTIVA (pme)

Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al trabajo efectivo.

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Valores típicos de PME en bar:MEP Turismos: 8 - 14MEP Deportivos: 8,5 - 25MEC Automoción: 6 - 16MEC 4T Industriales: 5,5 - 23 (motores de camión)MEC 2T Lentos: 10 - 15 (motores de barcos)

PAR EFECTIVO (Me)

Es el par mecánico obtenido en el eje del motor.

El par es proporcional al trabajo del ciclo y a la pme. El par motor es por así decirlo la fuerza con que mueve el motor al vehículo e influye directamente sobre las aceleraciones y recuperaciones del mismo.

RENDIMIENTO EFECTIVO

Es la relación entre la potencia efectiva producida por el motor y la potencia térmica consumida.

El rendimiento efectivo máximo sólo se alcanza en determinadas condiciones de funcionamiento.

Valores máximos:MEP: 0,25 - 0,30    MEC: 0,30 - 0,50

RENDIMIENTO MECÁNICO

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CONSUMO ESPECÍFICO EFECTIVO (gf)

Es la cantidad de combustible consumida referida a la potencia mecánica consumida:

Valores típicos:MEC: 280 - 180 g/KWh    MEC: 320 - 280 g/KWh

ESTIMACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA:

Podemos expresar el gasto másico de combustible (mf) en función del dosado absoluto (F) y el gasto másico de aire (ma):

O bien del dosado relativo (FR):

Fe es el dosado estequiométrico

Mezcla pobre: FR < 1Mezcla estequiométrica: FR = 1Mezcla rica: FR > 1

La reacción de combustión estequiométrica es una reacción ideal en la que se debe mezclar 1 g de gasolina con 14 g de aire (esto es, un dosado estequiométrico).

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Valores típicos de dosado:

Fe Gas Natural 1 / 17

Gasolina 1 / 14,6

Gasoil 1 / 14,5

Fueloil 1 / 13,8

FR  MEP en torno a 1

MEC < 0,7

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3.2.2 COMPARACION ENTRE CICLOS.

CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES TÉRMICOS:

SEGÚN EL MODO DE GENERAR EL ESTADO TÉRMICO: De COMBUSTIÓN EXTERNA (MCE): Al fluido de trabajo se le transmite el

estado térmico a través de una pared.

De COMBUSTIÓN INTERNA (MCI): El estado térmico se genera en el propio fluido de trabajo (mediante un proceso de combustión).

SEGÚN LA FORMA EN QUE SE RECUPERA LA ENERGÍA MECÁNICA:

ALTERNATIVOS:

Según el encendido de la mezcla aire-combustible:

- Motor de encendido provocado (MEP)

- Motor de encendido por compresión (MEC)

Según la forma en que se realiza el trabajo:

- Motor de 4 tiempos (4T): 2 giros de cigüeñal realizan 1 ciclo.

- Motor de 2 tiempos (2T): 1 giro de cigüeñal realiza 1 ciclo.

o ROTATIVOS:

Turbomáquinas: Turbina de gas.

Volumétricos: Motor Wankel.

o REACCIÓN:

Cohetes.

Aeroreactores.

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PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LOS MCIA:

CA: Colector de Admisión.

CE: Colector de Escape.

VA: Válvula de Admisión.

VE: Válvula de Escape.

Bu: Bujía.

CC: Cámara de Combustión.

S: Segmentos.

P: Pistón.

Bi: Biela.

M: Manivela.

D: Diámetro del pistón.

S: Carrerera del pistón.

S/D: Relación carrera-diámetro.

Ap: Sección del pistón.

Vd: Cilindrada Unitaria o Volumen de Embolada.

Z: Número de Cilindros.

Vt: Cilidrada Total.

Vc: Volumen de la Cámara de Combustión.

Rc: Relación de Compresión.

n: Régimen de Giro.

Cm: Velocidad Media del Pistón.

CICLOS REALES DE LOS MCIA 4T:

El ciclo es abierto, se intercambia masa con el exterior durante los procesos de admisión y de escape.

El fluido operante es reactivo y modifica sus propiedades al producirse la combustión.

Proceso de compresión:

- Hay pequeñas fugas de gas.

- Se produce intercambio de calor entre el fluido y la pared del cilindro, y por lo tanto el proceso no es adiabático.

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- El retraso en el cierre de la válvula de admisión provoca una pérdida de fluido por la pipa de admisión.

Proceso de combustión:

- Hay pérdidas de calor hacia el fluido refrigerante.

- La combustión es incompleta debido a las imperfecciones en la formación de la mezcla.

- La velocidad media del pistón y la del frente de llama son del mismo orden, esto impide que la combustión ocurra instantáneamente en el PMS.

Proceso de expansión:

- Elevado gradiente de temperatura entre el fluido y la pared del cilindro, el proceso no es adiabático y ocurren grandes pérdidas de calor.

- La apertura de la válvula de escape antes del PMI provoca pérdidas de calor en los gases enviados al exterior.

DIFERENCIAS ENTRE MEP Y MEC:

CARACTERÍSTICA MEP MEC

Formación de la mezcla Durante la admisión Final de la compresión

Encendido de la mezclaProvocado por una chispa eléctrica

Autoinflamación del combustible

Regulación de la carga Cuantitativa Cualitativa

CombustibleGasolina, GLP, GN, Etanol, Biogas

Gasoil, Fueloil, Biocombustibles

Fluido operante en el proceso Aire + Combustible Aire

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de admisión

Relación de compresión 8 a 11 12 a 23

Velocidad media del pistón (m/s)

8 a 16 turismos

15 a 23 deportivos

9 a 13 automoción

6 a 11 estacionarios

Régimen de giro máximo (rpm)

5500 a 8000 automoción

12000 competición

4000 a 5000 automoción

500 a 1500 estacionarios

70 a 200 lentos de 2T

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BIBLIOGRAFIA.

http://www.mailxmail.com/curso/vida/motoresdecombustion/capitulo9.htm