Calcular la presion maxima que tiene que soportar el cilindro de un motor cicio Ottoteorico de 4 tiempos, con relacion de ccmpresion rc = 7, si este trabaja al nivel delmar y el proceso de combustion produce suficiente calor para elevar 6 veces latemperatura del gas.

Se tiene un motor monocilindrico cicio Otto 4T, de dimensiones 0 = 22 cm, L = 20cm., que trabaja a una velocidad n = 1600 rpm, admite aire a una Pa = 1.0 kg/cm2y Ta = 30C. Quema gasolina con un poder calorifico inferior PCI = 10,200 kcal/kgy relacion estequiometrica aire-combustible At = 15.2. Si en el escape pierde 2.5kcal, calcular:

A) EI trabajo util Wu (kg-m)B) La eficiencia termodinamica 'I' (%)C) La potencia ieorica Nt (CV)D) La relacion de compresion rcUn motor'ciclo Otto .:iT, de 4 cililldros, con una relacion de ccmpresion de 8.5,consume 0.02 9 de gasolina por cicio, ccn un PCI = 10,400 kcal/kg, y trabaja a unavelocidad de 2400 rpm. Calcular:

A) La eficiencia termodinamica del cicio '1,.(%)B) La potencia teo rica total del motor Nt (CV).

I1 .

M.4QUlNAS TERMICAS

4.3

S.I./vL-AZCAPOTZALCO

PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS

MOTOR CICLO OTTO 4T

4.4 Se tiene un motor cicio Otto 4T, monocilindrico, que trabaja al nivel del mar yentrega una potencia teorica de 150 CV a 2500 rpm. Si del motor escapan 4 g degases en cada cicio y se tiene una presion de 5.2 kg/cm2 en el momenta deabrirse la valvula de escape, calcular:

A) EI calor uti I Qu (kcal)B) EI calor perdido Qp (kcal)C) . La eficiencia termodinamica 'I' (%) .

4.5 Se tiene un motor cicio Otto 4T, monocilindrico, de cabeza cuadrada (L = 0) quetrabaja al nivel del mar. Sabiendo que quema 0.25 9 de combustible en cada cicioen una proporcion aire-combustible At = 15, calcular las dimensiones del cilindro(diametro y carrera).

Se tiene un motor cicio Otto 4T, monocilindrico, con un volumen activo de 1600cm3 que trabaja al nivel d~1 mar, con una relacion de compresion rc = 8 Y

. velocidad n = 3000 rpm. Durante el proceso de ccmbustion eleva su temperaturaen 5 veces, calcular: .

~..iI

4.6

A)B)C)

. EI calor util Qu (kcal)La potencia teorica Nt (CV)La eficiencia termodinamica 'It (%)

L

../' .....;~';,,,.-&~.

3 Considerense que las condiciones a/mosfer/cas al nivel del mar son: Pa = 1.0 kglcm2 y Ta = 30C59 4 MOTOR CICLO OTTO 4T

MAQUlNAS TERM/CAS

5.1

5.2

5.3

5.5

!,

E.S./.M.E.-AZCAPOTZALCO

PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS

MOTOR CICLO OTTO 2T

Calcular la eficiencia termodinamica '7, (%), de un motor cicio Otto 2Tmonocilindrico que desarrolla una potencia teo rica Nt = 20 CV a una velocidad n =2500 rpm, sa bien do que pierde en el escape 0.07 kcal/ciCio.

Un motor monocilindrica Cicio Otto 2T admite 0.12 9 de aire par cicio. Consume.gasolina .con P.C.I. = 10,400 kcai/kg en proporcion At = 14.83. Si trabaja a 4500rpm con una eficiencia termodinamica '7/ = 52 %, calcular la potencia teorica Nt(CV). .

Resolver el problema anterior pero ahora para los siguientes datos: masa de airepor cicio = 0.09 g, At = 15.1, n = 5500 rpm Y '7/ = 54 %.

Calcular la velocidad de rotacion n (en rpm) a que trabaja un motor cicio Otto 2Tmonocilindrico, que desarrolla una potencia teorica Nt = 15 CV. Consume 0.007 9de gasolina por cicio, con un P.C./. = 10,200 kcal/kg y tiene una reiacion decompresion rc = 7. .

Resolver el problema anterior pero ahora para los siguientes datos: Nt = 16 CV Y rc= 6.5.

73 5 MOTOR CICLO OTTO 2T

3. RESOLVER EL PROBLEMA TlPO NO.3

MOTOR DIESEL 4T

6 MOTOR CleLO DIESEL 4T

E.S.I.M.E.-AZCAPOTZALCO

Se tiene un motor cicio Diesel 4T, 0 = 30 em, L = 35 em, monocillndrico, quetrabaja a una velocidad n = 600 rpm, admite aire a una Pa = 1 Kg/cm2 y Ta = 15C.Quema aceite diesel con un P. C.I. = 10,200 kcal/kg y relacion aire-combustlble At= 14.8. Si su relaclon de cornpresion rc = 20 Y su relacion de inyeccion r; = 4,calcular:

89

A) La eficiencia termodinamica ryt (%)B) . EI calor suministrado Qs (kcal)C) EI trabajo util Wu (kg-m)0) . La potencia teo rica Nt (CV)

!,

Escalas para la Grafica:

PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS

Eje horizontal de rc 1em = Una unidad de relacion de compresionEmpezando en rc = 10 y terminando en rc = 22, es decir 12 em de largo.

Graflcar unicamente en el intervalo: 12 $ rc ~ 20

Eje Vertical de eficiencia (rytl: 1 em = 4%Empezando en el valor de 40% y terminando en 72%. Es decir, un total de 8 emde altura.

4. RESOLVER LOS PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS DEL 6.1AL 6.8.

5. ANEXAR EN EL CATALOdo LAS F1GURAS, ESQUEMAS YIO GMFlCAS QUEMUESTREN LA D1SPOS1ClON CONSTRUCT1VA Y PRlNC1PALES ORGANOS DE LOSMOTORES cICLO DIESEL DE 4 TlEMPOS REALES.

6.1 Calcular la temperatura maxima de un cicio Diesel teorico de 4T, que tiene unarelacion de compresion rc = 16 Y una relacion de Inleccion ri = 3.2. Trabaja a lassiguientes condiciones atmosferlcas: Pa = 1.0 kg/em y Ta = 30C.

6.2 Resolver el problema anterior para los siguientes datos. ri = 3.5, Pa = 0.8 kg/cm2 yTa = 15C.

,: u4QUlNAS TERMfCAS

6.3"0)

6.4 Se tiene un motor cicio Diesel 4T, que trabaja a n = 600 rpm, admite 30 9 de airepar cicio. Quema aceite diesel can un P. C.I. = 10,100 kcallkg, con una relacion airecombustible At = 14.8. Si el motor pierde en el escape 8 kcal/ciclo, calcular:

M.4QUINAS TERM/CAS'0#" ,.~

E.S.I.M..-AZCAPOTZALCO

,j. '

iA)B)

La potencia teorica del motor Nt (CV).La eficiencia termodinamica del cicio TJt (%)

6.5 Calcular la eficiencia termodinamica TJt (%) de un motor cicio Diesel teonco de 4T,que tiene una relaci6n de compresion rc = 16 Y trabaja a nivel del mar. Latemperatura maxima que alcanza despues de la combusti6n es T, = 3040 oK y lapresi6n al final de la expansi6n es 5.2 kg/cm2

6.6 Resolver el problema anterior para: rc = 18, T, = 3000 oK y presion al final de laexpansi6n de 5.4 kg/cm2

6.7 Se tiene un motor Diesel te6nco 4T monocilindrico, que admite 0.180 kg de airepar cicio, a una temperatura ambiente Ta = 30C. Quema aceite diesel con unFC.I. = 10,100 kcal/kg, en proporcion aire-combustible At = 14.92. La temperaturade los gases de escape tiene un valor Ts = 1420 oK y el motor trabaja a unavelocidad n = 600 rpm. Calcular:

A) La potencia teo rica del motor Nt (CV).B) La eficiencia termodinamica del cicio TJt (%)

0.8 Se tiene un cicio Diesel teo rico de 4T, que tiene una relaci6n de inyecci6n f; = 3.5.Trabaja a las siguientes condiciones atmosfericas: Pa = 0.8 kg/cm2 ..y Ta =l15C. Sien la compresion aumenta la temperatura del aire 3 veces, calcular: .

A) ~ La temperatura maxima del cicio (OK)B) La eficiencia termodinamica TJt (%)

90 6 MOTOR CICLO DIESEL 4T

RESOLVER EL PROBLEMA TIPO NO.4.

7.1 Del problel1)a tipo del cicio Diesel de 2T, calcular:

PROBLEMAS COMPLEMENT ..;.RIOS

7 MOTOR ClCLO DIESEL 2T

E.S.I.M.E.-AZCAPOTZALCO

103

ACTIVIDADES COMPLEMENT ARIAS

,,

RESOL VER LOS PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS DEL 7.1 AL 7.4.

ANEXAR EN EL CATALOGO LAS FIGURAS, ESQUEMAS Y/O GMFICAS QUEMUESTREN LA DISPOSICIONCONSTRUCTIVA Y PRINCIPALES ORGANOS DE LOSMOTORES CICLO DIESEL DE 2 TIEMPOS

'QUlNASTERMICAS

A) La eficieneia termodinamica del cicio 'It (%)B) EI calor suministrado Qs (kcal)C) EI trabajo util Wu (kg.m)

A) Que porcentaje del volumen activo del cilindro, se usa para el cicio de 2 T.B) Que % de aumento de potencia se obtiene entre el cicio de 2T y el de 4T.C) Como varia la eficiencia del cicio de 2T respecto al de 4T.

7.2 Un motor cicio Diesel 2T monocilindrico desarrolla una potencia teorica de 638 CVcuando trabaja a una velocidad n = 600 rpm al nivel del mar. Si quema aceitediesel con un P.G./. =10,400 kcal/kg, con una relacion aire-combustible At = 14.8 Ytlene una relacion de compresion rc = 20 Y una relacion de inyeceion rj = 4,caleular:

. .7.3 Resolver el problema anterior para At = 15 Y rc = 22

"7.4 Se tiene un motor cicio Diesel 2T monocilindrico que trabaja al nivel del mar. Si lasdimensiones del cilindro son: D = 10 cm y L = 12 em y quema 0.05 9 de aceitediesel por cicio en proporci6n At = 15:1, calcular el angulo 13 (despues del P.M.!.)en que debe cerrar la lumbrera de escape.