ayudantía 11

AYUDANTÍA 11 : ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

IME 813

PREPARADO POR CRISTOBAL ICAZATEGUI

DICIEMBRE 2015

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Preguntas

AYUD 11 IME 813_CIM 2

1. ¿ Para que nos sirve la relación carrera-diámetro?2. ¿Cuáles son los valores típicos de la relación s/D para el motor de un vehículo

convencional?3. ¿Qué es y para que nos sirve el consumo especifico de combustible?4. ¿Cuál sería el valor típico del consumo especifico para el motor de un camión diésel

turbocargado?5. Indique valores típicos de pme y rendimientos de MECh y MEC6. ¿Qué nos indican las curvas características de un motor?¿En que condiciones se miden

estás?, indique como se diferencia su utilización si se utiliza para un grupo electrógeno y para uso automotriz.

SOBREALIMENTACIÓN


La potencia es proporcional al caudal de la masa de aire . Ya que esta es proporcional a la densidad del aire, la potencia de un motor determinado puede aumentarse en relación a la cilindrada y al numero de revoluciones precomprimiendo el aire antes de su entrada en el cilindro, es decir, por sobrealimentación.El grado de sobre alimentación indica el aumento de la densidad en comparación con el motor de aspiración. Depende del sistema de sobrealimentación utilizado y alcanza el valor máximo con un aumento de presión dado si la temperatura del aire comprimido no aumenta o si se devuelve mediante refrigeración del aire de alimentación a la temperatura de partida

El grado de sobrealimentación está limitado en el motor Otto por una combustión detonante y en el motor Diesel por las presiones máximas permitidas. Para evitar estos problemas, los motores sobrealimentados se acostumbran a comprimir menos que los motores de aspiración

SOBREALIMENTACIÓN DINÁMICA


Las fases de cambio de carga se ven influidas, junto con los tiempos de control, por la geometría de las tuberías de aspiración y gases de escape. Activada por el trabajo de aspiración del embolo, la válvula de admisión inicia, al abrirse, una onda de presión que retrocede hasta el extremo abierto del tubo de admisión, donde es reflejada y devuelta a la válvula de admisión. Las oscilaciones de presión que se producen en ese punto debido a este proceso pueden aprovecharse para aumentar la masa de aire aspirada. Este efecto de sobrealimentación basado en la dinámica de los gases depende tanto de la geometría del tubo de admisión como del numero de revoluciones del motor

Sobrealimentación de tubo de admisión oscilante


En el caso de la sobrealimentación de tubo de admisión oscilante, cada cilindro tiene un tubo oscilante propio de una longitud determinada que acostumbra a estar conectado al colector. En los tubos oscilantes, las ondas de presión se pueden propagar con independencia las unas de las otras. El efecto de sobrealimentación depende de la geometría del tubo de admisión y del numero del motor. La longitud de cada tubo oscilante se adapta a los tiempos de distribución de las válvulas de manera que en la gama de revoluciones deseada pase a través de la válvula de admisión abierta una onda de presión reflejada en el extremo del tubo oscilante. Mientras la longitud de los tubos ha de estar adaptada a la gama de revoluciones, el diámetro debe adaptarse a la cilindrada. Los tubos largos generan un efecto de sobrealimentación elevado en la gama inferior de revoluciones del motor, mientras que los tubos cortos, en la gama superior

Sobrealimentación por resonancia


A un numero de revoluciones del motor determinado, las oscilaciones del gas provocadas por el movimiento periódico del pistón entran en resonancia, lo que conlleva un efecto de sobrealimentación adicional. En los sistemas con el tubo de admisión de resonancia se conectan grupos de cilindros con una distancia de encendido equivalente a un deposito de resonancia a través de tubos cortos de admisión. Éstos están a su vez unidos a un colector a través de tubos de resonancia y actúan como resonadores de Helmoltz. La longitud y el tamaño de los tubos de admisión de resonancia se determinan por la gama de revoluciones en la que se debe producir el efecto de sobrealimentación por resonancia.

Sistemas variables de tubos de admisión


Debido a que el efecto de la sobrealimentación dinámica depende del punto de servicio del motor, la geometría variable de tubos de admisión (tubos de admisión conmutable) ofrece un desarrollo del par de giro casi ideal. Los sistemas variables pueden conseguirse• Variando la longitud del tubo de admisión oscilante• Conmutando entre distintas longitudes de tubo de

admisión o• Distintos diámetros de tubos oscilantes,• Desconectando selectivamente algún tubo por cada

cilindro en caso de tubos múltiples o• Conmutando entre distintos volúmenes de colectorPara conmutar los sistema de aspiración conmutable se utilizan, por ejemplo, válvulas accionadas eléctrica o electro neumáticamente.

Sobrealimentación mecánica


En el caso de la sobrealimentación mecánica, el motor de combustión interna acciona directamente un compresor. Existen compresores mecánicos en forma de• Compresor volumétrico con distintas formas constructivas (p.ej. Compresor Roots, compresor

de aletas, compresor espiral, compresor helicoidal) o en forma de• Sobrealimentador centrífugo (p.ej. Compresor centrifugo)El motor y el compresor tienen en la mayoría de los casos una relación de desmultiplicación fija. Para la conexión del compresor se utilizan acoplamientos mecánicos o electromecánicos.



Ventajas de la sobrealimentación mecánica• Compresores relativamente sencillos en el lado frío del motor,• No es necesario intervenir en el sistema de gases de escape del motor y• El compresor tarda casi sin retardo a los cambios de cargaDesventajas de la sobrealimentación mecánica• La potencia del compresor se tiene que derivar de la potencia útil del motor• Aumenta el consumo de combustible.

Sobrealimentación por turbina de gases de escape


En el caso de la sobrealimentación por turbina de gases de escape, la energía para accionar el compresor se toma de los gases de escape. Con este sistema, por una parte se utiliza la energía que no se puede aprovechar en los motores de aspiración debido a las relaciones de expansión establecidas por el mecanismo del cigüeñal. Por otra parte, los gases de escape se retienen más arriba al abandonar el motor para obtener el rendimiento del compresor necesario.En la actualidad, la energía de los gases de escape se transforma en energía mecánica exclusivamente mediante la turbina de gases de escape, de forma que se dispone de compresores centrífugos para la compresión previa del gas fresco.Normalmente, el turbocompresor de gases de escape se diseña de tal manera que se obtenga una presión de admisión elevada incluso a un numero reducido de revoluciones del motor. Sobre todos en motores con un margen amplio de revoluciones se debe eludir la turbina a través de un “Waste-Gate”, con lo que parte de la energía de los gases de escape se pierde sin embargo. Una solución intermedia mejor para obtener una presión de admisión elevada en la gama baja de revoluciones y evitar una sobrecarga del motor en la gama elevada de revoluciones se consigue mediante la turbina con geometría variable (VGT)

Turbocompound


Sobrealimentación por turbina de gases de escape


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