desensamble y ensamble de un motor de combustion de 4 tiempos

8/16/2019 Desensamble y Ensamble de Un Motor de Combustion de 4 Tiempos

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ÍNDI E

1. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 2

2. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR ................................................................. 2

3. MEDICIONES ..................................................................................................................... 2

3.1. Volumen muerto ....................................................................................................... 2

3.2. Parámetros geométricos del motor ..................................................................... 2

3.3. Verificación de la sincronización ......................................................................... 3

4. CÁLCULOS ......................................................................................................................... 4

4.1. Volumen de la cámara de combustión ............................................................... 4

4.2. Volumen desplazado (cilindrada unitaria) ......................................................... 4

4.3. Relación de compresión ......................................................................................... 4

5. RESULTADOS ................................................................................................................... 5

5.1. Comparación con los datos permisibles del Manual de Renault ................ 5

5.2. Comparación de los ángulos de giro con el manual del motor ................... 6

5.3. Representar gráficamente el volumen desplazado por el pistón, V,versus el ángulo de giro del eje cigüeñal, θ. ................................................................. 7

6. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 8

7. ANEXOS .............................................................................................................................. 9


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DESENSAMBLE Y ENSAMBLE DE UN MOTOR DE COMBUSTION DE 4 TIEMPOS

1. OBJETIVOS

Identificar los principales componentes que conforman un motor de combustiónde cuatro tiempos con encendido por chispa (MECH).

Desarmar los principales componentes del motor y tomar mediciones de ciertoscomponentes. Armar el motor luego de realizado el ensayo.

2. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

Motor Renault de encendido por chispa de 4 tiempos, formado por cuatrocilindros dispuestos en línea.

Llaves de boca. Micrómetro, calibrador vernier, galgas para calibrar válvulas, medidor de nivel,

disco graduado y jeringa.

3. MEDICIONES

3.1. Volumen muerto

Para conocer el volumen de la cámara de combustión o volumen muerto, se tiene estasiguiente fórmula:

Vá = V_ + V_ + Vq

Para medir los volúmenes de las cámaras culata y cilindro, se llenó los espaciosmencionados con líquido hidráulico mediante jeringas y se midió los volúmenes

requeridos. Para el volumen de la empaquetadura, se midió el diámetro y espesormediante un instrumento de medición (Vernier).

Se tuvo los siguientes datos:

V_ = 31 mL

V = 2 mL

Dq = 81.5 mm

Eq = 1 mm

Vq =π ∗ Dq

4 ∗ Eq = 5.22 mL

3.2. Parámetros geométricos del motor

Mediciones de parámetros geométricos mediante instrumentos de medición ( Vernier y/oMicrómetro

Se midió el diámetro del cilindro y longitud de carrera mediante un Vernier-calibrador.

D = 79.4 mm

L = 80.5mm = S


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No se pudo medir las longitudes de biela y manivela del cigüeñal. Sin embargo; se tieneuna relación para hallar la longitud de manivela1:

l = S / 2

Donde:

l = longitud de manivela

S = longitud de carrera de pistón

l =80.5

2= 40.25 mm

Para la longitud de la biela, se tomó el valor del motor Nissan2 para poder continuar confines prácticos.

L = 140.5 mm

3.3. Verificación de la sincronización

Para la verificación de los ángulos se usó el motor Hyundai de 4 cilindros.Se medió utilizando el disco graduado y la flecha de indicación angular para medir losmomentos de apertura y cierre de válvulas. Ver figura 1

Admisión = 205° Escape = 215°

Compresión = 170° Expansión = 160°

Según visto la clase de MCI, el ciclo debe sumar 720°, en el caso experimental da un

total de 750.Entonces, se tiene que esos 30° de exceso se deben al traslape de válvulas de admisióny escape.

Figura 1 Diagrama de distribución del motorFuente: http://foro.piratamotor.com/viewtopic.php?f=3&t=349

1 HEYWOOD, John 1988 The Internal Combustion Engine Fundamentals. Chapter 2 :Engine design and operating

parameters – Pag: 43

2 Manual de servicio Serie B11 Nissan EM-21

http://foro.piratamotor.com/viewtopic.php?f=3&t=349http://foro.piratamotor.com/viewtopic.php?f=3&t=349http://foro.piratamotor.com/viewtopic.php?f=3&t=349http://foro.piratamotor.com/viewtopic.php?f=3&t=349


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4. CÁLCULOS

4.1. Volumen de la cámara de combustión

Con los datos obtenidos del pistón, podemos determinar el volumen de la cámara de la culata

y la cámara del cilindro, si a esto se le suma el volumen de la empaquetadura de culata se

obtendrá el volumen muerto.

Vá = 2 mL = 2 cm

Vá = 31 mL = 31 cm

Vq = 5.22 cm

V á b

= V á

+ V á

+ Vq

V á b = 38.22 cm

4.2. Volumen desplazado (cilindrada unitaria)

El volumen desplazado se obtiene multiplicando el área del pistón por su carrera.

AP =π4

D =π4

× 79.4 = 49.514cm

V = APS = 49.514 × 8.05 = 398.59 cm

Como el motor tiene 4 cilindros el volumen total o cilindrada del motor es,

VT = 4 × V = 4 × 398.59 = 1594.36 cm

4.3. Relación de compresión

r =V + V

V=

398.59 + 38.2238.22

= 11.43 ≈ 11


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5. RESULTADOS

5.1. Comparación con los datos permisibles del Manual de Renault

En la tabla 1, se tiene los datos del ensayo con los datos del manual del motor. Para los

valores de la cámara de combustión y la longitud de la manivela, se calculó con el restode parámetros de los datos del manual del motor.

ParámetrosDatos

medidosManual Renault

Diámetro del cilindro 79.4 mm 79.5 mmCarrera del pistón 80.5 mm 80.5 mmVolumen de la cámara de combustión (Volumen muerto) 38.22 mL 44.38 mmVolumen cilindrada total 1594.36 mL 1598 mLRelación de compresión 11 10Longitud de la biela 140.5 mm 128 ±0.035 mmLongitud de la manivela 40.25 mm 40.5 mm Ángulos de giro del eje cigüeñal correspondientes a la apertura

y cierre de válvula de admisión 205 ° NI Ángulos de giro del eje cigüeñal correspondientes a la aperturay cierre de válvula de admisión

215 ° NI

Tabla 1 Comparación de los datos del ensayo con los datos del motor

En este laboratorio, se realizó el experimento con el motor Renault K4M 690; sin embargo, no sepudo encontrar el manual de dicha serie. Por ello, se usa el manual de la serie K4M 700 ya quelos valores de los parámetros coinciden con los medidos en el laboratorio. En los anexos sepresentará los valores tomados del manual.

5.1.1. Observaciones y conclusiones de la comparación

Se puede notar que en casi todos los valores, cuando son comparados,tienden a ser muy próximos unos con otros, verificando que la medición ycálculos fueron correctos.

En el volumen total muerto, se nota una diferencia de 6.16 mL. Esto se debe aque cuando se midió, usando el método de volumen de aceite con jeringas,existieron dos ámbitos que muy probablemente, son los que causaron estagran diferencia. Primero, la inyección de aceite en la culata. Parte del aceiteque se inyecto, fue pasando la superficie que se deseaba llenar, y por esto, senecesitó más aceite para poder mantener el volumen constante. Segundo, enel cilindro, había un maquinado en los bordes por el cual, parte del aceite

escapaba.

Debido a que la medición de algunas longitudes no se podía hacer conprecisión, se recurrió al pulso del alumno. Esto influenció a la hora de tomarmedidas.

En relación a la comparación de la longitud de la biela, se tiene esta diferenciadebida que el dato medido es tomado del manual del motor Nissan.


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5.2. Comparación de los ángulos de giro con el manual del motor

En el manual del motor Renault - K4M 700 no se pudo encontrar los valores de losángulos de giro; por ello, se compara con los valores de manual de motor Nissan verfigura 2.

Figura 2 Diagrama de ángulos de aperturas y cierres de válvulas.Fuente: Manual Nissan B11.

En la tabla 1, se tiene la comparación de los ángulos de giros del eje cigüeñal del motorHyundai con el motor Nissan

ANGULOS DE GIRO DEL EJE CIGÜEÑAL

Proceso Valor Real Valor Teórico Según Catálogo Nissan

Admisión 205 180 232Compresión 170 180 139

Trabajo 160 180 134

Explosión 215 180 232

Traslape 30 0 17Tabla 2 Comparación de ángulos de giro

5.2.1. Observaciones y conclusiones de la comparación.

Se ve que los ángulos de giro difieren debido que el método usado para ver

cuando las levas dejaban o no de tocar los cilindros fue visual por parte de losalumnos.

Otra observación por la diferencia de los ángulos es que no se hizo el ensayocon un motor Nissan igual al del catálogo, sino con un motor Hyundai de 4Cilindros


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5.3. Representar gráficamente el volumen desplazado por el pistón, V, versus el ángulo

de giro del eje cigüeñal, θ.

VV

= 1 +12

(r − 1)[ R + 1 − c o s θ − (R sin θ)/]

DondeVolumen de cámara de combustión:

V = V á b

= 38.22 cm

Relación de compresión:

r =V + V

V= 11.4

Relación entre la longitud de la biela y manivela

=

=140.540.25

= 3.49

En la tabla 2, se observa la tabulación para cada grado de ángulo del giro del cigüeñal

con el resultado del volumen desplazado.

Tabla 3 Tabulación del ángulo de giro

358 9.711122706

359 9.594049862

360 9.555

-352 12.02853458

… …

351 12.67686374

352 12.02853458

353 11.45345808

354 10.95275854

355 10.52741613

356 10.17826447

357 9.905988495

Ángulo de giro del

cigüeñal (°)

Volumen desplazado

(m^3)

-360 9.555

-359 9.594049862

-358 9.711122706

-357 9.905988495

-356 10.17826447

-355 10.52741613

-354 10.95275854

-353 11.45345808


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En la figura 3 se ve la gráfica del volumen desplazado del pistón respeto al ángulo degiro del cigüeñal.

Figura 3 Gráfico de volumen desplazado vs el ángulo de giro

6. BIBLIOGRAFÍA

RENAULT K4M 7001998 Manual de Reparación

CUISANO, Julio2015 Guía del Curso: Motores de Combustión Interna.

HEYWOOD, John1988 The Internal Combustion Engine Fundamentals. Primera Edición.

New York: McGraw-Hill.


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7. ANEXOS


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