UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA MECÁNICA- ELÉCTRICA

CURSO DE: ENSAYOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

LABORATORIO N° 1

TEMA: “DESARMADO, ARMADO Y DETERMINACIÓN DE LOS PARAMETROSCONSTRUCTIVOS DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA”

REALIZADO POR: YAÑEZ VALENZUELA LUIS RAFAEL

Docente: M.Sc. Ing: Juan David Chávez Cuellar

Fecha de realización: Fecha de entrega: Nota:

AREQUIPA - PERÚ

2-Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.

3-Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a través del inyectorel combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas gira 90º respectivamente, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.

4 -Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.

I. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR:

- 01 MONOBLOK CHEVROLET.- 01 CILINDRO DE LAVADO- 01 LLAVE MIXTA DE ½” - DADO DE ½” Y MANERAL CON EXTENSION- 01 VERNIER DE 150 MM

II. PROCEDIMIENTO DE DESARMADO:

1.- Se procedió a trasladar el monoblok a la zona de taller para su limpieza con Petróleo.

2.- Se procedió al desarmado de las bielas y retiro de los pistones, con la llave de ½” y dado.

3.-Se retiró los muñones de cigüeñal y se sacó el cigüeñal de su posición.4.-Seprocedio a limpiar y lijar la superficie de los cilindros.5.- Accionando el cigüeñal, verificar que se cumpla el ciclo operativo del motor.6.- Moviendo el cigüeñal, determinar los momentos de VMS y VMI del pistón del cilindro.

III. PROCESO DE ARMADO:

1.-Se procede a colocar el cigüeñal2.-Colocar las bielas.3.-Se coloca los pistones en los cilindros.

IV. CONTENIDO DEL INFORMEa) Medidas tomadas del diámetro y carrera del pistón

Dp = 87 mm

Sp = 104.4 mm

b) Cilindrada

V h= π D 2S4

V h= π (8.702 )(10.44)4

Vh=618.25 cm3

c) Cilindrada total

V H=Vh× iV H=618.25×6

V H=3709.5 cm3

d) Volumen de la cámara de combustión

V c=V c1+V c 2+V c3+V c 4

Calculamos Vc1 Con la probeta

V c 1=60ml

V c 1=60cm3

Calculamos el Vc2 (volumen ocupado por el empaque)

X=1.4mm

V c 2=π D2 X

4

V c 2=π ( 9.102 ) 0.14

4

V c 2=9.11 cm3

Calculamos el Vc3 (embolo con respecto al monoblock) con la probeta

V c 3=14 cm3

Calculamos el Vc4 (volumen entre el pistón y el borde del monoblock)

V c 4=π D2h

4

V c 4=π (8.72 ) 0.46

4

V c 4=27.3 cm3

Por lo tanto

V c=60+9.11+14+27.3

V c=110.4 cm3

e) Volumen total del cilindroV a=V h+V c

V a=618.25+110.4

V a=728.65cm3

f) Relación de Compresión

ε=V a

V C

ε=728.65110.4

ε=6.6

g) Relación R/L

S=2R

R=S2

4.6mm mm

87 mm

R=104.42

R=55.2mm

Entonces:RL

=55.2169

RL

=0.33

h) Relación S/DSD

=104.487

SD

=1.2

i) Diagramas a presentar- Diagrama circular.- Diagrama del ciclo operativo del motor (P-V) indicando los procesos

termodinámicos.

Diagrama circular

φch=12 ° antes de PMS (salto dechispa )α 1=20 ° antes del PMS (apertura devalvulade admision )α 2=50 ° despuesdel PMI ( cierrede valvulade admision)β1=30 ° antes del PMI (aperturadevalvulade escape )β2=10 ° despuesdel PMS(cierre de la valvuladeescape )

(Adjuntado)

Diagrama del ciclo operativo del motor (P-V) indicando los procesos termodinámicos, si se conoce:

Ecuación:❑z(HU−∆HU )

M 1(1+γr)+uc+γruc

}} over {1+ {γ} rsub {r}} = μ {u} rsub {Z} rsup { ¿

Hallamos M1

Paraα<1usamos

M 1=α Lo+1μC

Lo=1

0.21 ( C12+ H

4− O

32 )

Lo=1

0.21( 0.885

12+ 0.145

4)

Lo=0.5238 KmolKgcomb

Entonces Hallamos M 1

M 1=(0.9 ) (0.5238 )+ 1144

M 1=0.4783 KmolKg comb

Luego

M 2=C12

+ H2

+0.79α Lo

M 2=0.885

12+ 0.145

2+0.79 (0.9 ) (0.5238 )

M 2=0.5187 KmolKgcomb

Hallando PcPc=Pa ε

n1

Pc=0.085 (6.61.34)

Pc=1.066 MPa

Hallando TcT c=T a ε

n1−1

T c=346(6.61.34−1)

T c=657.24 ° K

T c=384.24 °C

Hallando

μ=M 2+M r

M 1+M r

donde M r=γ r M 1

M r=0.06(0.4783)

M r=0.028698 KmolKgcomb

μ=0.5187+0.0286980.4783+0.028698

μ=1.0797

Hallando HU

∆ HU=114000(1−α)LO

∆ HU=114000 (1−0.9 )5238

∆ HU=5971.32 KJKg

Hallando uc

uc=C vT c

Interpolando para Tc =384.24 °C Tz = 710.5

Tc (°C) Cv (aire)300 21.206

384.24 Cv400 21.474

C v=21.432 KJKmol−°C

Entonces

uc= (21.432 ) (384.24 )

uc=8234.94 KJKg

Hallando uc”

uc} = left (sum from {i=1} to {i=n} {{r} rsub {i} {Cv} rsub {i}} right ) {T} rsub {c ¿

→rco=

(1−α ) (C+3 H )6M 2

rco=

(1−0.9) (0.885+3(0.145))6

0.5187

rco=0.0424

→rco2=

112

(C−2 (1−α ) (C+3 H ))

M2

rco 2=

112

(0.885−2 (1−0.9 ) ( 0.885+3 (0.145 ) ))

0.5187

rco 2=0.0998

→rH 2O=

H2M 2

rH 2O=

0.1452

0.5187

rH 2O=0.1398

→rN 2=

0.79α Lo

M 2

rN2=

0.79 (0.9 ) (0.5238 )0.5187

rN2=0.718

Hallando los Cvi para Tc = 384.24 °C

Tc (°C) CvN2 CvCO2 CvH2O CvCO300 20.972 33.440 26.260 21.202

384.24 CvN2 CvCO2 CvH2O CvCO400 21.185 34.935 26.775 21.474

CvN2=21.151 KJ

Kmol−°C

CvCO2=34.69 KJ

Kmol−°C

CvH 2O=26.693 KJKmol−°C

CvCO=21.431 KJKmol−° C

∑ riCv i=rN2CvN2

+rCO2CvCO2

+rH 2OCv H2O+rCOCvCO

∑ riCv i=0.7180 (21.151 )+0.0998 (34.69 )+0.1398 (26.693 )+0.0424(21.431)

∑ riCv i=23.288 KJKmol−°C

Luego uc

} =(23.288)(384.24 ¿

uc} =8948.502 {KJ} over {Kmol-°C ¿

Luego calculamos K 1=μuZ¿

K1=0.85(44000−5971.32)

0.4783(1+0.06)+

8234.94+0.06(8948.502)1+0.06

K1=72031.751 KJKmol−°C

Hallando K2

μuz} = {K} rsub {2¿

Luegouz

} = left (sum from {i=1} to {i=n} {{r} rsub {i} {Cv} rsub {i}} right ) {T} rsub {z ¿

Asumiendo Tz = 2300 °C

∑ riCv i=rN2CvN2

+rCO2CvCO2

+rH 2OCv H2O+rCOCvCO

∑ riCv i=(0.7180 ) (25.326 )+ (0.0998 ) (46.829 )+ (0.1398 ) (36.94 )+(0.0424)(25.79)

∑ r iCv i=29.1153 KJKmol−°C

Por lo tanto

uz} =29.1153(2300 ¿

uz} =66965.3 ¿

Por lo tanto

K 2=1.0797 (66965.31)

K 2=72302.45 KJKg

Como K1>K2 , entoncesasumimosT z=2400 °C

∑ riCv i=rN2CvN2

+rCO2CvCO2

+rH 2OCv H2O+rCOCvCO

∑ riCv i=0.7180 (25.447 )+0.0998 (47.076 )+0.1398 (37.830 )+0.0424(25.908)

∑ riCv i=29.2863 KJKmol−°C

Por lo tanto

uz} =29.2863(2400¿

uz} =70287.2 ¿

Por lo tanto

K 2=1.0797 (70287.27)

K 2=75889.17 KJKg

Aquise notaclaramente que K1<K2entonces ahorainterpolamos

Tz °C KiTz 72031.751

2300 72302.452400 75889.17

T z=2292.45° C

T z=2565.45° K

Hallando Tb

T b=T z

δ n2−1

ε=ρδ→ ρ=1

ε=δ=6.6

Por lo tanto

T b=2565.456.61.24−1

T b=1631.07 °K

Hallando Pz

P z=λ Pc

λρ=μT z

T c→ρ=1

λ=1.0797( 2565.45657.24

)

λ=4.21

Calcumos Pz

Pz=1.066 (4.21 )

Pz=4.487 MPa

Pz=44.87 ¿̄

VIII. DIAGRAMA PV

(Adjuntado)

IX. CONCLUSIONES

- Con esta experiencia hemos conocido los parámetros constructivos del motor de combustión interna así también hemos identificado sus principales elementos

- Notamos el desarrollo de los ciclos termodinámicos en los diferentes sistemas de funcionamiento de este motor Chevrolet.

- Hemos obtenido mediante mediciones directas y cálculos los parámetros constructivos exactos del motor Chevrolet.

- Hemos notado como se puede calibrar y/o modificar todo el proceso de funcionamiento modificándose el ángulo de inyección.