Curvas Caracteristicas MCI Inf.3

ÍNDICE Contenido 1.

................................................................................................................ ............................................ 3 INTRODUCCIÓN....................................................................

2.

........................................................................................................................ ....................................................... 4 OBJETIVOS .................................................................

3.

............................................................................................... ................................. 5 FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEÓRICO ..............................................................

3.1.

..................................................................................................... ............................................. 5 Parámetros efectivos ........................................................

3.2.

Rendimiento Rendimiento efectivo y gasto específico efectivo de combustible .......................... 6

3.3.

........................................................................................... ................................. 7 Característica de velocidad ..........................................................

3.4.

.................................................................................................. ................................. 7 Característica de carga .................................................................

3.5.

............................................................................ ........ 7 Característica externa de velocidad ....................................................................

3.6.

Órgano de mando del sistema de alimentación del combustible ............................ 8

3.7.

........................................................................ ........... 8 Características parciales de velocidad velocidad .............................................................

3.8.

Factores que influyen sobre los parámetros efectivos del motor ............................ 8

3.9.

Métodos para hallar las Perdidas Mecánicas

............................................................ 9

3.9.1.

............................................................................. .................... 10 Método de desaceleración libre .........................................................

3.9.2.

........................................................................................ ............................... 10 Método lineal de Williams .........................................................

3.9.3.

Método Morse o Método de desconexión de cilindros

3.9.4.

............................................................................... .................... 12 Método por diagrama Indicado ...........................................................

3.9.5.

................................................................................................. ............................... 13 Método por Arrastre ..................................................................

3.10.

................................................................................................................... ...................................................... 13 Normativa.............................................................

4.

....................................... 11

.................................................................................................. ............................... 14 EQUIPOS UTILIZADOS ...................................................................

4.1.

................................................................................................. ............................... 14 Motor Daihatsu CB-20 ..................................................................

4.2.

................................................................................. .................... 14 Banco de pruebas Motor Petter .............................................................

5.

....................................................................................... .................... 15 CÁLCULOS Y RESULTADOS ...................................................................

5.1.

.................................................................................. .................... 15 CURVAS CARACTERÍSTICAS ..............................................................

5.1.1.

......................................................................... ...... 15 Datos obtenidos en el laboratorio: ...................................................................

5.1.2.

................................................................................................. ............................... 16 Realizando cálculos ..................................................................

5.2.

PARA EL CÁLCULO DE PÉRDIDAS MECÁNICAS ............................................... 23

CURVAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS Y PERDIDAS MECÁNICAS

5.2.1.

Datos de los motores: Daihatsu y Petter .............................................................. 23

5.2.2.

Cálculo y resultado de los motores: Daihatsu y Petter ....................................... 24

6.

............................................................................................................. .......................................... 26 CONCLUSIONES ...................................................................

7.

................................................................................................................. ...................................................... 27 BIBLIOGRAFIA ...........................................................

.............................................................................................................................. ............................................................................ ......... 27 ANEXO ...........................................................

LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

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CURVAS CARACTERÍSTICAS Y PERDIDAS MECÁNICAS

1. INTRODUCCIÓN En el diseño de un motor, se seleccionan componentes tales como el cigüeñal, el múltiple de admisión, el sistema de escape y las válvulas, para optimizar la potencia, y las curvas de torque; estas curvas se pueden observar en la siguiente figura:

Fig.1 Curva característica de un motor de combustión interna. El motor de un automóvil desarrolla un torque mayor a menor número de número de revoluciones, pero en los motores de competencia se desarrolla mayor potencia en regímenes elevados de velocidad de giro, pero a baja velocidad no funcionan bien. El asunto es conseguir el máximo torque y potencia disponible en el el rango de revoluciones más amplio posible. Las pruebas de potencia y par se rigen por normas de cada país, como es el caso la norma SAE 1349 para el caso de EEUU. La potencia también toma importancia cuando se habla de contaminación ambiental porque cuando los motores que han perdido potencia (autos usados o viejos), tienden a contaminar más.


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2. OBJETIVOS 1) Estudiar experimentalmente el com por tamiento de los moto res en func ión de la velocidad y de la carga para obtener las caracterí sticas d el mo tor d e com bus tión interna en fu nción d e é s to s p ar ám et ro s . rdid as m ecánicas de un m oto r d e co mb us tión 2) Determin ar las pé interna.


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ESTUDIO DE L OS PROCESOS DE FORMACIÓN DE LA MEZCLA AIRE COMB USTIBL E Y A DMISIÓN DE UN MO TOR DIESEL

3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1. Parámetros efectivos La potencia que puede obtenerse en el cigüeñal del motor se denomina efectiva. La potencia efectiva (Ne) es menor que la indicada (Ni) en la magnitud que se gasta en las pérdidas mecánicas (Nm), es decir: Ne  Ni  Nm

La potencia gastada en pérdidas mecánicas, la potencia efectiva y la indicada, se acostumbra a referirlas a la unidad de volumen de trabajo del cilindro y expresarlas en unidades de presión p m, pe y pi. Expresando pm en MPa, Vh en l; n en RPM, obtendremos la fórmula de la potencia que se gasta en las pérdidas mecánicas, cuya forma es análoga a la de la potencia indicada (en KW); Nm 

p m iV h n 30

Donde la presión media correspondiente a las pérdidas mecánicas es: p m



30 Nm iV h n

(MPa)

La presión eficaz media es: pe



pi



pm

La potencia efectiva (en KW) resulta : N e



pe iV h n

30

Donde pe se da en MPa, Vh en l y n en RPM

Las pérdidas mecánicas se valoran por el rendimiento mecánico:


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 m



Ni  Nm



Ni

Ne Ni

La potencia correspondiente a las pérdidas mecánicas está constituida por las potencias que se gastan:    

Nfr : en vencer la fricción. Nam: en poner en accionamiento los mecanismos auxiliares (las bombas de agua y de aceite, el ventilador, el generador y otros). Ngas: en el intercambio de gases (se considera sólo en los motores de cuatro tiempos). Nk: en accionar el compresor o la bomba de barrido.

Por consiguiente: N m



N fr



N am

p fr





N gas



N k

O, respectivamente: p m



n am

p gas





p k

3.2.

Rendimiento efectivo y gasto específico efectivo de combustible El grado de aprovechamiento del calor se determina por el rendimiento efectivo  e y por el gasto específico efectivo de combustible g e . El trabajo efectivo ( Le ) referido a 1Kg de combustible, es: Le



Li

Lm



Y el rendimiento efectivo:  e



Le H u

Puesto que: Le Li



1

Lm

  m

Li

y Le

  m

Li

 e

  m i

Entonces Para los motores que funcionan con combustible líquido, introduciendo en la ecuación el valor de  i , obtendremos:  e



 l o m pi

H u v  k



l o pe H u v  k

El gasto específico efectivo de combustible puede determinarse a través del rendimiento efectivo (en Kg/J)


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g e

Después de introducir el valor de

 e



1  e H u

, obtendremos:

g e



 k  v

l o p e

Si se expresa p e en MPa y el gasto específico de combustible la fórmula será: g e



3600

g e en g /(kW .h) ,

 k  v  l o p e

Tabla 1. Eficiencias indicadas y efectivas para un rango de consumo Motores  e  i g i ( g / kW .h) g e ( g / kW .h) De carburador, automóvil Diesel rápidos A gas

3.3.

de

0.28-0.39 0.42-0.48 0.28-0.33

0.25-0.33 0.35-0.40 0.23-0.28

245-300 175-205 -

300-325 217-238 -

Característica de velocidad

La característica de velocidad es la representación gráfica de los parámetros del ciclo de trabajo y de los parámetros efectivos del motor en función de la velocidad de rotación del cigüeñal

3.4.

Característica de carga

La característica de carga es la representación gráfica de los parámetros del ciclo de trabajo y de los parámetros efectivos en función de la carga. Como variable de carga se considera a cualquiera de los siguientes parámetros: Potencia efectiva (Ne), par motor efectivo (Me) o presión media efectiva (pe).

3.5.

Característica externa de velocidad

La característica de externa de velocidad es la característica de velocidad del motor, para lo cual el órgano de mando del sistema de alimentación de combustible se mantiene constante y en la posición correspondiente al máximo suministro de combustible.


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3.6.

Órgano de mando del sistema de alimentación del combustible

El órgano de mando del sistema de alimentación del combustible es la mariposa de gases en los motores de encendido por chispa, o la cremallera de la bomba de inyección en los motores Diesel.

3.7.

Características parciales de velocidad

Las características parciales de velocidad, resulta ser la característica de velocidad del motor, en la que el órgano de mando del sistema de alimentación de combustible ocupa una posición intermedia. En consecuencia, dentro de los límites de movimiento del órgano de mando existirán tantas características parciales como posiciones intermedias de la mariposa de gases o de la cremallera hayan.

3.8.

Factores que influyen sobre los parámetros efectivos del motor

Parámetros efectivos del motor a plena carga y a diferentes regímenes de velocidad: En la figura se muestra la tendencia de variación de los parámetros que influyen sobre la potencia efectiva del motor en función de la frecuencia de rotación n.

Fig. 2 Variación de los parámetros que influyen sobre la potencia efectiva. La potencia indicada gastada en vencer la fricción y para el accionamiento de los mecanismos auxiliares, se caracteriza por la curva N m. Al aumentar Nm, incrementando n, en cierto régimen de velocidad todo el trabajo indicado se gastará por completo en vencer la fricción y en accionar los mecanismos auxiliares. La abscisa A caracteriza la máxima frecuencia de rotación que el LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

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motor puede desarrollar sin carga. Se denomina frecuencia de rotación de empalamiento en vacío  em b . Debido a que las fuerzas de inercia, que cargan el mecanismo biela-manivela a  em b , aumentan bruscamente, no debe tolerarse que el motor funcione en este régimen. Las ordenadas de la curva Ne  Ni  Nm para cualquier régimen de velocidad caracteriza la potencia efectiva, que puede ser traspasada a la transmisión del vehículo. De la figura se infiere que el máximo de la curva de N e se obtiene para la frecuencia de rotación  e , que es menor que  i correspondiente al punto máximo de la curva de N i. La tendencia que tiene la variación del rendimiento y el consumo específico de combustible en función de la frecuencia de rotación se muestra en la siguiente figura:

Fig. 3 Variación del rendimiento y del consumo especifico en función de la frecuencia de rotación.

3.9. Métodos para hallar las Perdidas Mecánicas La determinación de las pérdidas mecánicas se puede efectuar por los siguientes métodos: 1) Método de desaceleración libre 2) Método lineal de William 3) Método Morse o Método de desconexión de cilindros 4) Método por diagrama Indicado. 5) Método por arrastre.


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3.9.1. Método de desaceleración libre Este método se basa en que la potencia producida por el motor es proporcional a la aceleración angular y la constante de proporcionalidad es el momento de inercia del motor. En este método, sin combustión, se cumple que:

                      

Conocido I, se mide . Si no es conocido I, entonces se coloca una volante de inercia conocido con un



         Este método tiene las siguientes características:   



Es de bajo costo. Es versátil en cuanto al manejo, comparado con los dinamómetros. Determinan torque y potencia con alguna imprecisión al ser evaluados sin carga alguna (difiere a las producidas por pérdidas mecánicas inherentes al motor). Se deja sin carga estabilizándose la temperatura del motor en un rango entre 82 y 98ºC.

El método consiste en acelerararhasta llegar a tope del acelerador y medir la aceleración angular del motor mediante el tiempo requerido para pasar de un régimen de giro inferior a otro superior. El momento de inercia es necesario estimarlo a partir de motores en buen estado, debido a que no es conocido de antemano, y generalmente no es suministrado por el fabricante y medir con exactidtud es muy costoso. Si se mide la aceleración del motor se puede calcular las pérdidas mecánicas, por lo tanto, se puede calcular la potencia indicada.

3.9.2. Método lineal de Williams Se establece la hipótesis de que existe una linealidad entre flujo de la mezcla y la presión media efectiva, teniendo la rpm constante. Esta hipótesis no se aplica a los motores Diesel.


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̇     

Ahora lo dividimos por  , obtenemos la siguiente relación:

̇              



Llevando a una gráfica que relacione la presión media efectiva con el flujo el consumo de combustible se puede observar lo siguiente:

En la figura ya se realizó la extrapolación de los puntos (aunque en realidad no sale una recta pero se le puede aproximar a ella), las cuales se prolonga hacia el eje de la pme, en los puntos de contacto indican los valores de la presión media de pérdidas.

3.9.3. Método Morse o Método de desconexión de cilindros Este método consiste en la desactivación sucesiva de cada cilindro. Cuando se desactiva cada cilindro se va a producir modificaciones de las presiones y temperaturas. Por ejemplo si tuviéramos un motor de 4 cilindros, para hallar las pérdidas mecánicas tendríamos la siguiente relación: Sin combustión en el cilindro 1 Sin combustión en el cilindro 2 Sin combustión en el cilindro 3 Sin combustión en el cilindro 4

                                   


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Sumando

Finalmente tenemos:



                 

Donde:

∑: es la suma de potencias del motor al eliminar la combustión 

sucesivamente en los diferentes cilindros.

 : es la potencia efectiva con todos los cilindros activos. : es la pérdida mecánica total del motor. En el cálculo se está incluyendo la pérdida por bombeo.

3.9.4. Método por diagrama Indicado Este método se realiza en un banco de prueba donde se coloca el motor a evaluar. Se recoge el diagrama del indicador y se determina el PMS. Se realiza el cálculo de la pmi con un planímetro y a t ravés de un captador de presión piezo eléctrico se registra la presión de la cámara de combustión. Se realiza una estimación de las pérdidas por bombeo y de las partes auxiliares. Finalmente se calcula la presión media de rozamiento resultante:

 



La presión media de bombeo depende de la contrapresión de escape, de las pérdidas de carga en el proceso de admisión, del diagrama de distribución del motor y de la regulación de la carga, éstos sólo son importantes en los motores diesel. Las perdidas por auxiliares implican: - Bomba de agua - Bomba de aceite - Alternador - Servodirección - Aire acondicionado


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

- Sistema de compresor de frenos En los motores diesel con cámaras de combustión separadas, las pérdidas se deben también a las pérdidas gaseo dinámicas ocurridas al pasar la mezcla a través del canal que comunica la cámara auxiliar con la cámara principal del motor.

3.9.5. Método por Arrastre Este método consiste en arrastrar un motor de combustión interna a través de un motor eléctrico, sin que el MCI esté realizando combustión. La potencia alcanzada por el motor eléctrico de arrastre es igual a la potencia de pérdida mecánica del MCI. Este método se puede realizar en condiciones diferentes con y sin combustión.

3.10. Normativa El valor de la potencia depende del tipo de norma que se está utilizando, por ejemplo si se usa la norma DIN, está considerará el motor con todos sus elementos para realizar el cálculo de la potencia, mientras que la norma SAE plantea que el motor debe quedar con lo indispensable para realizar el cálculo de la potencia.


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4. EQUIPOS UTILIZADOS

4.1.

Motor Daihatsu CB-20 DATOS - Motor Daihatsu CB-20 Tipo de Motor : gasolina 4 tiempos ( E.Ch ) Daihatsu Marca del motor : CB-20 Modelo : 3 Número de cilindros : 993 cc Cilindrada : Momento máximo(2800RPM) : 76.5 N.m 40.5 Kw Potencia Máxima(5500RPM) : Longitud del brazo del eje : 0.32 m 35.52 cc 1/16 pinta inglesa : G-90 gasolina : usamos 1 tobera : D=2cm 0.98 Cd de la tobera :

4.2.

Banco de pruebas Motor Petter

Tipo de Motor

:

Marca del motor : Modelo : Número de : cilindros Presión de : Inyección Diámetro x carrera : Cilindrada : Relación de : compresión Potencia : Refrigeración : Freno : dinamométrico

Diesel, de cuatro tiempos Petter PH 1W, inyección directa 1 200/221 bar a 1100/2000 rpm 87,3x110 mm 659 cm3 16,5/1 6,11 kW a 2000 rpm por líquido Eléctrico, de corriente continua


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5. CÁLCULOS Y RESULTADOS

5.1.

CURVAS CARACTERÍSTICAS

5.1.1. Datos obtenidos en el laboratorio: Se trabajo a: P atm = 748 mmHg Tamb = 26.8 ºC Tablas obtenidas: Tabla 1. Datos del motor Petter con ∆h constante

Nº 1 2 3 4 5 6

∆hc n (rpm) (mm)

F (N)

2000 1800 1600 1400 1200 1000

94.5 100 104.5 105 104.5 93

15 15 15 15 15 15

∆s

∆V

∆P

∆t

(cm) (cm³) (cm)

(s)

11.2 10.8 9.6 8.5 7.4 6.1

15 15 15 15 15 15

9.8 8.7 7.7 6.5 5.4 4.1

10.5 9.2 8.1 6.6 5.7 4.8

Tent Tsal T P Volt A (ºC) (ºC) aceite aceite (V) (amp) (ºC) (psi) 69 72 71 51 110 54.1 69 72 75 42 108 52.8 70 73 75 35 104 51 70 73.5 77 26 99 48 70 73 77 21 90 43.9 69 72 76 16 78 38.1

Tabla 2. Datos del motor Petter con n constante ∆hc Nº n F (N) (rpm) (mm)

1 2 3 4 5 6 7

1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500

∆s

∆V

∆P

(cm) (cm³) (cm)

18 48 17 73 16 90 15 106.5 14 114 13 119 12 118.5

9.5 9.2 9.1 9 8.9 8.8 8.6

3.5 4.7 5.7 7.1 8.3 9.7 10.2

7.5 7.7 7.6 7.5 7.3 7.2 7.3

Tent Tsal T P Volt A (s) (ºC) (ºC) aceite aceite (V) (amp) (ºC) (psi) 15 69 72 76 30 68 33.4 15 70 73 76 30 84 41.1 15 69 73 78 30 93 45.6 15 71 74.5 80 29 102 49.6 15 70 73 82 28 106 51.5 15 71 74 82 27 108 52.8 15 70 74 83 27 108 52.6 ∆t

Tabla 3. Datos del motor Daihatsu con Ø º constante Nº 1 2 3 4 5 6

n (rpm)

Ø º

∆s ∆V ∆V F (Ka) (cm) (pinta) (cm³)

3000 2700 2400 2100 1800 1500

20 20 20 20 20 20

10.8 10.7 12 12.3 13.7 15.3

12.5 12 10.5 9.5 7.8 6.3

1/16 1/16 1/16 1/16 1/16 1/16

29.57 29.57 29.57 29.57 29.57 29.57

∆t

(s) 23.3 29.3 28.1 35.6 37.9 41.7

Tent Tsal T P Volt A (ºC) (ºC) aceite aceite (V) (amp) (ºC) (psi) 86 86 88 60 119 70 91 92 94 56 106 73 83 86 98 55 107 75 90 94 100 50 102 71 82 86 102 44 100 69 90 94 104 38 84 76

Tabla 4. Datos del motor Daihatsu con n constante


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Nº 1 2 3 4 5

n (rpm)

Ø º

∆s ∆V ∆V F (Ka) (cm) (pinta) (cm³)

2500 2500 2500 2500 2500

10 20 30 40 50

5 11.2 14.2 15.3 16.1

2 10.7 15.7 18.8 19.6

1/16 1/16 1/16 1/16 1/16

29.57 29.57 29.57 29.57 29.57

Tent Tsal T P Volt A (ºC) (ºC) aceite aceite (V) (amp) (ºC) (psi) 85 86 96 55 93 37 87 88 100 54 116 68 91 94 102 54 109 86 86 90 104 52 107 96 86 90 105 52 106 100

∆t

(s) 44.2 26.1 23.7 22.1 21

5.1.2. Realizando cálculos Tabla 5. Del motor Petter con ∆h constante

Me(N.m)

Ne(KW)

nv

α

Ga (Kg/h) 20.6 25.0 28.7 32.4 36.4 37.7

Gc l (Kg/h) (Kg.a/Kg.c) 0.8 24.7 1.1 22.7 1.3 21.7 1.6 20.6 1.8 20.5 2.0 18.9

28.8 32.4 32.6 32.4 31.0 29.3

2.9 3.9 4.6 5.2 5.6 5.9

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8

1.7 1.6 1.5 1.4 1.4 1.3

Ga (Kg/h) 32.07 31.05 30.71 30.38 30.05 29.71 29.03

Gc l (Kg/h) (Kg.a/Kg.c) 1.81 17.74 1.67 18.57 1.50 20.52 1.32 22.98 1.17 25.76 1.05 28.31 0.97 29.87

Tabla 7. Del motor Daihatsu con Ø º constante Me(N.m) Ne(KW) Ga ηv α (Kg/h) 9.9 0.8 0.8 44.8 32.8 32.5 8.8 0.7 1.0 43.9 36.5 8.8 0.7 0.9 41.1 7.9 0.8 1.1 39.1 37.4 41.7 7.5 0.9 1.0 35.4 46.5 7.0 0.9 1.0 31.8

Gc l (Kg/h) (Kg.a/Kg.c) 3.9 11.5 3.1 14.2 3.2 12.8 2.5 15.4 2.4 14.8 2.2 14.7

Tabla 6. Del motor Petter con n constante Me(N.m) Ne(KW) nv α

14.88 22.63 27.90 33.02 35.34 36.89 36.74

2.24 3.41 4.21 4.98 5.33 5.56 5.54

0.93 0.90 0.89 0.88 0.87 0.86 0.84

1.23 1.29 1.42 1.60 1.79 1.97 2.07


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Tabla 8. Del motor Daihatsu con n constante

Me(N.m)

Ne(KW)

ηv

α

15.2 34.1 43.2 46.5 49.0

3.8 8.6 10.9 11.7 12.3

0.6 0.7 0.9 1.0 1.0

0.6 0.8 0.9 0.9 0.9

Ga (Kg/h) 17.9 41.5 50.3 55.0 56.2

Gc l (Kg/h) (Kg.a/Kg.c) 2.0 8.8 3.5 12.0 3.8 13.2 4.1 13.4 4.3 13.0

La construcción de las curvas lo vamos a realizar con el programa de matlab %CURVA CARACTERÍSTICA DE VELOCIDAD (PETER) n=[1000 1200 1400 1600 1800 2000];%Insertar los valores de las velocidades Ne=[2.9 3.9 4.6 5.2 5.6 5.9];% Insertar los valores de la potencia efectiva Ge=[289 282 290 302 316 340];%Insertar valores de consumo específico Me=[28.8 32.4 32.6 32.4 31 29.3];%Insertar valores del momento de inercia c=polyfit(n, Ne, 2); xp=linspace(1000,2000);% insertar en el siguiente orden: (primer valor de Ne, último valor de Ne, 20) yp=polyval(c, xp); d=polyfit(n, Ge, 2); yp2=polyval(d, xp); e=polyfit(n, Me, 2); yp3=polyval(e, xp); ylabels{1}='Ne (KW)'; ylabels{2}='ge (gr/KWh)'; ylabels{3}='Me (N.m)'; hold on plotyyy(xp, yp, xp, yp2, xp, yp3, ylabels) grid on


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Ajustando la escala obtenemos la siguiente figura:

%CURVA CARACTERÍSTICA DE CARGA (PETER) Ne=[2.24 3.41 4.21 4.98 5.33 5.56 5.54];% Insertar los valores de la potencia efectiva Hc=[1 2 3 4 5 6 7 ];%Insertar los valores de variacion del órgano de control Ge=[806 490 356 266 219 189 176];%Insertar valores de consumo específico


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Me=[14.88 22.63 27.9 33.02 35.34 36.89 36.74];%Insertar valores del momento de inercia c=polyfit(Ne, Hc, 2); xp=linspace(1,8);% insertar en el siguiente orden: (primer valor de Ne, último valor de Ne, 20) yp=polyval(c,xp); d=polyfit(Ne,Ge,2); yp2=polyval(d,xp); e=polyfit(Ne, Me,2); yp3=polyval(e,xp); ylabels{1}='Hc(cm)'; ylabels{2}='ge (gr/KWh)'; ylabels{3}='Me (N.m)'; hold on plotyyy(xp, yp, xp, yp2, xp, yp3, ylabels) grid on



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%CURVA CARACTERÍSTICA DE VELOCIDAD (DAIHATSU) n=[1500 1800 2100 2400 2700 3000];%Insertar los valores de las velocidades Ne=[7 7.5 7.9 8.8 8.8 9.9];% Insertar los valores de la potencia efectiva Ge=[309 317 322 366 350 392];%Insertar valores de consumo específico Me=[46.5 41.7 37.4 36.5 32.5 32.8];%Insertar valores del momento de inercia c=polyfit(n, Ne, 2); xp=linspace(1000,2000);% insertar en el siguiente orden: (primer valor de Ne, último valor de Ne, 20) yp=polyval(c, xp); d=polyfit(n, Ge, 2); yp2=polyval(d, xp); e=polyfit(n, Me, 2); yp3=polyval(e, xp); ylabels{1}='Ne (KW)'; ylabels{2}='ge (gr/KWh)'; ylabels{3}='Me (N.m)'; hold on plotyyy(xp, yp, xp, yp2, xp, yp3, ylabels) grid on


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%CURVA CARACTERÍSTICA DE CARGA (DAIHATSU) Ne=[3.8 8.6 10.9 11.7 12.3];% Insertar los valores de la potencia efectiva apert=[10 20 30 40 50 ];%( º) Insertar los valores de variacion del órgano de control Ge=[536 405 352 350 350];%Insertar valores de consumo específico


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Me=[15.2 34.1 43.2 46.5 49];%Insertar valores del momento de inercia c=polyfit(Ne, apert, 2); xp=linspace(3,13);% insertar en el siguiente orden: (primer valor de Ne, último valor de Ne, 20) yp=polyval(c,xp); d=polyfit(Ne,Ge,2); yp2=polyval(d,xp); e=polyfit(Ne, Me,2); yp3=polyval(e,xp); ylabels{1}='apert(º)'; ylabels{2}='ge (gr/KWh)'; ylabels{3}='Me (N.m)'; hold on plotyyy(xp, yp, xp, yp2, xp, yp3, ylabels) grid on



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5.2.

PARA EL CÁLCULO DE PÉRDIDAS MECÁNICAS

5.2.1. Datos de los motores: Daihatsu y Petter Datos del motor DAIHATSU Método de arrastre a velocidad variable

Nº 1 2 3 4 5

n (rpm) 1800 2100 2400 2700 3000

Fe (Kgf) 14.2 12.8 12 11.6 10.5

Fe-1 (Kgf) 8.2 7.5 6.5 6.2 5.5

Fe-2 (Kgf) 8.4 7.6 6.8 6.4 5.6

Fe-3 (Kgf) 8.3 7.4 6.5 6.2 5.3

Tac (ºc) 109.25 108.5 105.75 101 88.5

Pac (psi) 43.75 46.75 53.5 56 60.25

Tsal (ºC) 88 85.5 87.5 87.5 88.5

Tent (ºC) 85.75 86 86.5 87 87.5

Datos del motor Petter para cálculo de pérdidas mecánicas Método de arrastre a velocidad constante

Nº 1

n (rpm) 500

Te (ºc) 21

Ts F (ºC) (N) 24 120

Fi (N) 50

Fm (N) 70


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2 3 4 5 6 7

500 500 500 500 500 500

31 39 50 60 69 79

32 40 51 61 70 81

120 120 120 120 120 120

65 66 80 83 87 86

55 54 40 37 33 34

Método de arrastre a velocidad variable n Te Ts F Fi Fm Nº (rpm) (ºc) (ºC) (N) (N) (N) 250 78 80 120 85 35 1 2 300 77 79 120 87 33 410 76 78 120 89 31 3 508 76 78 120 90 30 4 5 600 76 78 120 88 32 6 703 76 78 120 87 33 808 75 78 120 86 34 7

5.2.2. Cálculo y resultado de los motores: Daihatsu y Petter Motor Dihatsu a velocidad variable L Nm1 (KW) (m) 3.33 0.3 0.3 3.43 0.3 4.07 4.49 0.3 0.3 4.62

Nm2 (KW) 3.22 3.37 3.85 4.33 4.53


Nm3 (KW) 3.27 3.49 4.07 4.49 4.81

Nm (KW) 3.27 3.43 3.99 4.44 4.65

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PÉRDIDAS MECÁNICAS EN EL MOTOR DAIHATSU A VELOCIDAD VARIABLE 5.00

y = -0.0002x2 + 0.3782x + 2.8253

4.50 4.00 3.50

) W3.00 K ( 2.50 m2.00 N

Pérdida mecánica en función de la velocidad

1.50 1.00

Poly. (Pérdida mecánica en función de la velocidad)

0.50 0.00 1800

2100

2400

2700

3000

n(rpm)

Motor Petter a velocidad constante L (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Nm (KW) 1.10 0.86 0.85 0.63 0.58 0.52 0.53

PÉRDIDAS MECÁNICAS EN EL MOTOR PETTER A VELOCIDAD CONSTANTE (500rpm) 1.20

y = 0.0163x2 - 0.2249x + 1.2992

1.00 ) 0.80 W K0.60 ( m N0.40

Pérdida mecánica en función de la temperatura de entrada del refrigerante Poly. (Pérdida mecánica en función de la temperatura de entrada del refrigerante)

0.20 0.00 21

31

39

50

60

69

79

Te (º)

Motor Petter a velocidad variable


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L (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Nm (KW) 0.27 0.31 0.40 0.48 0.60 0.73 0.86

PÉRDIDAS MECÁNICAS EN EL MOTOR PETTER A VELOCIDAD VARIABLE 1.00 0.90 0.80

y = 0.0091x2 + 0.0271x + 0.2317

0.70

) W0.60 K ( 0.50 m0.40 N

Pérdida mecánica en función de la velocidad

0.30 0.20 0.10

Poly. (Pérdida mecánica en función de la velocidad)

0.00 250

300

410

508

600

703

808

n(rpm)

6. CONCLUSIONES 







Las curvas características resultan sumamente útil al momento de elegir el régimen de trabajo que se debe seleccionar para un motor de combustión interna, o sea se trata de aprovechar más eficientemente su potencia útil teniendo en cuenta los diversos parámetros que influyen en él tal como el consumo de combustible.. En cuanto a pérdidas mecánicas, hemos obtenido conocimientos sobre las metodologías más frecuentes para determinar dichas pérdidas en los motores de combustión interna. Hemos estudiado las influencia sobre la magnitud de las pérdidas mecánicas de los siguientes factores: a) Régimen térmico del motor b) Régimen de velocidad del motor Por perdidas mecánicas se entiende las pérdidas originadas por la fricción de las piezas, el intercambio de gases, el accionamiento de


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

mecanismos auxiliares (bombas de agua, de aceite, de combustible, ventilador, generador) y el accionamiento del compresor (soplador). Por analogía a la presión media indicada, cuando se estudia las pérdidas mecánicas, convencionalmente, se introduce el concepto de presión media de pérdidas mecánicas, la cual numéricamente es igual al trabajo específico de pérdidas mecánicas en un ciclo.

7. BIBLIOGRAFIA 

JOVAJ M.S., “Motores de Automóvil”, Editorial MIR, Moscú 1982.



OBERT, E., “Motores de Combustión Interna”, Edit CECSA, México,



1976 http://redcamelot.com/mecanica/motor_4_tiempos.htm

ANEXO


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Curvas Caracteristicas MCI Inf.3

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