Universidad Nacional de Trujillo
Ingeniería Agrícola TE M A: EJERCICIOS RESUELTOS
CUR SO: Motores y tractores DOCEN TE:
INGENIERÍA
AGRÍCOLA
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Ing. Cristobal Gonzales Correa
Vargas Rodriguez INTEG Dawer C. RANTE S: Calderon Avila Alexis
CIC LO:
GRUPO Ramos Romero B : Krisman W. 5 Zavaleta Trelles Jhonathan A.
I I V TRUJILLO PERU 2013 EJERCICIOS RESUELTOS 1. En el ensayo de la potencia al freno de un tractor con motor Diesel de 4 cilindros y 4 T , de 4.600 cm3 de cilindrada se han obtenido los siguientes resultados: Régimen del motor 1.600 r/min Par motor 520 N.m en la toma de fuerza a 540 r/min 1
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Consumo de combustible 50 g en 14 s Determinar: Potencia efectiva, Consumo específico, Rendimiento efectivo. CONOCIMIENTOS PREVIOS: Potencia efectiva: Es la potencia que el motor puede proporcionar a la salida del cigüeñal, es decir la que tendríamos disponible para mover una máquina si se acoplase directamente al cigüeñal. P=M TDF∗W TDF
Consumo específico: El Consumo específico indica la eficiencia que tiene un motor para transformar carburante en energía mecánica, y se expresa como la cantidad de carburante que hay que consumir (en gramos), para obtener una determinada potencia en kilovatios (kW), durante una hora (g/kWh). Estos datos se pueden tener en g/CVh, dividiendo las cantidades anteriores por 1,36. Consumo especifico=
Consumo horario potencia efectiva
Solución: a. Primero se calcula la potencia efectiva: P=M TDF∗W TDF
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520∗2 π∗540 60∗1000
P=29.4 kw
b. Para el consumo horario: Consumo horario=
mcomb . t (h)
Consumo horario=
50 gr . s ∗3600 14 s 1h
Consumo horario=12857.14
g h
c. Consumo específico: Consumo especifico=
Consumo horario potencia efectiva
Consumo especifico=
12857.14 g /h 29.4 kw
Consumo especifico=437.3
g kw .∗h
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2. El motor de un vehículo proporciona un par de 300 N·m a 2500 r.p.m. Si el sistema mecánico de transmisión a las cuatro ruedas tiene un rendimiento del 80%, ¿Calcular la potencia de entrada y de salida? I Datos del problema: ω=2500 r . p . m Convirtiendo a: rad/s 2π ω=2500 x rad /s 60 ω=261.7 rad /s=¿
Rendimiento: ƞ=0.8
II Calculamos la potencia NOTA: La potencia de entrada es la energía que necesita el sistema para funcionar y la energía de salida es la que puedes medir después de un cierto proceso a
La potencia de entrada:
Pe =M x ω Pe =300 N . m x 261.7 rad / s
FORMULA: P ƞ= s Pe
Pe =78500 W =78.5 KW b La potencia de salida: despejando la formula obtenemos: PS =Pe x ƞ PS =78500 x 0.8 PS =62800W =62. 8 KW
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3. Un tractor circula a 30 km/h, su motor en esas condiciones desarrolla una potencia de 60 C.V. a 2000 r.p.m. Empieza a subir una pendiente y su par resistente aumenta a 80 %, Calcular su velocidad en la cuesta y la razón entre las relaciones de multiplicación en ambas situaciones. Conocimientos previos: Momento: Es una magnitud vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posición del punto de aplicación de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma el momento) por el vector fuerza, en ese orden. Dónde: M: momento F: LA FUERZA APLICADA R: DISTANCIA EMPLEADA Par motor o torque: Es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por: Dónde:
es la potencia (en W) es el par motor (en N·m) es la velocidad angular (en rad/s)
Caballo de vapor (C.V.): El caballo de vapor (CV) es una unidad de medida de potencia que se define como la potencia necesaria para elevar verticalmente un peso de 75 kgf a 1 m de altura en 1 s. Relación de desmultiplicación: 5
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La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el número de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran. Actúa, por tanto, como transformador de velocidad y convertidor mecánico de par. Como el par motor se transmite a las ruedas y origina en ellas una fuerza de impulsión que vence la resistencia que se opone al movimiento, la potencia transmitida debe ser igual, en todo momento, a la potencia absorbida en llanta. Entonces: Rel.de desm. en llano = veloc. Angular del motor / veloc. Angular de la rueda
Si no existiera la caja de cambios el número de revoluciones del motor (n) se transmitiría íntegramente a la ruedas (n = n), con lo cual el par a desarrollar por el motor sería igual al par resistente en las ruedas. Resolución: A PRIMERO HAREMOS LA CONVERSION DE (C.V) A (Kgf) : 60 x 75 = 4500 kp.m /s B SABEMOS QUE : ADEMAS QUE VELOCIDAD = veloc. Angular x radio. DESPEJANDO VELOC. ANGULAR = velocidad / radio Entonces: 4500 = M x ((
30 km h
x
5m ¿ / r ) = M = 540 x r kp.m 18 s
Al subir el par sube un 80% más: Mp = 540 + 80%(540) = 972 x r kp.m Como la potencia es cte. Y además tenemos que: Velocidad = veloc. Angular x radio
P = Mp x w 4500 = (972 x r) x (v/r )
4500 /972 = v
4.62 m/s = 16.67 km / h.
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C RELACIÓN DE DESMULTIPLICACIÓN : Cuando el tractor circula en llano: V =W ∗r
V =W ∗r
((
30 km h
x
5m ¿ / r ) = 8.33 / r rad/s 18 s
Sabiendo que:
4. El motor de un tractor suministra una potencia de 80 CV a 2200 r.p.m. El movimiento se transmite íntegramente a las ruedas, que giran a 180 r.p.m. Calcule : A) Par motor disponible B) Potencia disponible en las ruedas C) Par disponible en las ruedas CONOCIMIENTOS PREVIOS: Par motor o torque: Es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por: Dónde:
es la potencia (en W) es el par motor (en N·m) es la velocidad angular (en rad/s)
Potencia de eje motriz: 7
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Es la fuerza desarrollada en el eje de las llantas propulsoras. Si las condiciones de contacto en entre el suelo y la llanta fueran ideales, la llanta deberá transmitir una potencia igual al que recibe del eje, Entonces se cumpliría que: la fuerza motriz igual al de tracción DONDE: pER : Potencia en el eje de las ruedas pEM
: Potencia en el eje motriz
DESARROLLO:
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