Informe de Multiples de Admision y Escape

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias Asignatura: Reparacion de motores Carrera: Ingeniería Automotriz Nivel y Paralelo: 7 TE Fecha de practica: 18/11/2017 Fecha presentación informe:24/11/2017 Informe N°:2

Expo. Nº 1

Grupo N°:4 Integrantes

Edison Chamba Diego Casa Romel Díaz Fabio González

MULTIPLES DE ADMISON Y ESCAPE

1. OBJETIVOS

Determinar los parámetros constructivos del múltiple de admisión y escape en el motor de combustión interna e identificar sus principales componentes. Identificar y determinar los parámetros geométricos del motor de combustión interna. Determinar los ángulos de avance y cierre tanto de las válvulas de admisión como escape . 2. INTRODUCCION

El sistema de admisión y escape de aire es muy importante en el trabajo de un motor, especialmente en su rendimiento. La entrega de potencia de un motor está relacionada directamente con la relación de aire/ combustible, cualquiera de estos elementos que falle, altera directamente la potencia del motor. Entre las partes que todo sistema de admisión y escape tenemos: El pre-filtro elimina los contaminantes más pesados y más grandes que se encuentran suspendidos en el aire, el aire limpio es crítico para obtener un rendimiento óptimo del motor. Los gases de escape son la fuerza motriz que hace girar al turbo, los cuales provienen al evacuarse los gases de la combustión. Al girar la turbina transmite su movimiento a través del eje al compresor y éste por su construcción succiona aire el cual comprime y lo introduce al motor, directamente o través de un enfriador de aire, dependiendo de la potencia que deba entregar el motor. La válvula de derivación de los gases de escape, se usa en algunos motores para controlar la presión de refuerzo. Cuando la presión de refuerzo tiende a aumentar por sobre lo especificado, la válvula de derivación se abre y permite derivar los gases de escape para que no pasen por la turbina y salgan directamente por el tubo de escape y así bajar las revoluci ones


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del turbo, esto lo mantiene trabajando siempre sobre las normas especificadas con la relación de aire/combustible, siempre en óptimas condiciones de trabajo. Los turbocompresores, al comprimir el aire de suministro al motor lo calientan alrededor de 149ºC el aire caliente es menos denso y como se necesita mayor cantidad de aire para el rendimiento óptimo del motor es necesario enfriarlo, para esto se usa un enfriador de aire posenfriador o “after cooler” al pasar el aire caliente a través de él, le quita el calor dejándolo más denso y con esto se logra introducir más aire comprimido a cada cilindro del motor, y poder mejorar su rendimiento. Los post-enfriadores se llaman así porque enfrían el aire después de atravesar el turbo, ciertos pos-enfriadores se encuentran ubicados entre el turbo y el múltiple de admisión y otros se encuentran en el interior del múltiple de admisión. Habiendo una parte muy en la parte en estos sistemas que son: El múltiple de escape, lumbrera, colector o headers es una unión de tubos o conductos que recoge los gases de escape de 1 o más cilindros de un motor térmico alternativo, a la salida de la cabeza del motor, juntándolos en un solo tubo. También en los motores existe el múltiple admisión que abastece la mezcla de combustible y aire o solo aire a cada uno de los pistones. Hay que aclarar que si no se unen varios conductos en un solo conducto de gases entonces no hay múltiple como en el caso de un escape por cada pistón o motores de un solo pistón (en casos de motores de una válvula de escape por cada pistón). En si el múltiple de admisión que se encarga de entregar aire limpio y filtrado hacia las cámaras de combustión del motor, aquí se mide la temperatura del aire que ingresa, se retienen las partículas de polvo y suciedad que pudieran dañar el interior del motor, mientras que el múltiple de escape evacúa o saca los gases producto de la combustión producidos en las cámaras de combustión del motor. 3. Abstract

The air intake and exhaust system is very important in the work of an engine, especially in its performance. The power delivery of an engine is directly related to the air / fuel ratio, any of these elements that fail, directly alters the power of the engine. Among the parts that every intake and exhaust system we have: The pre-filter removes the heaviest and largest pollutants that are suspended in the air, clean air is critical for optimum engine performance. The exhaust gases are the motive force that turns the turbo, which come from the combustion gases evacuated. When turning the turbine transmits its movement through the shaft to the compressor and this by its construction sucks air which compresses and introduces it to the engine, directly or through an air cooler, depending on the power that the engine must deliver.



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The exhaust gas bypass valve is used in some engines to control the boost pressure. When the reinforcement pressure tends to increase above the specified, the bypass valve opens and allows the exhaust gases to be diverted so that they do not pass through the turbine and go directly through the exhaust pipe and thus lower the turbo speed, this it always keeps working on the specified standards with the air / fuel ratio, always in optimal working conditions. The turbochargers compress the supply air to the engine and heat it around 149 ° C. The hot air is less dense and as more air is needed for the optimum performance of the engine it is necessary to cool it, for this a cooler of air is used after cooling or "After cooler" by passing the hot air through it, it removes the heat leaving it more dense and with this it is possible to introduce more compressed air to each cylinder of the engine, and to improve its performance. The post-coolers are so called because they cool the air after passing through the turbo, certain post-coolers are located between the turbo and the intake manifold and others are located inside the intake manifold. Having a part very in the part in these systems that are: The exhaust manifold, port, collector or headers is a union of pipes or ducts that collects the exhaust gases of 1 or more cylinders of an alternative thermal engine, at the exit of the engine head, joining them in a single tube. Also in the engines there is the multiple intake that supplies the mixture of fuel and air or only air to each of the pistons. It must be clarified that if several conduits are not joined in a single gas pipe then there is no manifold as in the case of an exhaust for each piston or single-piston engines (in cases of one exhaust valve engines per piston) . In itself the intake manifold that is responsible for delivering clean and filtered air to the combustion chambers of the engine, here is measured the temperature of the incoming air, particles of dust and dirt that could damage the interior of the engine are retained, while that the exhaust manifold evacuates or removes the gases produced by combustion produced in the combustion chambers of the engine. 4. MARCO TEORICO

Ductos de admisión Las dimensiones del colector de admisión, referidas al diámetro y a la longitud de los conductos, determinan el régimen de giro en el que se consigue un mejor llenado de los cilindros. A medida que aumenta el régimen de giro debería de disminuir la longitud y aumentar el diámetro de los conductos, de manera que se mantenga la inercia de los gases sin producir pérdidas de carga. Para mejorar el llenado y, por tanto, el par motor a bajo régimen, se necesitan colectores largos y estrechos, mientras que para altas revoluciones se deben emplear conductos anchos y cortos.



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La caída de presión en la tubería más la restricción del filt ro de aire no debe exceder el máximo permitido de restricción de aire (Verificarlo en las Curvas de Desempeño para cada modelo). El diámetro de la tubería nunca debe de ser menor al diámetro de la entrada en el múltiple de admisión. Conexiones defectuosas pueden introducir humedad y aire sin filtrar al motor, lo que reducirá la vida útil del motor. La tubería utilizada desde el filtro hasta la entrada al turbo es de un material anticorrosivo y resistente a altas temperaturas [120 °C (248 °F). Se deben utilizar abrazaderas de uso pesado, y el grosor de las paredes de la tubería utilizada debe ser suficientemente resistente para evitar que se deforme al apretar la abrazadera.

Figure 1 Conjunto de admisión

Colector de admisión Su cometido es conducir el gas de admisión hasta los cilindros. Puede adoptar formas diferentes dependiendo de su aplicación. En los motores Otto de carburador y también con inyección monopunto, la mezcla se elabora de forma colectiva y después se reparte a cada cilindro (figura 6.15). Una buena distribución requiere tubos tan cortos y rectos como sea posible y de igual longitud.



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Figure 2 Colector de admisión para carburador o inyección mono punto

Al objeto de favorecer la gasificación del combustible y evitar la excesiva condensación en las paredes del colector, es habitual que incorporen algún sistema de calentamiento. El método más común es hacer pasar el líquido de refrigeración por un conducto situado en el colector, después de la mariposa de gases. El calentamiento de la mezcla ha de ser moderado ya que a medida que aumenta la temperatura la mezcla ocupa mayor volumen y el llenado empeora. En los motores con inyección multipunto de gasolina, el combustible se dosifica individualmente para cada cilindro y se inyecta junto a la válvula de admisión. Esto permite dimensionar convenientemente los conductos de admisión para crear corrientes aerodinámicamente favorables, que mejoren el llenado de los cilindros. También es posible montar sistemas de admisión variable, que consisten en adaptar las dimensiones de los conductos a medida que cambia el número de revoluciones del motor.

Figure 3 Colector de admisión para inyección multipunto

Para motores Diésel se diseñan conductos cuya orientación y forma provoca un movimiento espiral del fluido a su entrada en el cilindro. En los motores con cuatro válvulas se utilizan dos conductos de admisión, uno de llenado y otro de turbulencia.



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Figure 4 Colector de admisión para motores diésel

El colector de admisión se fabrica en aleación de aluminio y materiales plásticos, se fija a la culata mediante espárragos con interposición de una junta.

Sistema de admisión variable Consiste en modificar las características del colector de admisión para adaptarlas a los distintos regímenes de giro con el fin de mejorar el llenado de los cilin dros, tanto con bajo como con alto número de revoluciones. Como consecuencia se obtiene un mayor par motor. Se utilizan dos técnicas diferentes: La inercia de los gases. La resonancia acústica.  

Aunque es habitual que en el diseño de estos dispositivos se combinen ambos métodos.

Figure 5 Admisión variable

Sistema ACAV Existe una gran variedad de sistemas de admisión variable desarrollados por diferentes marcas de automóviles. Citroën utiliza, en algunos de sus motores con distribución



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multiválvulas, un sistema sencillo denominado ACAV (Admisión de Características Acústicas Variables), basado en la técnica de resonancia acústica de los conductos de admisión.

Figure 6 Admisión variable ACAV

El colector de admisión se desdobla en dos conductos de longitud y sección diferentes, que se utilizan independiente o simultáneamente en función del régimen del motor. El dispositivo de admisión comprende un repartidor en cuya entrada común se encuentra instalada la mariposa de gases. Para alimentar a cada cilindro, el repartidor cuenta con: Un circuito largo de 650 mm de longitud y 36 mm de diámetro, que mejora el par a bajas y medias revoluciones. Es utilizado entre 1.800 rpm y 5.080 rpm. 

Figure 7 Circuito largo 

Un circuito corto de 370 mm de longitud y 54 mm de diámetro, que, unido al anterior, acorta el recorrido y aumenta el diámetro consiguiendo mayor potencia con elevado número de revoluciones. Se utiliza para regímenes inferiores a 1.800 rpm y superiores a 5.080 rpm.



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Figure 8 Circuito corto

Los circuitos largos disponen de paso libre, en cambio los circuitos cortos están controlados por cuatro mariposas, una por cilindro, accionadas de dos en dos por cápsulas neumáticas. La depresión necesaria para accionar las cápsulas es suministrada por una bomba de vacío, o bien se toma del colector de admisión. El calculador de la inyección selecciona los conductos de admisión por medio de una electroválvula que permite la acción neumática de los pulmones en función del régimen del motor.

Figure 9 Circuito de admisión ACAV

Multiple de admision materiales FUNCIÓN: El sistema de admisión proporciona el volumen necesario de aire limpio al motor (Masa de aire).



Consta: Filtro de aire Colector de admisión

Optimizadores del Múltiple de Admisión.

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El turbo cargador (A) es el dispositivo que comprime el aire de entrada utilizando la energía del gas de escape y transmite la mezcla de alta densidad a la cámara de combustión para incrementar la potencia de generación.

Cuando la rueda de la turbina gira con la energía del gas de escape, la rueda del compresor conectada con el eje del lado opuesto transmite al motor el aire de entrada comprimido.



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Soplador: También existe un dispositivo denominado «Soplador» (B), que propulsa el compresor mediante el cigüeñal directamente hasta la correa de transmisión y aumenta el volumen de aire de entrada. FILTRO DE AIRE El filtro de aire contiene un elemento depurador del aire que elimina el polvo y otras partículas del aire mientras se introduce aire del exterior en el motor. * El elemento depurador del aire debe sustituirse de forma Periódica. Un filtro de aire es un dispositivo que elimina partículas sólidas como por ejemplo polvo, polen y bacterias del aire Alta resistencia inicial / estabilidad en el manejo Alta resistencia a la temperatura Materiales Materiales, como papel, lana de todo tipo, o incluso materiales que contengan Nano-fibras. Papeles de filtro impregnado con resina fenólica son sometidos a procesos térmicos después de plegar que puede exponerlos a temperaturas de hasta 180 ° C, y por supuesto, los adhesivos deben resistir esta tensión.



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Filtros de Aire 1-Elemento depurador del aire 2-Caja del filtro de aire

Tipos de Filtro Tipos de elementos depuradores de aire 1.- Tipo papel Un tipo de elemento que se utiliza sobre todo en automóviles. 2.- Tipo tela Un tipo de elemento que contiene un elemento fabricado con tela que se puede lavar.



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COLECTOR DE ADMISIÓN Colector de admisión (1) Un colector de admisión consta de diversos conductos que suministran aire a cada uno de los cilindros.

Consta de distintos conductos que suministra aire a cada cilindro, están fabricados en materiales ligeros los cuales pueden ser Aluminio 2024-T351 , manganeso o material sintetico



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Aluminio 2024-T351 El aluminio de clasificación 2024-T351 es una de las aleaciones de este metal más fuerte, usada ampliamente en la industria metalúrgica. Esta aleación es fácil de trabajar, pero se vuelve frágil cuando se calienta, y por este motivo no puede soldarse. Incluso si es la más fuerte de todas las aleaciones del aluminio, ésta se desgasta naturalmente por la fatiga, tal como lo hacen otros tipos de aluminio. Algunos de los elementos que se añaden a esta aleación son el m anganeso, el magnesio y el cobre.

Múltiples o colector de Escape Es el elemento que se encarga de evacuar los gases quemados tras la combustión hacia la línea de escape. El aspecto es similar al colector de admisión pero los materiales son diferentes debido a las altas temperaturas que pueden alcanzar. Suelen fabricarse en fundición de hierro para motores de producción en serie. Para motores de com petición o de muy altas prestaciones se fabrican con tubos soldados de acero inoxidable con el fin de poder adoptar geometrías más complejas Norma del reglamento Formula SAE 2014para el Sistema de Escape

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La salida del escape debe colocarse de forma que el conducto no someta a los humos a cualquier velocidad teniendo corriente de aire en el vehículo. La salida (s) del escape no debe e xtenderse más de 45cm (17,7pulgadas) por detrás de la línea central del eje trasero, y no deberá ser más de 60cm (23,6 pulgadas) por encima del suelo. Cualquier componente de escape (headers, mufflers, et c.) que sobresalen del lado del cuerpo del bastidor Deben estar apantallados para evitar el contacto de las personas que se acerquen al coche.

Nivel máximo de sonido • El nivel máximo de sonido permitido es de 85 dB Configuración de los Múltiples de Escape

Generalmente hay tres tipos de configuraciones de los múltiples de escape, las cuales son: Configuración 4-2-1 Configuración 4-1 Y el escape doble



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Materiales utilizados para la construcción de los múltiples de escape Los materiales comúnmente utilizados para construir múltiples de escape son: • Tubos de acero negro • Tubo de acero inoxidable • Tubos de titanio • Fundición de hierro

Tubos de acero negro Es comúnmente conocido como el acero básico, es decir el hierro normal y corriente que sale directamente del proceso de fundición. Tratamiento que se pueden dar:

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Galvanizado: proceso electroquímico el cual se cubre al acero de otro metal. Inoxidable: cuando existe una aleación de hierro con cr omo. Zincado: por medio de electrolisis se añade zinc para protegerlo de la corrosión. Lacado : Se añade pintura o pigmentos al ac ero.

Tubos de acero inoxidable Los múltiples de escape de los motores y vehículos de competencia se construyen con este mat erial debido a características como: Baja rugosidad Buena resistencia mecánica Resistencia a la corrosión buena conductividad térmica Bajo coeficiente de dilatación que permite soldar fác ilmente la estructura Acabado superficial excelente



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Fundición Gris Los múltiples hechos con este material son para vehículos en se rie la fundición gris también es conocida como hierro fundido o hierro colado es un tipo de aleación que por lo general contiene más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de magnesio, fosforo y azufre. El acabado superficial del material depende mucho de los procesos que se dan al molde

5. CONCLUSIONES

El aire que ingresa al cilindro en cada instante está en relación directa con el rendimiento volumétrico; el mismo que a su vez es inversamente proporcional a la densidad del aire que está en función de la altitud. Una función del múltiple de escape es ayudar en el proceso de renovación de la carga del motor, es decir mejor el rendimiento volumétrico del motor, lo que se traduce en un mayor ingreso de mezcla aire combustible a los cilindros con la intervención de la inercia y ondas provocadas por la salida de gases combustionados en la fase de escape. El aislamiento térmico aparte de ser una medida de seguridad ayuda a que los gases de escape mantengan una densidad baja, permitiendo que su evacuación sea más fácil. 6. RECOMENDACIONES

Todas las uniones existentes en el sistema de admisión y escape deben ser completamente herméticas, es decir no debe existir fuga o ingreso de aire, ya que esto produciría una variación en la cantidad de aire que ingresa a los ductos o un mal funcionamiento del motor al haber fugas antes de llegar al catalizador o simplemente marcaría error, como también habría más contaminación del parte del auto.



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En el múltiple de admisión, se debe tener en cuenta la longitud de entrada de aire, ya que la misma debe ser lo más corta posible; además hay que tomar en cuenta el acabado, el diámetro y su curvatura, para lograr una circulación continua del aire dentro de los ductos hasta el ingreso al cilindro. Los múltiples de admisión y escape deben tener un diseño en conjunto, esto con el fin de evaluar flujos de entrada, salida y el sintonizado de los colectores. 7. BIBLIOGRAFIA (Formato APA)

Acebes, S. S. (2007). Motores. Madrid: Editex. CROUSE, W. H. (1990). Mecanica del Automovil. Deere, J. (2016). John Deere. Obtenido de https://www.deere.com.ar/es_AR/services_and_support/tips/engines/air_intake_system_en gine/air_intake_system_engine.page Yanez, A. (2006). Etica. Lima: https://es.slideshare.net/jeisoncampana1/mltiples-de-admisin-yescape-46024313

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