DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA AGRÍCOLA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA PRÁCTICA:
PARÁMETROS INDICADOS Y EFECTIVOS DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
RESPONSABLE: ING. ESPINOSA REYES ENRIQUE PRESENTAN: SALAZAR MELGAR PLUTARCO SANTIAGO LÓPEZ RAÚL VÁZQUEZ SÁNCHEZ ARTURO VELASCO VELASCO IRENE GRADO: 6° GRUPO: “2” FECHA DE ENTREGA: 01-12-2017
Chapingo, Texcoco; Texcoco; México. Diciembre, Diciem bre, 2017.
INTRODUCCIÓN La diferencia entre la potencia indicada, el valor teórico y el valor obtenido en las pruebas realizadas se debe principalmente a que los valores teóricos se obtienen directamente en los bancos dinamométricos en el volante de inercia, por lo que la potencia y el par no tienen que pasar por las diferentes partes móviles hasta llegar a las ruedas. Las condiciones ambientales a las a que el motor es sometido por el fabricante para obtener la potencia y el torque son manipuladas según sus conveniencias. Como potencia indicada se entiende como la desarrollada dentro de los cilindros del motor; esta potencia aparece en la primera fase de la transformación de la energía calorífica del combustible en energía mecánica. La razón de llamarse potencia indicada reside en que se mide utilizando un aparato llamado indicador, que es un dispositivo que traza una representación gráfica de la presión en el interior de un cilindro en cada punto de la carrera del pistón. Estas graficas reciben el nombre de diagramas del indicador. La potencia neta que puede extraerse de un motor se llama potencia útil o potenc ia al freno. No obstante, es más corriente la denominación de potencia efectiva. El nombre de potencia al freno que a veces se utiliza tiene su razón en que la potencia útil de un motor puede medirse absorbiendo dicha potencia en un freno.
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Determinación de presión de compresión del motor.
Determinación de la potencia indicada del motor.
Cálculo de parámetros.
Presión de compresión del motor.
Rendimiento mecánico.
Presión media efectiva.
Presión media indicada.
Consumo especifico efectivo de combustible.
Consumo especifico indicado de combustible.
Rendimiento indicativo.
Rendimiento efectivo.
DESARROLLO Componentes
Motor de prueba Perkins Diésel de 4 cilindros de aspiración natural de 248 cilindradas.
Panel de registro de actividad, potencia y par motor o torque del motor.
Panel de control.
Marcador de temperaturas y presiones.
Múltiple de escape.
Filtro de aceite.
Batería.
Depósito de combustible.
Disipador de calor.
Tubo de salida de los gases hacia el exterior.
Dinamómetro
Inyectores
Manómetro
Torquímetro
Inyector
Determinación de presión de compresión. Forma directa (compresómetro). Metodología: Primero se realizó una inspección previa del motor, es decir, una verificación del tanque de combustible y del aceite, para ver si la cantidad era la adecuada para encender el motor. Además se purgó la bomba de agua para así poder activar la unidad de bombeo. Ya realizada la inspección del motor, se puso en marcha y se aceleró durante un minuto para que este se caliente. Se apagó la b omba, de la misma manera se cerró la llave de paso del flujo de combustible. En seguida se quitó la línea de retorno, la línea de alimentación (se quitaron los 4 inyectores). Una vez que ya se tenían fuera los inyectores se volvieron a colocar en los cilindros tipo inyector. Los inyectores se atornillaron a 13 N/m, esta medida se tomó con el torquímetro. Posteriormente se conectó el primer inyector y se conectó el manómetro, se midió la compresión de este primer inyector con el compresómetro y así sucesivamente con los otros inyectores. Datos obtenidos:
Presión de compresión pistón 1
280 psi
pistón 2
300 psi
pistón 3
290psi
pistón 4
156 psi
Determinación de la potencia indicada del motor.
Desconexión sucesiva de cilindros (banco de pruebas). Metodología: Se encendió la bomba de agua, después de haberla purgad o. Una vez que se haya encendido la bomba se enciende también el motor, y se pone a régimen nominal. Cuando el motor está a régimen nominal se toman 8 datos del gasto de combustible, es ahí cuando se desconecta el primer inyector y se toma el dato de la potencia y el torque. Este procedimiento se repitió para los demás inyectores. Datos obtenidos:
Cilindro
Ne(Hp)
T(lb.ft)
n(rpm)
C1
29
98
1558
C1@RN
26
74
1840
C2
28
96
1525
C2@RN
27
76
1840
C3
28
97
1534
C3@RN
31
87
1840
C4
25
86
1547
C4@RN
21
59
1840
RESULTADOS Potencia Indicada (N) Cálculos: Potencia indicada para el pistón 1.
= = − ,, = 52 ℎ − 26 ℎ = Potencia indicada para el pistón 2.
= = − ,, = 52 ℎ − 27 ℎ = Potencia indicada para el pistón 3.
= = − ,, = 52 ℎ − 31 ℎ = Potencia indicada para el pistón 4.
= = − ,, = 52 ℎ − 21 ℎ = Potencia indicada total.
= + + + = 29 ℎ + 26 ℎ + 23 ℎ + 23 ℎ = Determinación de parámetros: Presión de compresión del motor.
=∗ɛ =0.087∗16. Dónde:
Pc: Presión al final de la compresión; MPa.
Pa: Presión atmosférica; MPa.
Ɛ: Relación de compresión.
n1: Exponente politrópico de compresión (1.32 – 1.4).
). = 52 ℎ =0.5048≅50.48% = 103 ℎ
Rendimiento mecánico (
: Rango admisible (0.7 – 0.82) Presión media efectiva (). ∗ = 3052 ℎ4 = 0.877 = 30∗ ∗ℎ∗ 4( ∗ ∗ )1840 4 Donde: de valores (0.55 – 0.85).
Pe: Rango
Numero de tiempos del motor.
:
: Cantidad de cilindros del motor.
: Frecuencia de rotación del motor (RPM). ℎ: Volumen de trabajo de un cilindro (L). : Diámetro del cilindro (cm). : Carrera del pistón (cm). Presión media indicada (). = 1.74 = = 0.877 0.5048
Pi: rango
(0.78 – 1.03).
Consumo especifico efectivo de combustible ( ).
ℎ 8.1 ℎ = ∗ 10 = 38.59 ∗ 10 =208.8 ∗ℎ Donde:
: Rango (217 – 238)
Gh: Consumo horario de combustible a régimen nominal (
⁄ℎ).
). 0.5048 =105.4 = ∗ =208.8 ∗ℎ ∗ℎ
Consumo especifico indicado de combustible (
: Rango de valores (175 – 205). Rendimiento indicado ( ). 3600 = 3600 = = ∗ =0.803≅80.3% (42.5 )105.4 ∗ℎ Donde:
: Rango de valores (0.42 – 0.48). : Trabajo ( ). : Cantidad de calor que se suministra. J
: Calor inferior de combustible ⁄, valor para motor diesel 42.5 . = ∗ = 0.8030.5048 =0.405≅40.5%
Rendimiento efectivo ( ).
Donde:
: Rango de valores (0.35 – 0.40). CONCLUSIONES
Las mediciones de los parámetros fueron tomados sin ninguna inconveniencia. Con los datos que se tomaron, se calculó la potencia efectiva y la indicada del motor perkins, lo cual observamos que no coincidió con el rango establecido por el manual del mismo, pero resultó tener un excelente rendimiento efectivo, superando el rango ideal.
OPINIÓN Los valores de los parámetros calculados no coincidieron con los rangos del manual del motor, esto se debe quizá por la antigüedad del motor, ya que durante el tiempo de vida de uso del motor, se pudieron haber cambiado alguno de sus componentes y esto hizo que variara el rendimiento de este motor.
BIBLIOGRAFÍA https://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2013/511/53711/1/Documento1. pdf https://www.monografias.com/docs/parametros-indicado-y-efectivos-de-motorF3Z2EBAYBY http://blogdeautomoviles.com/indices-del-ciclo-de-funcionamiento-y-curvascaracteristicas/
