UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DEPARTAMENTO DEPARTAMENT O ACADEMICO DE CIENCIAS DE INGENIERIA
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INFORMACION GENERAL
Nombre del curso: Motores de Combustión Interna Código del curso: MN136 Especialidad: M4 y M3 Condición: Obligatorio o Ciclo de estudios: 8 Ciclo !re"re#uisitos: MN116"MN$1% N&mero de cr'ditos: () *istema de ealuación: + !ro,esor de teor-a: .r/ 0uan uillermo 2ira Caco
2. SUMILLA
Introducción al curso y bree resea istórica del desarrollo de los motores de combustión interna 5MCI 5MCI/ / Clasi Clasi,i ,ica caci ción ón de los los MCI/ MCI/ Estru Estruct ctura ura genera neral7 l7 prin princi cipi pioo de ,un unci cion onam amie ient ntoo y parmetros bsicos de los MCI/ Ciclos termodinmicos/ Combustibles7 sus propiedades y las reacciones #u-micas de combustión/ !roceso de admisión/ !roceso de compresión/ !roceso de Combus Combustión tión// !roce !roceso soss de e9p e9pans ansión ión y esca escape/ pe/ !arm !armetr etros os indic indicad ados os// !'rd !'rdida idass mec mecnic nicas as// !armetr !armetros os e,ec e,ecti tios os// Curas Curas caract caracter-s er-stica ticas/ s/ alance t'rmico/ 3. OBJE OBJET TIVO
;ue el alum alumno no compre mprend ndaa los los prin princi cipi pios os ,undamentales ,undamentales de los procesos procesos de los diersos diersos cicl ciclos os de traba traba
*EM>N> N? 1/
[email protected] .E2 CBA*O AEDE AE*E> FI*@GAIC> .E2 .E*>AAO22O .E 2O* 2O* MO@O MO@OAE AE* * .E COM COMB* B*@I @IGN GN IN@EAN>/ C2>*I+IC>CIGN .E 2O* MO@OAE* .E COMB*@IGN IN@EAN>/ Estudio de los criterios de clasi,icación/ *EM>N> NH $/ Estudi Estudioo de los criterio criterioss de clasi, clasi,ica icació ciónn 5continuación/ E*@ABC E*@ABC@B @BA> A> ENEA>2 ENEA>277 !AINCI !AINCI!IO !IO .E +BNCION>MIEN@O !>AME@AO* *ICO* .E 2O* MCI/ *EM>N> NH 3 CIC2O* @EAMO.INMICO*/ Ciclo termodinmico con suministro de calo calorr a o olu lume menn cons constan tante te 5cic 5ciclo lo Otto Otto/ / •
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Cicl Cicloo term termod odin inmic micoo con con sumin suminis istro tro de calor calor a presió presiónn con consta stante nte 5ciclo 5ciclo .iesel .iesel/ / Ciclo termodinmico con suministro mi9to de calor/ >nlisis de los ciclos teóricos/ *EM>N> NH 4 Cicl Ciclos os termo termodin dinm mic icos os de los los moto motore ress sobrealimentados/ COMB*@I2E*7 *B* !AO!IE.>.E* 2>* AE>C E>CCION CIONE* E* ;BJMIC MIC>* .E COMB*@IGN/ +amilias de idrocarburos/ Naciones sobre la estruc ructura y composición del combustible/ *EM>N> NH ) !ropie !ropiedad dades es ,-sico ,-sico"#u "#u-mic -micas: as: .ensid .ensidad7 ad7 isc iscosidad idad77 pre presión ión de apo porr AEI.7 EI.7 destila destilació ciónn ,raccio ,raccionad nada7 a7 tempera temperatura tura de autoin,lamación7 poder calor-,ico7 n&meros de Octa Octano no y Ceta Cetano no77 etc/ etc/ Aeac Aeacci cion ones es #u #u-mi -mica cass de comb combus usti tión/ ón/ Clc Clculo ulo de la relación este#uiom'trica y de los productos de la combustión/ Emisiones tó9icas/ *EM>N> NH 6 !AOCE*O .E >.MI*ION/ +actores +actores #ue in,luyen in,luyen en el proceso proceso de admisió admisión/ n/ .e,in .e,inició iciónn del coe, coe,ic icient ientee de llenado 5e,iciencia olum'trica/ .educción de ,órmulas anal-ticas para el clculo de la e,iciencia olum'trica/ *EM>N> NH % +act +actor ores es #u #uee in,l in,luy uyen en en la e,ic e,icie ienc ncia ia olum'trica/ !AOCE*O .E COM!AE*ION/ E9pone E9ponent ntee po poli litró trópi pico co de compr compres esió ión/ n/ +act +actor ores es #u #uee in,l in,luy uyen en en el proc proces esoo de compre compresió siónn y el e9p e9pone onente nte politró politrópic picoo de compresión/ *EM>N> NH 8 ED>2B>CIGN 5E9amen !arcial *EM>N> NH K !AOCE*O .E COMB*@IGN/ eneralidades eneralidades de la combustión combustión// Energ-a de acti actia acción/ ión/ !ro !ropaga pagaci ción ón de la llam llama/ a/ >uto >utoen ence cend ndid ido/ o/ 2lam 2lamaa lami lamina nar/ r/ 2lam 2lamaa turbulenta/ Combustión di,usia/ Combustión de los los moto motore ress de ence encend ndid idoo po porr cis cispa pa 5E/C 5E/CF/ F/ +ase +asess de la comb combus usti tión ón de los los motore motoress de encendi encendido do por cispa cispa// +actor +actores es #ue in,luyen en el proceso de combustión de los motores E/CF/ y sus ,ases/ *EM>N> NH 1( >nomal-as del proceso de combustión de los motores motores E/CF/: detonación detonación y autoencendido autoencendido prematuro/ !roceso de combustión en los moto motore ress de ence encend ndid idoo po porr comp compre resi sión ón 5.ie 5.iese sel l// +ase +asess de la comb combus usti tión ón de los los moto motore ress .ie .iesel/ sel/ !eri !eriod odoo de retr retras asoo del del encendido/ *EM>N> NH 11 @ipos de cmaras de combustión .iesel y su in,luencia en el proceso de combustión de los motores .iesel/ !roceso de inyección .iesel/ •
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*istema de inyección COMMON A>I2 5de acumulación/ *EM>N> NH 1$ +actores ms in,luyentes en el proceso de combustión de los motores .iesel/ !AOCE*O* .E EL!>N*ION E*C>!E/ +actores #ue in,luyen sobre el proceso de e9pansión y el e9ponente politrópico de e9pansión/ !roceso de escape/ +ases del proceso de escape/ *EM>N> NH 13 !>A>ME@AO* IN.IC>.O*/ .e,iniciones de traba
N> NH 14 !EA.I.>* MEC>NIC>* Componentes de las p'rdidas mecnicas/ !resión media de p'rdidas mecnicas/ +ricción seca y iscosa/ 2ubricación l-mite7 mi9ta e idrodinmica/ .iagrama de *tribec/ Estudio de las p'rdidas por ,ricción/ Otras p'rdidas mecnicas/ !>A>ME@AO* E+EC@IDO*/ .e,iniciones de potencia e,ectia7 momento e,ectio7 potencia por litro7 e,iciencia mecnica7 e,iciencia e,ectia7 consumo espec-,ico de combustible/ In,luencia de la carga y elocidad del motor sobre los parmetros e,ectios/ *EM>N> NH 1) CBAD>* C>A>C@EAI*@IC>*/ Curas caracter-sticas de elocidad/ Curas caracter-sticas de carga/ Curas caracter-sticas en ,unción de la composición de la me=cla 5de regulación/ Curas caracter-sticas multiparam'tricas/ Coe,iciente de adaptabilidad/ >2>NCE @EAMICO/ .iagrama de *aney/ alance t'rmico de los MCI en ,unción de la carga y elocidad del motor/ *EM>N> NH 16 ED>2B>CIGN 5e9amen ,inal/ *EM>N> NH 1% ED>2B>CIGN 5e9amen sustitutorio/
aprender de ,orma autodidacta los <imos desarrollos en este campo y en otros/ Otro aspecto importante del proceso de aprendi=a
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6. EVALUACIÓN
*istema de Ealuación: + El sistema + comprende (1 e9amen parcial 5peso ponderado 17 (1 e9amen ,inal 5peso ponderado $ y un promedio de (6 prcticas de laboratorio/ 2as (6 prcticas de laboratorio son: •
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1/ .eterminación de los parmetros geom'tricos y constructios de un MCI/ $/ Estudio de los procesos de ,ormación de la me=cla aire combustible y admisión de un motor E/CF/ 3/ Estudio de los procesos de ,ormación de la me=cla aire combustible y admisión de un motor .iesel/ 4/ .eterminación de las p'rdidas mecnicas y las curas caracter-sticas de elocidad y carga de un motor E/CF/ )/ .eterminación de las p'rdidas mecnicas y las curas caracter-sticas de elocidad y carga de un motor .iesel/ 6/ Estudio del comportamiento de un sistema de inyección .iesel
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Cada laboratorio se reali=a en una sesión de (3 oras7 lo cual implica (6 clases ó (6 semanas de laboratorios/ Cada in,orme de laboratorio se sustenta en una sesión de 3 oras7 lo cual insume (6 clases ms/ 2as otras ($ clases restantes se utili=an para las introducciones teóricas respectias/
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5. ESTRATEGIAS DIDACTICAS
*e trata de e9plicar los procesos de los motores utili=ando conceptos ,undamentales de las ciencias bsicas e ingenier-a como +-sica7 ;u-mica @ermodinmica7 @rans,erencia de calor7 Mecnica de +luidos y Aesistencia de materiales7 utili=ando para ello e
7.
BIBLIOGRAFIA
@EL@O !AINCI!>2 0OD>0 M/*/7 Motores de >utomóil7 Editorial MIA7 Mosc& 1K8$/ I2IOA>+J> COM!2EMEN@>AI> FEPOO.7 0/7 Internal Combustion Engine +undamentals7 Editorial McraQ"Fill7 B*>7 1K88/ OEA@7 E/7 Motores de Combustión Interna7 Edit CEC*>7 M'9ico7 1K%6/ I>CO*>7 ./7 Motores Endot'rmicos7 Edit Cient-,ico R M'dica7 arcelona7 1K64/ 2ICF@7 2/7 !rocesos de los motores de Combustión7 Edit/ McraQ Fill */>/7 Espaa7 1K%(/ >AI>* !>S7 Manual del >utomóil7 Edición 4% Ten adelante7 Editorial .ossat */>/ Madrid7 1K86/ •
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BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
*iglo I7 Ferón de >le
1%6K7 Cugnot 5+rancia7 inentó el primer e-culo automotor moido por una m#uina de apor 567) mT/ 18$47 *adi Carnot 5+rancia7 propuso el ciclo termodinmico de m9ima e,iciencia entre dos ,uentes de calor determinadas7 en su obra titulada Ae,le9iones sobre la potencia motri= del ,uego/ 186(7 2enoir 5'lgica7 inentó un motor de combustión interna pe#ueo7 de un solo cilindro7 ori=ontal7 de doble e,ecto7 con suministro de gas para iluminación y encendido el'ctrico7 su e,iciencia era de 4")X/ 186$7 eau de Aocas 5+rancia7 estableció el principio del ciclo del motor de cuatro tiempos/ 18667 Otto y 2angen 5>lemania7 desarrollaron un motor a gas/ 18%67 Otto 5>lemania7 inentó un motor de gas de carbón con encendido el'ctrico7 #ue utili=aba el principio de eau de Aocas7 su e,iciencia era 14X/ 18817 Cler 5/7 inentó el motor de dos tiempos/ 188) " 188%7 en= y .aimler 5>lemania7 ,ueron los primeros en emplear motores de combustión interna en e-culos/ El e-culo de en= era un triciclo 51( mT/ > en= se le considera el padre del automóil/ 18K$7 .iesel 5>lemania7 patentó el motor .iesel7 con autoencendido por compresión7 en su patente denominada @eor-a y construcción de un motor t'rmico racional/ En 18K37 inentó un motor de carbón puleri=ado7 construido seg&n su patente/ Este motor e9plotó y luego intentó emplear gasolina y aceite pesado7 disminuyendo la compresión/ En 18K%7 construyó un motor ms seguro y con,iable7 #ue desarrollaba $(CD a 1%$ rpm7 de $) cm de dimetro y 4( de carreraY su e,iciencia era de $6X/ 18K67 +ord 5E/B/>7 inentó el automóil modelo @7 de 4 cilindros 5producción en serie/ 1K$47 Panel 5>lemania7 Inentó el motor rotatio7 con cmara epitrocoidal7 para unas ,bricas de m#uinas de coser/
2ima7 Mar=o de $(13
Eoliplila
Motor de Cugnot
De-culo de en=
Motor de Otto
Motor de .iesel
Modelo @ de +ord
