Taller 08 - Curvas Del Motor

Carrera

CURSO: ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL

C2 Semestre: VI Página 1 de

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GUIA GUIA DE TALL TALLER ER - N8 CURVAS CURVAS CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIÉSEL

PROFESOR:

Darío Frías Serruto

TALLER:

APELLIDOS Y NOMBRES

YSMAEL RUBINA

FELIX FLOREZ

ESTUDIANTES:

PABEL MAMANI

JESUS LUPO

JUAN OBANDO

GABRIEL SILVA

M9

PERIODO:

FOTO

2017-2

GRUPO:

Firma

“B”

NOTA

Carrera CURSO: ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL

FECHA DE EJECUCIÓN

04/12/2017

FECHA DE ENTREGA

05/12/2017

Resultado Criterio de desempeño Actividad

3

3.1


GRUPO

1

2

16

3

4

X

Realizan pruebas a los sistemas del equipo pesado, analizan e interpretan los Resultados para implementar mejoras. Define las pruebas y criterios a realizar en los sistemas del EP, seleccionando herramientas de evaluación y diagnóstico apropiados. MEDICIÓN DE CURVAS DE POTENCIA, TORQUE Y CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE

OBJETIVOS: 



Evaluar el rendimiento del motor haciendo uso de las especificaciones del fabricante y los procedimientos estandarizados en un banco de pruebas (dinamómetro Interpretar los resultados obtenidos en el banco de pruebas del motor para determinar el estado del rendimiento del motor.

SEGURIDAD: IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD (Obligatorio) 

Símbolo

Nombre Lentes

Overol o Mameluco

Guantes

Protege de:

Observaciones

Partículas proyectadas que al introducirse a los ojos provocan molestia, daño temporal o permanente en ellos

Revisar el estado de los lentes antes de comenzar la tarea

Partículas proyectadas a alta temperatura o afiladas que puedan dañar la piel.

Es preferible que el mameluco u overol sea de tela jean u otra tela resistente a la llama

Pedir el cambio de los lentes si estos impiden la buena visión en el trabajo.

Cuidar que el mameluco u overol este libre de grasa o materiales combustibles

Cortes en alguna zona del cuerpo Contacto directo y Dependiendo de la tarea es recomendable cortes que los guantes utilizados en labores de maquinado sean más ligeros y robustos que aquellos utilizados para tareas de soldadura


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Casco

Objetos que puedan golpear la cabeza y provocar algún tipo de daño

Zapatos de seguridad

Objetos Zapatos punta acerada, tipo botín de cuero punzocortantes en el suelo. Objetos pesados que puedan caer sobre los pies Ruido excesivo Revisar el estado de los tapones antes de cada tarea Partículas que puedan ingresar por Tenerlos puestos solo durante las tareas el canal auditivo que lo exijan.

Tapones de oídos

ATS


Revisar el sistema de amortiguación del casco antes de cada tarea El casco debe estar colocado correctamente no flojo, no de lado, etc.



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INTRODUCCIÓN: Notas sobre las modalidades operativas La característica mecánica se obtiene dividiendo las prestaciones del motor al variar de la velocidad de rotación, manteniendo constante la posición del órgano de regulación del motor (acelerador). Normalmente, la medición se efectúa en condiciones de plena admisión (o plena carga), a fin de obtener las máximas prestaciones que el motor es capaz de suministrar. Para poder medir los valores del par y de la potencia suministrada por el motor en correspondencia de los diversos regímenes de rotación, es por tanto necesario variar el par resistente aplicado al mismo motor: en caso de motor utilizado para la tracción de un vehículo, la variación del par resistente se podría obtener variando la inclinación de la calle en la cual el vehículo está marchando (aumentando la inclinación que hay que vencer, obviamente aumenta el par resistente). En caso de que el motor esté montado sobre un banco de prueba, el par resistente puede ser variado mediante un apropiado órgano de regulación del freno. En el presente caso el órgano de regulación, accionado a través de un pomo posicionado en el mando de control de la unidad dinamométrica, permite variar la cantidad de agua en el interior del freno, cambiando el par frenante ejercitado al mismo número de revoluciones. Analíticamente, considerando que el freno ejerce una par frenante T f creciente al aumentar de la velocidad angular n, con una ley de tipo parabólico: T f ˜ k n2

Una intervención sobre el órgano de regulación del freno resulta expresada por una variación de la constante k . Modalidad de ejecución de la prueba Predisponer el sistema de adquisición y encender el motor según los procedimientos descritos en el párrafo 2.2. Esperar el tiempo necesario para que el motor alcance un régimen térmico adecuado (el agua de refrigeración debe alcanzar una temperatura de aproximadamente 70° C). Dentro de la página inicial del programa de adquisición de datos seleccionar las moda lidades de prueba “Torque and Power vs. speed (T100D Test 01)”.

Comenzar la prueba seleccionando la función New del menú File, la modalidad de prueba Static e introduciendo en la ventana Test Description el nombre del operador (User), la fecha (Test Date), el número de la prueba (Test #) y las ulteriores anotaciones (Notes) concernientes por ejemplo las características del motor de prueba: luego presionar el botón OK para acceder al ambiente de trabajo del programa de adquisición. Visualizar las ventanas de interés descritas en el párrafo 1.3.14.2, punto 2. Introducir, en las apropiadas celdas dentro de la ventana “Keyboard Values”, los valores requeridos, si diferentes de

los de default. Una vez alcanzadas las temperaturas de régimen, actuar de manera gradual sobre el órgano de regulación del motor (acelerador) hasta alcanzar las condiciones de plena admisión, actuando contemporáneamente sobre el órgano de regulación del freno para aumentar la carga y evitar que la velocidad de rotación aumente excesivamente (el valor de la velocidad angular puede ser leído en el indicador digital “Velocidad árbol motor” posicionado en el cuadro de mandos de la unidad dinamométrica). Actuar sobre el órgano de regulación del freno aumentando el par frenante, hasta llevar la velocidad de rotación al valor mínimo compatible con el regular funcionamiento del motor (en condiciones de plena admisión no es, de todas maneras, aconsejable descender debajo de las 1500 revoluciones/min aproximadamente, para evitar solicitaciones particularmente gravosas a los soportes de banco del motor). Esperar el tiempo necesario para que se alcancen condiciones de funcionamiento estables (por lo menos 30 y 60 segundos), luego proceder con la adquisición de datos presionando el botón Read, guardarlos en el archivo de



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trabajo presionando el botón Input (hacer de manera de configurar la opción “Calculate while reading” descrita en

el párrafo 1.3.14.2, punto 4.1). Actuar sobre el órgano de regulación del freno reduciendo el par frenante hasta llevar la velocidad de rotación a un valor superior al anterior de aproximadamente 500 revoluciones/min, luego efectuar nuevamente la adquisición de los datos con el procedimiento descrito anteriormente. Repetir la operación hasta alcanzar la máxima velocidad de rotación admisible (a fin de evitar el riesgo de daño del motor, debido a funcionamiento a velocidades de rotación excesivas, es oportuno interrumpir la prueba con un adecuado margen de seguridad con respecto al régimen de exceso de revoluciones por minuto, aproximadamente 5500rpm). Examinar los datos adquiridos y calculados seleccionando la función Browse del menú File. Utilizar las opciones del menú Plot para visualizar los diagramas obtenidos. Si se considera oportuno, es aconsejable guardar sobre disco e imprimir el archivo de datos utilizando las funciones Save y Print del menú File. La medición de la característica mecánica se puede efectuar también en condiciones de carga parcial en vez de hacerlo en condiciones de plena carga: es suficiente seguir el mismo procedimiento, bloqueando el órgano de regulación del motor en una posición intermedia y no en posición de plena admisión. Luego, la medición de la característica se puede repetir para diversas posiciones del órgano de regulación, a fin de poder efectuar una comparación entre las características obtenidas con diferentes grados de parcialización, es decir diversos valores de la apertura de la válvula de mariposa. Con esta primera experiencia el programa produce los gráficos, en función de la variación del número de revoluciones, de potencia, de par, de consumo específico, de rendimiento volumétrico, de rendimiento global y de presión media efectiva. Además, se producen también los gráficos de comparación entre las condiciones operativas y las condiciones normalizadas a la atmósfera estándar para par, potencia y presión media efectiva al variar del número de revoluciones. Todos los otros valores calculados pueden ser fácilmente visualizados en el archivo de datos o seleccionando la función Browse del menú File. A continuación, algunos ejemplos de los resultados experimentales obtenidos, con algunas breves notas interpretativas.

Resultados experimentales

Fig. 4.6 - Diagrama TORQUE VS. SPEED



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Fig. 4.7 - Diagrama POWER VS. SPEED Los valores de par y de potencia medidos en condiciones de plena admisión pueden ser comparados con los diagramas característicos suministrados por la Empresa constructora. Es oportuno recordar cómo, en caso de producciones de serie, se puedan encontrar variaciones de prestaciones apreciables de un motor a otro (del orden del 5%). Además, los valores medidos están influenciados por las condiciones medio ambientales (presión atmosférica y temperatura del aire aspirado por el motor), en base a las cuales se pueden medir variaciones relevantes de par y de potencia (del orden, a lo máximo, del 3y4%). En definitiva, a causa de las motivaciones anteriores, se pueden a veces verificar diferencias notables (del orden del 10%) con respecto a los diagramas característicos proporcionados por la Empresa constructora, sin que esto indique necesariamente la presencia de anomalías de funcionamiento del motor o errores de medición. En el caso de que no sean conocidos los diagramas característicos del motor en prueba, es posible utilizar los valores de referencia. Por el hecho de que obviamente la potencia máxima que un motor es capaz de suministrar depende de la cilindrada del mismo motor, se utilizan las potencias específicas, es decir potencias referidas a la unidad de cilindrada. Para un motor de nueva generación las potencias específicas están comprendidas entre 30 ÷ 65 kW/dm 3.

Fig. 4.8 - Diagrama FUEL CONSUMPTION VS SPEED



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Fig. 4.9 - Diagrama TOTAL EFFICIENCY VS. SPEED Las Empresas constructoras no proporcionan generalmente los diagramas del consumo específico y del rendimiento útil. Sin embargo, los datos experimentales obtenidos pueden ser comparados con valores de referencia como, por ejemplo, los valores obtenidos en plena carga:

Por tanto, se puede notar como sólo aproximadamente la tercera parte de la energía térmica obtenida del combustible se convierta efectivamente en energía mecánica: las otras dos terceras partes se disipan en el medio ambiente, bajo forma de calor cedido a los gases de descarga, al fluido refrigerante, al lubricante y al medio ambiente por convección e irradiación por parte de las superficies externas del motor.

Fig. 4.10 - Diagrama VOLUMETRIC EFFICIENCY VS. SPEED Como ya dicho anteriormente, para que las reacciones químicas de combustión puedan verificarse correctamente, es necesario que el motor aspire un caudal de aire que contenga una cantidad de oxígeno suficiente para oxidar



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completamente el combustible. En base al tipo de motor y a las condiciones de funcionamiento, se pueden encontrar diferencias más o menos marcadas con respecto a la relación aire/combustible estequiométrica. Valores típicos de la relación aire/combustible Ȝ y de la dosificación relativa Ȝ r para motores de gasolina son:

En los motores de gasolina la regulación se efectúa variando la cantidad de mezcla aire/combustible introducida en el cilindro en cada ciclo; se obtienen por tanto diferencias modestas con respecto al valor estequiométrico. En condiciones de plena admisión el rendimiento volumétrico es generalmente más bien elevado, con valores normalmente comprendidos entre 0.7 y 0.9 en base al tipo de motor y del régimen de rotación. En los motores que funcionan con ciclo Diesel se trabaja más a lo pobre, con un rango de dosificaciones más amplio y con diferencias mucho más amplias con respecto al valor estequiométrico. Es oportuno recordar que el caudal de aire siempre es constante al variar de la potencia del motor, considerado que la misma se obtiene variando el caudal de combustible inyectado en los cilindros:

Fig. 4.11 - Diagrama BEMP VS. SPEED La utilización de una magnitud independiente de la cilindrada del motor permite una fácil comparación entre las prestaciones suministradas por los diversos motores. Los datos experimentales obtenidos se pueden comparar con los valores de referencia (los datos representados se refieren a motores automovilísticos no sobrealimentados), como, por ejemplo:

En conclusión es oportuno recordar como los valores medidos sean influenciados por las condiciones medio ambientales (presión atmosférica y temperatura del aire aspirado por el motor), en base a las cuales se pueden encontrar variaciones significativas de la presión media efectiva (del orden, a lo máximo, del 3y4%). Por tanto, se



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ilustra a título ejemplificativo el diagrama que representa el par en función del número de revoluciones, con y sin la normalización en atmósfera tipo:

Fig. 4.12 - Diagrama NORM TORQUE VS. SPEED NOTA: Los gráficos representados en el presente párrafo son puramente indicativos del desarrollo correcto de las curvas. Los valores de prueba pueden variar en base al motor y a las condiciones de prueba.

ACTIVIDAD 1

CURVAS DE POTENCIA TORQUE Y CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE

Utilizando el procedimiento descrito, utilice el banco de pruebas de motor para obtener las graficas de POTEBCIA, TIRQUE Y CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE. Analice cada una de las graficas obtenidas e indique el estado del motor.

Especificaciones del motor: Nombre Cilindrada Desnsidad diésel fuel lower heating Numero de tiempos Temperatura ambiente Presion de ambiente Stoichometric Air

Codigo V Pf H N Ta Pa Ast

Parametros 1248 0.845 41000 4 20 740 14

Unidades Cm3 Kg/l KJ/Kg °C mmHg -

Procedimiento:

PASO

IMAGEN

OBSERVACION


Primero realizamos las mediciones de niveles del motor. Luego nos conectamos al software


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Tenemos que escoger la opción de torque consumo

Verificamos la temperatura del motor,

La temperatura del motor es de 90°c por lo tanto es la adecuada para realizar la prueba de rendimiento.

.encendemos el motor eléctrico de la bomba de agua.

Debemos tener en cuenta que es un sistema eléctrico, por ello tener precaucion.

Aperturamos la llave de ingreso de agua al sistema de refrigeración

Debemos abrirla de inmediato para evitar una cavitación en nuestra bomba.


Luego encendemos nuestro motor.

Luego abrimos la llave de paso del agua que se dirige al sistema de frenado del dinamómetro.


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Pulsamos el switch y cuando encienda los soltamos,también debemos fijarnos de que nadie se encuentre en el motor.

Esta llave utilizamos ya que este dinamómetro es hidráulico necesita fluido.


Colocamos la palanca de aceleración al 25%.

Después cerraremos la llave que tenemos en nuestro modulo del motor. Suavemente hasta llegar a las 1600 RPM.


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El motor incrementara sus RPM’s por

encima de las 4000 RPM.

Girar mientras se va viendo las RPM´s.


Luego una ves en 1600 RPM, giramos en sentido inverso para así permitir que llegue nuevamente a las 4000 RPM.


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Este procedimiento es importante ya que no puede superar el minuto y medio de duración.

Mientras ascendemos de 1600 a 4000 RPM iremos tomando datos en el software.

El software no indicara el flujo, así como la temperatura del motor.

Luego regresamos la palanca de aceleración a 0%. Y luego obtendremos nuestras graficas.

Analizamos las graficas obtenidas.

Obtencion de grafica de torque.

Podemos observar que nuestro motor tiene un torque más elevado al estar entre las 2800 y 3600 RPM´s. Ya que al llegar a las 4000 RPM representa que a



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pesar de las altas revoluciones no se incrementa el torque.

Obtencion de grafica de potencia.

Podemos ver en esta grafica que la potencia de nuestro motor es la más elevada a las 3500 RPM en promedio. Ya que es cuando el motor desarrolla más su trabajo.

Obtencion de grafica de

De la misma manera el



consumo especifico de combustible.

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consumo de combustible se incrementa conforme van incrementando las RPM del motor. Con la excepción de revoluciones menores a 2000, ya que al estar en este rango inferior se genera un gasto elevado de combustible el cual es similar cuando el motor se encuentra a 3800 RPM´s.

CONCLUSIONES En conclusión, se logro evaluar la prueba de rendimiento del motor usando las especificaciones del fabricante y realizar el procedimiento estandarizado en un banco de pruebas de dinamómetro. En conclusión, se logro interpretar los resultados del banco de pruebas del motor para determinar el estado de rendimiento del motor. En conclusión, se logro verificar los resultados de prueba del motor con las curvas ideales que debe tener un motor de alto rendimiento. En conclusión, se logro obtener las graficas de consumo de combustible, potencia y torque, para evaluar el rendimiento del motor. En conclusión, se logro entender que, gracias a estas pruebas de rendimiento del motor, podemos definir o nos favorece a encontrar las posibles fallas que se pueda tener en el motor. En conclusión, se logro que gracias a estos resultados podemos decidir si el motor se va a montar o no en un equipo o maquinaria. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES Se observo que el software de prueba presenta fallas en ciertas ocaciones. Se observo que en el ambiente del dinamómetro no se encontró la baterial del motor. Se observo que el mouse de la computadora no favorece en la prueba del motor, por que dificulta el movimiento. Se recomienda no hacer calado a máxima aceleración, ya que reducimos la vida útil del motor. Se recomienda hacer pruebas del motor con un grupo de 4 personas. Se recomienda colocar los datos específicos de prueba según el ambiente donde se realizara el calado. Se recomienda realizar las pruebas de motor antes de ser montado en una maquina.

Carrera


CURSO: ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL

CRITERIOS DE EVALUACION DE LAS ACTIVIDADES

ASPECTOS A EVALUAR EN TALLER

PUNTOS

PUNTAJE

I

SEGURIDAD

1.

Puntualidad, Orden y Control de Contaminación

2

2.

Uso de EPP´S

2

3.

Aspectos de Seguridad durante la actividad (ATS)

2

II

PROCEDIMIENTOS, EQUIPOS, HERRAMIENTAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

7.

Cumplimiento de procedimientos

4

8.

Uso adecuado de equipos y herramientas

4

9.

Registro adecuado de mediciones

4

IV

CAPACIDADES DE COMUNICACIÓN

10.

Utiliza terminología técnica adecuada

1

11.

Trabajo en Equipo

1

TOTAL

20

16

Taller 08 - Curvas Del Motor

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