Principios de operación y diseño de un motor
FACULTAD DE INGENIERÍA :
INGENIERÍA MECÁNICA
ELÉCTRICA
:
“PRINCIPIO DE OPERACIÓN Y DISEÑO DE UN MOTOR”
•
VARGAS YOVERA ABDEL
:
II
: REDACCIÓN UNIVERSITARIA
:
TRUJILLO PERÚ
2011
Página 1
Principios de operación y diseño de un motor
DEDICAMOS
ESTA
MONOGRAFÍA EN HONOR A MIS PADRES, QUE SIEMPRE ME ESTAN APOYANDO EN TODO LO QUE NECESITO. Y agradezc ezco a los profesores porque ellos dan todo por QUE nosotros nosotros seamos seamos buenos buenos profesionales.
Página 2
Principios de operación y diseño de un motor
En esta monografía obtendrás conocimiento sobre, términos que usted debe conocer .componentes básicos de los motores. Funcionamiento de un motor a gasolina. Mencionar los componentes de un motor, describir como se producen energía en los motores, mencionar los tipos de diseño de un motor, describir la operación del motor del siclo de cuatro tiempos, saber cuál es la relación de compresión del motor. También saber todo lo que es conversión de energía. Este tema es de gran importancia a que contribue a la conservación del medio ambiente, porque sabremos
cuando un motor
a no puede seguir en
funcionamiento , al ser una forma limpia de obtener energía eléctrica para sus diferentes usos! es por esto que le invitamos a dar lectura a este tema, que de alg"n modo servirá para tenerlo en cuenta.
Página 3
Principios de operación y diseño de un motor
1 Aspectos Teóricos ……………………………………………………………..6 0.1
Origen………………………………………………………………..6
0.2
Fundamentos………………………………………………………7
0.3
Definiciones………………………………………………………...7
0.4
Funcionamiento de os motores…………………………………!
2 factores de rendimiento en un motor……………………………………….! 0."
Aire # presión…………………………………..………………………$
2.2%resión # medición de a presión……………………………………….$ 2.3&om'ustión norma # anorma……………….………………….……… 10 2.3.1 %re encendidos ………….…………….…………………………..10 2.3.2 Denotación………………………………..……….……………….11 2.3.3 eficiencia de un motor………………………....…………. ……...11 2.3.2.1 eficiencia (oum)trica………………………….... ……12 2.3.2.2 eficiencia t)rmica.........................................................12 2.3.2.3 eficiencias de com'usti'e..........................................12 2.3.2.4 eficiencia mec*nica....................................................13
Página 4
Principios de operación y diseño de un motor
1
+istemas de motor………………………………………………………14
3.1 sistema de enfriamiento de motor………………………....14 3.2 sistema de u'ricación de motor…………………………..14 3.3 sistema de arran,ue # descarga…………………………....1" 3.4sistema de encendido …………………………………………1" 3." sistema de com'usti'e………………………………………1" 3.6 sistema de admisión # escap)………………………………………....16 3.7sistema de contro de emisiones……………………………16
A. sistema de termostato26…………………………………….17 A.1 fundamento.........................................................................17 - sistema de enfriamiento.......................................................1!. -.1 fundamento.........................................................................1!. 3.1 como compro'ar un sistema a presión ……………………….1!
&oncusiones……………………………………………………….……..…1$ -i'iografa……………………………………………………….…..…….…20 Ane/os……………………………………………………………..………….21 …………………………………………………………………………………..22
Página 5
Principios de operación y diseño de un motor
%&%O+ D O%A& 5 D+O D 8OTO &A%T9O : A+%&TO+ T&O+ 1.1 O; : #n motor básico se compone de un bloque de cilindros, un piston móvil dentro del cilindro, una biela su$eta al e%tremo superior al piston. &'ortesía de general motors <
Página 6
Principios de operación y diseño de un motor
1.2 FDA8TO: la combustión interna se utili(a para convertir la energía química del combustible en energía térmica ,para luego convertir esta energía térmica en energía mecánica "til .la cual se obtiene combinando las cantidades apropiadas de aire combustible , quemando la me(cla de un cilindro encerrado a una velocidad controlada &c)irle corporation *++-
1.2 DF&O+ : #n motor es una maquina que es capa( de convertir o crear energía a través de un sistema de combustión interna a base de c)ispas generan anergia
Página 7
Principios de operación y diseño de un motor
1.3 F&OA8TO D9 8OTO En la carrera de admisión del cigeñal la biela $alan )acia aba$o del piston dentro del cilindro. /urante este tiempo, el árbol de levas mantiene abierta la válvula de admisión. 'omo el psiton )a descendido dentro del cilindro creando una área ba$a de presión &vacio-, donde la presión atmosférica fuer(a una me(cla de aire combustible más allá de la válvula de admisión al entrar al cilindro.
2
FA&TO+ D D8TO 8OTO /etermina la capacidad de un motor para producir energía "til .algunos de ellos como el diámetro de los cilindros, la carrera ,el despla(amiento la relación de compresión .
Página 8
Principios de operación y diseño de un motor
1.1 A 5 %+: 0os motores automotrices necesitan muc)o aire para producir la potencia requerida. Es la presión del aire &presión atmosférica-.lo que fuer(a al aire a entrar al motor & el turbo cargador o supe cargador0a presión atmosférica la )umedad relativa del aire son factores importantes para determinar que tan bien funciona un motor la energía que es capa( de producir .
1.2 %+ 5 8D& D 9A %+: 0a presión se puede definir como una fuer(a que se aplica sobre una área especifica. 0a presión de compresión en el cilindro de un motor se mide en libras por pulgada cuadrada.
Página 9
Principios de operación y diseño de un motor
2.3&O8-+T O8A9 5 AO8A9 0a combustión normal ocurre en los cilindros del motor cuando la c)ispa de la bu$ía enciende la me(cla de aire1 combustible el frente de flama avan(a de manera uniforme a través de cámara de combustión, sin signo alguno de denotación. 0a combustión anormal ocurre cuando la me(cla de aire 1combustible se enciende por alg"n otro medio que no sea la c)ispa entre los electrodos de la bu$ía, o cuando la c)ispa ocurre demasiado pronto. &los términos prensendido ,denotación ,efecto diesel marc)an con interruptor apagado -.
1.2.1 % &DDO+: 2re encendido es la condición en la me(cla de aire1combustible se enciende antes de que prenda la bu$ía .Ello puede ocurrir como resultado del sobrecalentamiento de electrodos de bu$ía &por utili(ar bu$ías con limite de calor demasiado ba$o-,por una partícula incandescente de carbón ,o un borde afiliado de metal ro$o en la cámara de combustión .El resultado es un ligero sonido sumbante o de golpeteo .el preencendido grave causa un (umbido o golpeteo e%cesivo puede dar por resultado denotación .si no se corrige, esta condición puede producir daños serios en motor .
Página 10
Principios de operación y diseño de un motor
1.2.2 DOTA&: 0a denotación ocurre después del encendido normal de bu$ía. 3 eso se le llama autoencendido de gas residuales en la cámara de combustión causada por presiones temperaturas mu altas .'on forme avan(a en frente de flama, los gases residuales no quemados se ponen en condiciones de lata presión se sobrecalientan )asta el punto de autoencendido. 'onforme la combustión contin"a en dos frentes, estos c)ocan con fuer(a e%plosiva, creando un golpeteo vibración severos.
1.2.3 F&&A D 8OTO: El grado de eficiencia del motor se e%presa en cifras de porcenta$e ,que resultan de una comparación de la potencia teórica de un motor ,sin perdidas de potencia ,respecto a la potencia real disponible del motor .0a eficiencia mecánica la eficiencia térmica son dos formas que se usan para e%presar la eficiencia de los motores .
1.1.1.1 F&&A =O98>T&A
cuando la cantidad de aire que un motor es capa( de adquirir dentro del cilindro en la carrera de admisión ,comparada con el llenado completo del cilindro con el aire a presión atmosférica ,se conoce como la eficiencia volumétrica de un motor .otra manera describirla seria /ecir que la eficiencia volumétrica es la capacidad del motor para des)acerse de los gases de escape admitir la me(cla de aire1combustible, en comparación con el despla(amiento del motor.
Página 11
Principios de operación y diseño de un motor
1.2.3.1 F&&A T>8&A 0a eficiencia térmica de un motor es el grado al cual el motor tiene é%ito n convertir la energía del combustible en energía térmica o potencia "tiles .es la energía térmica del cilindro la que obliga a que se muevan los pistones lo cual da resultado a la rotación del cigeñal. El motor no es capa( de quemar el 4++5 del combustible que llega a los cilindros .que )ace permane(ca sin quemar en las áreas mas frías del cilindro como en teoría , una me(cla de aire 1 combustible de 46.7de aire 4 parte de combustible en peso es capa( de quemarse al 4++5 .esta se conoce como me(cla estequiometria , una me(cla químicamente correcta para una combustión completa en un motor a gasolina . 0a eficiencia térmica también parte de la energía térmica que produce el combustible que se )a quemado en el cilindro, la cual es removida del motor por el sistema de escape .El sistema de enfriamiento remueve del motor otra parte de esa energía .El sistema de lubricación de los efectos de radiación de calor se llevan calor adicional del motor.
1.2.3.2 F&&A+ D &O8-+T-9 0a eficiencia de combustible es en realidad la ra(ón de consumo de combustible por distancia recorrida. 8e e%presa en millas recorridas por galón de combustible consumido por cada 4++ 9m recorridos. 0a eficiencia de combustible depende de todos los factores precedentes, además del peso, dimensiones cargas del ve)ículo. 0a legislación federal ,en #E3 e%ige que los fabricantes de ve)ículos alcancen una economía corporativa de combustible media especifica &'3F:;corporate average fuel econom - para todos los modelos que producen .si se producen demasiados ve)ículos grandes ,pueden no satisfacerse ,0as normas de '3F: .la legislación está proectada para reducir el consumo de energía .la economía de combustible se mide en millas por galón &mpg- en el sistema estadounidense , en litros por 4++ 9ilómetros &014++9m- en el sistema métrico .
Página 12
Principios de operación y diseño de un motor
1.2.3.3 F&&A 8&?&A 'omo a )emos mencionado, la potencia indicada es la potencia teórica que un motor es capa( de producir, se e%presa en caballos de fuer(a o en en la 2F.
F&&A D 8OTO
Página 13
Principios de operación y diseño de un motor
2
++T8A+ D9 8OTO
8on necesarios, varios sistemas para arrancar el motor mantenerlo funcionando .estos sistemas tienen que estar en buenas condiciones para proporcionar el nivel esperado de rendimiento conductibilidad .esto inclue lo siguiente.
3.1 ++T8A D FA8TO D9 8OTO: Es la que proporciona lubricación a las partes móviles del motor para reducir la fabricación el desgaste , audar enfriar partes del motor ,contribuir al sellado entre las partes móviles del motor , audar a mantener limpias las partes del motor .
3.2 ++T8A D 9-&A& D9 8OTO: 3presura el calentamiento del motor, e%trae el e%ceso de calor del motor apropiado, proporciona calor para el compartimiento de pasa$eros.
3.3 ++T8A D AA@ 5 D+&A;A: 2roporcionan energía eléctrica para arrancar del motor para el sistema de encendido los sistemas de control por computadora.
3.4++T8A D &DDO: Es la que a base de c)ispas que esta adecuada en la e%actamente en el momento correcto
en las
bu$ías,
Página 14
Principios de operación y diseño de un motor
3." ++T8A D &O8-+T 2roporciona la cantidad correcta de combustible atomi(ado vapori(ado a todos los cilindros del motor, e%actamente en el momento correcto, para todas las condiciones de operación en el motor .
Página 15
Principios de operación y diseño de un motor
3.6 ++T8A D AD8+ 5 +&A%>: El primero proporciona al motor la cantidad correcta de aire de admisión para obtener combustión apropiada ,el segundo remueve del motor los gases de escape los trata para reducir las emisiones nocivas )acia la atmosfera .
3.7++T8A D &OTO9 D 8+O+ ?educen la cantidad de misiones nocivas que producen el motor emiten a la atmosfera .
que se
Página 16
Principios de operación y diseño de un motor
A.++T8A D9 T8O+TATO 8u sistema es que , el termostato deberá permanecer cerrado ,)asta que se caliente a la temperatura de la capacidad nominal deberá estar completamente abierto apro%imadamente no u @A' arriba de 0a temperatura estampada en el . si el termostato no satisface las especificaciones requeridas , que deberá rempla(ar utili(ando una $unta nueva
A.1 FDA8TO Teniendo una bomba de agua se debe revisar en busca de fugas o de co$inetes sueltos o ruidosos .para poder aliviar para tensión de la correa se esté su$etando, por luego el ventilador o polea audara a saber si )a movimiento radical del e$e polea de la bomba de agua. #na bomba de agua, es la que tiene que estar sostenida ver que los co$inetes no tengan fugas también tiene que estar reempla(ado su funcionamiento del termostato sea efica( .
-.++T8A D FA8TO
Página 17
Principios de operación y diseño de un motor
El sistema de enfriamiento deberá lavar cuando tenga )errumbre o incrustaciones .el lavado o inverso es el más efectivo .sin embargo, )a varios otros métodos que se pueden usar.
-.1 FDA8TO 8uponiendo que queremos )acer un lavado rápido ,cuando la contaminación se presente será poca .será allí donde se drena el fluido de enfriamiento ,conectaremos una manguera de agua a la cone%ión de la manguera del calefactor del motor con el drena$e del bloque, abierto ,se abre el paso del agua se lava el motor .en ocasiones ,la acumulación de lodos en el drena$e del bloque que impide drenar el fluido
2.1 &O8O &O8%O-A ++T8A D %+ 0a comprobación de un sistema de enfriamiento, las fugas internas se manifestaran en el probador si el sistema se de$a con la presión en el medidor de pruebas, se tiene que inspeccionar componentes .
Página 18
Principios de operación y diseño de un motor
•
2oder reempla(ar partes dañadas de el sistema de escape de un motor diesel
•
•
2oder diagnosticar problemas del sistema de escape 'on todo lo leído podremos saber los componentes de un sistema de suministro.
•
8i se logra sustituir los generadores de electricidad convencionales, que queman combustibles fósiles para funcionar, con generadores sin procesos de combustión como las turbinas eólicas lograríamos una gran me$ora en cuanto se refiere a la salud de nuestro medioambiente.
•
•
saber cómo es el procedimiento de de servicio a las bielas, pistones. se podrá se 'apa( de de señalar las pautas a tenerse en cuenta en la limpie(a ,inspección ,medidas verificación de los bloques de cilindros , cigeñal co$inetes
•
e%plicar los procedimientos de servicio a las válvulas sus mecanismos funcionales.
Página 19
Principios de operación y diseño de un motor
•
Bregorio Bil Barcía. Energía del siglo CC>. *++@
•
Tomas 2erales Denito. Buía del instalador de energías ?enovables. *++
•
')ambero enegas osé 'arlos. 3nálisis de factibilidad de un sistema )ibrido. *++@
•
pa"l gipe. generador de energía por medio de combustión práctica. 4GGG
•
Hmar Buillen 8olís. Energías ?enovables. *++6
•
osé M a de uana 8ardón. Energías ?enovables para el /esarrollo
•
Miguel illarubia.. *++6
•
.M. Escudero 0ópe(. Manual de motores turbo cargadores. *++@
•
Beneral motors teoría motores diesel
Página 20
Principios de operación y diseño de un motor
8OTO+ D &O8-+TO TA
Página 21
Principios de operación y diseño de un motor
Página 22
