Diseño e implementacion de las prácticas de laboratorio de motores de combustión interna (página 3)
3. Eliminación del efecto de congelación en el múltiple.
4. Arranque más fácil, puesto que el combustible es atomizado y suministrado en el cilindro.
5. Mejor refrigeración, ya que la vaporización del combustible tiene lugar (sin adición de calor) en las carreras de admisión y compresión y en consecuencia, se reducen las temperaturas de compresión.
6. Disminución del golpeteo al no necesitarse el suministro de calor para promover la distribución del combustible.
7. Reducción de la tendencia al encendido posterior ya que la mezcla combustible no está presente en el múltiple.
8. Diseño más compacto del motor, en vista de que la posición del sistema no tiene mayor importancia relativa.
9. Menor variación en la distribución del combustible originada por cambios en la posición del motor
10. Habilidad para utilizar combustibles menos volátiles.
2.7.2 Sistemas de inyección en motores encendido por compresión El sistema de inyección en un motor encendido por compresión debe satisfacer las siguientes condiciones:
1. Inyectar la cantidad de combustible requerida por la carga aplicada al motor y mantener esta cantidad:
a. constante, de ciclo a ciclo de funcionamiento
b. constante, de cilindro a cilindro
2. Inyectar el combustible en el instante correcto del ciclo, para todo el margen de velocidades del motor.
3. Inyectar el combustible en la proporción deseada para controlar la combustión y la elevación resultante de la presión.
4. Atomizar el combustible hasta el grado deseado.
5. Distribuir el combustible dentro de toda la cámara de combustión.
6. Iniciar y terminar la inyección, instantáneamente.
Los sistemas de inyección para motores encendido por compresión utilizan la inyección sólida o mecánica del combustible, con tres métodos de operación:
1. Sistema de bomba individual: un dosificador y una bomba de compresión por separado, para cada cilindro del motor.
2. Sistema de distribuidor: una sola bomba para dosificar y comprimir el combustible, más un mecanismo divisor, para distribuir el combustible hacia los diferentes cilindros.
3. Sistema de conducto común: una sola bomba para comprimir el combustible, más un elemento dosificador para cada cilindro.
2.8 SOBREALIMENTACIÓN Para llevar a cabo la combustión completa de los hidrocarburos del combustible, es necesario aportar la cantidad suficiente de oxígeno, el cual no está en cantidad mayoritaria en el aire.
Cuanto más aire y combustible seamos capaces de introducir en los cilindros del motor, mayor será la potencia que se podrá obtener, pero mayor será la masa de aire necesaria para quemarlo; de esta necesidad surge la idea de los motores sobrealimentados. La carga fresca entra al cilindro a una presión muchísimo mayor a la presión de entrada del compresor, y por tanto la temperatura de entrada será igualmente alta.
La sobrealimentación consiste en establecer a la entrada de los cilindros del motor una atmósfera de aire con una densidad superior a la normal de forma que para un mismo volumen de aire, la masa de ese aire es mayor; para ello se utilizan una serie de accesorios que serán diferentes según el tipo de sobre-alimentador que se utilice. Es decir, la sobrealimentación es cómo aumentar la cantidad de aire (O2) que tiene capacidad un cilindro de aspirar por cada ciclo.
El turbocompresor o turbo-alimentador es básicamente un compresor accionado por los gases de escape, cuya misión fundamental es presionar (aumentar la presión) el aire de admisión, para de este modo incrementar la cantidad que entra en los cilindros del motor en la carrera de admisión, permitiendo que se queme eficazmente más cantidad de combustible. De este modo, el par motor y la potencia final pueden incrementarse hasta un 35%, gracias a la acción del turbocompresor.
Funcionamiento del turbocompresor En términos generales existen dos tipos de turbocompresor: el de impulso y el de presión constante. Cada uno tiene sus propias características de funcionamiento y, sin embargo, ambos actúan de la misma forma básica.
El turbocompresor está montado en la brida de salida de escape del colector de escape del motor. Una vez puesto en marcha el motor, los gases de escape de motor que pasan a través del alojamiento de turbina hacen que giren la rueda de turbina y el eje, los gases se descargan a la atmósfera después de pasar por el alojamiento de turbina.
La rueda del compresor, que está montada en el extremo opuesto del eje de la rueda de turbina, gira con la rueda de turbina. La rueda de compresor aspira el aire de ambiente al alojamiento de compresor, comprime el aire y lo manda al soplador del motor.
Ilustración 19. Turbo-compresor (www.cipres.cec.uchile.cl, 2003) Durante el funcionamiento, el turbocompresor responde a las exigencias de carga del motor reaccionando al flujo de los gases de escape del motor. Al ir aumentando cl rendimiento del motor aumenta el flujo de los gases de escape y la velocidad y el rendimiento del conjunto rotatorio aumentan proporcionalmente mandando más aire al soplador del motor.
CAPITULO III
Estrategias metodologicas
3.1 MECANISMO DE ANÁLISIS El Mecanismo de Análisis es el curso de Motores de Combustión Interna de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Nacional "San Luis Gonzaga" de Ica, en donde se analizó el equipo de práctica requerida y las prácticas de laboratorio que se consideraron pertinentes para reforzar los conocimientos teóricos adquiridos en el curso.
3.2 INSTRUMENTOS
Consultas a referencias bibliográficas sobre el tema.
Programa del curso de Motores de Combustión Interna.
Consultas a proveedores de motores de combustión interna y sus accesorios.
3.3 PROCEDIMIENTO
a. Se determinó las prácticas necesarias para complementar los conocimientos adquiridos en el curso de Motores de Combustión Interna.
b. Se diseñaron las prácticas de laboratorio. Éstas comprenden el(los) equipo(s) a utilizar, su descripción, los objetivos de la práctica y los procedimientos a seguir.
c. Se definieron los equipos y herramientas necesarios para el desarrollo de las prácticas de laboratorio.
d. Se determinó el espacio físico requerido dentro del Laboratorio de Ciencias de Ingeniería para la instalación de equipo.
e. Basándose en los principios de la seguridad industrial y ocupacional, se definieron las normas de comportamiento y los equipos de protección personal necesarios.
CAPITULO IV
IV. Resultados
4.1 EQUIPO DE PRÁCTICA PROPUESTO
Banco de pruebas de motores MP 80/6000 con computadora MP Weinlich Steurengen Gama de potencia: desde 10 hasta 150 kW Para probar
Motores de automóviles (también con cambio de marchas o automático, incluso en 1ª. marcha)
Motores eléctricos
Motores hidrostáticos
Pequeños tractores en su toma de fuerza (equipo especial necesario)
Equipo básico: Dinamómetro Computador MP Cardán de transmisión para 800 Nm máx.
Barra calibradora 250 Nm A continuación se presenta una descripción de las características básicas del equipo propuesto.
Precaución: el diseño básico del banco de pruebas propuesto no debe estar en operación sin ningún tipo de supervisión u observación. Fallas internas del banco de pruebas o fallas externas pueden conllevar a situaciones peligrosas.
Sistema de carga: freno de corrientes electromagnético con sentido de rotación en sentido de las manecillas del reloj visto desde el motor hacia el freno. Con refrigeración por aire.
Velocidad máxima permisible: 6000 r.p.m.
Velocidad mínima sensible: 100 r.pm.
Capacidad de carga dependiendo del tiempo de carga: ver tabla No. 1 Torque máximo a 1000 r.p.m.: 800 Nm al arranque Inercia: 0.6 kg m2 El banco de pruebas consiste en la unidad de freno y medición (unidad de evaluación, despliegue (display) y control con un computador MP).
El motor que será puesto a prueba se conecta al freno mediante un acople especial. Los soportes móviles que soportan los motores se conectan a la unidad de freno y medición mediante uno o dos tornillos.
El eje de transmisión se coloca dentro de una caja sólida de protección conectada y ajustada a la unidad de freno y medición. El freno está protegido contra contactos accidentales mediante una guarda (reja) de protección.
Únicamente se requiere una superficie plana; no se requiere ningún tipo de fundición o cimentación especial.
Si la unidad de control se encuentra montada sobre la unidad de freno y medición:
Peso: aprox. 350 kg Especio requerido:
Durante la operación con un motor en un vehículo: aprox. 3 m x 4 m En área de almacenaje sin vehículo: máx. 1.2 m x 0.8 m El diseño del banco de pruebas es especial para una fácil movilización mediante un pallet truck.
En caso de puesto de operación separado:
Peso: unidad de freno y medición aprox. 300 kg Puesto del operador aprox. 120 kg Espacio requerido:
Durante la operación con un motor en un vehículo: aprox. 4 m x 4 m Suministro de energía eléctrica:
400 V trifásico AC, 50/60 Hz Con conexión a tierra y neutro Sistema de evacuación gases de combustión: es requerido.
Control y medición La unidad de control contiene:
Un computador MP Un control de circuitos para el freno y Los dispositivos de suministro requeridos.
Velocidad de rotación (rpm) n, torque M, potencia P y trabajo (energía) W La carga del motor mediante el freno es controlada limitando la velocidad del freno. Esto se logra ingresando el valor de la velocidad deseada (entrada análoga) en un potenciómetro manual. Este potenciómetro actúa rápidamente mediante un circuito de control análogo con un amplificador (thyristor). El amplificador controla la corriente magnetizando el freno.
El potenciómetro de entrada se instala en un panel independiente (control manual) conectado a la unidad de control mediante un cable en espiral, de tal forma que pueda ser operada desde cualquier punto cercano al motor.
Medición de velocidad: medición digital Medición de torque: medición análoga del torque reactivo en el estator del freno mediante un transductor.
El computador MP despliega las siguientes mediciones y valores calculados simultáneamente mediante LED´s:
Velocidad rango de despliegue 9999 r.p.m. Resolución de despliegue 1 r.p.m.
Torque rango de despliegue min. 900 Nm Resolución de despliegue 0.5 Nm Valor de calibración 250 Nm Potencia rango de despliegue 999 kW Resolución de despliegue 0.1 kW Trabajo (energía) rango de despliegue (cambio auto) 9.999 kWh O 99.99 kWh O 999.9 kWh O 9999 kWh Resolución de despliegue 0.001 kWh o 0.01 kWh o 0.1 kWh o 1 kWh.
Motores de demostración Los motores de demostración propuestos presentan las siguientes características:
Motor de combustión interna encendido por chispa marca Volkswagen-Audi de 4 cilindros de 1.0 litros (1000 cc) con sistema de inyección multipunto Bosch – Monotronik MP 9.0. Sistema de ignición TSZ, control anti-golpeteo, con control de catalizador y montado sobre un "carro RWB". Utiliza gasolina como combustible.
Motor de combustión interna encendido por compresión marca Volkswagen-Audi de 4 cilindros de 1.9 litros (1900 cc) de 47 kW a 4,800 r.p.m., 120 Nm de 1,800 a 3,000 r.p.m. con bomba de inyección; montado sobre un "carro RWB". Utiliza diesel como combustible.
Los motores deben estar:
Montados en un carro RWB resistente a las vibraciones
Preparados para el acoplamiento rápido al banco de pruebas y
Para la determinación gravimétrica del consumo específico de carburante
Se necesita un sistema de evacuación de gases de escape. Carro RWB Consiste en el sistema modular para soporte de motores. Éste permite el funcionamiento de motores en el banco de pruebas con o sin carga estable. Es resistente a las vibraciones, modular y reutilizable (ver anexo 1). Está compuesto por:
1. Bastidor base
2. Travesaño deslizable
3. Pieza de sujeción
4. Soporte del motor
5. Cabeza del soporte
6. Soporte del radiador
7. Travesaño del soporte del radiador
8. Portador de la batería
4.2 ESPACIO FÍSICO REQUERIDO Dadas las características físicas del equipo de práctica propuesto y, tomando en cuenta los equipos auxiliares requeridos, se estima que el espacio físico requerido es 25 m2 (5m x 5m).
4.3 SERVICIOS AUXILIARES REQUERIDOS Dadas las características del banco de pruebas propuesto se requiere únicamente de la adecuación del sistema eléctrico; de tal forma que suministre energía eléctrica con un voltaje de 110 V para el equipo de cómputo que forma parte del banco de pruebas. Se requiere de:
Dos (2) toma corrientes con aterrizaje a tierra para conexión de computadora principal.
Cinco (5) toma corrientes con aterrizaje a tierra para conexión de otros equipos que puedan llegar a ser utilizados por los estudiantes durante el desarrollo de las prácticas.
Además, también se debe contar con un regulador de voltaje y un UPS.
Como parte de los equipos auxiliares incluidos en el banco de pruebas se incluye un sistema de evacuación de gases de combustión.
4.4 PRÁCTICAS DE LABORATORIO PROPUESTAS
4.4.1. Práctica No. 1. Repaso General.
Objetivos
1. Estudiar y repasar conceptos generales de motores de combustión interna.
Informe
1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información Bibliográfica del tema motores de combustión interna.
2. El informe deberá contener respuestas breves que sinteticen los conceptos que piden en las preguntas.
Preguntas INTRODUCCIÓN:
1. ¿Quién construyó el primer motor de 4 tiempos? 2. ¿Qué transformación de energías realiza un motor térmico? 3. ¿Qué se entiende por motor de combustión interna? 4. ¿Cómo se pueden clasificar los motores de combustión interna? 5. ¿Qué es un motor de dos tiempos? EL MOTOR OTTO DE CUATRO TIEMPOS:
1. ¿Qué es un motor de cuatro tiempos? 2. ¿Dónde se realiza la mezcla de aire y combustible en los motores Otto? 3. ¿Cómo se produce el encendido? 4. ¿Qué es la relación de compresión? 5. ¿Qué se entiende por intercambio de gases? 6. ¿Qué es el rendimiento térmico? 7. ¿Qué representa el diagrama de trabajo de un motor? EL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS:
1. ¿Dónde se prepara la mezcla en un motor Diesel? 2. ¿Cómo se produce el encendido? 3. ¿Por qué se necesitan relaciones de compresión altas? 4. ¿Cómo se desarrolla la combustión? 5. ¿Qué ventajas tiene la sobrealimentación en los motores Diesel? 6. ¿Qué diferencias existen entre los motores Otto y Diesel? CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES:
1. ¿Qué se entiende por rendimiento de un motor? 2. ¿Qué es el par motor? 3. ¿Cómo se define la potencia? 4. ¿Qué se entiende por consumo específico de combustible? 5. ¿Qué curvas representan las características de un motor? 6. ¿Cómo se obtienen las curvas características? DISPOSICIÓN DE LOS CILINDROS EN EL MOTOR:
1. ¿Qué formas adopta el bloque motor en función de la disposición de cilindros? 2. ¿Por qué es necesario el orden de encendido? 3. ¿Cómo se distribuyen los tiempos de trabajo en los diferentes motores? LA CULATA:
1. ¿Qué ventajas tiene el aluminio respecto al hierro fundido? 2. ¿Cómo se consigue la estanqueidad entre la culata y el bloque de cilindros? 3. La forma de iniciar la combustión en un motor Diesel y en uno de explosión son distintas. ¿Cuáles son las diferencias? 4. El volumen de la cámara de combustión, ¿cómo influye en la relación de compresión? 5. ¿Qué funciones cumplen los soportes del motor? EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Y TRANSMISIÓN:
1. ¿Qué misión cumple el sistema de distribución de combustible en un motor? 2. ¿Qué sistemas de transmisión existen entre el cigüeñal y el árbol de levas? 3. ¿Por qué es necesario el juego de válvulas? SISTEMAS PARA MEJORAR LA CARGA DEL CILINDRO:
1. ¿Cómo se define el rendimiento volumétrico de un motor? 2. ¿Qué sistemas se emplean para mejorar el llenado de los cilindros? 3. ¿Qué ventajas tiene la distribución multiválvulas? 4. ¿En qué consisten los sistemas de admisión variable? 5. ¿Qué sistemas de admisión variable conoces? COMPROBACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN:
1. ¿Cómo afecta al motor la falta de hermeticidad de las válvulas? 2. ¿Qué diferencias hay entre rectificado y esmerilado de las válvulas? 3. ¿Qué consecuencias traería un desgaste excesivo de las levas? 4. ¿En qué casos se monta un retén de aceite en el extremo del árbol de levas? 5. ¿Qué precauciones se deben de tener en el apriete de la culata? VERIFICACIÓN Y PUESTA PUNTO DE LA DISTRIBUCIÓN:
1. ¿Qué se entiende por puesta a punto? 2. ¿Cada cuántos kilómetros se cambia una correa dentada? 3. ¿Por qué es necesario el reglaje de válvulas? 4. ¿Qué métodos existen para realizar el ajuste de válvulas? BLOQUE MOTOR Y TREN ALTERNATIVO:
1. ¿Qué fuerzas actúan sobre el pistón y sobre el cigüeñal? 2. ¿Qué tipo de camisas se montan sobre el bloque? 3. ¿Qué características debe reunir un pistón? 4. ¿Cómo se controla la dilatación térmica de los pistones? 5. ¿Cómo están constituidos los cojinetes de biela y bancada? 6. ¿Qué función cumple el cigüeñal? COMPROBACIÓN DE PISTÓN, BIELA, CIGÜEÑAL Y BLOQUE:
1. ¿Cómo se detectan las fugas de compresión? 2. ¿Cómo se comprueba el ovalamiento y la conicidad de los cilindros? 3. ¿Cómo se obtiene el juego de montaje entre el cigüeñal y sus cojinetes? 4. ¿Cómo se monta un bulón con interferencia en la biela? 5. ¿Cuál es la causa más frecuente de avería en los cojinetes de fricción? 6. ¿Cómo se determina la medida de rectificado de un cilindro? 7. ¿Qué comprobaciones son necesarias al montar camisas húmedas? SISTEMAS DE LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN:
1. ¿Por qué es necesaria la lubricación? 2. ¿Cómo se clasifican los aceites? 3. ¿Cómo está constituido el circuito de engrase? 4. ¿Qué tipos de bomba se emplean en el engrase? MANTENIMIENTO Y COMPROBACIÓN DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN:
1. ¿Qué operaciones comprende el mantenimiento del sistema de lubricación? 2. ¿Cómo se elige el aceite adecuado para el motor? 3. ¿Qué comprobación ha de hacerse para conocer el estado general del circuito de engrase? 4. ¿Cómo se comprueba la bomba de aceite? EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN:
1. ¿Cuál es la función del sistema de refrigeración? 2. ¿Qué tipos de refrigeración se emplean actualmente en los motores? 3. ¿Qué elementos componen el sistema de refrigeración por agua? 4. ¿Cómo se regula la temperatura del líquido refrigerante? 5. ¿Por qué es necesario el anticongelante? 6. ¿Qué función cumple el termostato en el sistema de refrigeración? COMPROBACIÓN DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN:
1. ¿Cuáles son los síntomas de avería más comunes que afectan al sistema de refrigeración? 2. ¿Qué causas pueden originar un excesivo calentamiento del motor? 3. ¿Cuál es el procedimiento para detectar fugas en el circuito? 4. ¿Cómo se comprueba el termocontacto? 5. ¿Cómo se realiza el llenado y purga del circuito? EL MOTOR DE DOS TIEMPOS:
1. ¿Cuántas carreras utiliza el motor de dos tiempos para completar un ciclo? 2. ¿Cómo se realiza el intercambio de gases en un motor de dos tiempos? 3. ¿Qué función cumple el cárter? 4. ¿Qué vehículos y máquinas utilizan el motor de dos tiempos? EL MOTOR ROTATIVO WANKEL:
1. ¿Por qué este motor se denomina rotativo? 2. ¿Qué ciclo de trabajo utiliza este motor para su funcionamiento? 3. ¿Cuántos ciclos se desarrollan en una vuelta del rotor? 4. ¿Qué sistema se utiliza para el intercambio de gases en el motor rotativo?
4.4.2. Práctica No. 2. Banco de pruebas de motores de automóvil
Objetivos
1. Familiarizarse con la forma de operación del motor.
2. Obtener las curvas características de torque, potencia al freno, eficiencia, consumo de combustible promedio, consumo específico de combustible, ángulo de avance de encendido y la relación aire-combustible vrs las r.p.m de la máquina.
3. Estudiar el significado, aspecto, condición o forma de dichas curvas y la importancia de puntos específicos.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Bibliografía y procedimiento.
2. El informe deberá contener lo siguiente en su orden:
Tabla de adquisición de datos
Muestra de cálculos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema
Torque vs r.p.m.
Potencia al freno vs r.p.m.
Consumo de combustible promedio vs r.p.m.
Consumo específico de combustible vs r.p.m.
Ángulo de avance de encendido vs r.p.m.
Relación aire-combustible vs r.p.m.
2. Analizar las curvas 3. ¿Para que valor de r.p.m. se obtuvo el máximo torque? ¿Por qué? 4. ¿Para que valor de r.p.m. se obtuvo la máxima potencia? ¿Por qué? 5. ¿Cuál es la relación aire-combustible recomendada para el motor operando a máxima aceleración, para máxima potencia? 6. ¿Cuál es la relación aire-combustible para la mínima carga? 7. ¿Cuál es la relación aire-combustible para la máxima carga? 8. ¿Por qué existe diferencia entre las dos relaciones aire-combustible anterior? 9. ¿Cuál es el máximo consumo específico de combustible? 10. ¿Cuál es el mínimo consumo específico de combustible? 11. ¿Explique el porqué de la variación del ángulo de avance de encendido?
Procedimiento Antes de encender el motor se debe comprobar:
1. Los niveles de refrigerante y lubricante.
2. La correcta conexión de la batería y todas las conexiones eléctricas de la instalación.
3. La conexión y el funcionamiento de la bomba de combustible. Para esto, compruebe que por la manguera de retorno circula combustible al conectar la bomba y que se ha evacuado todo el aire de la línea.
4. La ubicación de un extintor adecuado a mano.
5. El correcto apriete de los tornillos que sujetan el motor a su estructura y los que sujetan la junta cardánica ubicada entre el motor y el dinamómetro.
Después de comprobar todo lo anterior:
El motor debe encender fácilmente, pero es posible que se intente apagar si esta demasiado frío. Por lo tanto, se puede impedir que se apague operando sobre el acelerador, o si se apaga, repetir el procedimiento, comprobando con anterioridad todo lo referente a conexiones y suministro de combustible.
Para motores que cuenten con carburador, opere sobre el acelerador dos o tres veces para activar el sistema de estrangulación. Luego active el motor. El motor debe encender fácilmente, pero es posible que se intente apagar si esta demasiado frío. Por lo tanto, se puede impedir que se apague operando sobre el acelerador, o si se apaga, repetir el procedimiento, comprobando con anterioridad todo lo referente a conexiones y suministro de combustible.
Después de encender el motor se debe dejar calentar por lo menos 5 minutos antes de iniciar los ensayos.
Preparación de los instrumentos:
– Pistola (si se cuenta con una): conecte el caimán rojo al borne positivo de la batería y el caimán negro al borne negativo de la batería. Conecte el captador al cable de la bujía #1 verificando su correcta ubicación. La pistola debe registrar la r.p.m. del motor al no operar su gatillo. Compruebe el correcto funcionamiento de cada una de las bujías del motor.
– Medidor de emisiones (si se cuenta con uno): encienda el analizador y deje calentar por 15 minutos. Después conéctese la sonda de medición de temperatura de aceite en el tubo donde se encuentra la varilla medidora de aceite, y el sensor de r.p.m. del analizador de gases al cable de alta de la bobina de encendido. Introduzca la sonda de análisis solamente hasta que comience la prueba.
– Medición de consumo: encienda la balanza y espere unos segundos hasta que se autocalibre. Seguidamente, coloque el depósito para medición de consumos. Controle el nivel de gasolina en el vaso, abriendo o cerrando la llave del tanque principal para evitar que se apague el motor.
Inicio de prueba Llévese el motor a punto de máxima velocidad con apertura total del acelerador (WOT; siglas en inglés que designan la condición de operación del motor con apertura completa del acelerador; Wide Open Throttle). Para esto debe seguirse el siguiente procedimiento:
1. Introduzca carga al motor con el dinamómetro previniendo que el motor no se apague.
2. Abra el acelerador lentamente hasta su apertura total. Simultáneamente puede ir reduciendo lentamente la carga.
3. Retire la carga hasta ubicar el motor en la velocidad antes dicha.
Nota: este procedimiento debe seguirse para prevenir un sobre-revolucionado del motor, situación que puede averiarlo o producir accidentes.
TOMA DE DATOS:
Procedimiento de toma de datos: Se lleva el motor a cada velocidad requerida controlando la aplicación de carga en el dinamómetro. Fijada la velocidad deseada, se debe asegurar que el motor se mantenga estable durante un minuto antes de hacer lectura de los instrumentos de medición. Sobre todo a altas velocidades es prudente realizar las pruebas rápidamente para evitar tener el motor funcionando a altas velocidades durante tiempos prolongados y minimizar así el riesgo de calentamiento. Las lecturas de torque y consumo se hacen simultáneamente. Una vez hecha las lecturas de los dos datos se incrementa la carga sobre el motor para fijar la siguiente velocidad requerida.
Dinamómetro: Nivele el brazo de la balanza operando sobre el volante de ésta. Después de esto, tome la lectura de su carátula.
Pistola (si se cuenta con una): Ubique la marca de tiempo de la polea del cigüeñal en el punto cero del damper del motor con ayuda de la pistola. Anote el ángulo de avance registrado en el display.
Medidor de emisiones (si se cuenta con uno): después de estabilizar el motor, oprima el botón del analizador para fijar la lectura y anótela.
Medidor de consumos (si se cuenta con uno): Cierre la llave del tanque principal.
Después, tomo nota de una masa inicial y active el cronómetro. A continuación, espera a que descienda la lectura de la balanza a una nueva masa, detenga el cronómetro y tome nota de la nueva masa y del tiempo.
Práctica No. 3. Encendido de motores
Práctica No. 3 ENCENDIDO DE LOS MOTORES
Objetivos 1. Conocer el funcionamiento, calibración y principales componentes del sistema de encendido por chispa.
2. Determinar el avance al encendido en condiciones de marcha mínima o ralentí y aceleración sin carga.
3. Familiarizarse con los instrumentos utilizados en la determinación del avance al encendido.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Bibliografía y procedimiento
2. El informe deberá contener lo siguiente:
Tabla de adquisición de datos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema.
Muestra de cálculos
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema 1. ¿Cuál es el objeto de sincronizar el encendido? 2. ¿Cuáles son las consecuencias de una sincronización deficiente? 3. Describa brevemente los principales componentes de un sistema de encendido por chispa. Indique su función.
4. ¿A qué elementos del sistema se les debe realizar mantenimiento y cómo se debe realizar? 5. Realice una gráfica de el avance al encendido (b) según los datos tomados en la práctica (tabla 1) vs las r.p.m.
6. ¿Cuáles es el rango normal para el ángulo de avance? 7. ¿Varía el ángulo de avance al variar las r.p.m.? ¿Por qué? 8. Describa brevemente dos sistemas diferentes de encendido por chispa.
9. ¿Cuáles son las principales fallas en el sistema de encendido por chispa? 10. ¿En qué consiste el encendido por magneto?
Procedimiento SINCRONIZACIÓN AL ENCENDIDO Aflojar y girar el distribuidor de su base, de modo que los contactos o platinos se abran precisamente cuando las marcas coincidan.
Se retira la tapa, se limpian los terminales interiores así como también el terminal del rotor.
Se inspeccionan los platinos, si están quemados se cambian o si no se limpian con una lija plana.
Se comprueba la alineación de los contactos y se regula la holgura o luz a la medida requerida utilizando las galgas calibradoras (de acuerdo a especificaciones del motor).
Antes de instalar platinos y condensador, es importante inspeccionar los cojinetes del árbol del distribuidor, pues cualquier desgaste da como resultado un juego lateral del árbol y por consiguiente, la vibración en el intervalo de los platinos. El juego lateral del árbol del distribuidor puede medirse con un calibrador de cuadrante.
Con el probador de distribuidores hacer girar el distribuidor para probar el funcionamiento del avance centrífugo, además medir el ángulo de contacto de la leva y revisar, con el mismo instrumento, el funcionamiento de los mecanismos de avance por vacío.
Conectar el multímetro a la batería y a la bobina para medir el voltaje y consumo de corriente del motor de arranque.
Conectar por uno de sus polos la pistola estroboscópica a la batería y por el otro (Palpador con flecha) a la bujía.
Con el potenciómetro buscar la chispa. Leer en el multímetro los grados que nos indique y compararlos con la lectura de la pistola estroboscópica.
Comprobar y ajustar el avance centrífugo desconectando el tubo de vacío. El avance máximo es ±18º y depende de cada motor. El avance por vacío se prueba y ajusta conectando el estroboscopio al vacío y graduado a 0 avance y 0 vacío a ±1000 r.p.m.
Tanto el rotor como la tapa del distribuidor deben comprobarse para tener la certeza de que están libres de grietas y de corrosión.
REVISIÓN Y PRUEBA DEL CONDENSADOR Se le hace la prueba de capacidad cuyo resultado debe estar entre 0.2 y 0.5 microfaradios. También se le hace prueba de pérdida de resistencia que debe ser mayor de 5 megaohmios y la resistencia en serie debe ser menor de 1 ohmio. Cabe anotar que debido al bajo costo del condensador, conviene cambiarlo cada vez que se haga una sincronización.
REVISIÓN Y AJUSTE DE PLATINOS Como la separación entre los platinos debe ser correcta para un buen funcionamiento del encendido, su ajuste es de gran importancia. Se emplea una galga (galga calibre 40 o 0.028 pulgadas) que se coloca entre los contactos estando la leva del ruptor girada de modo que el punto más alto del lóbulo de la leva este en contacto con el brazo móvil de los platinos; este procedimiento no se debe utilizar para platinos desgastados. Para probar estos platinos se utiliza un indicador de cuadrante o un medidor de ángulo de contacto. Este ángulo de contacto es el número de grados de rotación de la leva en el instante en que los platinos se cierran hasta que se abren nuevamente. Aumentando el ángulo de contacto de leva, disminuye la separación entre los platino y viceversa. El ajuste se efectúa aflojando el tornillo de inmovilización.
REVISIÓN Y AJUSTE DE BUJÍAS Una vez quitadas las bujías, se debe inspeccionar el área de los electrodos donde salta la chispa observando el tipo de dispositivo y el grado de erosión de los electrodos. La vida de la bujía se calcula que es de 16000 a 19200 Km. Por ejemplo, si el electrodo de la bujía presenta humedad y excesiva presencia de hollín, esto nos indica que hay un consumo excesivo de gasolina y por tanto, combustión incompleta. Si por el contrario, el electrodo presenta un color blanquecino y está seco, se deduce que se está aprovechando todo el combustible. Si las bujías no han cumplido su ciclo de vida, se procede entonces a controlar el estado de los electrodos, el aislamiento de porcelana y finalmente se efectúa una limpieza mediante un aparato especial a chorro de arena.
Después de la limpieza, se ajusta la separación entre los electrodos, para lo cual se dobla el electrodo exterior, teniendo en cuenta las especificaciones.
REVISIÓN DEL CIRCUITO ELÉCTRICO El voltaje de la bobina se prueba entre el positivo de la batería y el primario de la bobina, el que va al interruptor. Si la lectura es menor de 6.9 voltios, el primario esta bien. Si es mayor, hay deficiencias en el cable o en los contactos.
Para comprobar la resistencia del primario, se mide la caída de potencial en sus extremos, el cual debe ser menor de 6.6 voltios. La verificación del circuito primario se hace con un voltímetro.
En el alambrado secundario, los aislamientos deben limpiarse frotándolos con un trapo mojado en un buen disolvente no inflamable. Se efectúa una prueba de intensidad de chispa en cada cable de bujía. La resistencia de cada cable secundario también debe medirse.
Verificar el estado de carga de la batería con el densímetro. Para obtener una verificación del voltaje de la batería, ésta debe estar sometida a una carga aproximada de 300 amperios. Se prueba con un amperímetro y un voltímetro, combinados con un reóstato de trabajo pesado que proporciona la carga. La lectura de cada vaso no debe ser menor de 1.3 voltios.
Se deben verificar los cables de la batería; si están sulfatados, se limpian y luego se engrasan con vaselina.
Se comprueba el régimen del generador el cual produce corriente y voltaje estable para el accionamiento del equipo eléctrico del automóvil. Además, se debe comprobar el consumo de corriente en el motor de arranque. Utilizar un multímetro (medir voltaje y corriente).
4.4.4 Práctica No. 4. Medición de Torque, consumo de aire y combustible, con el acelerador a fondo variando las r.p.m.
Objetivos 1. Familiarizarse con la forma de operación del motor de ignición por chispa y por compresión.
2. Obtener las curvas características de torque, potencia, eficiencia, consumo de aire y combustible vs las r.p.m de la máquina.
3. Estudiar el significado del aspecto, condición o forma de dichas curvas y la importancia de puntos específicos.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Gráfica 1: Curva de calibración de consumo de aire
Gráfica 2: Curvas para hallar el factor de corrección, al flujo de aire
Gráfica 3: Curvas para el factor de corrección a la potencia
Tabla 1. Vapor saturado: Temperaturas.
Bibliografía y procedimiento
2. El informe deberá contener lo siguiente en su orden:
Tabla de adquisición de datos
Muestra de cálculos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema.
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema 1. Realizar las siguientes gráficas con los datos obtenidos en la práctica, ya sea utilizando papel milimetrado tamaño carta, o imprimiendo las curvas obtenidas en el programa existente para este laboratorio.
Torque vs r.p.m.
Potencia vs r.p.m.
Consumo de aire vs r.p.m.
Consumo de combustible vs r.p.m.
Eficiencia volumétrica vs r.p.m.
Eficiencia térmica vs r.p.m.
2. ¿Para qué valor de r.p.m. se obtuvo el máximo torque? 3. ¿Para qué valor de r.p.m. se obtuvo la máxima potencia? 4. ¿Por qué para la potencia del motor no se obtiene una representación gráfica plana? 5. Cuál es la relación aire-combustible recomendada para el motor operando a máxima aceleración, para máxima potencia? 6. ¿Puede el carburador (si es que cuenta con uno) mantener esta relación aire-combustible para diferentes r.p.m.? 7. ¿Por qué varía la eficiencia térmica con las r.p.m.?
4.4.5 Práctica No. 5. Medición del Torque del motor manteniendo las r.p.m constantes y variando las posiciones del acelerador.
Objetivos 1. Hallar el efecto de la carga sobre las r.p.m. del motor.
2. Hallar el cambio en la potencia con variaciones de carga, para unas r.p.m. constantes en el motor.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Bibliografía y procedimiento
2. El informe deberá contener lo siguiente en su orden:
Tabla de adquisición de datos
Muestra de cálculos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema.
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema
1. ¿Para cuál posición del acelerador produjo el motor la máxima potencia? 2. ¿Para cuál posición del acelerador produjo el motor el máximo torque? 3. Explique porque se alcanza la máxima potencia para el 100% de posicionamiento del acelerador.
4. Explique porque no se alcanza la máxima potencia para el 100% de posicionamiento del acelerador.
5. ¿Cuál es la importancia del comportamiento del motor a r.p.m. constantes, tal como se realizó en esta práctica?
Procedimiento
1. Verificar la conexión del motor al dinamómetro.
2. Ajustar la carga a cero.
3. Encender el motor y esperar que tome su temperatura durante 30 segundos.
4. Fije la aceleración a su porcentaje máximo.
5. Luego, ajustar la carga en el dinamómetro hasta obtener 4000 r.p.m.
6. Para 4000 r.p.m. constantes, a medida que se varían las posiciones del acelerador según la tabla de toma de datos (en %), registrar el torque obtenido (en libras).
Práctica No. 6 Práctica Medición de Torque y r.p.m con el acelerador abierto a fondo.
Objetivos 1. Entender el modo de funcionamiento del dinamómetro.
2. Obtener las gráficas de potencia y torque vs r.p.m. del motor de combustión interna.
3. Analizar las curvas de torque y potencia, entender su significado y poder explicar su aplicación útil.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Bibliografía y procedimiento
2. El informe deberá contener lo siguiente en su orden:
Tabla de adquisición de datos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema.
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema 1. Realizar las siguientes gráficas con los datos obtenidos en la práctica.
r.p.m. vs libras
r.p.m. vs potencia.
2. ¿A que valor de r.p.m. se obtiene el mayor torque? 3. ¿A que valor de r.p.m. se obtiene la mayor potencia? 4. ¿Por qué las curvas de torque y potencia no llegan a su máximo con las mismas r.p.m.? 5. ¿Por qué el torque para este motor no es el mismo a las diferentes r.p.m.? 6. Las especificaciones de diseño para la potencia de este motor las encuentra en la presentación del mismo. Compare la curva de potencia obtenida con la de diseño o también llamada de régimen. ¿Qué diferencias encuentra? Si las hay, ¿a qué se deben?
4.4.7. Práctica No. 7. Análisis de gases de escape
Objetivos 1. Determinación de las concentraciones de diferentes contaminantes en los gases de escape de los vehículos accionados a gasolina o diesel, en condiciones de marcha mínima o ralentí y aceleración sin carga.
2. Determinar las características técnicas mínimas de los equipos necesarios para realizar dichas mediciones.
3. Obtener las curvas de % en volumen de: Bióxido de carbono, Monóxido de carbono, Hidrógeno, Oxígeno y HC (ppm) vs Relación aire – combustible (Kg de combustible por Kg de aire) para el motor en marcha mínima o ralentí y aceleración sin carga.
4. Obtener las curvas de % en volumen de los componentes vs relación aire – combustible medida en base seca, para el motor en marcha mínima o ralentí y aceleración sin carga.
Informe 1. El informe se desarrollará teniendo en cuenta la siguiente información:
Bibliografía y procedimiento.
2. El informe deberá contener lo siguiente en su orden:
Tabla de adquisición de datos
Muestra de cálculos
Tabla de resultados
Desarrollo de preguntas problema.
Análisis de resultados y conclusiones
Preguntas problema 1. Realizar las siguientes gráficas con los datos obtenidos en la práctica.
Porcentaje en volumen de CO, % en volumen de CO2, % en volumen de hidrógeno, % en volumen de oxígeno y HC (ppm) vs Relación aire – combustible (Kg de combustible por Kg de aire).
2. Realizar las siguientes gráficas con los datos obtenidos en la práctica.
Porcentaje en volumen de CO, % en volumen de CO2, % en volumen de hidrógeno, % en volumen de oxígeno y HC (ppm) vs Relación aire – combustible medida en base seca.
3. Calcule la relación teórica aire – combustible para combustión completa con el hidrocarburo (gasolina) C8H18. ¿Cuál es la nueva relación aire – combustible con unos coeficientes de exceso de aire (aire real/aire teórico) de 1.1 y 1.3? 4. Calcular el análisis molar de combustión del C8H18 si se quema con un 200% de aire teórico. Calcule el punto de rocío sabiendo que la presión es 75 KPa.
5. Se quema metano con aire y se obtiene el siguiente análisis molar:
CO2 = 10% O2 = 2.37 CO = 0.53 N2 = 87.1 Escribir la ecuación de combustión.
Calcule la relación aire – combustible.
Hallar la relación real aire – combustible.
¿Cuál es el exceso de aire? 6. Para el análisis molar resultante en la práctica obtenga:
La ecuación de combustión.
La relación aire – combustible.
La relación real aire – combustible.
El exceso de aire.
Se quema propano con el 150% de aire. La presión es de 970 mb. Hallar:
a) Análisis molar de productos de la combustión
b) Punto de rocío de la mezcla gaseosa
c) Porcentaje de agua condensada cuando la temperatura de los gases es de 20 ºC.
7. ¿Cuáles son las principales deficiencias del laboratorio que se realiza actualmente, comparado con el que exige la norma? ¿Qué parámetros no se tienen en cuenta? Procedimiento 1. Puesta a punto del analizador de gases.
1.1. Se debe encender e inicializar el analizador de gases asegurándose del correcto estado de mantenimiento y calibración del mismo, de acuerdo con las instrucciones contenidas en el manual de operación provisto por el fabricante.
1.1.1. Conecte la unidad a la red de alimentación. Observe que el voltaje sea igual al de la placa de identificación.
1.1.2. Conecte la sonda de prueba a la entrada de los filtros en la parte posterior del equipo.
No inserte el otro extremo a la salida de los gases del vehículo.
1.1.3. Prenda la unidad con el interruptor localizado en la parte posterior.
1.2. Se debe eliminar de los filtros y de la sonda el material, el agua o la humedad y toda sustancia extraña que pueda alterar las lecturas de la muestra.
1.3. Teniendo tapada la aguja de toma de gases se chequea que el aparato emita un mensaje en todos los displays a fin de verificar la fiabilidad de la lectura.
1.4. Se realiza la prueba de fugas según el manual. En caso de existir una fuga se mostrará el aviso en la pantalla.
1.5. La activación del analizador, antes de realizar cada prueba, deberá estar sujeta a la comprobación automática de residuos. Antes de efectuar una nueva medición se deberá esperar a que las lecturas del analizador de gases vuelvan al mínimo, con la sonda de gases en contacto con el ambiente. La condición que debe cumplirse es de HC + – 20 p.p.m. Si los residuos de HC no descienden por debajo de los 20 p.p.m. dentro de los 150 segundos siguientes, el analizador deberá bloquearse automáticamente y deberá aparecer el siguiente mensaje en pantalla: "posible filtros sucios en la línea de muestra". De igual manera, antes de realizar cada prueba, el sistema deberá incorporar una calibración periódica automática de los rangos de tolerancia, conocida como autocero, que incluya una indicación visual en la pantalla del equipo, la cual deberá indicar al técnico que este proceso se esta realizando.
1.5.1. Después de encender el analizador puede ocurrir:
1.5.1.1. Autoprueba 1.5.1.2. Calentamiento Durante el tiempo de calentamiento se debe revisar el estado de los displays para verificara el funcionamiento de los medidores.
La bomba de vacío deberá estar funcionando. Este tiempo no puede ser evitado.
1.5.1.3. Luego del tiempo de calentamiento, comienza la autocalibración durante 25 seg.
1.6. Una vez el analizador de gases ha realizado la prueba de residuos y el autocero, un mensaje en la pantalla del mismo indicará al operador que puede introducir la sonda de prueba al tubo de escape del vehículo, a la profundidad indicada por el fabricante. Si el diseño del tubo de escape del vehículo no permite que sea insertada a esta profundidad, se requiere del uso de una extensión del tubo de escape.
1.7. Se acondiciona el analizador de acuerdo a las características del motor. (Tipo de encendido, Nº de tiempos, Nº de cilindros).
1.8. Selección del tipo de combustibles 1.9. Selección de la relación Aire – Combustible (l).
1.10. Se enciende el motor en marcha lenta 1.11. Se conecta la aguja de toma de gases al tubo de escape sólo cuando esté listo para tomar la muestra.
1.12. Fijándose en el tablero, se lleva el motor a que tenga una mezcla lo más rica posible; lo cual se logra graduando el tornillo de regulación de mezcla en vacío, variando la relación AIRE – COMBUSTIBLE.
2. Puesta a punto del motor.
2.1. Una vez en marcha el motor del vehículo verificar que llegue a su temperatura normal de operación, lo que se comprueba con las lecturas de la sonda de temperatura del aceite del motor que posee el analizador de gases.
2.2. Se debe asegurar que el control manual de choque (ahogador), las luces y accesorios como el aire acondicionado, entre otros, estén desconectados.
2.3 Se debe asegurar que la transmisión esté en neutro (transmisiones manuales) o en parqueo o neutral (transmisiones automáticas).
2.4. Verificar que no existan fugas en el tubo de escape y silenciador, tapa de llenado del tanque de combustible, tapa de llenado del aceite del motor ni en las uniones al múltiple de escape o en alguna salida adicional a las de diseño, que provoquen una dilución de los gases de escape o una fuga de los mismos. En caso de que alguna de estas circunstancias se presente, deberá ser corregida para obtener una muestra correcta de los gases.
2.5. Se debe conectar el tacómetro del analizador de gases u otro elemento de registro y toma de r.p.m., al sistema de ignición del motor del vehículo y efectuar una aceleración a 2500 r.p.m. ± 250 r.p.m. Se debe mantener esta condición por treinta (30) segundos. Si se observa emisión de humo negro o azul y este se presenta de manera constante por más de diez (10) segundos, no se continuará con el procedimiento de prueba y el vehículo deberá ser ajustado.
2.6. Se acelera el vehículo hasta condiciones de velocidad de crucero, es decir hasta 2500 r.p.m. ± 250 r.p.m., manteniendo esta condición por treinta (30) segundos.
2.7. El analizador de gases deberá registrar el promedio de los valores medidos de las concentraciones de los gases de escape en los últimos cinco (5) segundos.
2.8. Se retorna a la condición de marcha mínima o ralentí especificada por el fabricante o ensamblador, o en su defecto a un máximo de 1000 r.p.m. y mantener esta condición por treinta (30) segundos.
2.9. El analizador de gases deberá registrar el promedio de los valores medidos de las concentraciones de los gases de escape en los últimos cinco (5) segundos.
2.10. Para realizar las determinaciones de los valores de las concentraciones de los gases de escape en vehículos con doble tubo de escape, se deberá utilizar una sonda de prueba doble.
2.11. Toma de los datos del tablero variando la relación AIRE-COMBUSTIBLE de máximo a mínimo (según indicaciones del Ingeniero encargado).
CAPITULO V
Discusión
5.1. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE EQUIPO PROPUESTO Se tomó la decisión de proponer un banco de pruebas de motores de combustión interna especializado; ya que este equipo permite el desarrollo de las pruebas descritas anteriormente y además, es posible diseñar, implementar y desarrollar más ensayos de laboratorio. Este equipo debe constituirse como una herramienta para la formación de profesionales en el campo de la Ingeniería Mecánica.
El equipo propuesto incluye la adquisición de un motor de combustión interna encendido por chispa y un motor de combustión interna encendido por compresión; sin embargo, dado el diseño y la capacidad del banco de pruebas, es posible realizar ensayos a una diversidad de motores de combustión interna, que pueden contar con cajas de transmisión manuales o automáticas, e inclusive se puede realizar ensayos con motores eléctricos si el rango de torque y velocidad (RPM) lo permite.
Como parte de futuros planes de ampliación del laboratorio, se puede adquirir equipos complementarios tales como sensores o transductores para determinar información sobre balances térmicos, temperaturas de gases de escape, entre otras.
Otro aspecto importante de un banco de pruebas con las características descritas anteriormente es que no requiere de ningún sistema auxiliar de suministro de insumos, salvo el sistema eléctrico correspondiente. Además, no requiere de ningún tipo de cimentación especial para la absorción y disipación de vibraciones.
Por último, el equipo propuesto puede llegar a representar un beneficio económico para la Universidad, ya que por su versatilidad y amplio rango de utilización, es posible ejecutar órdenes externas de prueba de motores de combustión interna.
5.2. CONCLUSIONES
Es de vital importancia, para los estudiantes de la carrera de Ingeniería Mecánica, la implementación de prácticas de un laboratorio de motores de combustión interna para reforzar los conocimientos teóricos adquiridos en el área de Energía de la carrera (Termodinámica y Máquinas Térmicas).
Mediante el desarrollo de las prácticas, los estudiantes estarán en capacidad de determinar factores y elementos básicos que rigen y regulan el comportamiento de un motor de combustión interna
La implementación de prácticas de un laboratorio de motores de combustión interna de las características y equipos propuestos permite desarrollar pruebas a diferentes tipos de motores: gasolina, diesel e inclusive eléctricos.
RECOMENDACIONES
Como parte del desarrollo del laboratorio, se recomienda diseñar y desarrollar otras prácticas que refuercen otros conceptos adquiridos en los cursos teóricos.
Dada la versatilidad del equipo, se recomienda utilizar el laboratorio para desarrollar prácticas conjuntas para las carreras de Ingeniería Química e Ingeniería Eléctrica.
Se recomienda el desarrollo de visitas técnicas a empresas que utilicen motores de combustión interna en diferentes aplicaciones; de tal forma que se enriquezcan las prácticas propuestas.
Establecer los créditos académicos correspondientes a las prácticas de laboratorio, con el fin de planificar el horario en que se estarán impartiendo las mismas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Bosch, Robert (1976). Manual de la Técnica del Automóvil. (18ª. Edición). Alemania. Editorial Urmo.
Cengel, Yunus (1996). Termodinámica.(2da. edición). México. Editorial McGraw Hill.
Holman, J.P., (1972), "Transferencia de Calor", (5ta edición), USA, McGraw- Hill.
Segeler, George. Gas engineer"s handbook; fuel gas engineering practices. Editorinchief.
Holman, J.P., (1975), "Termodinámica", (2da edición), USA, McGraw-Hill.
Obert, Edward (1998). Motores de Comcustión Interna. Análisis y Aplicaciones. (24a. Edición). México. Compañía Editorial Continental.
OTRA INFORMACIÓN EXISTENTE EN INTERNET SOBRE EL TEMA
www.automotriz.net
www.briggsandstratton.com
www.bochoweb.com
www.cec.uchile.cl
www.gunt.de
www.uamerica.edu.co
www.weinlich.de
www.cleaver-brooks.com,
ANEXOS ANEXO 1. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD Estas reglas deben ser observadas en toda prueba:
1. El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro, inodoro, pero letal; procure que el local tenga buena ventilación.
2. No fume cerca de gasolina o GLP gas líquido.
3. Chequear el nivel de aceite del motor antes de la prueba.
4. Chequear el nivel de refrigerante del radiador.
5. No use ropa floja, corbata o pelo largo cerca al motor en movimiento.
6. No use la lámpara de tiempo muy cerca del ventilador, su luz produce la ilusión óptica de estar quieto y causar un accidente.
7. Use anteojos de seguridad, evite la caída gasolina u objetos que salten.
8. Nunca mire directamente al carburador (si es que el motor cuenta con uno).
9. Evite el uso de joyas, relojes o anillos, pueden producir corto circuitos o bien se enreden con el motor.
10. No toque las superficies calientes como múltiple de salida, radiador, mangueras, conversor catalítico etc.
11. No coloque herramientas sobre la batería puede causar cortos o dañarla internamente.
12. EL ácido de batería produce quemaduras, si tiene contacto neutralícelo con:
Soda o bicarbonato de calcio y abundante agua.
13. Mantenga un extintor de incendios que apague la gasolina, químicos y/o elementos eléctricos.
14. Altos voltajes existen en el sistema secundario, use pinzas aisladas para cualquier desconexión que requiera.
15. El hidrógeno producido por la batería es explosivo.
16. Coloque topes en las llantas para evitar movimientos del vehículo durante la prueba.
ANEXO 2. COMO REDACTAR UN INFORME DE UN ENSAYO DE LABORATORIO De vez en cuando, todo profesional se ve obligado a redactar informes escritos, cuya naturaleza depende del tipo de trabajo con que el que se enfrenta. Para muchos ingenieros, el escribir informes constituye la mayor parte de su labor, mientras que para otros, un informe representa la culminación de esfuerzos prácticos.
La importancia para un profesional de presentar un satisfactorio informe del resultado de sus actividades dentro de una esfera particular de la investigación técnica, desarrollo o investigación, no debe ser subestimada. No es pues sorprendente que se incluya en su formación una parte dedicada al desarrollo de informes con tan alto grado de aprovechamiento como en trabajos de otra índole.
A continuación se tratará con el tema de la redacción de un informe sobre determinado ensayo realizado en el laboratorio, y se espera que las observaciones que se presentan a continuación ayudaran al estudiante en la redacción de un informe de ensayo de laboratorio.
El informe ha de presentarse de tal manera que la persona que lo lea sea capaz de comprender la razón que ha llevado a la realización del ensayo. La manera práctica en que se ha realizado, las observaciones que se hacen, y las consecuencias que se deducen de ellas. Un informe debe ser claro, exacto y conciso. En todo él se usará la tercera persona y el tiempo pasado. Partes constitutivas Se sugiere la siguiente estructura para la redacción de un informe sobre un experimento de laboratorio bajo los siguientes apartados:
a) Índice b) Resumen c) Introducción d) Descripción de la instalación (o apartado) y datos de referencia e) Descripción del procedimiento experimental o método operativo f) Observaciones g) Planteamiento de los cálculos h) Cálculos i) Resultados calculados j) Discusión y conclusiones k) Teoría incluida en el apéndice No todos los informes precisarán de la totalidad de los apartados.
Descripción de apartados a) Índice. Hará referencia paginada a todos los apartados, sub-apartados y apéndices del documento.
b) Resumen Una persona que lea el informe debe ser capaz de hacerse una idea desde el primer párrafo de lo que significa en conjunto. El lector podrá apreciar enseguida los temas principales que se abarcan en el informe y decidir si es de su interés continuar la lectura. El resumen debe constituir un breve relato.
c) Introducción Este apartado no es siempre esencial, ya que a veces es suficiente el resumen que se redacta en primer lugar. Hay a menudo puntos sustanciales del ensayo que son necesarios explicar y que requieren una mención especial.
d) Descripción de la instalación y datos de referencia Debe hacerse una completa y exacta descripción del aparato que realmente se emplea en el ensayo. En los casos en que la instalación es complicada, es adecuado acompañar una fotografía de la instalación junto con un diagrama de flujo. Cuando la instalación es muy compleja basta solamente una descripción general del conjunto.
e) Descripción del procedimiento experimental o método operativo Es preciso una exacta y completa descripción debiendo ser correcta la exposición de la secuencia del método, para que, como resultado de la lectura de este apartado, el lector pueda llevarlo a cabo por sí mismo.
f) Observaciones En este apartado deben recogerse claramente todos los datos que hayan podido irse coleccionando durante el ensayo, preferentemente en forma de tabla si el método es conveniente. Deben establecerse las unidades empleadas.
g) Planteamiento de los cálculos A veces no hay razón para incluir teoría, pero en la mayoría de casos es útil y conviene incluir una exposición de la forma en que se han deducido los resultados calculados. Han de quedar perfectamente claras la nomenclatura, simbología y unidades empleadas.
h) Cálculos Debe incluirse cualquier cálculo relacionado con la deducción de los resultados. En los casos donde debe hacerse una serie de cálculos similares, sólo se incluirá en el informe uno de ellos.
i) Resultados calculados Deben incluirse todos los resultados de los cálculos en forma tabular si resulta conveniente. A veces. Las tablas son muy útiles para ver como varía un dato particular de un ensayo a otro, aunque la tabla no presentará nunca las ventajas de la representación gráfica de resultados. Es preciso llamar la atención sobre la necesidad de tener en cuenta las unidades que se han empleado.
j) Discusión y conclusiones Esta es la parte más importante del informe o reporte. En este apartado, el redactor del mismo debe hacer constar los hechos que se derivaron de las experiencias y, además, hacer un comentario de ellos.
La naturaleza de la discusión varía con el tipo de trabajo de que se trate. Si, por ejemplo, se ha llevado a cabo un experimento con vistas a ensayar algún hecho teórico, deben plantearse la evidencia o falta de ella de este hecho a la vista de las conclusiones obtenidas en el ensayo.
En un ensayo en el que se trate de determinar el valor numérico de alguna propiedad física, debe comentarse la exactitud del resultado. Cuando se ha investigado la conducta de una máquina, se explicarán en lo posible, las razones de los cambios observados en sus características de funcionamiento.
La discusión debe contener siempre críticas constructivas acerca de la manera en que el procedimiento o aparato ensayado podría mejorarse.
La importancia de la discusión, radica en el hecho de que el alumno al redactarla debe tener presentes los hechos evidentes que ha presenciado a lo largo del ensayo. De esta forma, el estudiante aprovechado puede aprender muchas cosas. El tiempo que se emplee en redactar estas notas no serán nunca horas perdidas, ya que es un buen camino para acostumbrarse a pensar.
Se puede hacer referencia a libros de texto para facilitar información en la extracción de conclusiones. Naturalmente, se usarán con moderación y cuando se toman datos de algún libro, éste debe citarse siempre.
Muchos experimentos conducen a resultados que es conveniente representarlos en papel milimetrado o logarítmico para mostrar cómo varía alguna determinada propiedad con respecto a otra u otras. En tales casos es necesario referirse a ellos cuando se escriben las conclusiones. Se sugerirá la razón por la que se relacionan las variables del gráfico entre ellas y se discutirá la exactitud de los valores numéricos. De ser posible se mencionarán las causas de error.
En el informe de un ensayo se acostumbra a incluir los gráficos al final. El objetivo del gráfico es presentar la manera en que se relacionan los factores variables en el experimento. La claridad en la exposición deber ser un punto esencial.
NORMAS PARA LA REALIZACIÓN DE GRÁFICOS.
1. Los ejes deben estar claramente definidos y rotulados y las divisiones bien hechas. Los gráficos deben llevar un título.
2. Deben incluirse las unidades en las que se han tomado las variables.
3. Las escalas deben estar bien determinadas y citadas 4. Hay que procurar que los gráficos sean agradables a la vista y fáciles de leer e interpretar.
5. Los puntos que se han hallado para determinar la curva deben figurar bien definidos. Cuando en un mismo gráfico aparecen dos o más curvas, debe hacerse una distinción entre los puntos pertenecientes a unas y otras.
6. Debe rechazarse la inclusión de más de tres curvas en un mismo gráfico para evitar confusiones al lector.
7. En algunos casos en que una de las variables tenga un campo de variabilidad muy pequeño, está permitido hacer que la escala de esta variable no empiece a partir del origen. En estos casos es mejor hacer que uno de los ejes que representa esta coordenada esté roto cerca del origen, y esta rotura claramente definida.
ANEXO 3. TABLAS DE EQUIPO PROPUESTO
Diagrama 1. Comportamiento de motor – equipo propuesto (Weinlich GmbH&Co, 2003)
ANEXO 4. ILUSTRACIONES DE EQUIPO PROPUESTO
Ilustración 20. Banco de pruebas (Weinlich GmbH&Co, 2003)
Ilustración 21. Carro RWB- Sistema modular para soporte (Weinlich GmbH&Co, 2003)
Ilustración 22. Carro RWB (Weinlich GmbH&Co, 2003)
Ilustración 23. Carro RWB (Weinlich GmbH&Co, 2003)
Ilustración 24. Carro RWB (Weinlich GmbH&Co, 2003)
Ilustración 25. Detalle de equipo – banco de pruebas (Weinlich GmbH&Co, 2003)
ANEXO 5.
Glosario
Craqueo: Desintegración de hidrocarburos por medio de calor. Con ello se fraccionan las moléculas grandes y se hacen más pequeñas. Según las materias primas y el procedimiento, los productos de craqueo son gasolina, gasoil, aceites pesados, coque de petróleo y gases de craqueo (Bosch, 1976).
Destilación: El petróleo se calienta sin entrada de aire y los componentes evaporados se fraccionan mediante el enfriamiento (Bosch, 1976).
Hidrogenación (adicionamiento de hidrógeno): Mediante el desdoblamiento de moléculas y la simultánea adición de hidrógeno producido separadamente, a alta presión hasta 700 bar, alta temperatura de aproximadamente 450 a 500 ºC y en presencia de catalizadores, se forman hidrocarburos de diversos tipos (gasolina y diesel) (Bosch, 1976).
Isomerización, alcoholización: Ambos procedimientos sirven para obtener isoparafinas resistentes al picado: en la isomerización mediante la transformación catalítica de n-parafinas de cadenas lineales en isoparafinas ramificadas; en la alcoholización, por adherencia catalítica de moléculas gaseiformes de una olefina y una isoparafina para obtener una isoparafina (líquida) más larga (Bosch, 1976).
Polimerización: Los hidrocarburos gaseosos no saturados que se forman en las instalaciones de craqueo y reforming se polimerizan en hidrocarburos tipo gasolina (Bosch, 1976).
Proceso adiabático: Proceso en el cual la transferencia de calor entre la fronteras de los sistemas que se analizan es nulo (Obert, 1998).
Reforming: Mediante la transformación de la estructura molecular-deshidrogenización, hidrocraqueo, ciclización, aromatización, se obtiene de la bencina pesada un producto reformado altamente resistente al picado (Bosch, 1976).
DISEÑO E IMPLEMENTACION DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL "SAN LUIS GONZAGA" DE ICA.
Enviado por: Ing.+Lic. Yunior Andrés Castillo S.
"NO A LA CULTURA DEL SECRETO, SI A LA LIBERTAD DE INFORMACION"®
www.monografias.com/usuario/perfiles/ing_lic_yunior_andra_s_castillo_s/monografias
Santiago de los Caballeros, República Dominicana, 2015.
"DIOS, JUAN PABLO DUARTE Y JUAN BOSCH – POR SIEMPRE"®
Autor:
Ing.+Lic. Yunior Andrés Castillo S.
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