Estudio de los procesos de admisión y de formación de la mezcla en los motores de encendido por chispa y diesel.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME DE LABORATORIO N° 2 y 3

ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE ADMISIÓN Y DE FORMACIÓN DE LA MEZCLA EN LOS MOTORES DE ENCENDIDO POR CHISPA Y EN MOTORES DIESEL.

ALUMNO:

RAFAEL MAYNASA, ANTHONY WILLIAMS

CÓDIGO:

20130217D

CURSO:

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

SECCIÓN:

A

DOCENTE: CUTY CLEMENTE, EDDY

2016-2

CONTENIDO 1.

OBJETIVOS................................................................................................ 2

2.

FUNDAMENTO TEÓRICO...........................................................................3

3.

LA PRUEBA DE LABORATORIO..................................................................6 3.1.

DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE PRUEBA...............................................6

3.1.1.

BANCO DE ENSAYO CON MOTOR DIESEL Y GASOLINERO............6

3.1.2.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA UTILIZADOS....................................8

3.2.

EJECUCIÓN DE LAS PRUEBAS.............................................................8

3.2.1.

EJECUCIÓN DE LA PRUEBA PRINCIPAL..........................................8

3.3.

RESULTADOS DE LA PRUEBA..............................................................9

3.4.

EVALUACIÓN DE LA PRUEBA............................................................20

4.

DISCUCIÓN CRÍTICA DE LA PRUEBA DE LABORATORIO..........................20

5.

CONCLUSIONES...................................................................................... 20

6.

REFERENCIAS......................................................................................... 21

A.

PROTOCOLO DE MEDICIÓN DE LA PRUEBA PRINCIPAL...........................22

1. OBJETIVOS -

Determinar la influencia de los regímenes de funcionamiento y los parámetros constructivos del motor sobre los coeficientes de 2

llenado (eficiencia volumétrica) y de exceso de aire, que son los parámetros que caracterizan cualitativa y cuantitativamente a los procesos de admisión y formación de la mezcla. -

Determinar la influencia de los parámetros explotacionales y constructivos del motor Diesel sobre los coeficientes de llenado (eficiencia volumétrica), y de exceso de aire.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO FÓRMULAS PARA EL BANCO DE PRUEBAS FORD Par del motor

M e =F × L … … … … … … … … … … … … … … … … … … (1) F: Fuerza hallada en el dinamómetro. (N) L: Longitud del brazo del dinamómetro. (m)

Potencia del motor

N e=

M e ×n … … … … … … … … … … … … … … … … … .(2) 9550

n: Velocidad de rotación (RPM)

Densidad del aire

ρaire =1.293 ×

Po 273 × … … … … … … … … … … … … (3) 760 t o+ 273

Po: Presión atmosférica (mmHg). to: Temperatura ambiental (°C).

Consumo horario de aire real

Ga r=3600∗C d∗A∗√ 2∗g∗ρ H O∗ρaire∗ΔS∗sin θ … … .(4) 2

Cd: coeficiente de descarga. Ө: ángulo de inclinación del manómetro.

Consumo horario de aire teórico

3

Ga t=30∗V h∗ρaire∗n … … … … … … … … … … …(5)

Coeficiente de llenado o eficiencia volumétrica

nv=

Ga r … … … … … … … … … … … … … … … … … ..(6) Gat

Consumo horario de combustible

Gc =ρc ×

( ∆V∆t ) … … … … … … … … … … … … … …(7)

ρc : Densidad del combustible (Kg/l)

Masa de aire por masa de fluido

l 0=

1 8 C+ 8 H −O … … … … … … … … … … … …(8) 0.23 3

(

)

C, H, O: concentraciones molares. Coeficiente de exceso de aire

α=

Gar … … … … … … … … … … … … … … …(9) G c∗l o

FÓRMULAS PARA EL BANCO DE PRUEBAS FORD Flujo másico de aire Ga (Kg/h).

Ga=C d ∙ A ∙ √ 2∙ g ∙ ΔS ∙ ρ0 ∙ ρ H O ∙ 3600 … … … … … … … …(10) 2

Donde:

C d=0.60 (de la placa orificio) D: Diámetro de la placa orificio=54.5 mm

A : Área del medidor ,en m2 ( π ∙

D2 ) 4

ΔS : Lecturadel manómetro inclinado , en m.

4

g=9.81

m s2

ρ0 : Densidad del aire atmosférico , en Kg /m3 ρ H O =1000 Kg /m3 2

Flujo másico de combustible Gc (Kg/h).

Gc =3.6 ∙

ΔV ρ … … … … … … … … … … … …(11) Δt c

Donde:

ΔV =Volumen de combustible consumido , en cm 3 . Δt=Tiempo de consumo de combustible , en seg .

ρc : Densidad del combustible ,en

Kg Kg (0.81 ) L L

Eficiencia volumétrica (nv)

nv=

Ga … … … … … … … … … … … .(12) 30 ∙ V H ∙n ∙ ρk ∙T k

Donde: 3

ΔV =Volumen de combustible consumido , en cm . Δt=Tiempo de consumo de combustible , en seg . ρc : Densidad del combustible ,en Kg/ L Coeficiente de exceso de aire (λ o α)

Ga Gc λ= … … … … … … … … … … … … … … … (13) l0 Donde:

l c : Relación estequiómetrica(¿ 14.3

Kg ) Kg

Potencia efectiva (Ne). 5

N e =M e ∙ ω=M e

( 260πn ) … … … … … … … … … … .(14)

Donde:

M e =Momento efectivo , en KN . m ω :Velocidad angular , en

rad s

A su vez:

M e =a ∙ [ ( W 0−50 ) + Fd ] ∙ b … … … … … … … … … …(15) Fd : Fuerza deldinamómetro , en libras . W 0 :Tara, en libras . a :factor de conversión de libras a KN b: brazo de palanca, en m (0.36m)

3. LA PRUEBA DE LABORATORIO. 3.1. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE PRUEBA. 3.1.1. BANCO DE ENSAYO CON MOTOR DIESEL Y GASOLINERO. BANCO DE PRUEBAS MOTOR DAIHATSU Banco de ensayo con freno eléctrico, motor de encendido por chispa y tablero de control.

6

Figura 1. Banco de ensayo motor Dihatsu. Características del motor del banco de ensayo: - Marca: Daihatsu - Modelo: CB-20 - Cilindrada: 993 cm3 - Número de cilindros: 3 Orden de encendido: 1-2-3 - Diámetro x carrera: 76,0 x 73,0 mm - Relación de compresión: 9,0:1 - Potencia máxima: 40,5 kW a 5.500 rpm - Momento máximo: 76,5 N.m a 2.800 rpm - Velocidad de ralentí: 900 rpm - Adelanto de la chispa: 10º a PMS a 900 rpm - Sistema de combustible: a carburador con 02 gargantas Características del dinamómetro: - Potencia máxima: 18 kVA a 3.000 rpm - Brazo del dinamómetro: 0,323 m

Características del medidor de combustible: - 1/16 pinta inglesa: 29.57 cm3 - Gasolina: G-90 - Densidad de la gasolina: 0,715 kg/L Características del medidor de aire: - Diámetro de las toberas: 2 cm - Diámetro de la placa orificio: 1,5 cm - Cd=0,98 - Densidad del aire atmosférico=1000 kg/m3 BANCO DE PRUEBAS MOTOR PERKINS 7

Banco de ensayo con freno eléctrico, motor de encendido por chispa y tablero de control.

Figura 2. Banco de ensayo motor Perkins. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS: -

Marca del motor: PERKINS Tipo del motor: Diesel, de cuatro tiempos, sobrealimentado con turbocompresor. Modelo: C4.236V Número de cilindros: 4cilindros, en línea. Refrigeración: por líquido. Potencia nominal: 61 KW (82 HP) a 280 rpm Momento máximo: 256 N.m a 1450 rpm Diámetro x carrera: 98.43 x 127.0 mm Cilindrada: 3.865 L Relación de compresión: 16 a 1 Máxima presión de sobrealimentación: 0.76-0.93 bar-g (manométrico) Freno dinamométrico: Hidráulico, Froude.

3.1.2. INSTRUMENTOS DE MEDIDA UTILIZADOS. -

Medidor de caudal de combustible. Medidor de caudal de aire. Cronómetro. Tacómetro. Manómetros de mercurio.

3.2. EJECUCIÓN DE LAS PRUEBAS. 3.2.1. EJECUCIÓN DE LA PRUEBA PRINCIPAL. PRIMER ENSAYO EN CARACTERÍSTICA DE VELOCIDAD DEL BANCO DE PRUEBAS CON MOTOR DAIHATSU.

a. Comprobar el funcionamiento adecuado de los equipos que conforman el banco de ensayos.

b. Medir el nivel de aceite del motor. 8

c. Proceder a arrancar el motor, para lo cual se debe realizar los siguientes pasos: Prender el motor eléctrico primario. Conectar la llave que transmite corriente desde el generador primario hasta el sistema de arranque del motor. - Conectar las dos llaves de alimentación ubicadas en el tablero de control primario (de arranque). - Poner la manija de arranque del tablero secundario (de carga) en “start”. - Arrancar el motor moviendo la palanca de excitación de corriente del freno. - Esperar que la palanca de excitación vuelva a su posición inicial. - Con la mariposa de gases del carburador establecer el régimen de velocidad del motor aproximadamente igual a 1800 RPM. d. Abrir la mariposa de gases del carburador de tal modo que las revoluciones del motor alcancen su valor nominal n no=2800 RPM (previamente el freno debió colocarse en su régimen de generador). e. Sin cambiar de posición de la mariposa de gases del carburador y variando la carga mediante el reóstato del tablero de control establecer de 4 a 6 regímenes de velocidad y realizar las mediciones correspondientes para cada régimen de velocidad establecido. El ultimo régimen debe corresponder al de marca mínima: nmin=1800 RPM aproximadamente. -

SEGUNDO ENSAYO EN CARACTERÍSTICA DE CARGA DEL BANCO DE PRUEBAS CON MOTOR DAIHATSU.

a. Con la mariposa de gases de carburador invariable establecer el b. c. d. e.

régimen de velocidad del motor correspondiente al de máximo par nMe=2500 RPM. Realizar las mediciones correspondientes. Cerrar la mariposa de gases de tal modo que la velocidad del motor caiga en la magnitud de 500 RPM y luego con la ayuda del reóstato volver a restablecer la velocidad de máximo par. Esperar que el régimen se estabilice y realizar las mediciones correspondientes Repetir los dos últimos pasos de 4 a 5 veces más. La última medición deberá hacerse con el motor funcionando sin carga (en vacío).

PRIMER ENSAYO EN CARACTERÍSTICA DE VELOCIDAD DEL BANCO DE PRUEBAS CON MOTOR PERKINS.

a. Comprobar el estado del banco de ensayos y del motor (sin arrancar éste): agua en el sistema de refrigeración, nivel de aceite en el cárter, cantidad de combustible en el tanque, tensión

9

eléctrica para el panel de control, ventilación de las resistencias eléctricas, etc. b. Arrancar el motor y calentarlo hasta que la temperatura del líquido refrigerante, en la entrada, sea de 60°C. c. Fijar la posición de la cremallera de la bomba de inyección de tal modo que las revoluciones del motor alcancen su valor nominal y que el humeado no supere 4.4 unidades Bosch. d. Sin cambiar la posición de la cremallera (para un mejor control es mejor fijar esta posición con la ayuda.

3.3. RESULTADOS DE LA PRUEBA. RESULTADOS DE PRUEBA EN EL BANCO CON MOTOR DAIHATSU En base a los resultados obtenidos en las pruebas del motor se procederá a los cálculos.

Par del motor. Usando la fórmula (1).

M e =F × L Tabla 3. Calculo del par de motor para característica de carga. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 53.955 132.435 170.694 186.39 190.314 178.542

Me (N.m) 17.427 42.777 55.134 60.204 61.471 57.669

n (RPM) 2500 2500 2500 2500 2500 2500

Tabla 4. Calculo del par de motor para característica de velocidad parcial. N ° 1 2 3 4

F (N) 127.53 135.378 142.245 151.074

Me (N.m) 41.192 43.727 45.945 48.797

n (RPM) 2800 2600 2400 2200 10

5 6

156.96 156.96

50.698 50.698

2000 1800

Potencia del motor. Usando la fórmula (2).

N e=

M e ×n 9550 Tabla 5. Calculo de la potencia del motor para característica de carga. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 53.955 132.435 170.694 186.39 190.314 178.542

Me (N.m) 17.427 42.777 55.134 60.204 61.471 57.669

n (RPM) Ne (KW) 2500 2500 2500 2500 2500 2500

4.562 11.198 14.433 15.760 16.092 15.097

Tabla 6. Calculo de la potencia del motor para característica de velocidad. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 127.53 135.378 142.245 151.074 156.96 156.96

Me (N.m) 41.192 43.727 45.945 48.797 50.698 50.698

n (RPM) Ne (KW) 2800 2600 2400 2200 2000 1800

12.078 11.906 11.547 11.242 10.618 9.556

Densidad del aire. Usando la fórmula (3).

ρaire =1.293 ×

Po 273 × 760 t o+ 273

ρaire =1.293 ×

747 273 × 760 19.3+273

ρaire =1.187

Kg m3

Consumo horario de aire real. 11

Usando la fórmula (4).

Ga r=3600∗C d∗A∗√ 2∗g∗ρ H O∗ρaire∗ΔS∗sin θ 2

Ga r=

3600∗0.98∗π 2 0.02 ∗√ 2∗9.81∗1000∗1.187∗ΔS∗sin 45 ° 4

Ga r=142.2315 × √ ΔS Tabla 7. Calculo del consumo de aire en característica de carga. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 53.955 132.435 170.694 186.39 190.314 178.542

Me (N.m) 17.427 42.777 55.134 60.204 61.471 57.669

n (RPM) Ne (KW) 2500 2500 2500 2500 2500 2500

4.562 11.198 14.433 15.760 16.092 15.097

Δh (m H2O) 0.035 0.095 0.155 0.18 0.19 0.215

Gar (Kg/h) 26.6091 43.8387 55.9966 60.3437 61.9973 65.9500

Tabla 8. Calculo del consumo de aire real en característica de velocidad. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 127.53 135.378 142.245 151.074 156.96 156.96

Me (N.m) 41.192 43.727 45.945 48.797 50.698 50.698

n (RPM) Ne (KW) 2800 2600 2400 2200 2000 1800

12.078 11.906 11.547 11.242 10.618 9.556

Δh (m H2O) 0.1225 0.115 0.104 0.095 0.085 0.08

Gar (Kg/h) 49.781 48.233 45.868 43.839 41.467 40.229

Consumo horario de aire teórico. Ga t=30∗V h∗ρaire∗n Ga t=30 × ( 993 ×10−6 ) ×1.187 × n Ga t=( 0.035361 ×n )

Kg m3

Tabla 9. Calculo del consumo de aire teórico en característica de carga. N ° 1

F (N) 53.955

Me (N.m) 17.427

n (RPM) Ne (KW) 2500

4.562

Δh (m H2O) 0.035

Gar (Kg/h) 26.6091

Gat (Kg/h) 88.403 12

2 3 4 5 6

132.435 170.694 186.39 190.314 178.542

42.777 55.134 60.204 61.471 57.669

2500 2500 2500 2500 2500

11.198 14.433 15.760 16.092 15.097

0.095 0.155 0.18 0.19 0.215

43.8387 55.9966 60.3437 61.9973 65.9500

88.403 88.403 88.403 88.403 88.403

Tabla 10. Calculo del consumo de aire teórico en característica de velocidad. N ° 1 2 3 4 5 6

F (N) 127.53 135.378 142.245 151.074 156.96 156.96

Me (N.m) 41.192 43.727 45.945 48.797 50.698 50.698

n (RPM) Ne (KW) 2800 2600 2400 2200 2000 1800

12.078 11.906 11.547 11.242 10.618 9.556

Δh (mm H2O) 0.1225 0.115 0.104 0.095 0.085 0.08

Gar (Kg/h) 49.781 48.233 45.868 43.839 41.467 40.229

Gat (Kg/h) 99.011 91.939 84.866 77.794 70.722 63.650

Coeficiente de llenado o eficiencia volumétrica. Usando la fórmula (6).

nv=

Ga r Gat Tabla 11. Calculo de la eficiencia volumétrica en característica de carga. N n (RPM) °

Gar (Kg/h)

Gat (Kg/h)

1

2500

26.6091

88.403

2

2500

43.8387

88.403

3

2500

55.9966

88.403

4

2500

60.3437

88.403

5

2500

61.9973

88.403

6

2500

65.9500

88.403

nv 0.30 1 0.49 6 0.63 3 0.68 3 0.70 1 0.74 6

Tabla 12. Calculo de la eficiencia volumétrica en característica de velocidad. N n (RPM) ° 1 2800

Gar (Kg/h) 49.781

Gat (Kg/h) 99.011

nv 0.50 13

2

2600

48.233

91.939

3

2400

45.868

84.866

4

2200

43.839

77.794

5

2000

41.467

70.722

6

1800

40.229

63.650

3 0.52 5 0.54 0 0.56 4 0.58 6 0.63 2

Consumo horario de combustible. Usando la fórmula (7).

Gc =ρc ×

( ∆V∆t )

Gc =0.715 ×

( ∆∆Vt ) × 3600 1000

Gc =0.715 ×

( ∆∆Vt ) × 3600 1000

Gc =2.574 ×

( ∆∆Vt )

Tabla 13. Calculo del consumo de combustible en característica de carga. N n (RPM) ° 1 2500 2 2500 3 2500 4 2500 5 2500 6 2500

ΔV comb (cm³) 29.57 29.57 29.57 29.57 29.57 29.57

t (s) 48.36 28.19 23.34 21.68 22.11 23.84

Gc (Kg/h) 1.574 2.700 3.261 3.511 3.442 3.193

Tabla 13. Calculo del consumo de combustible en característica de velocidad. N n (RPM) ° 1 2800 2 2600

ΔV comb (cm³) 29.57 29.57

t (s) 25.1 26.27

Gc (Kg/h) 3.032 2.897 14

3 4 5 6

2400 2200 2000 1800

29.57 29.57 29.57 29.57

28.95 30.23 34.52 37.08

2.629 2.518 2.205 2.053

Masa de aire por masa de fluido. l 0=

1 8 C+ 8 H −O 0.23 3

l 0=

1 8 ∗0.855+8∗0.145−0 0.23 3

(

)

(

l 0=14.9565

)

Kg aire Kg combustible

Coeficiente de exceso de aire. Usando la fórmula (8).

α=

Gar G c∗l o

α=

Gar G c∗14.9565

Tabla 14. Calculo del coeficiente de exceso de aire en característica de carga. N n (RPM) ° 1 2500 2 2500 3 2500 4 2500 5 2500 6 2500

Gar (Kg/h) 26.6091 43.8387 55.9966 60.3437 61.9973 65.9500

Gat (Kg/h) 88.403 88.403 88.403 88.403 88.403 88.403

Gc (Kg/h) 1.574 2.700 3.261 3.511 3.442 3.193

α 1.130 1.086 1.148 1.149 1.204 1.381

Tabla 15. Calculo del coeficiente de exceso de aire en característica de velocidad. N n (RPM) ° 1 2800

Gar (Kg/h) 49.781

Gat (Kg/h) 99.011

Gc (Kg/h) 3.032

α 1.098 15

2 3 4 5 6

2600 2400 2200 2000 1800

48.233 45.868 43.839 41.467 40.229

91.939 84.866 77.794 70.722 63.650

2.897 2.629 2.518 2.494 2.053

1.113 1.166 1.164 1.112 1.310

Gráficas de comportamiento:

nv 0.700 0.650 0.600 EFICIENCIA VOLUMÉTRICA, nv 0.550 0.500 0.450 0.400 1700

2200

2700

FRECUENCIA DE ROTACIÓN (RPM)

Gráfica 1. Eficiencia volumétrica nv respecto a la frecuencia de rotación en característica de velocidad.

α 2.0 1.6 1.2 COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE, α

0.8 0.4 0.0 1700

2200

2700

3200

FRECUENCIA DE ROTACIÓN (RPM)

Gráfica 2. Coeficiente de exceso de aire respecto a la frecuencia de rotación en característica de velocidad.

16

nv 0.8 0.7 0.6 EFICIENCIA VOLUMÉTRICA, nv 0.5 0.4 0.3 0.2

4

6

8

10

12

14

16

18

POTENCIA DEL MOTOR Ne (KW)

Gráfica 3. Eficiencia volumétrica nv respecto a la potencia del motor en característica de carga.

α 2.0 1.6 1.2 COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE, α

0.8 0.4 0.0

4

6

8 10 12 14 16 18

POTENCIA DE MOTOR Ne (KW)

Gráfica 4. Coeficiente de exceso de aire vs potencia del motor en característica de carga.

17

Gráfica 5. Variación del coeficiente de llenado dependiendo de la velocidad de rotación en característica de velocidad.

Vehículo ligero Semipesado Deportivo -

1 2 3

Las curvas representan una tendencia de eficiencia volumétricas, lo que indica que a mayor curva mayor eficiencia volumétrica. Los vehículos ligeros están diseñados para bajas RPM con eficiencias adecuadas a esa velocidad Los vehículos semipesados necesitan mayor velocidad de rotación para lo cual también necesitaran mayores eficiencias volumétricas. Los vehículos deportivos están diseñados para altas RPM con aun mayores eficiencias volumétricas.

RESULTADOS DE PRUEBA EN EL BANCO CON MOTOR PERKINS

Flujo másico de aire Ga (Kg/h). Tabla N° 16. Resultados del flujo másico de aire. ΔS N (cmH2 ° O) 1 10.9 2 11 3 11.5 4 12 5 12.9 6 13.9

Ga (Kg/h) 179.182 180.002 184.047 188.006 194.929 202.343 18

Flujo másico de combustible Gc (Kg/h). Tabla N° 17. Resultados del flujo másico de combustible. ΔV N t Gc (cm ° (s) (Kg/h) ³) 19. 1 25 5 3.746 13. 2 25 8 5.275 10. 3 25 7 6.788 8.1 4 25 8 8.912 6.4 5 25 6 11.285 6 25 5 14.58 Eficiencia volumétrica (nv) Tabla N° 18. Resultados de la eficiencia volumétrica. N ° 1 2 3 4 5 6

n Pk tk (rp (cmH (° m) g) C) 180 72.3 31 0 180 73.2 32 0 180 74.8 34 0 180 78.8 36 0 180 84 44 0 180 90.7 49 0

Ga (Kg/h ) 179.1 82 180.0 02 184.0 47 188.0 06 194.9 29 202.3 43

ρk (Kg/ m³)

nv (%)

1.105 77.721 1.115 77.370 1.132 77.925 1.184 76.052 1.231 75.887 1.308 74.105

Coeficiente de exceso de aire (λ o α). Tabla N° 19. Resultados del coeficiente de exceso de aire. Ga N Gc (Kg/h α ° (Kg/h) ) 179.1 1 82 3.746 3.345 180.0 2 02 5.275 2.386 3 184.0 6.788 1.896 19

47 188.0 4 06 8.912 1.475 194.9 5 29 11.285 1.208 202.3 6 43 14.58 0.970 Potencia efectiva (Ne). Tabla N° 20. Resultados de la potencia efectiva. P1 N (L ° b) 1 50 2 75 10 0 12 4 5 15 5 0 17 6 5 3

P2 Me Ne (L (KN.m (KW) b) ) 26 0.0416 7.848 15.39 26 0.0817 4 24.14 30 0.1281 8 32.60 33 0.1729 0 42.86 42 0.2274 3 50.40 42 0.2674 9

Con lo encontrado se procederá a realizar las gráficas de la eficiencia volumétrica, coeficiente de exceso de aire, presión y temperatura. 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 Eficiencia Volumétrica , nv

50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Potencia Efectiva "Ne"

20

Gráfica N° 5. Curva de la eficiencia volumétrica con respecto a la potencia efectiva. 4.0 3.5 3.0 2.5 Coeficiente de exceso de aire, α

2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Potencia Efectiva "Ne"

Gráfica N° 6. Curva del coeficiente de exceso de aire con respecto a la potencia efectiva.

100 90 80 70 Presión "Pk"

60 50 40 30 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Potencia Efectiva "Ne"

Gráfica N° 7. Curva de la presión después del compresor con respecto a la potencia efectiva.

21

60

50

40

Temperatura "Tk"

30

20

10

0 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Potencia Efectiva "Ne"

Gráfica N° 8. Curva de la temperatura después del compresor respecto a la potencia efectiva.

3.4. EVALUACIÓN DE LA PRUEBA. -

-

En la característica de velocidad, a menor velocidad de rotación se incrementará la eficiencia debido a que el volumen de aire que ingresa será mayor. El coeficiente de exceso de aire es mayor a 1 debido a que la mezcla debe ser pobre para producir una combustión completa. Mientras aumenta la potencia del motor, la eficiencia volumétrica aumenta en la prueba de característica de carga.

4. DISCUCIÓN CRÍTICA DE LA PRUEBA DE LABORATORIO. -

Los resultados dependen de la correcta medición de los instrumentos, es por esto que las gráficas varían comparado con lo establecido en teoría.

22

5. CONCLUSIONES. De las pruebas en el banco de motor Daihatsu.

-

La eficiencia máxima calculada es aproximadamente 62.3 %, mientras que la mas baja es de alrededor de 30.1%

-

En todos los casos el coeficiente de exceso de aire α es mayor a uno.

De las pruebas en el banco de motor Perkins. -

La eficiencia volumétrica varia de 74% a 77% El coeficiente de exceso de aire llega hasta un máximo de 3.

6. REFERENCIAS. [1] PAZ, M. A. (febrero-2004). MANUAL DE AUTOMOVILES (55 ed.). MADRID: Editoriales Dossat 2000 S.L. [2] ESPINOZA, L. A. (JUNIO 2006). TEORÍA BÁSICA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. LIMA. [3] Konrad Reif. Fundamentals of automotive and engine technology. Pág. 21. Editorial Springer Vieweg. 2014 [4] Roberto Ruiz. El ciclo de un motor de 4 tiempos. http://motos.about.com/od/mecanica-basica/ss/Como-Funciona-UnMotor-De-4-Tiempos.htm . Blog publicado el 19 de diciembre del 2015. [5] Roberto Ruiz. El ciclo de un motor de 4 tiempos. http://motos.about.com/od/mecanica-basica/ss/Como-Funciona-UnMotor-De-4-Tiempos.htm . Blog publicado el 19 de diciembre del 2015.

23

A. PROTOCOLO DE MEDICIÓN DE LA PRUEBA PRINCIPAL. Tabla N° 21. Protocolo de medición de la prueba en el banco Daihatsu a característica de carga. N °

Abertura n Δh F ΔV de la (RPM (cmH2 (Kgf comb mariposa ) O) ) (cm³) (%)

1

10

2500

3.5

5.5

30

2

20

2500

9.5

13.5

30

3

30

2500

15.5

17.4

30

4

40

2500

18

19

30

5

50

2500

19

19.4

30

6

60

2500

21.5

18.2

30

t (s)

t agua entrada (°C)

t agua salida (°C)

t aceit e (°C)

84

92

105

81

86

109

86

94

112

80

86

114

88

98

116

82

89

119

48.3 6 28.1 9 23.3 4 21.6 8 22.1 1 23.8 4

Tabla N° 22. Protocolo de medición de la prueba en el banco Daihatsu a característica de velocidad. N ° 1

Abertura n Δh de la (RPM (cm mariposa ) H2O) (%) 20 2800 12.25

F ΔV (Kgf comb ) (cm³) 13

30

2

20

2600

11.5

13.8

30

3

20

2400

10.4

14.5

30

4

20

2200

9.5

15.4

30

5

20

2000

8.5

16

30

6

20

1800

8

16

30

t (s)

t agua entrada (°C)

t agua salida (°C)

t aceit e (°C)

85

89

93

86

90

101.5

86

95

104

87

96

112

79

88

113

86

96

115

25.1 26.2 7 28.9 5 30.2 3 30.5 2 37.0 8

Tabla N° 23. Protocolo de medición de la prueba en el banco Perkins a característica de carga. n N° (rpm )

h (mm )

ΔV (cm³)

1

1800

6.75

25

2

1800

7

25

t (s) 19. 5 13.

ΔS (cmH2O )

Pk P1 P2 tk Paceite (cmHg (Lb) (Lb) (°C) (PSI) )

10.9

50

26

-2.3

31

57

11

75

26

-1.4

32

55 24

3

1800

7.25

25

4

1800

7.5

25

5

1800

8

25

6

1800

8.75

25

8 10. 7 8.1 8 6.4 6 5

11.5

100

30

0.2

34

53

12

125

33

4.2

36

53

12.9

150

42

9.4

44

51

13.9

175

42

16.1

49

50

25