TERMODINÁMICA. T101D - Banco Prueba Motores de Automóvil

Transcripción

1 TERMODINÁMICA T101D - Banco Prueba Motores de Automóvil 1. Generalidades El banco de prueba motores Didacta T101D se ha proyectado con el fin de obtener una gran selección de pruebas sobre motores de gasolina y Diesel con potencia hasta 81 kw. El sistema incluye una unidad dinamomètrica con panel de control y de instrumentación, una unidad de servicio con instrumentos para la medición de flujo del aire y del combustible, y un nùmero de kits opcionales para pruebas adicionales. Los motores ofrecidos con el banco prueba son utilisados ampliamente, y estàn montados sobre un carrito independiente con telar montado, fàcilmente conectable a la unidad dinamomètrica. Motores adicionales no enlistados en este catàlogo tambièn pueden ser requeridos. Estàn disponibles dos sistemas de adquisición y de anàlisis para Personal Computer: SAD/END y SAD/CT, los cuales permiten medir vía PC, la producción a video o a imprenta de las curvas características del motor, y el archivo en disco o la impresión en hojas de papel. El sistema SAD/END puede ser usado para la adquisición al Personal Computer y la elaboración sucesiva del torque, velocidad, flujo de aire y flujo de combustible. El sistema SAD/CT permite trazar el ciclo termodinàmico del motor en prueba en el PC en tiempo real. Los sistemas SAD/END y SAD/CT estàn detalladamente describidos en separadas fichas tècnicas. El sistema se suministra con manuales completos que describen la unidad en cada una de sus partes, las modalidades de instalación y utilización y proponen numerosas experiencias didácticas acompañadas por resultados experimentales. 2. Composición El sistema incluye: Grupo base, compuesto por una unidad dinamométrica hidràulica, panel de control e instrumentación, y panel de servicio con instrumentos para medir el caudal de combustible y de aire (cód ) Motores de prueba de automovil, cada uno instalado en un banco de soporte con ruedas (ver tabla 1) Unidad auxiliar de enfriamiento (opcional - cód ) Calorímetro de gas de escape (opcional - cód ) Medidor para la temperatura del gas de escape (opcional - cód ) SAD/End - Sistemas de Adquisición de Datos para Motores Endotérmicos (descripción y caractéristicas detalladas en ficha técnica separada) (opcional - código ) SAD/CT - Sistemas de Adquisición de Datos para la Determinación del Ciclo Termodinámico de Motores Endotérmicos (descripción y caractéristicas detalladas en ficha técnica separada) (opcional - código ) DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

2 T161D - Analizador universal gases de escape para motores de C.I. (descripción y características detalladas en ficha técnica separada) (opcional - cód ) T156D - Kit para el anàlisis químico de los gases de escape (descripción y características detalladas en ficha técnica separada) (opcional) 3. Descripción Grupo base - cód El grupo base consiste de los siguientes elementos: Unidad dinamomètrica hidràulica Panel de control e instrumentación Tablero de servicio con instrumentos para la medición del caudal del combustible y del aire Unidad dinamomètrica hidràulica Esta unidad proyectada con fines didàcticos, es sumamente versàtil. El diseño exclusivo de su soporte permite la ràpida conexión del dinamómetro con cualquier tipo de motor. La unidad tiene ruedas ajustables, las cuales estàn bloqueadas durante la operación del motor, y comprende una batería de alimentación. Para esta operación, la unidad necesita un flujo refrigerador continuo con las siguientes características: Caudal de agua necesario: entre 20.5 y 24.5 litros/kwh, con un mínimo de 2 bar dinàmicos Temperatura de entrada del agua: entre 20 y 25ºC Temperatura de salida del agua: no superior a 60ºC Panel de control e instrumentación El panel (ver fig. 2) es utilizado para poner en marcha al motor, y para controlar el acelerador y la variación de carga. El set completo de instrumentos hace posible el control de los paràmetros principales del motor. El panel de comando y de instrumentación incluye: Llave de arranque Palanca acelerador lateral Lamparita de alimentación elèctrica Lamparita de funcionamiento del resistor de precalentamiento de motores Diesel Manopla de regulación de carga 2 termómetros para la medición de la temperatura del aceite (50-150ºC) y del agua de enfriamiento (40-120º) 1 manometro para le medición de la presión del aceite (0-10 bar) 1 medidor de vacío para la medición de la presión en el colector para motores de gasolina La unidad comprende un medidor del par con celda de carga y medidor de velocidad con indicadores digitales. Fig.1 - Panel de control e instrumentación (montado sobre la Unidad dinamomètrica hidràulica) Unidad de servicio y medición del caudal del agua y del combustible La unidad està instalada en un telar independiente con ruedas orientables (ver fig. 2), están incluidos dos tanques de 16 litros respectivamente para la gasolina (motor de ciclo Otto) y gasóleo (motor de ciclo Diesel), y los instrumentos para medir el caudal del agua y del combustible. Medidor de flujo para medir el caudal del agua 2 tubos de vidrio calibrados para la medición volumètrica del flujo de combustible. El equipo estandar incluye un cronómetro portable. La unidad comprende un tanque localizado antes del medidor de flujo para estabilizar el flujo del aire antes de ser medido. 2

3 Motores de prueba de automóvil Los motores vienen instalados sobre un telar de soporte (ver fig. 3) dotado de ruedas orientables que estàn bloqueadas durante el funcionamiento del motor. El soporte ha sido proyectado para facilitar la conexión al dinamómetro hidràulico. Los motores vienen provistos de los siguientes componentes: motor de arranque alternador sistema de inyección y de arranque (motor Otto) sistema de inyección (motor Diesel) colector de gas de escape (completo con catalizadores para motores Otto) volante chapa de acoplamiento al volante silenciador de gas de escape radiador chapa de acoplamiento al calorimetro del gas de escape,opcional Las principales características de los motores en oferta estàn resumidas en la tabla 1. Fig. 2 - Unidad de servicio y medición del caudal del agua y del combustible Fig. 3 Ejemplo de motore en prueba Grupo auxiliar de enfriamiento (opcional - cód ) Para los motores con sistema de enfriamiento por agua se ha previsto un grupo auxiliar opcional (ver fig. 4), que realiza la funcion del radiador y permite a los estudiantes hacer mediciones en el sistema de enfriamiento. Se lo usa acoplado al calorímetro,opcional,de gas de escape. Este set hace posible la efectuación de un balance tèrmico del motor. La unidad incluye: vaso de expansión de un sistema de enfriamiento por mezcla y control automàtico a circuito cerrado electrobomba de circulación medidor de flujo para la determinación del flujo del agua de enfriamiento 5 termocuplas conectadas a un indicador digital para la evaluación de temperaturas en los puntos màs significativos del circuito telar con ruedas Calorímetro gas de escape (opcional - cód ) Para obtener un balance tèrmico exacto, hace falta poder determinar, con la màxima precisión, las calorías evacuadas en los gases de escape. El calorímetro (ver fig. 5) permite enfriar con agua los gases de escape para reducir su temperatura. Comprende: intercambiador de calor gas/agua medidor de flujo para la medición del caudal del agua de enfriamiento de los gases de escape 2 termómetros para la medición de la temperatura de enfriamiento de los gases de escape antes y despuès del intercambiador telar con ruedas El grupo calomètrico ha sido instalado sobre un telar independiente con ruedas, que puede ser fàcilmente conectado al motor en prueba. El calorímetro puede ser utilisado solamente acoplado al kit para la medición de la temperatura de los gases de escape - cód

4 Fig. 4 - Grupo auxiliar de enfriamiento Fig. 5 - Calorímetro gas de escape Medidor para la temperatura del gas de escape (opcional - cód ) El kit està constituido por un instrumento medidor de temperatura, de tipo digital, con compensación automàtica de la junta fría, y por un termopar Cr/Al para la medida de elevadas temperaturas. Cada motor se suministra ya dispuesto para la aplicación de la sonda. SAD/End - Sistemas de Adquisición de Datos para Motores Endotérmicos (descripción y caractéristicas detalladas en ficha técnica separada) (opcional - código ) El sistema computarizado SAD/End permite adquirir datos en tiempo real desde los bancos de prueba motores de combustión interna. SAD/CT - Sistemas de Adquisición de Datos para la Determinación del Ciclo Termodinámico de Motores Endotérmicos (descripción y caractéristicas detalladas en ficha técnica separada) (opcional - código ) El sistema computarizado SAD/CT permite la determinación, en tiempo real, del ciclo termodinámico de motores endotérmicos, de gasolina o Diesel. T161D - Analizador universal gases de escape para motores de C.I. (opcional - cód ) (descripción y características detalladas en ficha técnica separada) T156D - Kit para el anàlisis químico de los gases de escape (opcional) (descripción y características detalladas en ficha técnica separada) El analizador de los gases de escape es disponible en dos versiones: T156/1D cód Kit para el anàlisis químico de los gases de escape con anàlisis NO x T156/2D cód Kit para el anàlisis químico de los gases de escape El analizador de los gases de escape es útil para motores a gasolina. Puede ser usado para medir los valores de monóxido de carbono (CO), anhídrido carbónico (CO 2 ), hidrocarburos incombustos (HC) y oxígeno (O 2 ). En la base de estos valores, el instrumento calcula automáticamente la proporción aire/combustible, término indispensable para obtener un valor correcto del encendido del motor. En la versión T156/2D además es posible medir los óxidos de nitrógeno, mejor conocidos como NO x, responsables de la contaminación del aire. 4. Experiencias realizables Ejercitación en aula clasificación de los motores de combustión interna, principios de funcionamiento, ciclos termodinàmicos relaciones geomètricas, cinemàticas y dinàmicas para el estudio del movimiento de manivela definiciones de los paràmetros característicos principales del funcionamiento de los motores de combustión interna torque y potencia erogada, consumo específico de combustible, rendimiento, relación aire/combustible principios de funcionamiento de los aparatos de inyección y arranque emisión de substancias contaminantes 4

5 Ejercitaciones en laboratorio puesta en marcha de un motor de combustión interna; normas de seguridad uso del dinamómetro para la determinación del par motor y de la potencia del motor determinación del consumo específico de combustible y del rendimiento ùtil del motor determinación del rendimiento volumètrico y de la relación aire/combustible determinación de las características mecànicas determinación de las características de regulación determinación de los valores del torque, consumo específico y rendimiento ùtil en función de la relación aire/combustible (para motores Otto con sistema opcional T107D) ejecución de las pruebas principales y determinación de las curvas características del motor al Personal Computer (con sistema opcional SAD/End) determinación del ciclo indicado y del rendimiento mecànico al Personal Computer (con sistema opcional SAD/CT) determinación del balance tèrmico del motor por medio de la medición de las siguientes cantidades: - cantidad de calor absorbido por el agua de enfriamiento (con set opcional ) - cantidad del calor absorbido por los gases de escape (con opcionales y ) - energía mecànica ùtil anàlisis química de los gases de escape (con kit opcional ) y evaluación de la influencia de la relación aire/combustible sobre emisiones 5. Servicios requeridos alimentación elèctrica: - 220V CA monofàsica, 50/60 Hz - trifàsica, 50/60 Hz, 0.5 kw cuando se usa el set auxiliar de enfriamiento, opcional cód alimentación hídrica: 5000 l/h 3 bar descarga de agua salida de gas de escape 6. Pesos y dimensiones Grupo base dimensiones: 1100 x 800 x 1100 h mm peso: 260 kg Grupo auxiliario de enfriamiento (opcional) dimensiones: 940 x 540 x 2050 h mm peso: 59 kg Calorímetro gas de escape (opcional) dimensiones: 800 x 800 x 1770 h mm peso: 56 kg Medidor para la temperatura del gas de escape (opcional) dimensiones: 300 x 250 x 200 h mm peso: 5 kg SAD/End - Sistemas de adquisición de datos para motores endotérmicos (opcional) Dimensiones: 550 x 360 x 350 h mm Peso: 15 kg SAD/CT - Sistemas de adquisición de datos para la determinación del ciclo termodinámico de motores endotérmicos (opcional) Dimensiones: 550 x 360 x 210 h mm Peso: 15 kg T161D - Analizador gases de escape para motores de C.I. (opcional) Dimensiones totales: 760 x 660 x 1570 mm (aproximadamente) Peso: 86 kg T156D - Kit para el anàlisis químico de los gases de escape (opcional) dimensiones: 400 x 180 x 450 h mm peso: 8,6 kg 5

6 Tabla 1 Características principales de los motores disponibles Código Ciclo Otto Otto Otto Turbo Diesel Turbo Diesel Nro de tiempos Alimentación Inyección electrónica MPI Inyección electrónica MPI Inyección electrónica MPI Inyección dirécta Inyección dirécta Enfriamiento agua agua agua agua agua Cilindrada (cm³) Potencia max. (kw) Rev.potencia max. (rpm) Par max. (rpm) Rev. par max. (rpm) Rel. Compres. 9.6:1 9.8:1 10.6:1 18.0:1 18.5:1 Peso (kg) Dimensiones (mm) 1760x970x x970x x970x x970x x970x1460 Cod. R00264/S 0913 Ed. 01 Rev. 05 La Didacta Italia en cualquier momento y sin preaviso puede efectuar variaciones que considere convenientes por exigencias de construccion o de didacticasiempre manteniendo las caracteristicas esenciales. 6