Procesos de Fabricación I. Guía 1 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA I

Transcripción

1 Procesos de Fabricación I. Guía 1 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA I

2 Tema: OPERACIÓN DEL MOTOR DE 4 TIEMPOS DIESEL. Contenidos El Motor encendido por compresión, partes del motor, descripción del ciclo Diesel. Objetivos Identificar el principio de funcionamiento del ciclo Diesel, en consideración de las partes que intervienen para su funcionamiento en un motor. Marco Teórico 1. tiempo (aspiración): Aire puro entra en el cilindro por el movimiento retrocediente del pistón. 2. tiempo (compresión): El pistón comprime el aire muy fuerte y éste alcanza una temperatura muy elevada. 3. tiempo (carrera de trabajo): Se inyecta el gasoil, y éste se enciende inmediatamente por causa de la alta temperatura 4. tiempo (carrera de escape): El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape Rudolf Diesel desarrolló la idea del motor diesel y obtuvo la patente alemana en Su logro era crear un motor con alta eficiencia. Los motores a gasolina fueron inventados en 1876 y, específicamente en esa época, no eran muy eficientes. Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son : Un motor a gasolina aspira una mezcla de gas y aire, los comprime y enciende la mezcla con una chispa. Un motor diesel sólo aspira aire, lo comprime y entonces le inyecta combustible al aire comprimido. EL calor del aire comprimido enciende el combustible espontáneamente. Un motor diesel utiliza mucha más compresión que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 12:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 25:1. La alta compresión se traduce en mejor eficiencia. Los motores diesel utilizan inyección de combustible directa, en la cual el combustible diesel es inyectado directamente al cilindro. Los motores a gasolina generalmente utilizan carburación en la que el aire y el combustible son mezclados un tiempo antes de que entre al cilindro, o inyección de combustible de puerto en la que el combustible es inyectado a la válvula de aspiración (fuera del cilindro). Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o precámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Esta es la llamada autoinflamación. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificiós muy pequeños que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla

3 con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y 900 C) Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo.

4 El ciclo de motor diesel se compone de los siguientes tiempos: Motores de Combustión Interna I. Guía 4 a. Primer tiempo, durante el cual el pistón, al desplazarse, hace que el aire atmosférico penetre en el cilindro (carrera de adición). Este proceso se desarrolla a presión constante, igual a la atmosférica PO (línea EA fig. 7) b. Segundo tiempo, durante el cual el pistón comprime adiabáticamente el aire aspirado en el tiempo anterior (línea AB), hasta una presión P1, dando lugar a que la temperatura se eleve desde T0 hasta un mayor que T1. c. Tercer tiempo, a cuyo comienzo se inyecta el combustible en el cilindro; este combustible se inflama en el aire caliente y se quema, con lo cual hace que el pistón se desplace a presión constante p1; en estas condiciones se eleva la temperatura a expensas de la combustión, desde T1 hasta T2 (línea BC). Después la mezcla formada por los gases formada de la combustión y el aire se expande por vía adiabática (línea CD). Al finalizar el tercer tiempo (punto D) se abre la válvula de escape y la presión que hay dentro del cilindro desciende, a volumen constante V2, hasta igualarse con la atmosférica p0 (línea DA); d. El cuarto y último tiempo, durante el cual la mezcla de los gases y de la combustión se barre del cilindro (línea AE). Inyector De Combustible Para Los Pequeños Motores Diesel De Un Solo Cilindro

5 El motor Watsla-Suizer TRA96-C de dos tiempos que utiliza Diesel como combustible creo es el mas grande en el momento. Con 14 cilindros tiene una capacidad de 1820 litros (111,143 CC) por CILINDRO!!!! La capacidad total es de 1,556,002 Centrimetros Cubicos (25,480 litros). La potencia es de 108,000 HP. Mas de 7,000 hp por cilindro. El motor es de casi 90 pies de largo y 44 pies de alto. El peso es de 2300 toneladas. Pero lo mas importante es que el consumo es menor que el de un motor de un auto ya que la eficiencia termica sobrepasa el 50%. Los mejores motores en los autos solo consiguen una eficiencia del 25-30%.

6 Equipo Motor de Combustión Interna encendido por compresión (Diesel). Pie de rey ( calibrador ) Calibrador de interiores telescópico para medir diametro de piston Juego de llaves mixtas en mm y pulg. por si se dispone de un motor para desarmar. Juego de cubos en mm y pulg. Con ratch

7 Procedimiento Identificar las partes que intervienen para el funcionamiento del motor. Identificar los sistemas auxiliares del motor. Describir las 4 carreras o tiempos del motor, por cilindro. Realizar mediciones para determinar: Cilindrada. Identificar el orden de encendido. Identificar el tipo de motor, según clasificación por disposición cilindros. Identificar las 3 partes principales que componen el motor. Identificar la operación del Sistema de inyección. Análisis de resultados Establezca las diferencias entre los dos motores: gasolina y diesel. Enumere las ventajas del motor diesel sobre el de gasolina. Por que el motor diesel tiene relaciones de compresión mayores al de gasolina? A que se debe que el la construcción del motor diesel es mas robusta que la del de gasolina? Establecer la diferencia de análisis en los ciclos termodinámicos del motor diesel y gasolina. Investigación Complementaria Investigar sobre la evolución y mejoras en los motores Diesel. Investigar sobre las alternativas de los bio-combustibles. Investigar sobre materiales utilizados para la construcción de diferentes partes del motor diesel. Investigar las diferentes aplicaciones de uso de motores Encendido por Compresión, de 4 y 2 Tiempos. Bibliografía Sitios en Internet. Manual del Automóvil CHILTON. Motores a gasolina y Diesel Editorial: OCÉANO / CENTRUM Edición: Dolo Gispert Reimpresión 2004

8 Hoja de cotejo: 1 Guía 4: Operación del motor de 4 tiempos, diesel. Alumno: Motor No: Docente: GL: Fecha: CONOCIMIENTO 20% APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO ACTITUD TOTAL 100% EVALUACION % Nota Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos 15% Aplicación deficiente de la simbología 15% Uso deficiente de los accesorios solicitados 15% Aplicación deficiente de las normas de seguridad 15% Resultados de la práctica son deficientes 10% No tiene actitud proactiva. 10% Demuestra pocos valores profesionales Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Aplicación incompleto de la simbología Uso incompleto de los accesorios solicitados Aplicación incompleta de las normas de seguridad Resultados de la práctica son buenos Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Demuestra regulares valores profesionales Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Aplicación excelente de la simbología Uso excelente de los accesorios solicitados Aplicación excelente de las normas de seguridad Resultados de la práctica son excelentes Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. Demuestra buenos valores profesionales