UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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1 1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 01/10/13 Fecha de la última actualización: 26/09/2014 Responsables del diseño: M.C. Ignacio Quiroz Vázquez M.C. Miguel Ángel García Yera Dr. Oscar Alejandro de la Garza de León Dr. Simón Martínez Martínez Presentación: Esta unidad de aprendizaje está dividida en 4 unidades temáticas. En la primera se identifica el funcionamiento y las principales partes de los motores de combustión interna. En la segunda unidad temática, aprenderá las características de operación de los motores de combustión interna como la potencia, torque, presión media efectiva, consumo específico de combustible, rendimiento mecánico, térmico y volumétrico. En

2 2 la tercera se analizan los ciclos termodinámicos de los motores de combustión interna alternativos tanto de aspiración natural como sobrealimentados. Y en la cuarta unidad temática, estudiará y analizará la termoquímica. Propósito: Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante desarrolle competencias para el análisis y caracterización de los modos de funcionamiento en los motores de combustión interna, que contribuyan al perfil del ingeniero y a una mejor integración del mismo y a su entorno profesional. Promoviendo habilidades al egresado como un ingeniero honesto, respetuoso, comprometido con los valores de la comunidad, emprendedor, creatividad, líder, innovador, comunicativo y versátil ante el medio social y profesional. Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. Competencias integradoras Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente. Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores condiciones de vida.

3 3 b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje: Analizar los fenómenos termodinámicos que ocurren en motores de combustión interna alternativos mediante el estudio de los ciclos Otto y Diesel ideales, así como en la teoría de la combustión, para optimizar el aprovechamiento de la energía que poseen los combustibles y la reducción de las emisiones contaminantes al medio ambiente.

4 4 Representación gráfica Instrumentales Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional Analizar los fenómenos termodinámicos que ocurren en motores de combustión interna alternativos Identificar los elementos básicos y el funcionamiento de los motores de combustión interna alternativos, mediante el análisis teórico, para comprender el principio de operación de los motores Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social Analizar los fenómenos termodinámicos que ocurren en motores de combustión interna alternativos mediante el estudio de los ciclos Otto y Diesel ideales Identificar los parámetros del motor, tales como el trabajo, presión media efectiva, torque, eficiencia mecánica y volumétrica mediante el análisis de operación de los motores de combustión interna para el diseño de los mismos Competencias de la Unidad de Aprendizaje Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente Analizar los fenómenos termodinámicos así como en la teoría de la combustión, para optimizar el aprovechamiento de la energía Identificar los ciclos de los motores de combustión interna, mediante su operación, para analizar termodinámicamente su funcionamiento Integradoras Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores condiciones de vida Analizar los fenómenos termodinámicos que ocurren en motores de combustión interna alternativos para optimizar el aprovechamiento de la energía que poseen los combustibles y la reducción de las emisiones contaminantes al medio ambiente Analizar los fenómenos físico-químicos que ocurren en el interior de la cámara de combustión, a través de los fundamentos de la misma, para el óptimo aprovechamiento de la energía que poseen los combustibles y el cuidado con el medio ambiente

5 5 Unidad temática 1: Tipos básicos de motores y su funcionamiento. Competencias particulares: Identificar los elementos básicos y el funcionamiento de los motores de combustión interna alternativos, mediante el análisis teórico, para comprender el principio de operación de los motores. Elementos de Competencia Identificar los elementos básicos del MCIA y el funcionamiento, a través de un análisis teórico, para comprender el principio de operación de los motores. Evidencias de aprendizaje Test sobre los tipos básicos de motores y su funcionamiento. Criterios de desempeño Test sobre los tipos básicos de motores y su funcionamiento : Resolución correcta del test. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Lectura reflexiva del tema: tipos básicos de motores y su funcionamiento, de las fuentes de apoyo y consulta con lo cual resolverá un test. - Componentes básicos de los motores de combustión interna - Tipos de motores de combustión interna y su clasificación. -Ciclo de 4 y 2 tiempos encendido por chispa. -Ciclo de 4 y 2 tiempos encendido por compresión. -Aplicaciones de los motores de combustión interna. Libros, internet, videos, revistas de especialidad.

6 6 Unidad temática 2: Características de operación de los motores de combustión interna. Competencias particulares: Identificar los parámetros del motor, tales como el trabajo, presión media efectiva, torque, eficiencia mecánica y volumétrica mediante el análisis de operación de los motores de combustión interna para el diseño de los mismos. Elementos de Competencia Identificar las características de los motores de combustión interna, mediante los parámetros de operación para el diseño de los mismos. Evidencias de aprendizaje Ejercicios características de operación. Criterios de desempeño Ejercicios características de operación: Metodología de solución Resultados correctos Orden y limpieza Entrega a tiempo Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Resolución de ejercicios grupal y/o individual en los que se incluyan las características de operación de los motores de combustión interna. -Parámetros del motor. -Trabajo -Presión media efectiva. -Potencia y torque. -Dinamómetros. -Relación de airecombustible -Consumo especifico de combustible. -Eficiencia mecánica y volumétrica. Libros, internet, revistas de especialidad.

7 7 Unidad temática 3: Ciclos de los motores de combustión interna. Competencias particulares: Identificar los ciclos de los motores de combustión interna, mediante su operación, para analizar termodinámicamente su funcionamiento. Elementos de Competencia Identificar los ciclos de los motores de combustión interna, mediante su operación, para analizar termodinámicamente su funcionamiento. Evidencias de aprendizaje Ejercicios ciclos termodinámicos en los motores de combustión interna. Criterios de desempeño Ejercicios ciclos termodinámicos en los motores de combustión interna: Metodología de solución Resultados correctos Orden y limpieza Entrega a tiempo Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Resolución de ejercicios grupal y/o individual, en las que se incluyan los ciclos de motores de combustión interna -Ciclo Otto -Ciclo Diesel -Ciclo Otto sobrealimentado -Ciclo Diesel sobrealimentado Libros, internet, videos, revistas de especialidad.

8 8 Unidad temática 4: Termoquímica Competencias particulares: Analizar los fenómenos físico-químicos que ocurren en el interior de la cámara de combustión, a través de los fundamentos de la misma, para el óptimo aprovechamiento de la energía que poseen los combustibles y el cuidado con el medio ambiente. Elementos de Competencia Analizar los fenómenos físico-químicos mediante la termoquímica, para el aprovechamiento de la energía que poseen los combustibles. Evidencias de aprendizaje Ejercicios de Termoquímica Criterios de desempeño Ejercicios de Termoquímica: Metodología de solución Resultados correctos Orden y limpieza Entrega a tiempoar Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Resolución de ejercicios grupal y/o individual donde se determinen entre otros parámetros: el dosado, poder calorífico inferior y superior, temperatura adiabática de lama. -Termoquímica -Análisis de las emisiones contaminantes en MEC y MEP -Vías para reducir las emisiones contaminantes en MEC y MEP. Libros oficiales de normas, internet, Proyección de material.

9 9 Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Test sobre los tipos básicos de motores y su funcionamiento 5% Ejercicios: características de operación 15% Examen de medio curso 15% Ejercicios: ciclos termodinámicos en los motores de combustión interna 15% Ejercicios: Termoquímica 5% Examen final 15% Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 30 % Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio con las evidencias del semestre y el diseño teórico de un motor de combustión interna. El diseño teórico consiste en: - Elaboración de una hoja de cálculo donde se introduzcan las ecuaciones asociadas a los ciclos (Otto, Diesel, Otto sobrealimentado y Diesel sobrealimentado). - Realizar un estudio de sensibilidad de uno de los parámetros característicos de los MCIA, para lograr mejores prestaciones. - Elaborar un informe sobre el estudio con los siguientes apartados: Introducción, objetivo, metodología, resultados, conclusiones y bibliografía. Entrega de informe impreso y un disco que incluya el archivo con la hoja de cálculo con el estudio de sensibilidad.

10 10 Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine, Second Edition Autor: Willard W. Pulkrabek Editorial: Pearson Pentice Hall, 2004 Libro: Internal Combustion Engine Fundamentals. Autor: Heywood, J. B. Editorial: New York: McGraw-Hill, 1988 Libro: Motores de combustión interna alternativos Autor: F. Payri / J. M. Desantes Editorial: Reverté Liga Libro: Fuel Injection Autor: Daniel Siano Editorial: Sciyo, Fecha última revisión: Septiembre 2014 Revista: Energy Policy Año: 2008 # De revista: 36, pp Nombre del artículo: Science review of internal combustion engines Autor: Alex M. K. P. Taylor

11 11 Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico de Maestría y/o Doctorado en ingeniería mecánica, con conocimiento, habilidad y experiencia en el área de los motores de combustión interna, así como ser competente en contextos pedagógicos que le permitan fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante. Ficha bibliográfica del profesor: M.I. Ignacio Quiroz Vázquez: Profesor de la FIME de la UANL desde febrero de 2000 como profesor por horas, tiene una licenciatura de Ingeniero Mecánico Administrador titulado en diciembre de 1999, una maestría en Ingeniería con orientación en Mecánica titulado en octubre del 2006 y un diplomado en Mecatrónica (FESTO-FIME) en julio 2009, apoya a la FIME como auditor interno en el área de calidad. M. C. Miguel García Yera: Profesor de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 2008 hasta la fecha, profesor de asignatura de , obtuvo su licenciatura en 1996 como Ingeniero Mecánico Electricista, y su Maestría en Ingeniería Mecánica con especialidad en Térmica y Fluidos en el 2004 en la FIME de la UANL. Dr. Oscar Alejandro de la Garza de León: Profesor de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León desde septiembre de 2013; miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Ingeniero Mecánico Administrador desde el 2007, obtuvo su Maestría y Doctorado en Ingeniería Mecánica con especialidad en Sistemas Propulsivos en Medio de Transporte, ambos por la Universidad Politécnica de Valencia, España, en 2010 y 2012, respectivamente. Cuenta con una estancia postdoctoral en la Universidad de Brighton, Inglaterra en el Dr. Simón Martínez Martínez: Profesor de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León desde 1996; profesor con perfil PROMEP y miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Ingeniero Mecánico 1994 y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Térmica y Fluidos, ambos por la UANL en 1994 y 1999, respectivamente. Diploma de Estudios Avanzados y Suficiencia Investigadora y Doctor (PhD) en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Procesos Termofluidodinámicos, ambos por la Universidad Politécnica de Valencia, España en 2001 y 2003, respectivamente

12 12 JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO COORDINACIÓN GENERAL ACADÉMICA DE MECÁNICA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA