semejanza de motores de combustión interna alternativos (mcia)

Asignatura: Máquinas Térmicas I Catedrático: Ing. Oscar Méndez Cruz Integrantes:

Maxidiano Isidro Céspedes Gonzales

Jherson Martín Cumpa Barrios

Oscar Alfredo Gil Merino

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA - ELÉCTRICA

Tema: “SEMEJANZA DE

MOTORES ALTERNATIVOS”

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

SEMEJANZA DE MOTORES ALTERNATIVOS

FINALIDAD

Explicar las tendencias que tienen los MCIA al variar su

tamaño

Herramienta útil y rápida para el diseño y elección de

motores según la aplicación que se les quiera dar.

SUPONGAMOS 2 MCIA QUE CUMPLEN ESTOS REQUISITOS:

- Semejanza geométrica ()

- Mismas condiciones ambientales- Mismos reglajes (dosado, encendido, Trefrig)

- Misma cm (isopérdidas por fricción)

En estas condiciones, ambos motores tienen sensiblemente la misma PMI y PME

2

2

1

1

S

D

S

D

2

1

2

1

S

S

D

D

CONDICIONES A CUMPLIR POR MCIA

SEMEJANTES

SEMJANZA GEOMÉTRICA

IGUALES CONDICIONES AMBIENTALES

IGUALES REGLAJES

IGUAL VELOCIDAD MEDIA DEL PISTÓN

IGUALDAD DE PMI EN MOTORES SEMEJANTES

- Magnitudes geométricas

- Condiciones ambientales

Iguales pérdidas de calorEl rendimiento

volumétrico (nv) Igual pérdidas por bombeo

Iguales perdidas de rozamiento

Iguales perdidas por accionamiento

auxiliares

CONSECUENCIAS DEDUCIDAS DE LA

SEMEJANZA DE MOTORES

Aplicable también a motores poli-cilíndricos si se conservan las semejanzas de tamaño

Para dos motores semejantes 2 y 1, donde 2>1, se define larelación de semejanza geométrica

OTROS PARÁMETROS DE SEMEJANZA

POTENCIA

PAR

NÚMERO DE REVOLUCIONES

POTENCIA POR UNIDAD DE

SUPERFICIE DEL PISTÓN

RELACIONES DEDUCIDAS DE LA SEMEJANZA DE MOTORES

RELACIÓN ENTRE PARES

El par crece como la cilindrada con el cubo de λ

RELACIÓN ENTRE NÚMERO DE REVOLUCIONES

Los motores son más lentos si son más grandes

RELACIÓN ENTRE POTENCIAS

La potencia crece con el cuadrado de λ

RELACIÓN ENTRE POTENCIAS ESPECÍFICAS

Aumenta el tamaño conforme disminuye la

potencia específica

RELACIÓN ENTRE CALOR CEDIDO - APORTADO

El cociente se mantiene constante

RELACIÓN ENTRE POTENCIAS POR UNIDAD DE

SUPERFICIE

Se mantiene constante

IMPLICACIONES DERIVADAS DE SUBDIVIDIR LA CILINDRADA

Consideramos 2 motores de igual cilindrada y diferente numero de cilindros, donde

“Para igual cilindrada, al aumentar el número de cilindros aumenta la potencia”

OTRAS IMPLICACIONES DERIVADAS

Al subir el número de cilindros el par motor es más regular.

Al subir el número de cilindros el número de piezas aumenta, si bien son más pequeñas.

Al aumentar el número de cilindros el régimen del motor aumenta

Al subir el número de cilindros la vida de las piezas disminuye al aumentar su desgaste relativo

Al subir el número de cilindros las disposiciones constructivas son más complicadas

PARA UN MISMO NÚMERO DE CILINDROS:o El par aumenta con la cilindrada (3)o La potencia aumenta con el área de pistón (2)o La potencia por litro disminuye (1/)o El régimen de giro disminuye con el tamaño (1/)o Las pérdidas de Q por A disminuyen (1/0.25)

PARA DISTINTO NÚMERO DE CILINDROS:o Si la potencia es la misma, la cilindrada es mayor

para menor nº de cilindroso Si la cilindrada es la misma, la potencia es mayor

para mayor nº de cilindroso El par motor es proporcional a la cilindrada

RESUMEN DE RELACIONES Y PARÁMETROS EN LA SEMEJANZA DE MCIA

CONSIDERACIONES FINALES SOBRE LA

SEMEJANZA

En la práctica Cm y PME no se mantienen al variar la cilindrada.

Cm y PME sí que se mantienen bastante constantes cuando se trata de motores para una misma aplicación.

PARÁMETROS MÁS CARACTERÍSTICOS DE LOS MOTORES EN FUNCION DEL TIPO DE

APLICACIÓN

SEMEJANZA A PARTIR DE CURVAS DE PAR

Las curvas corresponden a dos motores de aspiración natural, de 4 Tiempos y 4 cilindros cuadrados es decir, D/S=1.

Para ser semejantes deben tener la misma presión media efectiva, PME, y la misma velocidad lineal media del pistón, cm.

Suponiendo que la velocidad lineal media es la misma

Los MEC tienen una menor velocidad lineal media que los MEP.

Los MEC tienen una menor PME que los MEP y los motores sobrealimentados tienen mayor PME que los de aspiración natural.

En los MEP la velocidad lineal media máxima crece con la cilindrada

ESTUDIO COMPARATIVO DE MOTORES DE AUTOMOCIÓN

ANÁLISIS DE TENDENCIA A PARTIR DE CURVAS GENERALES

MOMENTO TORSOR EN FUNCIÓN DE LA

CILINDRADA

POTENCIA SOBRE VELOCIDAD MEDIA EN

FUNCIÓN DE ÁREA TOTAL DE PISTONES

POTENCIA MÁXIMA EN FUNCIÓN DE LA

CILINDRADA

DIÁMETRO EN FUNCIÓN DE

REVOLUCIONES (a potencia máxima)

• LISTA DE FACTORES A TENER EN CUENTA

Potencia por unidad de cilindrada elevada (z , D ) Potencia efectiva elevada (Vt , z ) Reducir rozamientos (z ) Aumentar rendimiento (reducir consumo) (D ) Minimizar coste de fabricación (z ) Reducir vibraciones (z )

CRITERIOS DE DISEÑO