e. motores diapositivas 04. caracteristicas de los motores reducido
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J.H.G. MOTORES
Características de los motores 1
RENDIMIENTO DEL MOTOR
El motor de combustión interna es una maquina quetransforma energía mediante el siguiente proceso:
En este proceso no toda la energía del combustible es
transformada en trabajo útil. Una parte se pierde, por lo que la
energía aprovechable que se obtiene es menor a la inicial
ENERGIA QUIMICA→ENERGIA TERMICA→ENERGIA MECANICA
Combustible → Combustión → Desplazamiento del pistón
energía obtenida
Rendimiento del motor (ŋ) = ――――――――― x 100 = %
energía aportada
El rendimiento de un motor, por tanto, será mayor cuantomenores sean las perdidas durante la transformación.
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RENDIMIENTO DEL MOTOR
Perdidas de energía
De calor.
Gases de escape.
Sistema de refrigeración.
Radiación de calor al exterior.
Mecánicas.
Rozamiento entre órganos enmovimiento.
Accionamiento dedispositivos auxiliares.
Químicas.
Combustión incompleta.
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Definen las prestaciones que se obtienen en un motor:
Par motor.
Potencia.
Consumo especifico de combustible.
Son suministradas por el fabricante, que las obtiene mediante
ensayos en el banco de potencia o freno dinamométrico.
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Par motor
Par de giro:
Efecto de rotación que se
obtiene cuando se aplica una
fuerza sobre un brazo de
palanca.
Su valor es el producto de la
fuerza aplicada por la
distancia desde donde se
aplica hasta el punto de giro.
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Par motor
Depende de la fuerza aplicada sobre el pistón y
de la longitud del codo del cigüeñal (½ de la
carrera).
Par (M) = Fuerza(F) x Distancia(D)
El valor de la fuerza (presión) media aplicada
sobre el pistón depende:
Del grado de llenado del cilindro. (rendimiento
volumétrico).
De la eficacia con que se desarrolla la combustión.
Su valor mas alto se consigue en una gama media de revoluciones:
Mejor llenado de los cilindros.
Menor fricción de los órganos mecánicos.
Coincide en el nº de r.p.m. con el máximo rendimiento volumétrico.
Fuerza
F
Distancia
D
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Potencia
La potencia mecánica se define como la cantidad de trabajorealizada en la unidad de tiempo.
(Trabajo) T
(Potencia) P = ――――――
(Tiempo) t
Para su calculo es conveniente expresarla enfunción de la velocidad de giro del motor.
En un motor, es el resultado de multiplicar el par motor
obtenido en el eje por la velocidad de rotación.
P = (Par motor) M x (Velocidad de rotación) ŵ
M (Nm) . Nº.r.p.m
P = --------------------= (kW)
9550
Sistema Internacional
M (kg.m) . Nº.r.p.m
P = --------------------= (C.V.)
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Sistema Técnico
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Unidades de medida
UNIDADES DE PAR MOTOR Y POTENCIA
Sistema Internacional (SI) Sistema Técnico (ST)
ParNewton metro (Nm)
1 daN (Decanewton) = 10 Nm
Metro kilogramo (mkg)
Potencia
Vatio (W)
1 W = 1 J/1s
1000 W = 1 kW
Caballo de vapor (CV o Hp)
1 CV = 75 Kgm/s
Equivalencia
1 daN = 9.8 Nm = 1 mkg
0.736 kW = 1 CV
1 kW = 1.36 CV
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Factores que determinan la potencia de un motor
Cilindrada.
Al aumentar el volumen del cilindro también lo hace la cantidad de
combustible quemado en cada ciclo (mayor calor transformado en
trabajo mecánico).
Si se consigue que los cilindros admitan mas cantidad de gas, la
presión interna aumenta y también el par motor.
Con su aumento, el rendimiento térmico mejora.
Llenado de los cilindros.
Relación de compresión.
Régimen de giro.
Al aumentar el régimen de giro se obtiene mayor numero de ciclos
por minuto.
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Potencia y régimen de giro
La potencia de un motor puede mejorarse utilizando
diferentes procedimientos:
Aumentando el régimen de giro del motor, puesto que para este tipo
de motor es relativamente fácil de conseguir.
Como estos motores tienen limitado el régimen de giro
máximo, la potencia se mejora, aumentando la cilindrada y
dotándole de un sistema de sobrealimentación
Motores Otto:
Motores Diesel:
P = (Par motor) M x (Velocidad de rotación) ŵ
P = (Par motor) M x (Velocidad de rotación) ŵ
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MOTORES
Consumo especifico de combustible
Define la relación existente entre la masa de combustible
consumida y la potencia entregada g/kW.h (gramos/kilovatio.
hora)
Depende de muchos factores, pero principalmente del:
Rendimiento volumétrico.
Rendimiento térmico de la combustión.
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CURVAS CARACTERISTICAS
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CURVAS CARACTERISTICAS
Se confeccionan a partir
de los datos obtenidos
mediante pruebas en el
freno dinamométrico.
Representan los valores
que van tomando la
potencia, el par motor
y el consumo
especifico a medida
que varia el numero de
revoluciones del motor.
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CURVAS CARACTERISTICAS
Interpretación de la curva de potencia.
Pese a ello, la potencia sigue
creciendo debido a que al
aumentar el régimen se obtiene
mayor numero de ciclos por
minuto.
Coincide o esta muy cercano al
punto donde el par motor
desciende.
Punto donde la curva es menos
pronunciada:
P = (Par motor) M x (Velocidad de rotación) ŵ
Punto donde la curva es
menos pronunciada
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CURVAS CARACTERISTICAS
Interpretación de la curva de potencia.
Las perdidas mecánicas superan
a la potencia producida.
A partir de aquí cae la potencia
puesto que el llenado de los
cilindros es deficiente.
Punto donde la curva desciende:
El aumento de revoluciones a
partir de este punto puede
producir la rotura de las piezas.
Punto donde la curva desciende
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CURVAS CARACTERISTICAS
Interpretación de la curva de potencia
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CURVAS CARACTERISTICAS
Interpretación de la curva de potencia.
Si el motor esta girando en un tramo dela curva cercano a la máxima potencia,este tendrá facilidad para subir derevoluciones.
Significa que para un pequeñoaumento de revoluciones del motorse produce un incrementoimportante de la potencia (motorpoco elástico.
Pendiente muy pronunciada:
Si el motor esta girando en un tramo de
la curva bajo en revoluciones y cae de
régimen, le será muy difícil recuperarse.
Habría que recurrir a la caja de cambios
introduciendo una velocidad menor.
Curva de pendiente muy
pronunciada
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CURVAS CARACTERISTICAS
Interpretación de la curva de potencia.
Al motor le es fácil recuperarsedesde bajas revoluciones.
Significa que un valor determinadode potencia (moderado), seconsigue para un pequeñoaumento de revoluciones.
Pendiente poco pronunciada:
Es característica de motores
elásticos, aunque las cifras de
potencia máxima son menores.
Curva de pendiente poco
pronunciada
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
Representa la
evolución del par en
función del régimen
del motor.
Se expresa en Nm. y a
veces en mkg.
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
Curva
ascendente
Curva
descendente
Interpretación de la curva de par motor.
Al aumentar el régimen, elllenado de los cilindrosempeora y el par desciende,a pesar de que la potenciasigue aumentando.
Asciende a medida queaumenta el nº derevoluciones del motor hastael par máximo (Punto querepresenta el máximorendimiento volumétrico).
Curva descendente:
Curva ascendente:
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
Interpretación de la curva de par motor.
El par sube hasta alcanzar su
máximo valor, pero se
mantiene dentro de la zona
útil durante un tramo muy
corto de revoluciones, lo que
indica que habrá que usar el
cambio de marchas con
frecuencia.
Motor poco elástico “Curva
puntiaguda”:
Curva puntiaguda
El motor Otto suele desarrollar
este tipo de curva de par.
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
Interpretación de la curva de par motor.
El valor de par útil se alcanza abajas revoluciones y semantiene durante un largotramo. Implica buenarecuperación desde bajasrevoluciones y una subidarápida de las mismas encualquier situación,aumentando así la potencia.
Motor mas elástico “Curvaplana”:
Curva plana
El motor Diesel suele desarrollar
este tipo de curva de par.
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CURVAS CARACTERISTICAS
Curva de par motor
Interpretación de la curva de par motor.
Se encuentra entre elrégimen de revolucionesque corresponde al parmáximo y elcorrespondiente a lapotencia máxima
Campo de elasticidad.Campo de
elasticidad