escuela politÉcnica nacionalbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/19868/1/cd-9281.pdf · anexo iv...

ESCUELA POLITÉCNICA

NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PARÁMETROS INDICADOS

DE UN MOTOR DE CICLO OTTO ASPIRACIÓN NATURAL CON

SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA EN FUNCIÓN DE LA

ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGÍSTER EN

SISTEMAS AUTOMOTRICES

Ing. David Aníbal Erazo Cerón

[email protected]

Ing. Alejandro Sebastián Viteri Mosquera

[email protected]

DIRECTOR: MSc. Ángel Adalberto Portilla Aguilar

[email protected]

Quito, Agosto, 2017

i

DECLARACIÓN

Nosotros, David Aníbal Erazo Cerón y Alejandro Sebastián Viteri Mosquera, declaramos

bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido

previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos

consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.

A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual

correspondiente a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido

por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional

vigente.

David Aníbal Erazo Cerón Alejandro Sebastián Viteri Mosquera

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por los ingenieros: David Aníbal Erazo

Cerón y Alejandro Sebastián Viteri Mosquera, bajo mi supervisión.

MSc. Ángel Adalberto Portilla Aguilar

DIRECTOR DE PROYECTO

iii

DEDICATORIA

A mi esposa Michelle y nuestro hijo Nicolás.

David

iv

AGRADECIMIENTO

A Dios por darme la vida y darme la oportunidad de culminar esta etapa.

A mi esposa por ser mi inspiración, mi apoyo, por ser incondicional en todo momento.

A mis padres por su amor, apoyo, ejemplo y paciencia.

A mis hermanas: Marthy y Anita, por ser mis amigas y consejeras.

A mis sobrinos: Sebastián, Matías, Victoria y Camila, por sus sonrisas y ternura.

Al Ing. Ángel Portilla, director de tesis por su apoyo, paciencia y conocimientos

compartidos durante la elaboración de esta tesis.

A mi compañero de tesis Alejandro con quien hemos afrontado muchas dificultades y

nuevas oportunidades en la elaboración de este proyecto.

A los amigos que he conocido en la maestría, en el CCICEV y el INEN con quienes he

compartido gratas vivencias, conocimientos e inolvidables recuerdos.

David

v

DEDICATORIA

A la memoria de: Nelly Karina Del Pozo Mosquera.

Gracias por cuidar de mí desde el cielo.

Alejandro

vi

AGRADECIMIENTO

Un sincero y profundo agradecimiento a nuestro Director de Tesis Ing. Ángel Portilla, por

compartir su valioso tiempo, conocimientos y recomendaciones para que este proyecto

sea fructuoso.

A mi amada esposa Paulina Isabel, que me levantó cuando el dolor y la adversidad me

hicieron caer.

A mis queridos padres, que siempre me han apoyado incondicionalmente y de manera

especial en la realización de este trabajo.

A mis queridos hermanos: Jeanneth y Antonio, que siempre han estado conmigo desde

mis primeros pasos.

A mis sobrinos: Jhordan Andrés, Fabricio Esteban, Adrian Paúl y Juan Francisco, que

siempre me animan y apoyan en todo momento.

A mi compañero David Erazo, ya que pese a todas las dificultades que hemos

atravesado, hemos logrado salir adelante y culminar esta etapa.

A mi hijo adorado, Martin Alejandro, mi razón de vivir, luchar y ser mejor cada día.

Finalmente, pero no menos importante agradezco al Creador, que nos permite vivir según

su voluntad.

Alejandro

vii

INDICE DE CONTENIDO Declaración ............................................................................................................................. i

Certificación ............................................................................................................................ii

Dedicatoria ............................................................................................................................. iii

Agradecimiento ..................................................................................................................... iv

Dedicatoria ............................................................................................................................. v

Agradecimiento ..................................................................................................................... vi

Indice de contenido .............................................................................................................. vii

Resumen.............................................................................................................................. xvi

Abstract ............................................................................................................................... xvii

Introducción ........................................................................................................................... 1

Objetivo general .................................................................................................................... 1

Objetivos específicos............................................................................................................. 1

Alcance ............................................................................................................................... 2

1. FUNDAMENTOS Y MARCO TEÓRICO...................................................................... 3

1.1. Motor de combustión Interna ciclo Otto .................................................................... 3

1.2. Ciclos termodinámicos del motor Otto ...................................................................... 3

1.2.1. Ciclo termodinámico ideal ......................................................................................... 4

1.2.2. Ciclo termodinámico real ........................................................................................... 5

1.3. Parámetros geométricos de los motores alternativos ............................................... 6

1.4. Parámetros indicados de los motores de combustión interna .................................. 8

1.4.1. Trabajo indicado ........................................................................................................ 9

1.4.2. Potencia indicada .................................................................................................... 10

1.4.3. Presión media indicada ........................................................................................... 10

1.4.4. Eficiencias del motor ................................................................................................ 11

1.4.5. Eficiencia volumétrica .............................................................................................. 12

1.5. Sistema de inyección electrónica ............................................................................ 13

1.5.1. Protocolos de comunicación y diagnóstico ............................................................. 13

1.5.2. Sensores de un sistema de inyección electrónica .................................................. 14

1.5.2.1. Sensor de masa y flujo de aire ............................................................................. 14

1.5.2.2. Sensor de presión MAP ........................................................................................ 15

1.5.2.3. Sensores de Temperatura .................................................................................... 16

viii

1.5.2.4. Sensor de temperatura de aire de admisión ........................................................ 16

1.5.2.5. Sensor de temperatura del motor ......................................................................... 17

1.5.2.6. Sensores de oxígeno ............................................................................................ 18

1.6. Factor lambda (Robert Bosch GmbH, 2005) .......................................................... 18

1.7. Metodología de cálculo de los parámetros indicados (Pulkrabek, 1997) ............... 19

1.8. Factores de corrección para la potencia obtenida (Sodré & Soares, 2003)........... 22

1.8.1. Factor de corrección de la SAE J 1349 ................................................................... 23

1.8.2. Factor de corrección de ISO 2534 .......................................................................... 24

2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL CICLO EXPERIMENTAL ..................... 25

2.1. Muestreo .................................................................................................................. 25

2.1.1. Muestreo probabilístico ........................................................................................... 25

2.1.2. Muestreo no probabilístico ...................................................................................... 25

2.2. Medidas de tendencia central ................................................................................. 26

2.2.1. Media ............................................................................................................. 26

2.2.2. Moda ............................................................................................................. 27

2.2.3. Mediana ............................................................................................................. 27

2.3. Medidas de dispersión ............................................................................................. 27

2.3.1. Rango ............................................................................................................. 27

2.3.2. Varianza muestral .................................................................................................... 28

2.3.3. Desviación estándar ................................................................................................ 28

2.4. Tamaño de la muestra ............................................................................................. 29

2.4.1. Porcentaje de confianza (z) ..................................................................................... 29

2.4.2. Error o porcentaje de error (ε) ................................................................................. 29

2.4.3. La variabilidad .......................................................................................................... 29

2.4.4. Tamaño de la muestra para estimar proporciones ................................................. 30

2.4.5. Determinación del tamaño de la muestra ............................................................... 30

2.5. Selección de las características de los vehículos de muestra ............................... 32

2.6. Vehículos de pruebas .............................................................................................. 34

2.6.1. Kia Rio R EX ............................................................................................................ 34

2.6.2. Hyundai Tucson ....................................................................................................... 35

2.7. Equipos .................................................................................................................... 36

2.7.1. Dinamómetro de chasis LPS 3000 .......................................................................... 36

2.7.2. Escáner automotriz .................................................................................................. 37

2.7.3. Analizador de gases vehiculares ............................................................................. 38

2.7.4. GPS ............................................................................................................. 39

ix

2.7.5. Termohigrómetro ..................................................................................................... 40

2.8. Pruebas .................................................................................................................... 41

2.8.1. Prueba estática ........................................................................................................ 41

2.8.2. Prueba dinámica ...................................................................................................... 43

2.8.3. Prueba discreta ........................................................................................................ 45

2.8.4. Prueba dinámica en carretera ................................................................................. 45

3. PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................. 46

3.1. Prueba estática ........................................................................................................ 46

3.1.1. Ejemplo de cálculo para la prueba estática del Kia Rio.......................................... 46

3.1.2. Resultados de las pruebas estáticas del Kia Rio .................................................... 51

3.1.3. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Kia Rio ............................ 59

3.1.4. Ejemplo de cálculo para la prueba estática para Hyundai Tucson 2008 .............. 61

3.1.5. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008 ............................ 65

3.1.6. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2008 .... 73

3.1.7. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010 ............................ 75

3.1.8. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2010 .... 82

3.2. Prueba dinámica ...................................................................................................... 84

3.2.1. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Kia Rio .......................... 86

3.2.2. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Hyundai Tucson ........... 87

3.3. Prueba discreta ........................................................................................................ 87

3.3.1. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Kia Rio ................................ 87

3.3.2. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Hyundai Tucson .............. 90

3.3.3. Análisis del comportamiento de los sensores del sistema de inyección

electrónica ............................................................................................................. 93

3.4. Prueba dinámica en carretera ................................................................................. 95

3.4.1 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Kia Rio ......... 95

3.4.2 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Hyundai

Tucson ............................................................................................................. 97

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 100

4.1. Conclusiones ......................................................................................................... 100

4.2. Recomendaciones ................................................................................................. 101

4.3. Bibliografía ............................................................................................................. 102

Anexos ............................................................................................................................... 104

Anexo I Modelos más vendidos de las marcas más vendidas en Ecuador ..................... 105

x

Anexo II Registro y tabulación de los datos obtenidos por los equipos utilizados en esta

investigación en la prueba estática ....................................................................... 111

Anexo III Calculos de las pruebas estáticas realizadas a diferentes alturas ................... 129

Anexo IV Resultados de las pruebas dinámicas realizadas a 2 800 msnm en el banco de

pruebas del CCICEV ............................................................................................. 148

Anexo V Resumen de resultados calculados de las pruebas estáticas mediante el análisis

termodinámico ....................................................................................................... 161

Anexo VI Resultados de las pruebas discretas obtenidos por los equipos del CCICEV . 207

Anexo VII Datos obtenidos y resultados calculados de la pruebas dinámica de carretera

mediante el análisis termodinámico ...................................................................... 212

Anexo VIII Informe de resultados del calor específico de los combustibles super y

extra ....................................................................................................................... 218

xi

INDICE DE FIGURAS

Figura 1.1. Ciclo termodinámico Otto ideal. .......................................................................... 4

Figura 1.2. Ciclo termodinámico Otto real. ........................................................................... 5

Figura 1.3. Parámetros geométricos de un motor Otto. ....................................................... 7

Figura 1.4. Ciclo indicado de un motor de cuatro tiempos, mostrando los lazos de alta y

baja compresión. ................................................................................................................... 8

Figura 1.5. Esquema básico de un sensor MAF................................................................. 15

Figura 1.6. Circuito básico sensor MAP. ............................................................................. 16

Figura 1.7. Circuito básico IAT. ........................................................................................... 17

Figura 1.8. Comportamiento del sensor de oxígeno observado mediante

un osciloscopio. ................................................................................................................... 18

Figura 1.9. Ciclo termodinámico Otto ideal, 6-1-2-3-4-5-6. ................................................ 20

Figura 2.1. Vehículo de pruebas # 1 ................................................................................... 34

Figura 2.2. Vehículos de prueba #2 y #3 ............................................................................ 35

Figura 2.3. Banco de potencia LPS 3000 ........................................................................... 37

Figura 2.4. Escáner LAUNCH x431 pro. ............................................................................. 38

Figura 2.5. Analizador de gases MGT5. ............................................................................. 39

Figura 2.6. GPS Garmin. ..................................................................................................... 40

Figura 2.7. Termohigrómetro............................................................................................... 41

Figura 3.1. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 0 msnm a

4 000 msnm ......................................................................................................................... 53

Figura 3.2. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 400 msnm a

3 600 msnm ......................................................................................................................... 54

Figura 3.3. Curvas de presión media indicada obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm. ...... 55

Figura 3.4. Curvas de presión media indicada obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm. .. 56

Figura 3.5. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm. .................. 57

Figura 3.6. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm. .............. 58

Figura 3.7. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ............. 60

Figura 3.8. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a

4 000 msnm. ........................................................................................................................ 67


3 600 msnm. ........................................................................................................................ 68

Figura 3.10. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de

0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 69

xii


0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 70

Figura 3.12. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a

4 000 msnm. ........................................................................................................................ 71


4 000 msnm. ........................................................................................................................ 72

Figura 3.14. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ........... 74


4 000 msnm. ........................................................................................................................ 76


3 600 msnm. ........................................................................................................................ 77


0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 78


400 msnm a 3 600 msnm. ................................................................................................... 79


4 000 msnm. ........................................................................................................................ 80


3 600 msnm. ........................................................................................................................ 81

Figura 3.21. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ........... 83

Figura 3.22. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el

Kia Rio. ................................................................................................................................ 86

Figura 3.23. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Hyundai

Tucson. ................................................................................................................................ 86

Figura 3.24. Potencia obtenida para el Kia Rio en la prueba discreta ............................... 88

Figura 3.25. Potencia indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos

de los sensores.................................................................................................................... 89

Figura 3.26. Presión media indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los

datos de los sensores.......................................................................................................... 89

Figura 3.27. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los


Figura 3.28. Potencia obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta ................ 91

Figura 3.29. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los


Figura 3.30. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba

discreta con los datos de los sensores ............................................................................... 92

xiii

Figura 3.31. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los


Figura 3.32. Comportamiento del sensor MAP con IAT ..................................................... 93

Figura 3.33. Comportamiento del sensor MAF con IAT ..................................................... 94

Figura 3.34. Comportamiento del factor Lambda - MAP .................................................... 94

Figura 3.35. Comportamiento del factor Lambda - MAF .................................................... 95

Figura 3.36. Potencia indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en

carretera............................................................................................................................... 96

Figura 3.37. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera .. 97

Figura 3.38. Presión media indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en

carretera............................................................................................................................... 97

Figura 3.39. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de

carretera............................................................................................................................... 98

Figura 3.40. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de

carretera............................................................................................................................... 99

Figura 3.41. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba

dinámica de carretera .......................................................................................................... 99

xiv

INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Valores de nivel e intervalos de confianza. ....................................................... 29

Tabla 2.2. Ventas de automóviles en el Ecuador desde el año 2000 hasta el 2015. ........ 31

Tabla 2.3. Venta de vehículos según marca, porcentaje de participación 2011-2016 ...... 32

Tabla 2.4. Tipos de vehículos más vendidos en el país. .................................................... 33

Tabla 2.5. Modelos de vehículos más vendidos por marca. .............................................. 33

Tabla 2.6. Datos de catálogo del vehículo de pruebas # 1. ............................................... 35

Tabla 2.7. Datos de catálogo de los vehículos de pruebas #2 y #3.................................. 36

Tabla 2.8. Especificaciones técnicas del dinamómetro de chasis LPS 3000. ................... 37

Tabla 2.9. Especificaciones del Escáner LAUNCH x431 pro. ............................................ 38

Tabla 2.10. Especificaciones del analizador de gases MGT5............................................ 39

Tabla 2.11. Especificaciones del GPS Garmin. .................................................................. 40

Tabla 2.12. Características del termohigrómetro. ............................................................... 41

Tabla 2.13. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAP. .................. 42

Tabla 2.14. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAF. ................... 42

Tabla 3.1. Condiciones ambientales para la prueba a una altitud de 2 800 rpm. .............. 46

Tabla 3.2. Variables del motor del Kia Rio.......................................................................... 46

Tabla 3.3. Datos obtenidos en la prueba estática a un régimen de motor de 6 000 rpm y

una altitud de 2 800 msnm. ................................................................................................. 47

Tabla 3.4. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ........... 52

Tabla 3.5. Potencia obtenida con los factores de corrección. ............................................ 52

Tabla 3.6. Comportamiento de las variables de entrada con respecto a la altitud. ........... 59

Tabla 3.7. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................... 60

Tabla 3.8. Variables del motor del Hyundai Tucson. .......................................................... 61

Tabla 3.9. Datos obtenidos en la prueba estática a 6 000 rpm a una altitud de

2 800 msnm. ........................................................................................................................ 62

Tabla 3.10. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ......... 66

Tabla 3.11. Potencia obtenida con los factores de corrección. .......................................... 66

Tabla 3.12. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud. ..................... 73

Tabla 3.13. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................. 74

Tabla 3.14. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ......... 75

Tabla 3.15. Potencia obtenida con los factores de corrección. .......................................... 76

Tabla 3.16. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud. ..................... 82

Tabla 3.17. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................. 83

Tabla 3.18. Resultados promedio de la prueba dinámica para el Kia Rio. ........................ 85

xv

Tabla 3.19. Resultados de la prueba dinámica para el Hyundai Tucson. .......................... 85

Tabla 3.20. Resultados de la prueba discreta para el Kia Rio ........................................... 87

Tabla 3.21. Parámetros indicados para el Kia Rio obtenidos con los datos de los sensores

en la prueba discreta ........................................................................................................... 88

Tabla 3.22. Resultados de la prueba discreta para el Hyundai Tucson. ........................... 90

Tabla 3.23. Parámetros indicados para el Hyundai Tucson obtenidos con los datos de los

sensores en la prueba discreta ........................................................................................... 91

Tabla 3.24. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Kia Rio ... 96

Tabla 3.25. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Hyundai

Tucson. ................................................................................................................................ 98

xvi

RESUMEN

En el presente trabajo se expone una metodología para la determinación de la potencia,

trabajo y presión media indicada de un motor Otto de aspiración natural, con respecto a la

altitud sobre el nivel del mar mediante un análisis termodinámico, utilizando para este

efecto la información proporcionada por los sensores que equipa el sistema de inyección

electrónica y la relación aire – combustible determinada por el factor lambda (λ), misma

que se obtiene con un analizador de gases. Se han determinado los parámetros

indicados y de funcionamiento que influyen directamente en el comportamiento del motor,

y de igual forma se establece un protocolo de pruebas con el cual se puede obtener las

variables para el cálculo de estos parámetros indicados. Se obtiene como resultados de

la investigación, una correlación entre los parámetros indicados obtenidos en las pruebas

estáticas con relación al aumento de la altitud, mostrando un promedio de pérdidas del

cero punto cinco por ciento cada cien metros de elevación.

Palabras Clave: parámetros indicados del motor, altitud geográfica, análisis

termodinámico, factor lambda, potencia indicada.

xvii

ABSTRACT

In this document it is shown a methodology for determination of power, work and indicated

mean pressure of an atmospheric Otto engine, respect to altitude above sea level by

means of a thermodynamic analysis, using for this purpose the information provided by

sensors that equipped the electronic fuel injection system and air – fuel ratio determined

by lambda factor (λ), which is obtained with a gas analyzer. Indicated and operating

parameters that have directly influence on engine performance have been determined,

and in the same way is established a test protocol to obtain the variables for the

calculation of these indicated parameters. As a result of the research is obtained a

correlation between indicated parameters obtained in static test and altitude increasing,

showing an average loss of zero point five percent for each hundred meters of high.

Keywords: engine indicated parameters, altitude, thermodynamic analysis, lambda factor,

net power.

1

“ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PARÁMETROS

INDICADOS DE UN MOTOR DE CICLO OTTO ASPIRACIÓN

NATURAL CON SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA EN

FUNCIÓN DE LA ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR”

INTRODUCCIÓN

Las prestaciones de los motores de combustión interna alternativos (potencia, trabajo y

presión media indicados) dependen de las propiedades del aire; los parámetros que

tienen mayor impacto en el rendimiento del motor son la presión atmosférica y la

temperatura del aire, los mismos que afectan a su densidad. En el país no se dispone de

un método para evaluar el comportamiento de los parámetros indicados de los motores

de combustión interna a diferentes altitudes sobre el nivel del mar; con este proyecto se

conocerá las condiciones reales de funcionamiento del motor de combustión interna de

encendido por chispa.

Objetivo general

Analizar termodinámicamente los parámetros indicados de un motor ciclo Otto aspiración

natural con sistema de inyección electrónica, a diferentes altitudes sobre el nivel del mar,

a través del flujo de datos de los sensores.

Objetivos específicos

· Establecer e Implementar un método de cálculo para la obtención de los parámetros

indicados del motor de combustión interna de ciclo Otto mediante el análisis

termodinámico.

· Determinar los parámetros indicados y de funcionamiento que influyen en el

comportamiento del motor.

· Establecer el protocolo de pruebas con el cual se obtendrán las variables para el

cálculo del trabajo, potencia y presión media indicada.

· Evaluar los datos obtenidos con los resultados de pruebas de banco (dinamómetro).

2

Alcance

Determinar la potencia, trabajo y presión media indicada del motor Otto aspiración natural

con respecto a la altura sobre el nivel del mar, para lo cual se realizará una simulación del

ciclo termodinámico del motor con los datos obtenidos a partir de la información

proporcionada por los sensores que equipa el sistema de inyección electrónica del

vehículo y de la relación aire - combustible determinada por el factor lambda.

3

1. FUNDAMENTOS Y MARCO TEÓRICO

En este capítulo se desarrollará la teoría del motor de combustión interna, los ciclos

termodinámicos indicado y teórico, los términos referentes a los parámetros geométricos

e indicados de los motores de combustión interna, que serán necesarios dentro de esta

investigación; además se describirán los sensores más importantes para la parte

experimental de este trabajo.

1.1. Motor de combustión Interna ciclo Otto

El motor de combustión interna es una máquina termodinámica capaz de generar trabajo,

convirtiendo la energía química proveniente de la combustión controlada de un

combustible, en movimiento lineal alternativo, el mismo que a su vez se convertirá en

movimiento circular. Se denomina motor de combustión interna debido a que dicha

combustión se produce dentro de la propia máquina. El término “ciclo Otto” debe su

nombre al ingeniero alemán Nicolaus August Otto, quien en 1876 presentó en Alemania

la patente “Gasmotor”. (Payri & Desantes, 2011)

El principio de funcionamiento básico: admisión, compresión, trabajo y escape; se ha

mantenido por más de un siglo, sin embargo, durante este tiempo el M.C.I. ha tenido un

gran refinamiento que ha logrado convertirlo en la fuente de propulsión más utilizada en

el mundo.

1.2. Ciclos termodinámicos del motor Otto

Un ciclo termodinámico está conformado por una serie de procesos, que parten de un

punto o situación inicial, y a través de la evolución de determinadas magnitudes regresará

al punto inicial.

Durante el proceso termodinámico a través del MCI, el fluido de trabajo se encuentra

sometido a una serie de transformaciones químicas y físicas tales como: compresión,

combustión, expansión, transferencia de calor, rozamientos, entre otros que constituyen

el ciclo del motor.

El análisis de estos fenómenos, considerando todas las posibles variables resulta un

tanto complejo, es por esto que generalmente se trata de simplificar estos ciclos

recurriendo a aproximaciones teóricas. Dentro del estudio del motor de combustión

interna ciclo Otto, se han definido dos ciclos que son: el ciclo ideal o teórico y el ciclo real

o indicado.

4

1.2.1. Ciclo termodinámico ideal

El ciclo termodinámico teórico o ideal es un esquema explicativo, en el cual se ha

formulado una serie de teorías básicas, que se correlacionan con el ciclo operativo

teórico, para obtener mediante cálculos sencillos, parámetros de importancia básica, tales

como el trabajo del ciclo o el rendimiento.

En la Figura 1.1 se indican los estados que conforman un ciclo termodinámico ideal.

Figura 1.1. Ciclo termodinámico Otto ideal.

(Fuente: http://navarrof.orgfree.com/Docencia/Termodinamica/CiclosGeneracion/ciclosdepotencia.htm)

· 1-2: (Compresión adiabática). En este proceso, el gas o fluido de trabajo se

comprime adiabáticamente desde el volumen (V1) al volumen (V2); la temperatura

se eleva de (T1) a (T2). El trabajo realizado por el gas comprende el área bajo la

curva 1 - 2.

· 2-3: (Absorción de calor isocórica). Durante este proceso ocurre la combustión y

se libera la energía térmica (Qe), aumentando la presión y la temperatura

drásticamente, aunque el volumen permanece constante.

· 3-4: (Expansión isoentrópica). El gas se expande adiabáticamente, haciendo que

la temperatura descienda desde (T3) a (T4). El trabajo realizado por el gas es el

área comprendida bajo la curva 3 – 4.

5

· 4-1: (Cesión de calor isocórica). En este proceso la energía térmica del gas (Qs)

disminuye a medida que decrece la presión a volumen constante como producto

de la apertura de la(s) válvula(s) de escape; en este proceso no se genera trabajo.

· PMI - PMS: Los gases residuales son expulsados a presión atmosférica,

disminuyendo el volumen desde (V1) a (V2).

· PMS - PMI: Se introduce un nuevo fluido o gas de trabajo a presión atmosférica,

aumentando el volumen desde (V2) a (V1). El mismo ciclo se repetirá

posteriormente.

Es importante indicar que, un proceso adiabático es aquel en el cual un sistema no

pierde, ni gana calor, es decir que no intercambia calor con el entorno. Si este proceso

adiabático es reversible, se le conoce como un proceso isentrópico.

1.2.2. Ciclo termodinámico real

Un ciclo termodinámico real, es aquel que muestra las condiciones efectivas de

funcionamiento de un motor de combustión, y al ser representado en un diagrama presión

– volumen (P-V), es denominado diagrama indicado.

Figura 1.2. Ciclo termodinámico Otto real.

(Fuente: http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-151.htm)

6

En la Figura 1.2 se puede apreciar un ejemplo de ciclo real, las diferencias que son

notorias en comparación con el ciclo ideal (Figura 1.1), mismas que dependen de algunas

variables, entre ellas se pueden citar:

· Pérdidas de calor

· Tiempo de apertura y cierre de válvulas de admisión y escape

· Combustión no instantánea (adelanto de encendido)

· Pérdidas por bombeo

Considerando estas variables, se puede afirmar que el rendimiento indicado se debe

primordialmente al tiempo que tarda la mezcla aire-combustible en combustionarse

totalmente y de la rapidez con la cual se llena el cilindro y la evacuación de gases

residuales.

Uno de los objetivos de los fabricantes de motores es que el ciclo indicado se asemeje lo

más posible al ciclo teórico, para lograr este fin, se han optimizado el sistema de

distribución, adelantando y retrasando el inicio y finalización de la entrada y salida de los

fluidos de trabajo.

A estas mejoras se suma el control electrónico, con la finalidad de optimizar todos los

parámetros aplicables, tratando de disminuir elementos que presenten pérdidas y

desgaste mecánico, como por ejemplo el distribuidor y el carburador, que ahora son

remplazados por elementos electrónicos y electromecánicos. Debido al avance

tecnológico del motor y a la implementación del sistema de inyección electrónica, es

posible con la ayuda de los sensores calcular los parámetros indicados, para esto se

revisará en este capítulo los elementos que serán considerados en la investigación.

1.3. Parámetros geométricos de los motores alternativos

Los parámetros geométricos permiten caracterizar las dimensiones más importantes del

motor. Incluyen fundamentalmente parámetros relativos a las dimensiones del cilindro, al

mecanismo biela manivela y al sistema de renovación de la carga. En este caso sólo se

hará énfasis en las dimensiones de cilindro. Los parámetros geométricos se fijan al

diseñar un motor, lo que condicionará el funcionamiento en lo que se refiere a las

prestaciones como emisiones. (Payri & Desantes, 2011)

En la Figura 1.3 se define la geometría básica de un motor, donde se pueden extraer los

parámetros geométricos.

7

Figura 1.3. Parámetros geométricos de un motor Otto.

(Fuente: propia)

De donde se obtienen las siguientes ecuaciones:

A! = "#$% Ec. (1.1)

V# = "#$% S Ec. (1.2)

r = &'(&)&) Ec. (1.3)

V = A*X + V, Ec. (1.4)

V- = ZV# Ec. (1.5)

Dónde:

S: carrera del pistón, (m)

α: ángulo girado por cigüeñal

D: diámetro del pistón, (m)

PMS: Punto Muerto Superior (α = 0°)

R: radio del muñón del cigüeñal, (m)

PMI: Punto Muerto Inferior (α = 180°)

L: longitud de la biela, (m)

./: relación carrera-diámetro

8

01: área del pistón, (m2)

2/: volumen desplazado (m3)

3: relación de compresión

24: volumen de la cámara de combustión, (m3)

5: número de cilindros

26: cilindrada del motor, (m3)

1.4. Parámetros indicados de los motores de combustión interna

Los parámetros indicados reciben su nombre del diagrama de ciclo indicado, mismo que

se visualiza en la Figura 1.4, que representa la evolución de la presión instantánea en

cámara a lo largo del ciclo de trabajo en función del volumen del cilindro.

La parte del ciclo marcada con signo positivo es el lazo de alta presión y con el signo

negativo, se tiene el lazo de baja presión, también denominado de bombeo, pues es

causado por la necesidad de bombear los gases para ser renovados.

Figura 1.4. Ciclo indicado de un motor de cuatro tiempos, mostrando los lazos de alta y baja

compresión.

(Fuente: (Payri & Desantes, 2011)

El lazo de alta presión coincide en su mayor parte con la evolución termodinámica

durante el ciclo cerrado (compresión, combustión y expansión), aunque no íntegramente,

puesto que, debido al ángulo de apertura del escape, una parte, la derecha del lazo de

9

alta presión corresponde al inicio del proceso de escape y como consecuencia del cierre

retrasado de la admisión, otra parte corresponde al final del proceso de admisión.

El trabajo neto cedido por los gases en el ciclo real del motor puede calcularse con la

integral a lo largo del bucle cerrado de todo el ciclo, que coincide con el área encerrada

por ciclo en el diagrama p-V, asumiendo presión constante en la otra cara del pistón. Si la

integral se extiende sólo al lazo de alta presión se obtendrá un trabajo positivo debido a

que el área es recorrida en sentido horario mientras que el lazo de baja presión

proporcionará una integral de signo negativo, como se muestra en la Figura 1.4.

El trabajo de ambos lazos se separa propiamente en el punto O de la Figura 1.4, pero por

facilidad suele definirse entre los puntos muertos inferiores, como se ve a continuación.

En todo caso, es recomendable siempre dar indicaciones explícitas del criterio que se

emplea a la hora de definir los parámetros indicados. (Payri & Desantes, 2011)

Teniendo en cuenta los comentarios anteriores se definen los siguientes parámetros:

1.4.1. Trabajo indicado

Es el trabajo producido en el ciclo cerrado (área encerrada dentro del diagrama p-V) y se

encuentra definida por la integral de alta presión entre el punto muerto inferior de

admisión y el de escape.

78 = 9 ;<2 => ?1@BCD1@BEF Ec. (1.6)

Donde:

Wi: trabajo indicado, (kJ)

PMIes: punto muerto inferior de escape

PMIad: punto muerto inferior de admisión

p: presión, (kPa)

V: volumen, (m3)

El trabajo indicado coincide con el trabajo realizado, si se asume presión constante en la

otra cara del pistón.

En algunos casos también es llamado trabajo indicado bruto, diferenciándolo del trabajo

indicado neto que cubre la integral completa de los lazos de alta y baja presión.

10

1.4.2. Potencia indicada

Es el trabajo indicado por unidad de tiempo.

G8 = HIJ78 Ec (1.7)

Donde:

Ni: potencia indicada, (kW) (hp)

i: número de ciclos por vuelta,

n: régimen de giro, (rpm)


Puede calcularse para un solo cilindro o para el motor completo, si el trabajo 78 es la

suma de los trabajo de todos los cilindros.

1.4.3. Presión media indicada

Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al

trabajo indicado.

;KH = LMNO Ec. (1.8)

Donde:

pmi: presión media indicada, (kPa)


VD: cilindrada unitaria, (m3)

Reemplazando la ecuación 1.7 en la ecuación 1.8 se tiene:

7P 8 = HIJI;KH2/ Ec (1.9)

7P 8 = HIJI;KHIQ2/ Ec (1.10)

Dónde:

7P 8: potencia indicada, (kW) (hp)

i: número de ciclos por vuelta

n: régimen de giro, (rpm)

11

pmi: presión media indicada, (kPa)

VD: cilindrada unitaria, (m3)

z: número de cilindros

La potencia indicada es directamente proporcional a la presión media indicada, a la

cilindrada total V-, al régimen de giro n y al tipo de ciclo i.

H = R; para motores de 2 tiempos

H = ?TU; para motores de 4 tiempos

1.4.4. Eficiencias del Motor

El motor de combustión es una máquina térmica cuya finalidad es transformar en trabajo

el calor generado por la inflamación de un combustible; sin embargo, el tiempo disponible

para el proceso de combustión resulta muy breve, y no todas las moléculas de

combustible logran encontrar una molécula de oxígeno con la cual combinar. En

consecuencia, existe una pequeña fracción de combustible que no se inflama y sale con

el flujo de escape, mientras menor sea esta fracción, mayor será la eficiencia de

combustión. Normalmente tiene valores entre 0,95 a 0,98 cuando un motor funciona

correctamente. (Pulkrabek, 1997)

Para un ciclo del motor en un cilindro, el calor añadido es:

W8Y = K[W\NJ] Ec (1.11)

Para el estado estacionario o estable:

WP8Y = KP [W\NJ] Ec (1.12)

Y la eficiencia térmica es:

J^ = 7J_`aW8YI = 7P J_`aWP8YI= 7P aKP bWc2Jd = J[aIJ] Ec (1.13)

Dónde:

7J_` = Trabajo de un ciclo, (kJ)

7J_`P = Potencia, (kW)

12

Kb = Masa de combustible para un ciclo, (kg)

KP b = Caudal másico de combustible, (kg/s)

Wc2I= Valor calorífico del combustible (kJ)

J] = Eficiencia de combustión

El rendimiento térmico puede estar dado como indicado enfgi o real enfgh , dependiendo

de si se utiliza la potencia indicada o la potencia real. Se deduce que la eficiencia

mecánica del motor corresponde a la siguiente ecuación:

Jj = eJ^gkIaIeJ^gH Ec (1.14)

Los motores pueden tener eficiencias térmicas indicadas en el rango de 50% a 60%. Con

la eficiencia térmica real se estima alrededor del 30%.

La eficiencia de combustión se define como:

J] = 7aKbWc2 I= I7P aKP bWc2 Ec (1.15)

1.4.5. Eficiencia volumétrica

Uno de los procesos más importantes que rige la cantidad de potencia y rendimiento que

se puede obtener de un motor es conseguir la máxima cantidad de aire en el cilindro

durante cada ciclo. Más aire significa que más combustible que se puede quemar y más

energía que se puede convertir en potencia de salida. (Pulkrabek, 1997)

La eficiencia volumétrica se define como:

Jl =IKmI/om2p Ec (1.16)

Jl = IJKP mI/om2pG Ec (1.17)

Dónde:

KmI = Masa de aire en el motor durante un ciclo, (kg)

KP mII= Flujo constante de aire en el motor, (kg/s)

om = Densidad del aire evaluada al aire en el motor, (kg/m3)

13

2p = Volumen de desplazamiento, (m3)

G = Velocidad del motor, (rpm)

J = Número de revoluciones por ciclo

1.5. Sistema de inyección electrónica

La inyección electrónica es la evolución de varias décadas de investigación a fin de

obtener una combustión más eficiente. El carburador fue un elemento mecánico muy

complejo capaz de producir mezclas de aire combustible aceptables, sin embargo, con la

introducción de normativas ambientales llevó a los fabricantes a buscar nuevas formas de

generar una combustión más amigable con el medio ambiente.

Desde esta perspectiva la mayoría de fabricantes optaron por la inyección de gasolina,

que en sus inicios fue comandada mecánicamente. Sin embargo, con el avance de la

electrónica, poco a poco se incorporaron elementos que tuvieran más aplicaciones y

menos desgaste mecánico. Con la llegada de los primeros computadores para uso

automotriz, fue posible tener un control más preciso de los componentes del sistema de

inyección de combustible.

El objetivo principal de la inyección electrónica es proporcionar a cada cilindro la cantidad

de combustible necesaria para el requerimiento de servicio del motor en un determinado

momento. Para ello, cuenta con uno o más inyectores que pulverizan el combustible en la

cámara de combustión, lo que se conoce como inyección directa; o en el colector de

admisión, lo que se conoce como inyección indirecta.

1.5.1. Protocolos de comunicación y diagnóstico

Con el objetivo de reducir la contaminación ambiental, la Junta de Recursos del Aire de

California – CARB (California Air Resources Board), a finales de los años ochenta,

determina que los fabricantes de vehículos a gasolina incorporen un protocolo de

diagnóstico y comunicación conocido como OBD (On Board Diagnostics). (California

Environmental Protection Agency, 2017)

La primera generación (OBD I) incorporada en principios de la década del noventa, no

resultó ser tan eficiente debido a que este protocolo no presentaba información de todos

los componentes, pero principalmente los puertos de conexión eran diferentes para cada

marca de vehículo.

14

La segunda generación (OBD II) es el protocolo de comunicación comúnmente utilizado

desde mediados de los 90 hasta la actualidad. Su objetivo principal es facilitar el

diagnóstico del sistema de inyección electrónica, y desde luego disminuir las emisiones

contaminantes en los vehículos.

Para el desarrollo de esta investigación se utilizarán vehículos con protocolo OBD II ya

que se pueden utilizar varios equipos de diagnóstico automotriz con la finalidad de

otorgar repetibilidad a las pruebas.

1.5.2. Sensores de un sistema de inyección electrónica

Un sistema de inyección electrónica se compone de una unidad de control electrónico

(ECU), un circuito de alimentación de combustible, elementos actuadores y sensores,

estos últimos proveerán los datos necesarios para la investigación.

La principal función de los sensores es informar a la ECU el estado las magnitudes

consideradas fundamentales para la operación normal del motor. El diseño de cada

sensor hace posible que detecte una magnitud física y pueda convertir este valor a una

señal eléctrica para que la ECU pueda procesarla y según la programación del fabricante,

tome las acciones necesarias para obtener el mejor desempeño del motor.

De acuerdo con las fórmulas y ecuaciones citadas sobre el ciclo real y los parámetros

indicados en este capítulo, a continuación, se describen los sensores que serán parte

esencial en la toma de datos.

1.5.2.1. Sensor de masa y flujo de aire

La función principal de este tipo de sensores, es indicar a la ECU la cantidad de aire que

ingresa al motor, para así dosificar de manera correcta la cantidad de combustible que

deberá ser inyectada. Los sensores de flujo de masa de aire generalmente se ubican

directamente en el conducto de admisión, entre el filtro de aire y el cuerpo de aceleración,

con el propósito de medir la cantidad de aire fresco que ingresa al motor. (Rueda

Santander, Manual técnico de Fuel injection, 2005)

Existen varios tipos de sensores de masa y flujo de aire, los más comúnmente utilizados

en la actualidad son los sensores MAF (Maniflod Air Flow). Este tipo de sensor está

constituido por un termistor, un cable de platino de alta temperatura y un circuito de

control electrónico. La función del termistor es medir la temperatura del aire que ingresa

al motor, mientras tanto el cable de platino permanece a una temperatura constante en

directa relación a la temperatura que muestre el termistor, este trabajo lo realiza el

15

circuito de control electrónico. Si el flujo de aire ingresante se incrementa, la temperatura

del cable de platino decrece, por lo tanto el control electrónico tratará de compensar esa

baja de temperatura ocurrida enviando más corriente eléctrica a través del cable de

platino para mantenerlo caliente. (Miller, 2012)

En la Figura 1.5 se muestra un esquema básico y general de un sensor MAF.

Figura 1.5. Esquema básico de un sensor MAF.

(Fuente: http://automotrizcbtis160.blogspot.com/2013/06/sensor-maf-el-sensor-maf-esta-disenado.html)

El circuito de control electrónico tiene dos funciones principales que son: mantener el

cable de platino caliente compensando cualquier baja de temperatura y a su vez informar

a la ECU estas variaciones mediante un voltaje, mientras más aire ingrese al motor,

mayor será la señal de voltaje enviada a la ECU.

1.5.2.2. Sensor de presión MAP

La función principal del sensor MAP (Maniflod Absolute Pressure) es indicar a la ECU la

presión absoluta dentro del múltiple de admisión, de esta forma se podrá controlar la

dosificación de combustible dependiendo del estado de carga del motor y de la necesidad

de aceleración.

Este tipo de sensor utiliza un vacío perfecto como referencia, el mismo que se encuentra

aislado en una cámara dentro del sensor. Por otro lado, el sensor tiene un espacio en el

cual detectará los cambios de presión que ocurran en el múltiple de admisión; la

diferencia entre estas presiones generará un voltaje variable que será interpretado por la

ECU para tomar las operaciones necesarias. (Rueda Santander, Manual técnico de Fuel

injection, 2005)

En la Figura 1.6 se muestra un esquema general de un sensor MAP.

16

Figura 1.6. Circuito básico sensor MAP.

(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-map/sensores-map-parte-1/)

1.5.2.3. Sensores de Temperatura

Desde la utilización de los sistemas de carburador y posteriormente los sistemas de

inyección mecánica, se han utilizado medidores de temperatura con la finalidad de

mantener alerta al conductor para que pueda detener el motor en caso de un excesivo

incremento en el calor normal de operación. De igual forma los vehículos de última

generación tienen sensores de temperatura tanto para el motor, aire que ingresa a la

cámara de inyección, ambiente externo, transmisión, fluidos hidráulicos, entre otros. Para

este estudio se tratará los sensores que están ligados directamente al funcionamiento del

motor y al sistema de inyección electrónica. (Rueda Santander, Técnico en mecánica &

electrónica automotriz, 2010)

1.5.2.4. Sensor de temperatura de aire de admisión

La función principal de este sensor consiste en indicar a la ECU la temperatura del aire

que ingresa al motor, ya que las moléculas de aire se expanden a mayor temperatura y

ocupan más espacio, lo que ocasiona un menor rendimiento volumétrico del motor.

Conjuntamente con la señal del sensor MAF, dependerá la ECU para determinar si debe

aumentar o disminuir el ancho de pulso de inyección según sea requerido.

El sensor de temperatura es un termistor normalmente del tipo N.T.C. por lo tanto el

voltaje de referencia enviado a la ECU será mayor a medida que la temperatura del

termistor se incremente. Este sensor puede encontrarse por sí solo en el múltiple de

17

admisión, en este caso constará de dos pines de conexión: voltaje de referencia y masa

(ver Figura 1.7). (Rueda Santander, Técnico en mecánica & electrónica automotriz, 2010)

Algunos fabricantes lo pueden incorporar conjuntamente con el sensor MAF o también

con el sensor MAP, en donde los pines de conexión serán establecidos por el mismo

fabricante. Las siglas más comunes para este sensor son: IAT (Intake Air Temperature) y

MAT (Manifold Air Temperature)

Figura 1.7. Circuito básico IAT.

(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-temperatura/sensores-temperatura-parte-1/)

1.5.2.5. Sensor de temperatura del motor

La función principal de este sensor es determinar la temperatura del motor por intermedio

del refrigerante, e informar a la ECU para que pueda modificar el ancho de pulso de

inyección según se requiera, principalmente en el momento de arranque en frío.

Usualmente la constitución de este sensor es del tipo termistor, es decir que varía su

resistencia interna en función de la temperatura a la cual se exponga. El termistor puede

ser de tipo PTC (Positive Temperature Coefficient) en el cual el voltaje de señal

disminuye a medida que el motor eleva su temperatura. El termistor tipo NTC (Negative

Temperature Coefficient) en cambio aumenta el voltaje de señal conforme aumente la

temperatura del motor. (Martínez Hermógenes, 2000)

Algunas de las siglas más utilizadas para la denominación de este sensor son las

siguientes: ECT (Engine Coolant Temperature), WST (Water Sensor Temperature), CTS

(Coolant Temperature Sensor).

Normalmente cuenta con dos pines de conexión: masa y señal, que a la vez funciona

como alimentación del termistor.

18

1.5.2.6. Sensores de oxígeno

La función principal de este sensor es determinar la cantidad de oxígeno que se

encuentra presente en el ducto de escape, e informar a la ECU, así se podrá modificar el

ancho de pulso para tratar de obtener un valor de lambda igual a 1.

El comportamiento de este tipo de sensores es el siguiente: cuando se detecta una poca

cantidad de oxígeno en los gases de escape, se entiende que la mezcla es demasiado

rica; si la cantidad de oxígeno es muy alta en los gases de escape se entenderá que la

mezcla es pobre. En ambos casos la ECU generará los correctivos necesarios para

alcanzar una mezcla estequiométrica. (Miller, 2012)

El comportamiento propio de este sensor hace que la señal de referencia tenga una

variación que en la mayoría de sistemas oscila entre los 100 mV hasta los 800 mV. Para

visualizar este comportamiento, es necesaria la utilización de un osciloscopio, como se

indica en la Figura 1.8.

Figura 1.8. Comportamiento del sensor de oxígeno observado mediante un osciloscopio.

(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-de-oxigeno/sensores-de-oxigeno-parte-2/)

1.6. Factor lambda (Robert Bosch GmbH, 2005)

El factor lambda (ʎ) medido por el sensor de oxígeno indica cuánto se desvía la mezcla

de aire y combustible existente en realidad con respecto a la razón de masa que se

necesita en teoría, en este caso una proporción de 14,7:1.

Lambda indica la relación de la masa de aire suministrada con el aire necesitado durante

una combustión estequiométrica.

19

Si ʎ =1 es igual a uno la masa de aire suministrada se corresponde con la masa de aire

necesaria teóricamente.

Si ʎ ˂ 1, hace falta aire y con ello se tiene una mezcla rica.

Si ʎ ˃ 1, hay un exceso de aire o mezcla pobre. Con esta razón de aire se registra un

consumo de combustible reducido pero también una potencia reducida. El valor máximo

alcanzable para lambda, el límite de marcha con mezcla pobre depende mucho de la

construcción del motor y del sistema de preparación de mezcla utilizado. En el límite de

marcha con mezcla pobre, la mezcla ya no se enciende con facilidad. Se producen fallos

en la combustión e incluso inestabilidad de marcha del motor. Los motores Otto en el

conducto de admisión alcanzan, a potencia constante del motor, su consumo más

reducido, logrando valores de exceso de aire del 20% al 50% (1,2 ˂ ʎ ˂ 1,5)

1.7. Metodología de cálculo de los parámetros indicados

(Pulkrabek, 1997)

En el siguiente apartado se desarrollará el modelo termodinámico con el cual se

obtendrán los parámetros indicados del motor de combustión interna. Para que el análisis

del ciclo del motor sea más manejable, el ciclo real se aproxima con un ciclo de aire

estándar ideal que se diferencian por el siguiente:

1. La mezcla de gas en el cilindro es tratada como aire en todo el ciclo, utilizando los

valores de las propiedades del aire en el análisis. Esta es una buena

aproximación durante la primera mitad del ciclo, cuando la mayor parte del gas en

el cilindro es aire con hasta aproximadamente 7% de vapor de combustible.

Incluso en la segunda mitad del ciclo, cuando la composición del gas es

principalmente CO2, H2O, y N2, usando las propiedades del aire no se generan

errores altos en el análisis. El aire será tratado como un gas ideal con calores

específicos constantes.

2. El ciclo real abierto se convierte en un ciclo cerrado suponiendo que los gases

que están siendo expulsados son enviados de nuevo al múltiple de admisión. Esto

funciona con ciclos de aire estándar ideales, ya que los gases de admisión y de

escape son aire. Cerrando el ciclo se simplifica el análisis.

3. El proceso de combustión es reemplazado con un valor de calor entrante Q in. El

aire por si solo no puede combustionar.

20

4. El ciclo cerrado de escape, que lleva una gran cantidad de entalpía fuera del

sistema, es reemplazado por un ciclo cerrado de evacuación de calor del sistema

cerrado Qout de igual valor de energía.

5. Los ciclos de motor actuales se aproximan con procesos ideales.

Figura 1.9. Ciclo termodinámico Otto ideal, 6-1-2-3-4-5-6.

(Fuente: (Pulkrabek, 1997)

Al iniciar desde 6 a 1 (ver Figura 1.9) se tiene una entrada de aire a presión constante, el

ciclo comienza con el pistón en el PMS, con la válvula de admisión abierta y la válvula de

escape cerrada. Es una buena aproximación del proceso de entrada de aire en un motor

real con el acelerador totalmente abierto, donde la presión de entrada es ligeramente

menor que la presión atmosférica debido a las pérdidas de presión por el flujo de aire. La

temperatura del aire aumenta mientras este circula por el colector de admisión.

Posteriormente de 1-2 (ver Figura 1-9), se tiene la compresión isentrópica donde el pistón

de mueve del PMI al PMS, lo cual implica una buena aproximación a la compresión en un

motor real, a excepción del inicio y finalización del ciclo debido a que la válvula de

admisión no está totalmente cerrada inmediatamente después que el pistón se mueva

desde el PMI. Además la compresión se ve afectada por el chispazo de la bujía antes que

el pistón llegue al PMS. No sólo existe un aumento de la presión durante la compresión,

la temperatura también se eleva debido a la compresión del fluido. Para fines de cálculo

se asumirá que las válvulas se encuentran totalmente cerradas.

21

qs = qte2taVsguvt = qterwguvt Ec. (1.18)

xs = xte2taVsgu = xterwgu Ec. (1.19)

ytvs = zeqs { qtgaeR { |g Ec (1.20)

Dónde:

}s: es la temperatura a la que llega el fluido después de compresión isentrópica, (K)

}t: es la temperatura de entrada del aire, la cual se obtendrá por medio del sensor

IAT, (K)

~s: es la presión dentro del cilindro después de la compresión isentrópica

~t: se obtiene de la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del sensor del

colector de admisión, esta última se obtiene del flujo de datos del sensor MAP.

2s: es el volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMS, (m3)

2t: es el volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMI, (m3)

�: relación de los calores específicos, se utiliza un valor de 1,35.

3]: relación de compresión

7tvs : es el trabajo realizado por el pistón durante la compresión (kJ)

Después el proceso de 2 a 3 denominado calor entrante a volumen constante, las

válvulas están cerradas y en motores reales inicia un poco antes de que el pistón haya

llegado al PMS, alcanzando su máxima velocidad cerca de este punto y se termina un

poco después de que el pistón haya pasado el PMS. Durante la combustión o la entrada

de calor, una cantidad importante de energía actúa dentro del cilindro. Esta energía eleva

la temperatura durante un proceso de volumen constante cerrado, teniendo como

resultado en una elevación de la presión. Como consecuencia la presión y temperaturas

más altas del ciclo se alcanzan en el punto 3.

Wsv� = W8Y = K[W\N�] = dle}� { }sg = 2s 1�v1$�vIt Ec (1.21)

Donde

Wsv� = W8Y: es el calor entrante (kJ)

K[: es la masa de combustible (kg)

W\N: poder calórico del combustible, se utiliza un valor de 44300 (kJ/kg)

�]: es la eficiencia de combustión, para motores nuevos suele utilizarse un valor de

0,95

Kj: masa de la mezcla (kg)

dl: calor especifico a volumen constante (kJ/kg)

22

En el proceso desde 3 a 4 se tiene un poder isentrópico o expansión, donde los valores

de presión y entalpia dentro del sistema en el PMS generan el ciclo de poder o el ciclo de

expansión, que sigue a la combustión. La alta presión sobre el pistón lo empuja hasta el

PMI y produce el trabajo y la potencia del motor.

q% = q�eV�aV%guvt = q�eRarwguvt Ec (1.22)

x% = x�eV�aV%gu = x�eRarwgu Ec (1.23)

y�v% = zeq% { q�gaeR { |g Ec (1.24)

y��f = y�v% +ytvs Ec (1.25)

Donde:

}%: temperatura en el punto 4 (PMI)

}�: temperatura en el punto 3 (PMS)

2�: volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMS, (m3)

2%: volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMI, (m3)



7�v%: trabajo en el proceso 3-4

�: constante de los gases

Eficiencia térmica del ciclo Otto se calcula con la ecuación 1.14 o también puede ser

calculada mediante la relación de compresión para motores Otto.

J^ = R { �R 3]� ��vt Ec (1.26)

Donde:



1.8. Factores de corrección para la potencia obtenida (Sodré &

Soares, 2003)

Es conocido que las condiciones atmosféricas afectan a las prestaciones de los motores

de combustión interna. Un rendimiento diferente del motor a lo especificado por el

fabricante puede ser observado cuando el motor está trabajando bajo condiciones

atmosféricas diferentes a las cuales el motor ha sido ensayado o diseñado. La influencia

23

de las condiciones atmosféricas sobre el rendimiento de un motor puede ser observada a

través de las variaciones en el tiempo de la aceleración del vehículo y el consumo de

combustible.

La norma internacional ISO 2534 menciona al factor de corrección como el factor por el

cual la potencia observada debe ser multiplicada para determinar la potencia del motor a

las condiciones atmosféricas de referencia.

Para esto los factores de corrección están disponibles para predecir el desarrollo de la

potencia del motor bajo distintas condiciones ambientales diferentes a las condiciones

estándar de ensayo de laboratorio. Sin embargo, los factores de corrección propuestos a

menudo conducen a diferentes resultados para la misma condición considerada. A

continuación se describe uno de los factores de corrección de la potencia indicada más

utilizados.

1.8.1. Factor de corrección de la SAE J 1349

La norma de asociación SAE J1349 recomienda el siguiente factor de corrección de la

potencia para motores de encendido por chispa:

�� = R�R�� ? x� � � �q �� { ?�R�� Ec (1.28)

Donde:

P: es la presión atmosférica a la cual el motor está siendo ensayado (kPa)

T: es la temperatura ambiente a la cual el motor está siendo ensayado (K)

El método de la norma SAE J1349 indica como condiciones ambientales de referencia

para medir la potencia del motor en pruebas en dinamómetro ~� = ��T??I|x� y }� =��I�. Este factor de corrección es recomendado para ser aplicado en un rango desde

95 kPa a 105 kPa, y desde 288 K a 308 K.

Este factor de potencia aplica a la potencia neta.

24

1.8.2. Factor de corrección de ISO 2534

El factor de corrección de la norma internacional ISO 2534 del año 1998, que ha sido

adoptado por varios países. Indica que el factor de corrección sugerido es:

�� = ��*F�tTs � -

s��T�

Ec (1.27)

Donde:

Pd: es la presión atmosférica a la cual el motor está siendo ensayado, (kPa)

T: es la temperatura ambiente a la cual el motor está siendo ensayado, (K)

Las condiciones de referencia son x� = ��I|x�, q� = ��I�. El factor de corrección es

recomendado para su utilización en rangos desde 80 kPa a 110 kPa, y desde 298 K a

308 K.

Este factor de corrección es aplicable en valores de 0,93 a 1,07.

La norma ISO 2534 ha sido confirmada en el año 2015.

Este factor de corrección aplica a la potencia indicada.

25

2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL CICLO

EXPERIMENTAL

Para determinar la variación de los parámetros indicados en motores de combustión

interna a través del análisis termodinámico utilizando los datos extraídos de los sensores

del vehículo descritos en el capítulo 1, se debe analizar el tamaño de muestra óptimo

para este caso, selección del tipo de vehículos y protocolos de prueba, en base al análisis

termodinámico del ciclo.

2.1. Muestreo

El muestreo es un proceso mediante el cual se puede obtener información deseada de

una población con el objetivo de caracterizarla o estudiarla. Dentro de una investigación

es muy importante realizar este proceso, ya que generalmente los recursos son limitados.

(Badii & Guillén, 2011) El muestreo puede clasificarse en:

- Probabilístico

- No probabilístico

2.1.1. Muestreo probabilístico

El objetivo principal de esta técnica de muestreo es brindar a todos los individuos de la

población las mismas oportunidades de ser seleccionados. Básicamente la selección de

datos de la muestra se basa en un proceso aleatorio.

Dentro del muestreo probabilístico se puede obtener fórmulas para estimar el error

estándar, la precisión, el sesgo, la exactitud y los límites del intervalo de confianza, entre

otros.

2.1.2. Muestreo no probabilístico

El muestreo no probabilístico es un proceso en el cual los individuos de la población son

seleccionados porque están fácilmente disponibles. De hecho, cuando la población es

muy variable (alto nivel de varianza), y la muestra por cualquier razón, debe ser de

tamaño pequeño, el muestreo no probabilístico es frecuentemente la forma más

apropiada de seleccionar datos de la población. A diferencia del muestreo probabilístico,

la muestra no probabilística no necesariamente se elabora de forma aleatoria, ya que

incluso el investigador puede seleccionar en función de su criterio.

26

Una de las desventajas más notorias del método de muestreo no probabilístico es que

existen ciertos datos desconocidos de la población, lo que implica que la muestra podría

no representar a toda la población con precisión.

2.2. Medidas de tendencia central

Son números que definen cual es el valor alrededor del que se concentran los datos u

observaciones, entre las cuales se tiene: (Rodríguez Ojeda, 2007)

2.2.1. Media

La media aritmética, es el promedio o medición de tendencia central de uso más común.

Se calcula sumando todas las observaciones de una serie de datos y luego dividiendo el

total entre el número de elementos involucrados. (Berenson & Levine, 1996)

Para una muestra que contiene una serie n de observaciones X1, X2…, Xn, la media

aritmética puede escribirse como:

�� = I�t + �s +�+ �YJ

Para simplificar esta notación, y por comodidad se usa convencionalmente la siguiente

ecuación:

e��g = ¡M¢M£¤Y Ec. (2.1)

Donde:

��: Media

n: Número total de datos

�8: iésima observación de la variable aleatoria X

�8Y8¥t : sumatoria de todos los valores Xi de la muestra.

27

2.2.2. Moda

La moda es el valor de una serie de datos que aparece con más frecuencia. Se puede

obtener fácilmente de una clasificación ordenada. A diferencia de la media aritmética, la

moda no se ve afectada por la ocurrencia de valores extremos, es por esto que, la moda

sirve básicamente para propósitos descriptivos. (Berenson & Levine, 1996).

2.2.3. Mediana

La mediana es el valor medio de una secuencia ordenada de datos. De no existir

empates, la mitad de las observaciones serán menores y la otra mitad serán mayores. La

mediana no se ve afectada por valores extremos, por esta razón cuando esté presente

una observación extrema, sería apropiado usar la mediana para describir una serie de

datos. (Berenson & Levine, 1996).

Considerando que las medidas de tendencia central no son suficientes para describir de

manera precisa el comportamiento de los datos de una muestra, se analizará también

otras medidas, descritas a continuación.

2.3. Medidas de dispersión

Básicamente son números que indican cierta información adicional acerca del

comportamiento de los datos o muestra, describiendo numéricamente su dispersión o

concentración. (Berenson & Levine, 1996). Entre estas se tiene:

2.3.1. Rango

El rango (R) es la diferencia entre la mayor (�já¦) y la menor (�jíY) observación en una

serie de datos de los datos de la muestra, siendo la ecuación la siguiente:

� = �já¦ { �jíY Ec. (2.2)

Donde:

�já¦: Valor máximo de un conjunto de datos

�jíY: Valor mínimo de un conjunto de datos

28

2.3.2. Varianza muestral

La varianza de muestra, es aproximadamente el promedio de las diferencias cuadradas

entre cada una de las observaciones en una serie de datos y la media. (Berenson &

Levine, 1996)

Para una muestra que contiene una serie n observaciones X1, X2…, Xn, la varianza de

muestra puede escribirse como:

§s =I e�t { ��gs + e�s { ��gs +�Ie�Y { ��gs

J { R

Para simplificar esta notación, se puede expresar la ecuación de la siguiente manera:

§s = e¡Mv¡�g$¢M£¤Yvt Ec. (2.3)

Donde:

§s:IVarianza

�8: iésimo valor de la variable aleatoria X

��: media aritmética de muestra

n: tamaño de la muestra

e�8 { ��gsY8¥t : sumatoria de todas las diferencias cuadradas entres los valores Xi y �� 2.3.3. Desviación estándar

La desviación estándar es la raíz cuadrada positiva de la varianza. La desviación se

expresa en la misma unidad de medición que los datos de la muestra. (Berenson &

Levine, 1996)

La fórmula para calcular la desviación se expresa como:

§ = ¨ e¡Mv¡�g$¢M£¤Yvt Ec. (2.4)

Donde:

§: Desviación estándar

�8: Datos de la muestra

��: media

29

n: Número total de datos

2.4. Tamaño de la muestra

El tamaño de la muestra, es el número suficiente de datos obtenidos de una población

para que la misma represente de manera adecuada a dicha población. Este ítem

depende de varios factores, entre ellos se puede considerar el porcentaje de confianza, el

porcentaje de error y de igual manera el nivel de variabilidad.

2.4.1. Porcentaje de confianza (z)

El porcentaje o nivel de confianza básicamente es la probabilidad de que los parámetros

que se está estimando se encuentren en un intervalo confiable de seguridad con el que

se podrá obtener los resultados del estudio. En la Tabla 2.1 se detallan los valores del

nivel de confianza.

Tabla 2.1. Valores de nivel e intervalos de confianza.

Nivel de

confianza

80,0 85,0 90,0 95,0 97,5 99,0

Valor de z 1,28 1,44 1,65 1,96 2,24 2,58

(Fuente: (Berenson & Levine, 1996)

2.4.2. Error o porcentaje de error (ε)

Equivale aceptar una hipótesis que sea falsa como si fuera verdadera, o la inversa,

rechazar una hipótesis por considerarla falsa. Al igual que en el caso de la confianza, si

se quiere eliminar el riesgo del error y considerarlo como 0%, entonces la muestra es del

mismo tamaño que la población, por lo que conviene correr un cierto riesgo de

equivocarse. En definitiva cuanto menor es el error muestral de la estimación mayor es su

nivel de precisión, normalmente se aceptan errores entre el 5% y 10% que evitan una

subestimación o precisión no adecuada. (Berenson & Levine, 1996)

2.4.3. La variabilidad

Es la probabilidad o porcentaje con el que se aceptó y rechazó la hipótesis que se quiere

indagar en alguna investigación anterior o en un ensayo previo a la investigación actual.

El porcentaje con que se aceptó tal hipótesis se denomina variabilidad positiva (p), y el

porcentaje con la que se rechazó la hipótesis es la variabilidad negativa (q). Hay que

30

considerar que p y q son complementarios, es decir, que su suma es igual a la unidad (p

+ q = 1). Además, cuando se habla de la máxima variabilidad, en el caso de no existir

antecedentes sobre la investigación (no se puede aplicar una prueba previa), entonces

los valores de variabilidad es p = q = 0.5, es decir en la fórmula proporciona el máximo

valor de n. (Rodríguez Ojeda, 2007)

2.4.4. Tamaño de la muestra para estimar proporciones

Si se supone que el muestreo ha sido tomado de manera aleatoria y que existen

condiciones que garanticen que la distribución de p (variabilidad) sea aproximadamente

normal, se obtiene las siguientes expresiones:

- Muestra infinita (≥ 100 000)

J = ©$ª«Iªetv«g¬$ Ec. (2.5)

- Muestra finita (< 100 000)

J = ©$ª«Iªetv«gªevtg¬$(©$ª«Iªetv«g Ec. (2.6)

En donde:

n: Tamaño de la muestra

z: intervalo de confianza

p: Variabilidad positiva

®: Porcentaje de error

N: Tamaño de la población

2.4.5. Determinación del tamaño de la muestra

El cálculo del tamaño de la muestra, se hizo en referencia al total de vehículos del parque

automotor del Ecuador, y de esta manera identificar el segmento de los vehículos que

más se tienen en el país, el cual será utilizado en este estudio. En la Tabla 2.2 se indica

la composición de los vehículos por segmentos vendidos entre el año 2000 y 2015.

31

Tabla 2.2. Ventas de automóviles en el Ecuador desde el año 2000 hasta el 2015.

AÑO AUTOMÓVIL CAMIONETA SUV VAN CAMION BUS TOTAL

2000 7 645 4 588 4 514 477 1 527 232 18 983

2001 22 936 13 765 13 541 1 431 4 580 697 56 950

2002 29 296 16 103 12 910 2 664 7 290 1 109 69 372

2003 27 565 14 113 9 050 2 947 3 837 583 58 095

2004 28 474 14 198 10 009 2 372 3 557 541 59 151

2005 41 695 17 734 12 647 2 054 5 264 1 016 80 410

2006 42 932 19 251 15 968 1 563 8 669 1 175 89 558

2007 38 565 20 660 19 769 1 917 9 570 1 297 91 778

2008 46 846 27 963 22 710 2 207 11 521 1 437 112 684

2009 35 869 21 336 24 727 1 895 7 919 1 018 92 764

2010 57 278 27 808 32 972 3 702 9 180 1 232 132 172

2011 62 585 27 469 31 712 5 678 10 788 1 661 139 893

2012 53 526 23 922 27 118 4 463 10 954 1 463 121 446

2013 47 102 22 047 27 067 5 159 11 085 1 352 113 812

2014 47 851 23 244 30 634 5 355 11 673 1 303 120 060

2015 30 344 15 071 21 664 4 404 8 263 1 563 81 309

2016 27 771 11 071 17 045 2 298 3 948 1 422 63 555

TOTAL 648 280 320 343 334 057 50 586 129 625 19 101 1 501 992

% 43,16 % 21,32 % 22,24 % 3,37 % 8,63 % 1,27 % 100 % (Fuente: (AEADE, 2017)

Los datos mostrados en la Tabla 2.2 indican que el número de vehículos vendidos en el

Ecuador entre 2000 y 2016 son 1 501 992 automotores. De los cuales 648 280 (43,16 %)

son automóviles y 334 057 (22,24 %) son vehículos utilitarios (SUVs).

Para el cálculo de la muestra, se tomará en cuenta la cantidad de automóviles y SUVs

vendidos desde el año 2000 hasta el 2016, siendo estas 982 337 unidades, con este

valor se procederá al cálculo según lo especificado en la ecuación (2.6) para este cálculo,

la más apropiada en este caso, al considerar una muestra infinita mayor a 100 000

unidades de población.

Para hacer uso de la ecuación de la muestra se deben hacer las siguientes

consideraciones:

- Se utiliza un porcentaje de confianza del 90% con un valor de z de 1,65.

- La variabilidad positiva en este estudio no puede ser la máxima con un valor de

p = 0,5, debido a que no existen antecedentes sobre la investigación, por tal

32

motivo y para reducir costos del muestreo y evitar la sobreestimación (sobre gasto

de recursos), se utilizará una variabilidad positiva p = 0,99.

- Normalmente se aceptan errores entre el 5 % y 10 % que evitan subestimación o

precisión no adecuada, en este cálculo se utilizó un porcentaje de error del 10%.

Al reemplazar estos valores en la ecuación (2.5) se obtiene lo siguiente:

z = 1,65; p = 0,99; ɛ = 0,10

IJ = Qs ª ;I ª eR { ;g®s

J = RT�Us ª ?T�� ª eR { ?T��g?TR?s

JI = I�T��

El tamaño de muestra de vehículos para este estudio es de 3 unidades.

2.5. Selección de las características de los vehículos de muestra

La selección se realiza en base a las estadísticas nacionales de los vehículos

comercializados en el país, desde el año 2000 al 2016. Los parámetros de análisis son

los siguientes:

2.5.1. Marca de vehículo

Según los datos estadísticos de la AEADE, la participación en el mercado nacional desde

el año 2011 al 2016, la ha liderado la marca Chevrolet; en segundo lugar, se encuentran

los principales fabricantes coreanos, y posteriormente los japoneses. En la Tabla 2.3 se

muestran los porcentajes de participación anual por marca.

Tabla 2.3. Venta de vehículos según marca, porcentaje de participación 2011-2016

MARCA 2011 2012 2013 2014 2015 2016

CHEVROLET 42,31 % 45,24 % 44,1 % 44,62 % 49,52 % 44,65 %

KIA 8,55 % 8,35 % 10,81 % 10,03 % 9,4 % 13,35 %

HYUNDAI 10,64 % 10,12 % 8,46 % 8,85 % 6,98 % 7,76 %

TOYOTA 4,81 % 5,63 % 5,65 % 5,39 % 4,49 % 4,64 %

GREAT WALL 1,49 % 1,72 % 1,48 % 1,80 % 3,01 % 4,28 %

MAZDA 5,73 % 4,22 % 5,63 % 5,76 % 4,49 % 4,01 %

NISSAN 7,21 % 5,81 % 5,78 % 5,01 % 4,67 % 3,89 %

(Fuente: (AEADE, 2017)

33

2.5.2. Tipo de vehículo

La mayor cantidad de vehículos comercializados por tipo o segmento se indican en la

Tabla 2.4. En esta tabla se han sintetizado los datos desde el año 2000, hasta el 2016.

Tabla 2.4. Tipos de vehículos más vendidos en el país.

TIPO

VALORES AUTOS CAMIONETA SUV VAN CAMION BUS TOTAL

UNIDADES 648.280 320.343 344.057 50.586 129.625 19.101 1’482.891

PORCENTAJE 43,16 % 21,33 % 22,24 % 3,37 % 8,63 % 1,27 % 100 % (Fuente: (AEADE, 2017)

2.5.3. Modelos de vehículo más vendidos por marca

Considerando las cinco marcas más vendidas en el país, se procede también a identificar

los modelos equipados con motor Otto, que tengan mayor acogida en cada marca. En la

Tabla 2.5 se muestran estos datos, en función de la “ranking de ventas” de los años 2014

al 2016.

Tabla 2.5. Modelos de vehículos más vendidos por marca.

MARCA

VENTAS

CHEVROLET KIA HYUNDAI TOYOTA NISSAN

1 SAIL SPORTAGE ACTIVE 2.0 TUCSON HILUX 4X2 X-TRAIL

2 AVEO FAMILY RIO R ACCENT FORTUNER TIIDA

3 AVEO EMOTION SPORTAGE

R 2.0 SONATA HILUX 4X4 VERSA

4 GRAND VITARA

SZ 2.0 CERATO FORTE CRETA PRIUS C QASHQAI

(Fuente: (AEADE, 2017)

2.5.4. Tipo de motor

Tomando en cuenta los modelos más vendidos que se indican en la Tabla 2.5, se puede

determinar en base a las fichas técnicas del Anexo I, que los motores de todos estos

vehículos corresponden a la configuración de cuatro cilindros en línea con sistema de

inyección electrónica. La cilindrada se encuentra en un rango entre los 1400 cc hasta los

2700 cc, con un promedio de 4 válvulas por cilindro, y al menos el 60% de estos modelos

incorpora un sistema de distribución variable.

El análisis de las características de los vehículos arroja los siguientes resultados:

- Marcas de vehículos: Chevrolet, Hyundai y Kia

- Tipos de vehículos: automóvil y SUV’

34

- Modelos de vehículos: los primeros modelos en ventas para las tres marcas con

mayor participación en el mercado

- Tipo de motor: cuatro cilindros en línea, atmosférico, inyección electrónica.

- Tipo de distribución: cuatro válvulas por cilindro; recomendable para el estudio, al

menos un vehículo con sistema de distribución variable.

- Cilindrada: un vehículo entre 1 400 cc a 1 600 cc y un vehículo de 2 000 cc.

Pese al claro dominio en el mercado de la marca Chevrolet, las pruebas se realizarán en

dos vehículos de las marcas: Hyundai y Kia, por disponibilidad de los mismos. De la

marca Hyundai se dispone de dos Hyundai Tucson fabricados en los años 2008 y 2010,

cuya diferencia principal radica en el tipo de sensores que incorporan en sus motores.

Adicionalmente ambas marcas ocupan el segundo y tercer lugar de ventas en los últimos

años teniendo entre ambos un 18,91 %. Los modelos de los vehículos escogidos son de

los más vendidos del país y de sus segmentos.

2.6. Vehículos de pruebas

2.6.1. KIA Rio R EX

Vehículo de procedencia coreana, ampliamente preferido por los transportistas,

generalmente siendo utilizado como taxi. Equipa un motor “Gamma” fabricado en

aluminio, con sistema DOHC y CVVT (doble árbol de levas con control de válvulas

variable) de 16 válvulas para optimizar la combustión y rendimiento del motor. Cuenta

con cadena de distribución, para brindar al usuario mayor ahorro en el mantenimiento. En

la gestión electrónica se encuentra el sistema multipunto “Delphi”; este motor posee un

sensor MAP para determinar la altitud a la cual se encuentra trabajando, en función de la

presión barométrica. En la Figura 2.1 se muestra una referencia de este vehículo. Las

características del vehículo se describen en la Tabla 2.6.

Figura 2.1. Vehículo de pruebas # 1

(Fuente: http://www.motorexpress.es/kia/rio/kia-rio-sedan-precios-espana/)

35

Tabla 2.6. Datos de catálogo del vehículo de pruebas # 1.

Marca: KIA Modelo: Rio R EX / UB

Año de

fabricación:

2015 Kilometraje

inicial:

13 500 km

Cilindrada: 1 396 cm3 Potencia: 107 HP @ 6 300 rpm

Tipo de inyección:

Inyección

electrónica

multipunto

Aspiración: Atmosférica

Combustible: Súper Transmisión Manual 6 cambios

Relación de

compresión:

10,5 Sensor en el

múltiple de

admisión

Sensor MAP con sensor

IAT incorporado en el

conjunto.

(Fuente: https://www.kia.com.ec/images/Fichas_Tecnicas/ficha_kia_RioR.PDF)

2.6.2. Hyundai Tucson

Vehículo de procedencia coreana generalmente utilizado como vehículo familiar siendo

preferido por su versatilidad y prestaciones tanto dentro como fuera del camino. Incorpora

un motor “Beta” cuatro cilindros de 2,0 litros; cuenta con doble árbol de levas y 16

válvulas, accionado por correa de distribución. Posee sistema de inyección electrónica

multipunto “Delphi”. En la Figura 2.2 se puede apreciar el vehículo en el presente estudio.

Las características técnicas se indican en la Tabla 2.7.

Figura 2.2. Vehículos de prueba #2 y #3

(Fuente: propia)

36

Tabla 2.7. Datos de catálogo de los vehículos de pruebas #2 y #3.

Marca: HYUNDAI Modelo: TUCSON / JM

Año de fabricación: 2008 / 2010 Kilometraje inicial: 138.500 / 141.000 km

Cilindrada: 1 975 cm3 Potencia: 139 HP @ 6 000 rpm

Tipo de inyección:

Inyección

electrónica

multipunto

Aspiración: Atmosférica

Combustible: Extra Transmisión Automática de 4

cambios Shiftronic.

Manual de 5

velocidades.

Relación de

compresión

10,1 Tipo de sensor en

el múltiple de

admisión

- Sensor MAF con

sensor IAT (modelos

fabricados hasta

2008).

- Sensor MAP con IAT

(modelos fabricados

2009 – 2010)

(Fuente: http://www.hyundaiproductinformation.com/attachments/tucson_07_srcbk_SPA_v1a.pdf)

2.7. Equipos

Para el desarrollo de este estudio, se necesitan de los siguientes equipos: dinamómetro

LPS 3000, escáner automotriz, analizador de gases, GPS y termohigrómetro, cuyas

características de estos instrumentos se describen a continuación.

2.7.1. Dinamómetro de chasis LPS 3000

El equipo indicado en la Figura 2.3 permite ejecutar pruebas para la medición de potencia

neta en diferentes clases de vehículos.

En la Tabla 2.8 se muestran las especificaciones técnicas del equipo LPS 3000

37

Tabla 2.8. Especificaciones técnicas del dinamómetro de chasis LPS 3000.

Dinamómetro de chasis LPS 3000

DETALLE UNIDAD VALOR

Modelo (---) LPS 3000

Revoluciones del motor (rpm) 0-10 000

Precisión (%) ±2 (sobre valor de medición)

Alimentación (V) 400 (50 Hz)

Fusibles (A) 35

Tipo de Rodillos (---) R 100

Potencia a las ruedas (kW) 0 – 400

Velocidad (km/h) 0 – 200

Fuerza de tracción (kN) 0 – 15

Carga máxima por eje (Ton) 15

(Fuente: Maha, 2005)

Figura 2.3. Banco de potencia LPS 3000

(Fuente: propia)

2.7.2. Escáner automotriz

Es un equipo de diagnóstico cuyo objetivo principal es establecer una comunicación con

la computadora (ECU) de un vehículo, y a través de una interfaz permite conocer datos

que pueden ser utilizados en operaciones de reparación, monitoreo, diagnóstico, entre

otras. En la Figura 2.4 se muestra el escáner que se utiliza para esta investigación.

38

Figura 2.4. Escáner LAUNCH x431 pro.

(Fuente: http://www.globaltech-car.com/detalle.php?idprd=131)

En el mercado local se pueden encontrar varias opciones de equipos de diagnóstico, sin

embargo, el punto más importante a considerar es la cobertura del escáner; es decir con

qué marcas, modelos y años de vehículos puede establecer comunicación

correctamente. Las características del escáner utilizado para este estudio se detallan en

la Tabla 2.9.

Tabla 2.9. Especificaciones del Escáner LAUNCH x431 pro.

Marca LAUNCH

Plataforma Android 5.1

Batería Litio de 4 200 mAh

Conexión a internet Wi-fi

Conector OBD II Bluetooth

Memoria Interna 16 GB

Memoria RAM 1 GB

Pantalla Táctil 8 pulgadas

Peso 0,33 kg

Cobertura Marcas 150 marcas / 10 000 modelos

Conectores Adicionales OBD I + conectores propios de varias marcas

(Fuente: http://www.launchiberica.com/productos/diagnosis-multimarca-profesional/x-431-pros/#prettyPhoto)

2.7.3. Analizador de gases vehiculares

El analizador de gases MGT5 permite realizar las mediciones de gases en concentración

de volumen para CO, CO2 y O2, además de partes por millón (ppm) para HC y NOx. En

este estudio se utilizará fundamentalmente el valor del factor lambda (λ). En la Figura 2.5

39

se encuentra el analizador utilizado en este proyecto. Las características técnicas están

indicadas en la Tabla 2.10.

Figura 2.5. Analizador de gases MGT5.

(Fuente: propia)

Tabla 2.10. Especificaciones del analizador de gases MGT5.

Gases analizables CO CO2 HC O2 NOX

Rango de medición 0 – 15,00

Vol

%

0 – 20,0

Vol

%

0 – 2000

Vol

%

0 – 25 Vol

%

0 – 5000 ppm

Vol

Precisión 0,06 Vol % 0,5 Vol % 12 ppm Vol 0.1 Vol % 32 – 120 ppm

Principio de

medición

Infrarrojo Infrarrojo Infrarrojo Electro -

químico

Electro -

químico

Resolución valores

de medida

0,001 Vol % 0,5 Vol % 12 ppm vol 0,1 Vol % 32 – 120 ppm

Vol

Incertidumbre del rango de medidas

Inferior a ± 0,6 % del valor final del rango de medición

Fase de pre-calentamiento

Mínimo 30 minutos, máximo 10 minutos (regulado por temperatura)

Nivel de electricidad Automática, continuada aproximadamente 1l/min

Presión de servicio 750 – 1 100 mbar

Variación de la presión

Máximo Error 0,2 % para variaciones de 5 KPa

Alimentación de corriente

Cable de alimentación con conexión a 10 – 42 V CC con pinzas de apriete y diodo como protección contra polarización.

(Fuente: Manual de servicio MAHA, analizador de gases MGT5, Alemania, 2003)

2.7.4. GPS

El GPS (Global Positioning System) es un dispositivo electrónico que es utilizado para

conocer la ubicación geográfica en la que el usuario se encuentra, así como funciones

40

adicionales como la velocidad y la trayectoria seguida, para este estudio el dato principal

a tomar en cuenta con este instrumento, será la altitud sobre el nivel del mar. Ver Figura

2.6.

Figura 2.6. GPS Garmin.

(Fuente: propia)

Tabla 2.11. Especificaciones del GPS Garmin.

Marca GARMIN

Modelo GPSmap 76CSx

Peso 218 gr.

Tipo de pantalla TFT transflectiva de 256 colores

Interfaz USB

Memoria Interna No dispone

Tarjeta de datos Tarjeta microSD 128 mb

Sensores Altímetro barométrico / brújula electrónica

(Fuente: https://buy.garmin.com/es-ES/ES/p/351#specs)

2.7.5. Termohigrómetro

Es un dispositivo que entrega datos de humedad relativa y temperatura ambiente. En la

Figura 2.7 se puede apreciar este instrumento. Las características de este dispositivo se

encuentran en la Tabla 2.12.

41

Figura 2.7. Termohigrómetro.

(Fuente: Propia)

Tabla 2.12. Características del termohigrómetro.

Marca OriGlam Tiempo de respuesta 10 s Parámetro Rango de

medición Precisión Resolución

Humedad relativa 0-100% en el rango de 20% a

80%, ± 2% otros rangos: ± 2.5%

0.01%

Temperatura de punto de rocío

- 30°C a 100°C a 25°C, ± 0.5°C,

en otros rango ± 0.8°C 0.01°C

Temperatura de bulbo húmedo

0°C a 80°C

(Fuente:https://www.amazon.com/OriGlam-Multi-function-Temperature-Thermometer-Hygrometer/dp/B00HJ12YU2)

2.8. Pruebas

Para cumplir el desarrollo de esta investigación, es necesaria la realización de dos tipos

de pruebas: la primera fase consiste de pruebas dinámicas en ruta, que se realizarán a

diferentes altitudes; la segunda fase consiste de pruebas dinámicas de banco, que se

efectúan en un laboratorio que disponga de un dinamómetro de rodillos. A continuación,

se detallan ambas pruebas.

Los vehículos son sometidos a un mantenimiento de rutina que incluye cambio de aceite

y filtros de aceite y de aire, previo a la realización de las pruebas.

2.8.1. Prueba estática

La prueba estática consiste en la toma de datos a diferentes altitudes, es decir, las

pruebas se realizan buscando en la carretera las facilidades para realizar las pruebas.

Las mediciones se efectúan desde una altitud de 4 000 msnm, en intervalos de

42

400 msnm ± 50 msnm hasta llegar al nivel del mar, siendo en total 11 puntos en los

cuales se llevará a cabo la prueba.

Los equipos necesarios para esta prueba son: escáner automotriz, analizador de gases,

altímetro y termohigrómetro.

Los datos a obtenerse serán la temperatura de aire de entrada obtenido por el sensor

IAT, el flujo másico en el caso del vehículo con MAF, presión en el múltiple de admisión

para el vehículo con MAP y el factor lambda obtenido con el analizador de gases.

No es necesario someter el vehículo a ningún tipo de carga, y esta prueba se la puede

realizar en cualquier lugar con el vehículo detenido y ha sido utilizada en otras

investigaciones con algunas variantes. La aleta de aceleración en esta prueba no estará

totalmente abierta, se trabajará con la presión del sensor MAP, y con el flujo de aire que

indique el sensor MAF, respectivamente.

Para la toma de datos, se ha desarrollado dos tablas, mismas que se muestran a

continuación:

Tabla 2.13. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAP.

(Fuente: propia) Tabla 2.14. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAF.

(Fuente: propia)

Sector: °C

Fecha: hpa cm3

Hora: % °C

msnm

1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media

rpm

hPa

°C


rpm

hPa

°C

Presión de entrada

Temperatura de

Lamba:

Velocidad del motor

Presión entrada P1

Temperatura T1

Lamba:

Mediciones

Velocidad del motor

hh:mm Humedad relativa: Temperatura refrigerante

Altura:

Mediciones

Vehículo: Temperatura ambiente:

aaaa/mm/dd Presion Atmosférica: Cilindrada del motor

Sector: °C

Fecha: hpa cm3

Hora: % °C

msnm


rpm

kg/h

°C


rpm 4035 4041 4006 4015 3998 4019 5063 4921 4887 4879 4887 4927 5978 6010 6016 6016 5997 6003,4

kg/h

°C

Caudal

Temperatura de

Lamba:

Velocidad del motor

Caudal

Temperatura T1

Lamba:

Mediciones

Velocidad del motor

hh:mm Humedad relativa: Temperatura refrigerante

Altura:

Mediciones

Vehículo: Temperatura ambiente:

aaaa/mm/dd Presion Atmosférica: Cilindrada del motor

43

El procedimiento, pasos y equipos para la toma de datos se indican a continuación

1. Confirmar altura geográfica con el GPS

2. Confirmar las condiciones ambientales en el lugar donde se realizará la prueba.

3. Verificar que la temperatura de trabajo del motor sea mayor a 80°C

4. Confirmar la temperatura ambiente y la humedad relativa del lugar

5. Preparar scanner automotriz y analizador de gases

6. Confirmar comunicación entre el scanner y ECU del vehículo

7. Colocar la sonda de gases de combustión del analizador de gases a la salida del

tubo de escape del vehículo.

8. Tomar 5 mediciones cada 6 segundos en ralentí

9. Acelerar a 2 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos





14. Volver a ralentí

15. Registrar los datos tomados

16. Desmontar los equipos

2.8.2. Prueba dinámica

Esta prueba consiste en determinar con la ayuda de un banco de pruebas, la potencia y

torque real que generan los motores de los vehículos de pruebas, para este

procedimiento se requiere el uso del dinamómetro LPS 300, mismo que se encuentra

ubicado en Quito, en el Centro de Transferencia Tecnológica para la Capacitación e

Investigación en Control de Emisiones Vehiculares CCICEV – Escuela Politécnica

Nacional.

Con la dirección del personal capacitado para el uso de este equipo, se debe seguir el

siguiente procedimiento:

1. Encender el control principal del banco de pruebas LPS 300.

2. Posicionar el vehículo de forma alineada y en la dirección correcta, teniendo en

cuenta que el eje motriz debe situarse en los rodillos del equipo.

3. Accionar el comando que realiza el descenso del vehículo, cuando el personal lo

indique, girar lentamente las ruedas motrices para alinear completamente.

44

4. Fijar el vehículo sobre los rodillos con la ayuda de correas o fajas de tensión.

5. Instalar la sonda de temperatura del equipo LPS 300 en el lugar de la varilla del

nivel de lubricante del motor del vehículo.

6. Posicionar el extractor para emisiones contaminantes en la salida de escape del

vehículo.

7. Fijar el ventilador de aire refrigerante delante del vehículo, asegurar que las

ruedas del equipo se encuentren bloqueadas.

8. Encender el vehículo y acelerar de forma moderada hasta que el motor alcance su

temperatura normal de funcionamiento.

9. En el panel de control, seleccionar: tipo de vehículo a ensayar, tipo de

transmisión, ciclo (Otto / Diésel), rango de potencia, normativa de corrección

aplicable.

10. Sincronizar el número de revoluciones de la rueda motriz con los rodillos del

dinamómetro.

11. Poner en funcionamiento del ventilador de refrigeración y del sistema de

extracción de gases.

12. Iniciar con la prueba de medición, siguiendo las instrucciones del software LPS.

13. Acelerar el vehículo de forma moderada y continua hasta llegar a la marcha en la

cual la relación de transmisión sea de 1:1 (directa).

14. Acelerar a fondo hasta que el software indique el cese de la aceleración, para el

caso de trasmisión manual se debe pisar el pedal de embrague al fondo, dejar la

marcha engranda y esperar que las ruedas se detengan. En caso de transmisión

automática, una vez que el software lo indique se debe poner en posición neutral,

y de igual forma esperar hasta que las ruedas se detengan.

15. Los resultados de la prueba son presentados en la pantalla del computador, con la

finalidad de guardarlos en una base de datos.

16. Esperar un promedio de 10 minutos para que la temperatura del lubricante del

motor se estabilice completamente.

17. Volver a realizar el ensayo dos veces más para poder obtener un promedio.

18. Al finalizar todas las mediciones, se deberá apagar el motor del vehículo, y retirar

todos los accesorios del LPS.

19. Accionar el sistema de elevación y retirar el vehículo.

45

2.8.3. Prueba discreta

Esta prueba sigue el mismo procedimiento que la prueba dinámica descrita en 2.8.2, en

la cual se definen las RPM de inicio y final, así como los incrementos de la medición y el

tiempo de parada se pueden ajustar a conveniencia de la prueba o tomando en

consideración las RPM máximas declaradas por el fabricante del motor. (MAHA, 2005,

pág. 76)

Al momento de realizar esta prueba se conectaron el scanner automotriz y el analizador

de gases para obtener los datos de los sensores y realizar el cálculo de los parámetros

indicados.

2.8.4. Prueba dinámica en carretera

Esta prueba se realiza solamente a 2 800 msnm, a fin de compararla con la prueba

discreta.

El procedimiento a seguir es el siguiente:

1. La superficie de la prueba debe ser recta, pavimentada y con una pendiente

máxima de 3%

2. Confirmar altura geográfica con el GPS

3. Confirmar las condiciones ambientales en el lugar donde se realizará la prueba.

4. Verificar que la temperatura de trabajo del motor sea mayor a 80°C

5. Confirmar la temperatura ambiente y la humedad relativa del lugar

6. Preparar scanner automotriz y analizador de gases

7. Confirmar comunicación entre el scanner y ECU del vehículo

8. Colocar la sonda de gases de combustión del analizador de gases a la salida del

tubo de escape del vehículo.

9. Empezar la grabación de las mediciones

10. Engranar la primera marcha, soltar el embrague y acelerar a fondo

11. Cuando el motor llegue al límite de revoluciones, soltar el acelerador

12. Detener la grabación de las mediciones

13. Detener el vehículo

14. Registrar los datos tomados

15. Desmontar los equipos

46

3. PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

En este capítulo, se presenta un ejemplo de cálculo de la obtención de los parámetros

indicados y los resultados de las pruebas dinámicas realizadas en el banco de pruebas

del CCICEV.

3.1. Prueba estática

Las pruebas estáticas para determinar los datos de los sensores se realizan de acuerdo

al apartado 2.6, las pruebas se realizan cada (400 ± 50) msnm desde el nivel del mar

hasta los 4 000 msnm.

Los cálculos se realizan con las ecuaciones del capítulo 1. Los ejemplos de cálculo se

desarrollan para 2 800 msnm de altitud y un régimen del motor de 6 000 rpm. Los datos

obtenidos de las condiciones atmosféricas para este caso se muestran en la Tabla 3.1.

Tabla 3.1. Condiciones ambientales para la prueba a una altitud de 2 800 rpm.

Ubicación: Vía Latacunga – La Maná Presión atmosférica 73 kPa

Temperatura ambiente: 21.54 °C Humedad relativa: 60.52 %

Altura geográfica: 2 790 msnm Temperatura refrigerante: 93 °C

(Fuente: propia)

3.1.1. Ejemplo de cálculo para la prueba estática del Kia Rio

En la Tabla 3.2 se muestran las variables del motor del vehículo utilizado en esta prueba,

mientras que en la Tabla 3.3 se muestran los datos obtenidos para la prueba realizada a

6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm. La presentación de todos los datos obtenidos se

encuentra desarrollada en el Anexo II, mientras que los datos calculados en el Anexo III y

gráficas se desarrollan en el Anexo V.

Tabla 3.2. Variables del motor del Kia Rio.

Relación de compresión 10,5 Número de cilindros 4

Eficiencia de combustión 0,95 Cilindrada del motor 1 396 cm3

(Fuente: propia)

47

Tabla 3.3. Datos obtenidos en la prueba estática a un régimen de motor de 6 000 rpm y una altitud

de 2 800 msnm.

Mediciones 1 2 3 4 5 Media

Velocidad del motor rpm 5 997,5 6 049,5 5 923 5 896 5 896 5 952,4

Presión de entrada hPa 218,59 203,75 204,57 204,88 204,34 207,23

Temperatura °C 60 62,25 60 60 60 60,45

Lambda: 1,003 1,005 0,996 1,009 1,002 1,003

(Fuente: propia)

Como muestra la Tabla 3.2, la cilindrada del motor es 1 396 cm3, por lo cual en cada

cilindro se tendrá el siguiente volumen desplazado calculado con la ecuación 3.1:

2p = N¯% Ec. (3.1)

En donde:

2p: Volumen desplazado en cada cilindro, m3

26: Volumen total desplazado por el motor, m3

2p = ?T??RI°��IK�± = ?T???I°±�IK�I

Utilizando la ecuación 3.2 de la relación de compresión, se obtiene el volumen

comprimido:

3] = eN²(NFgN² I Ec. (3.2)

En donde:

3 : Relación de compresión

2p: Volumen desplazado en cada cilindro, m3

2]: Volumen comprimido en cada cilindro, m3

3] = R?TU = e2] + ?T???°±�g2]

2] = ?T???I?°��IK�

48

Estado 1: Con las condiciones de entrada del aire de la Tabla 3.3:

}t = �?T±UI³´ = °°°T±UIµ

La presión absoluta en el múltiple de admisión es 20,723 kPa y la presión atmosférica es

73 kPa. Para los cálculos pertinentes se utilizará la presión absoluta como ~t, la cual se

obtiene con la ecuación 3.3:

~m¶· = ~t = �?T��°I�~¸ Ec. (3.3)

En donde:

~t: Presión manómetrica, presión inicial del ciclo, kPa

~m¶·: Presión absoluta media por el sensor MAP, kPa

La suma del volumen desplazado y el volumen comprimido da como resultado el V1,

como se muestra en la ecuación 3.4.

2t = 2p + 2] Ec. (3.4)

2t = ?T???I°±�IK� + ?T???I?°�I�IK� = ?T???I°�UI�IK�

La masa de mezcla del gas en el cilindro permanece constante durante todo el ciclo y

puede ser calculada en el estado 1 con la ecuación 3.5 de gases ideales.

Km = 1¤N¤¹6¤ Ec. (3.5)

En donde:

Km: masa de aire dentro del cilindro, kg

~t: Presión dentro del cilindro cuando el pistón se encuentra en el PMI, kPa

2t: Volumen dentro del cilindro cuando el pistón se encuentra en el PMI, m3

�: Constante de los gases, igual a un valor de 0,287 kJ/kg.K

}t: Temperatura de entrada de aire

Km = e�?T��°I�~¸ge?T???I°�UI�IK�gº?T�� »�¼ ª µ½ e°°°T±UIµg

= ?T???I?�±I�¼

Estado 2: La carrera de compresión 1-2 es isentrópica. Se utilizan las ecuaciones 1.18 y

1.19 para encontrar la presión y temperatura en el punto 2:

49

~s = ~te3]g� = �?T��°I�~¸IeR?TUgtT�� = ±�UTU?�I�~¸

}s = }te3]g�vt = °°°T±UIµIeR?TUg�T�� = �U�T°U�Iµ

2s =?T???I?�±I�¼ º?T�� »�¼ ª µ½ e�U�T°U�Iµg

±�UTU?�I�~¸ = ?T???I?°�I�IK� = 2]

El promedio del factor lambda obtenido es de 1,003, considerando una relación

estequiométrica de 14,7, la masa de combustible utilizada es calculada con la ecuación

3.6:

K[ = jEt%T¾I¿I Ec. (3.6)

Donde:

Km: masa de aire en el cilindro

K[:masa de combustible en el cilindro

ʎ: factor lambda

K[ =I �T��%t%T¾ÀtT�� = ?T???I??UI��I�¼

Estado 3: utilizando la ecuación (1.21) para encontrar el calor que entra durante un ciclo

se tiene:

W8Y = K[W\NJ] = ?T???I??UI��I�¼I º±�I��±T?UI �»�¼½ e?T�Ug = ?T�±�I�»

El valor del calor calórico se determinó mediante una prueba llevada a cabo en el

Laboratorio de Termodinámica de Escuela Politécnica Nacional, los resultados se

encuentran en el Anexo VIII.

Utilizando la misma ecuación para calcular ~�, la presión más alta del ciclo:

~� = ?T�±�IeRT°U { Rg?T???I?°�I� + ±�UTU?�

~� = �I��T�°±I�~¸ = I~já¦

Para un volumen constante, con la ecuación de gases ideales, se obtiene la temperatura

máxima en el ciclo:

}� = }s º~�~s½ = �U�T°U�I�I º�I��T�°±I�±�UTU?�I� ½ = ±I°�±T�R�Iµ = }já¦

50

Estado 4: La carrera de trabajo 3-4 es isentrópica. Utilizando las ecuaciones 1.22 y 1.23

se obtienen la temperatura y la presión:

}% = }�eRa3]g�vt =I±I°�±T�R�I�IeRaR?TUgtv�T�� = RI��T��I�

~% = ~�eRa3]g� = �I��T�°±IeRaR?TUgtT�� = RR�T��I�~¸

2% = Km�}%~% = ?T???I?�±IÁI?T��IÁIRI��T��

RR�T�� = ?T???I°��IK� = 2t

Esto concuerda con el valor de 2t encontrado anteriormente.

El trabajo producido por la carrera de trabajo isentrópica para un cilindro durante un ciclo

es calculado con la ecuación 1.24:

7�v% = ?T???I?�±I�¼ e?T��geRI��T�� { ±I°�±T�R�geR { RT°Ug = ?TR��I|Â

El trabajo absorbido durante la carrera de compresión isentrópica para un cilindro durante

un ciclo es calculado con la ecuación 1.20:

7tvs = ?T???I?�±I�¼ e?T��ge�U�T°U� { °°°T±UgeR { RT°Ug = {?T?��I|Â

El trabajo de la carrera de admisión está cancelado por el trabajo de la carrera de

escape.

El trabajo neto para un cilindro durante un ciclo es calculado con la ecuación 1.25:

7YÃ^ = e{?T?�� + ?TR��g�»I = ?TR±?I�» La eficiencia térmica indicada es calculada con la ecuación 1.13 obteniéndose:

�^ = ?TR±?I|Â ?T�±�I|Â� = ?TU�?�� Ä U�T?��Å

La eficiencia térmica obtenida también se puede obtener con la relación de compresión

mediante la ecuación 1.26 es:

�^ = R { ºR3]½�vt

= R{º RR?TU½

�T��= U�T?��Å

A continuación, se calcula la presión media efectiva con la ecuación 1.8:

;KH = ?TR±?I|Âe?T???I°�� { ?T???I?°�I�g = ±??TR±±I|x�

La potencia indicada a 5952,4 rpm es obtenida utilizando la ecuación 1.9:

51

yP Æ = e?TR±?I|ÂgeUI�U�T±a�?ge±g� = ��T�?�I|Â = °�TRU�IÇÈ

La eficiencia volumétrica se calcula con la ecuación 1.16, la densidad a una altitud de

2790 msnm se obtiene con la ecuación 3.7, la cual es una versión simplificada de la

fórmula CIPM-2007, versión exponencial:

É = �T%�%�I*ÊËÌv�T��ÍÎ �Ï!e�T��tI- gs¾�Tt�(- Ec. (3.7)

Dónde:

o: densidad del aire, kg/m3

~m^j: presión atmosférica, kPa

ÐÑ: humedad relativa

} : temperatura del aire, K

La fórmula ofrece resultados con una incertidumbre de 24 x 10-5 bajo los intervalos

600 hPa ≤ Patm ≤ 1100 hPa, 20% ≤ hr ≤ 80% y 15 °C ≤ t ≤ 27 °C. (Peña Pérez & Becerra

Santiago, 2010)

É = °T±�±� À e�°gI { ?T??� À ?T�?U� À ÒÓÈe?T?�R À �RTU±g��°TRU + �RTU± = ?T��°I|ÔaÕ�

Por lo cual la eficiencia volumétrica es:

Ö× = ?T???I?�±?T��° À ?T???I°±� = ?T��I�� Ä ��T��IÅ

3.1.2. Resultados de las pruebas estáticas del Kia Rio

En la Tabla 3.4 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor

de 6 000 rpm. La presentación de todos los resultados calculados se encuentra

desarrollada en los Anexo III y VI.

52

Tabla 3.4. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas.

Altitud

(m)

Velocidad del motor (rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media

indicada (kPa)

Eficiencia volumétrica

(%)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13) (%)

65 6 140,25 48,463 0,177 505,93 26,26 56,088

445 6 015,20 44,606 0,166 475,34 25,90 56,088

849 6 168,65 46,895 0,170 487,30 28,05 56,088

1 212 6 127,45 44,468 0,162 465,18 27,57 56,088

1 648 6 032,75 40,504 0,150 430,37 27,05 56,088

2 021 5 956,00 38,544 0,145 414,82 26,66 56,088

2 353 6 110,10 40,050 0,147 420,16 28,65 56,088

2 790 5 952,40 37,158 0,140 400,14 27,73 56,088

3 150 6 026,30 35,483 0,132 377,42 29,26 56,088

3 576 6 069,20 38,431 0,142 405,89 30,06 56,088

3 973 6 063,05 36,311 0,134 383,90 30,62 56,088

La eficiencia térmica obtenida con la ecuación 1.26 es 56,088% (Fuente: propia)

En la Tabla 3.5 se aplican los factores de corrección del apartado 1, para comparar la

potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a una determinada altitud

multiplicada por el factor de corrección.

Tabla 3.5. Potencia obtenida con los factores de corrección.

Altitud (m)

Tamb (°C)

Patm (hPa)

Potencia obtenida (hp)

ISO 2534 Pcorr (hp)

0 27,15 995 48,46 48,38

400 27,05 955 44,61 46,77

800 27,32 895 46,90 53,18

1 200 26,11 865 44,47 52,40

1 600 24,14 815 40,50 51,06

2 000 23,55 790 38,54 50,38

2 400 21,65 765 40,05 54,20

2 800 21,54 730 37,16 53,18

3 200 20,6 695 35,48 53,77

3 600 16,51 670 38,43 60,34

4 000 13,42 625 36,31 61,58 (Fuente: propia)

En las Figuras 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se muestran las curvas de potencia, presión

media indicada y trabajo neto obtenidos en todas las altitudes donde se realizó la prueba

estática.

53

Figura 3.1. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm

(Fuente: propia)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

54

Figura 3.2. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 400 msnm a 3 600 msnm

(Fuente: propia)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

55

Figura 3.3. Curvas de presión media indicada obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm.

(Fuente: propia)

300

350

400

450

500

550

600

650

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

pmi (kPa)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

56

Figura 3.4. Curvas de presión media indicada obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm.

(Fuente: propia)

300

350

400

450

500

550

600

650

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

pmi (kPa)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

57

Figura 3.5. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm.

(Fuente: propia)

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0 2000 4000 6000 8000

Trabajo neto (kJ)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

58

Figura 3.6. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm.

(Fuente: propia)

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,240

0 2000 4000 6000 8000

Trabajo neto (kJ)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

59

3.1.3. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Kia Rio

Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas (Anexo II) se pueden observar las

siguientes tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el

múltiple de admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.6

Tabla 3.6. Comportamiento de las variables de entrada con respecto a la altitud.

AltItud (m)

Temperatura de entrada

(K)

Presión manométrica en el múltiple de admisión

(kPa) Lambda

65 335,88 25,36 1,006 0

445 336,20 25,28 1,006 0

849 337,50 24,60 1,008 2

1 212 339,58 23,55 1,005 2

1 648 338,04 22,76 1,003 0

2 021 340,28 22,14 1,005 2

2 353 333,90 21,73 1,011 3

2 790 337,58 21,02 1,005 5

3 150 331,82 20,43 1,018 8

3 576 341,58 20,85 1,007 7

3 973 331,25 19,91 1,007 2 (Fuente: propia)

En la Tabla 3.6 se puede apreciar una variación menor a los 10 K de la temperatura de

entrada de aire, se debe considerar la cercanía del sensor IAT con el motor. La presión

en el múltiple de admisión es afectada directamente por la presión atmosférica y la

densidad del aire, siendo la presión mayor a 0 msnm y disminuyendo gradualmente con

la altitud. El valor del factor lambda en todas las mediciones muestra un comportamiento

similar, predominando una mezcla ligeramente pobre dentro del cilindro cuando se

estabilizan las revoluciones del motor para tomar las mediciones.

En las Figuras 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se pueden apreciar las líneas de tendencia del

comportamiento de los parámetros indicados para todas las altitudes, en el Anexo V se

incluirán por separado cada uno de los gráficos obtenidos. Las líneas de tendencia son

cuadráticas para la potencia, presión media indicada y el trabajo neto.

En las Figuras 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se observa como el trabajo neto y la presión media

indicada obtiene los menores valores a revoluciones entre las 3000 a 5000 rpm en todas

las alturas. Los valores más altos se obtienen en ralentí, en donde el motor asegurará

mayor torque para empezar la marcha del motor.

60

También se puede apreciar en la Figura 3.7 que las pérdidas de potencia son

proporcionales a la altitud, Las pérdidas de potencia llegan hasta 25 % a 4 000 metros de

altitud, el valor más alto en pérdidas se obtiene a 3 200 msnm con un 26,78% y el más

bajo a 800 msnm con 3.24 %. Se observa una tendencia lineal con un valor de R2 de

0,8398, lo cual indica que la regresión lineal es adecuada.

Figura 3.7. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica.

(Fuente: propia)

En la Tabla 3.7 se muestran las variaciones de pérdidas de potencia que se generan

cada 400 msnm.

Tabla 3.7. Variación de la potencia respecto a la altitud.

AltItud (m)

Potencia (hp)

ΔP (hp)

% pérdida de potencia

Δ% pérdidas

65 48,46 - - -

445 44,61 3,86 7,96% 7,96%

849 46,90 -2,29 3,24% -5,13%

1 212 44,47 2,43 8,24% 5,18%

1 648 40,50 3,96 16,42% 8,91%

2 021 38,54 1,96 20,47% 4,84%

2 353 40,05 -1,51 17,36% -3,91%

2 790 37,16 2,89 23,33% 7,22%

3 150 35,48 1,67 26,78% 4,51%

3 576 38,43 -2,95 20,70% -8,31%

3 973 36,31 2,12 25,07% 5,52% (Fuente: propia)

Se puede apreciar que las variaciones porcentuales de pérdidas de potencia varían entre

3,24 % y 25,07 %. Teniendo un promedio 2,51 % cada 400 metros de variación. El

0

7,960%

3,235%

8,245%

16,424%

20,469%17,360%

23,328%

26,784%

20,701%

25,074%

y = 6E-05x + 0,0239

R² = 0,8398

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Perdida potencia

(%)

altitud

61

comportamiento de la variación es ascendente, pese a que en ciertas alturas desciende

los valores de pérdidas.

La eficiencia volumétrica a régimen de 6 000 rpm varía 26,96 % a 0 msnm y 30,62 % a

4 000 msnm. Se puede observar una afectación de la altitud, al subir la eficiencia

volumétrica al aumentar la altitud geográfica. Los valores de eficiencia volumétrica más

altos se obtienen cuando el motor se encuentra en ralentí.

Comparando los valores de potencia obtenidos por la prueba estática con los

suministrados por el fabricante del vehículo se observa que los valores obtenidos una

variación de 54%, siendo mayor el valor del catálogo (107 hp a 6 300 rpm) ante los

valores de la prueba estática (48,46 hp a 6 000 rpm) obtenidos en la prueba estática. En

la prueba estática se tomó las mediciones hasta las 6 000 rpm debido al sistema de

protección electrónico del motor del vehículo que no permitía acelerar a velocidades

mayores por periodos extensos de tiempo. Los métodos no son comparables debido a

que los valores obtenidos en la prueba estática no se obtienen con la aleta de admisión

totalmente abierta.

En la Tabla 3.5 se registran considerables respecto a la potencia obtenida a nivel del mar

con los valores de potencia corregida según la norma ISO 2534. Siendo los valores más

distantes los valores obtenidos a mayor altitud. Se debe tomar en cuenta que los factores

de corrección se pueden utilizar en ciertos intervalos de presión y temperatura.

3.1.4. Ejemplo de cálculo para la prueba estática para Hyundai Tucson 2008

En la Tabla 3.8 se muestran las variables del motor del vehículo utilizado en esta prueba,

mientras que en la Tabla 3.9 se muestran los datos obtenidos para la prueba realizada a

6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm.

Tabla 3.8. Variables del motor del Hyundai Tucson.

Relación de compresión 10,1 Número de cilindros 4

Eficiencia de combustión 0,95 Cilindrada del motor 1 975 cm3

(Fuente: propia)

62

Tabla 3.9. Datos obtenidos en la prueba estática a 6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm.

Mediciones 1 2 3 4 5 Media

Velocidad del motor rpm 5 934 5 946 5 952 5 952 5 921 5 941

Flujo másico de aire kg/h 88,75 89,91 88,75 88,75 89,12 89,056

Temperatura entrada °C 34,5 33,75 33 33 33 33,45

Lambda: 0,999 1 1,002 0,995 0,994 0,998

(Fuente: propia)

Como lo muestra la Tabla 3.8. la cilindrada del motor es 1 975 cm3, por lo cual en cada

cilindro se tendrá el siguiente volumen desplazado calculado con la ecuación 3.1:

2p = ?T??RI��UIK�± = ?T???I±�°I�UIK�I

Utilizando la ecuación 3.2 se obtiene el volumen comprimido:

3 = R?TR = e2] + ?T???I±�°I�Ug2]

2] = ?T???I?U±I��IK�

Se procede a calcular la masa entrante de aire con la ecuación 3.8.

KmP = KmIØIGIJ Ec. (3.8)

Donde:

KmP : flujo de masa de aire, kg/s

Km: masa que entra al cilindro en cada ciclo, kg

Ø: velocidad del motor, rev/s

G:número de ciclos por vuelta

J:número de cilindros del motor

Km = KmIØIGIJ

P = ?T?�±I�°�UI�±Ra�? À ?TU À ± = ?T???IR�UI�¼

63

El valor de lambda obtenido es de 0,998, considerando una relación estequiométrica de

14,7, obteniendo la masa de combustible con la ecuación 3.6:

Masa de combustible K[ = �T��Its��T��Àt%T¾ = I?T???I??�IURI�¼

Estado 1: Con las condiciones de entrada del aire de la Tabla 3.5:

}t = °°T±UI³´ = °?�T±UIµ

Se obtiene la presión de entrada del aire con la ecuación de los gases ideales (ecuación

3.5):

Km = ~t2t�}t

~t = ?T???IR�U À °?�T±U À ?T��?T???IUU = �?T?±�I�~¸

Estado 2: La carrera de compresión 1-2 es isentrópica. Se utilizan las ecuaciones 1.18 y

1.19 para encontrar la presión y temperatura en el punto 2:

~s = ~te3]g� = �?T?±�I�~¸IeR?TRgtT�� = ±U±T��±I�~¸

}s = }te3]g�vt = °?�T±UIµIeR?TRg�T�� = ��T±U?Iµ

2s =?T???IR�UI�¼ º?T�� »�¼ ª µ½ e��T±U?Iµg

±U±T��±I�~¸ = ?T???I?U±I�UIK� = 2]

Estado 3: utilizando la ecuación (2.21) para encontrar el calor que entra durante un ciclo

se tiene:

W8Y = K[W\NJ] = ?T???I??�IURI�¼I º±UI??�TU� �»�¼½ e?T�Ug = ?T°�±I�»

El valor del calor calórico se determinó mediante una prueba llevada a cabo en el

Laboratorio de Termodinámica de Escuela Politécnica Nacional, los resultados se

encuentran en el Anexo VIII.

Y utilizando la misma ecuación para conseguir ~�, la presión más alta del ciclo:

~� = ?T°�±IeRT°U { Rg?T???I?U±I�U + ±U±T��±

~� = �I�?°TRR?I�~¸ = I~já¦

2� = 2s = ?T???I?U±I�UIK�

64

Para un volumen constante, con la ecuación de gases ideales, se obtiene la temperatura

más alta en el ciclo:

~� = ~s º}�}s½ = ±U±T��±I|x�I º±I�±�T°?�I��T±U?I� ½ = �I�?°TRR?II|x� = ~já¦

Estado 4: La carrera de trabajo 3-4 es isentrópica. Con las ecuaciones 1.22 y 1.23 se

calculan la temperatura y presión:

}% = }�eRa3]g�vt =I±I�±�T°?�I�IeRaR?TRgtv�T�� = RI��T°��I�

~% = ~�eRa3]g� = I�I�?°TRR?IeRaR?TRgtT�� = R�°TU±?I�~¸

2% = Km�}%~% = ?T???IR�UIÁI?T��IÁIRI��T°��

R�°TU±? = ?T???IU±�IK� = 2t

Esto concuerda con el valor de 2t encontrado anteriormente.

El trabajo producido por la carrera de trabajo isentrópica para un cilindro durante un ciclo

es calculado con la ecuación 1.24:

7�v% = ?T???IR�UI�¼ e?T��geRI��T°�� { ±I�±�T°?�geR { RT°Ug = ?T�±RI|Â

El trabajo absorbido durante la carrera de compresión isentrópica para un ciclindro

durante un ciclo es calculado con la ecuación 1.20:

7tvs = ?T???IR�UI�¼ e?T��ge��T±U? { °?�T±U?geR { RT°Ug = {?T?°�I|Â

El trabajo de la carrera de admisión está cancelado por el trabajo de la carrera de

escape.

El trabajo neto indicado para un cilindro durante un ciclo es calculado con la ecuación

1.25:

7YÃ^ = 7tvs +7�v% = e{?T?°� + ?T�±Rg = ?T �?�I|Â La eficiencia térmica indicada es calculada con la ecuación 1.13 obteniéndose:

�^ = 7YÃ^ W8Y� = ?T�?�I|Â ?T°�±I|Â� = ?TUU±I�� Ä UUT±��Å

La eficiencia térmica obtenida con la relación de compresión mediante la ecuación 1.26

es:

65

�^ = R{º RR?TR½

�T��= UUT±��Å

A continuación, se calcula la presión media efectiva con la ecuación 1.8:

;KH = ?T�?�I|Âe?T???IU±� { ?T???I?U±I�g = ±?�T?�?I|x�

La potencia indicada a 5 941 rpm es obtenida utilizando la ecuación 1.9:

yP Æ = e?T�?�I|ÂgeUI�±Ra�?ge±g� = ±?T???I|Â = U°T�±RIÇÈ

La eficiencia volumétrica se calcula con la ecuación 1.16, la densidad a una altitud de

2790 msnm se obtiene con la ecuación 3.5, la cual es una versión simplificada de la

fórmula CIPM-2007, versión exponencial:

É = °T±�±� À e�°gI { ?T??� À ?T�?UI� À ÒÓÈe?T?�R À R�TRg��°TRU + R�TR = ?T��°I|ÔaÕ�

Por lo cual la eficiencia volumétrica es:

Ö× = ?T???IR�U?T��° À ?T???I±�°I�U = ?T��I�� = ��T��Å

3.1.5. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008

En la Tabla 3.10 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor

de 6 000 rpm. La presentación de todos los resultados calculados se encuentra

desarrollada en el Anexo III.

En la Tabla 3.11 se aplican el factor de corrección del apartado 1, para comparar la

potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a diferentes altitudes


En las Figuras 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12 y 3.13 se muestran las curvas de potencia,

presión media indicada y trabajo neto obtenidos en todas las altitudes donde se realizó la

prueba estática. Se muestran en dos partes debido a que las curvas para visualizar las

diferencias entre las curvas, separándolas en intervalos de 800 msnm. Se incluye

además una línea de tendencia para una de las curvas en cada gráfico con su respectiva

ecuación y valor de regresión.

66


AltItud

(m)

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media

indicada

(kPa)


(%)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%)

65 5 951,20 59,89 0,225 455,98 24,83 55,487

445 5 967,60 59,13 0,222 448,94 24,54 55,487

835 5 943,60 59,27 0,223 451,85 27,58 55,487

1 225 5 978,20 58,08 0,217 440,16 26,26 55,487

1 630 5 977,60 57,28 0,214 434,19 27,03 55,487

2 020 6 059,80 57,81 0,213 432,24 28,18 55,487

2 355 5 925,20 55,13 0,208 421,59 28,34 55,487

2 755 5 941,00 53,64 0,202 409,09 28,98 55,487

3 150 6 044,60 51,87 0,193 390,69 29,13 55,487

3 576 5 974,20 51,48 0,193 390,45 29,75 55,487

3 973 5 913,60 48,75 0,184 373,50 29,71 55,487



Altitud (m)

Tamb (°C)

Patm (hPa)

Potencia obtenida

(hp)

ISO 2534 Pcorr (hp)

65 33,00 1001,81 59,89 59,99 445 25,00 967,16 59,13 60,81 835 22,00 915,25 59,27 64,74

1225 20,75 874,46 58,08 66,82 1630 19,30 833,64 57,28 70,56 2020 19,00 795,24 57,81 73,60 2355 18,30 765,56 55,13 77,64 2755 18,10 729,74 53,64 78,39 3150 18,30 693,84 51,87 81,06 3576 12,80 665,4 51,48 80,88

3973 7,10 624,62 48,75 81,63 (Fuente: propia)

67

Figura 3.8. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.

(Fuente: propia)

0

10

20

30

40

50

60

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

68


(Fuente: propia)

0

10

20

30

40

50

60

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

69

Figura 3.10. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a

4 000 msnm.

(Fuente: propia)

250

300

350

400

450

500

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

pmi (kPa)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

70


4 000 msnm.

(Fuente: propia)

250

300

350

400

450

500

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

pmi (kPa)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

71

Figura 3.12. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.

(Fuente: propia)

0,125

0,145

0,165

0,185

0,205

0,225

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Trabajo neto (kJ)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

72


(Fuente: propia)

0,125

0,145

0,165

0,185

0,205

0,225

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Trabajo neto (kJ)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

73

3.1.6. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai

Tucson 2008

Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas se pueden observar las siguientes

tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el múltiple de

admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.12

Tabla 3.12. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud.

Altitud (m)


(K)


(kPa) Lambda

65 325,725 19,379 1,000 3

445 308,350 17,956 1,001 0

835 320,075 19,196 0,997 2

1 225 313,075 17,570 0,996 2

1 630 311,675 17,850 0,996 5

2 020 311,675 17,231 0,996 0

2 355 311,250 17,660 0,995 3

2 755 311,525 16,841 0,995 8

3 150 297,925 14,821 0,999 2

3 576 306,075 14,982 0,996 7

3 973 294,100 13,863 0,996 5 (Fuente: propia)

Se aprecia una variación de la temperatura de entrada de 31,6 K, mayor al caso anterior,

la temperatura de entrada desciende al aumentar la altura, aunque no se cumple de la

misma manera en todos los casos, en este caso el sensor de temperatura se encuentra

justo después del filtro de aire. La presión en el múltiple de admisión es afectada

directamente por la presión atmosférica y la densidad del aire, aunque se cumple de

diferente manera para todos los casos. El valor del factor lambda en todas las mediciones

muestra un comportamiento similar, teniendo un predominio de mezcla rica para altitudes

mayores a 800 msnm.

En las Figuras 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12 y 3.13 se muestran las líneas de tendencia de los

parámetros indicados del motor a diferentes alturas. En todos los casos la línea de

tendencia utilizada es polinómica de segundo orden.

Las curvas siguen un comportamiento semejante al caso anterior, el comportamiento de

la presión media indicada y del trabajo neto es tiene una tendencia cuadrática para todos

los parámetros indicados.

74

Las pérdidas de potencia son proporcionales a la altura, como se muestra en las Figuras

3.8 y 3.9, Se observan pérdidas de hasta 18,61% a 4 000 metros de altitud. Los valores

obtenidos siguen una tendencia similar a la del caso anterior, es decir que en algunos

casos se ha obtenido más potencia con respecto a la altitud inmediatamente inferior, pero

vuelve a descender al seguir subiendo en altitud.


(Fuente: propia)


cada 400 msnm, el comportamiento no es estable teniendo que la potencia aumenta en

algunos puntos en lugar de disminuir.


AltItud (m)

Potencia (hp)

ΔP (hp)


Δ% pérdidas

65 59,89 445 59,13 0,76 1,27 1,27 835 59,27 -0,14 1,03 -0,24 1225 58,08 1,20 3,03 2,00 1630 57,28 0,79 4,36 1,33 2020 57,81 -0,53 3,48 -0,88 2355 55,13 2,68 7,95 4,47 2755 53,64 1,49 10,44 2,49 3150 51,87 1,77 13,40 2,96 3576 51,48 0,38 14,04 0,64 3973 48,75 2,73 18,61 4,57

(Fuente: propia)

Se puede apreciar que las variaciones porcentuales de pérdidas de potencia varían entre

0,88 % y 4,57 % cada 400 metros de variación de la altitud, teniendo una variación de

1,13% en promedio.

1,272 1,0313,031 4,356 3,477

7,94610,437

8,731

14,039

18,606

y = 0,0046x - 2,9124

R² = 0,8931

-5,000

,000

5,000

10,000

15,000

20,000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Perdida potencia

(%)

altitud

75


suministrados por el fabricante del vehículo se observa que los valores obtenidos

presentan una variación del 56,91%. Siendo menores los valores obtenidos en la prueba

estática (59,89 hp @ 6 000 rpm) ante los valores del fabricante 139 hp @ 6 000 rpm.

En la Tabla 3.9 se observan variaciones considerables respecto a la potencia obtenida a

nivel del mar con los valores de potencia corregida con el factor de corrección de la

norma ISO 2534.

3.1.7. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010

Los cálculos se realizaron siguiendo el ejemplo de cálculo desarrollado para el Kia Rio,

en la Tabla 3.14 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor

aproximado de 6 000 rpm. El vehículo sometido a pruebas cuenta con un sensor MAP en

su sistema de inyección electrónica. La presentación de todos los resultados calculados

se encuentra desarrollada en el Anexo III.


AltItud

(m)

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media

indicada

(kPa)


(%)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%) 65 5 877,60 68,75 0,262 529,96 29,07 55,487

445 5 897,80 73,13 0,277 561,77 30,36 55,487

835 5 889,40 70,95 0,270 545,83 31,36 55,487

1 225 5 887,60 69,48 0,264 534,67 32,17 55,487

1 630 5 907,40 68,80 0,261 527,69 33,39 55,487

2 020 5 981,60 68,46 0,256 518,55 34,22 55,487

2 355 5 915,20 64,49 0,244 493,95 34,09 55,487

2 755 5 896,60 63,76 0,242 489,92 34,99 55,487

3 150 5 967,60 63,29 0,237 480,50 36,24 55,487

3 576 5 893,60 61,66 0,234 474,05 36,29 55,487

3 973 5 830,20 56,80 0,218 441,40 35,67 55,487


En la Tabla 3.15 se aplican los factores de corrección del apartado 1, para comparar la

potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a diferentes altitudes


76


Altitud (m)

Tamb

(°C) Patm

(hPa)

Potencia obtenida

(hp)

ISO 2534 Pcorr (hp)

65 33 1 001,81 68,75 1,00

445 25 967,16 73,13 1,03 849 22 915,25 70,95 1,09

1 212 20,75 874,46 69,48 1,15 1 648 19,3 833,64 68,80 1,21 2 021 19 795,24 68,46 1,28 2 353 18,3 765,56 64,49 1,34 2 790 18,1 729,74 63,76 1,42 3 150 18,30 693,84 63,29 1,51 3 576 12,8 665,4 61,66 1,57 3 973 7,1 624,62 56,80 1,67

(Fuente: propia)

En las Figuras 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se muestran las curvas de potencia,

presión media indicada y trabajo neto obtenidos a diferentes altitudes.


(Fuente: propia)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

4000 msnm

0 msnm

77


(Fuente: propia)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Potencia (hp)

rpm

3200 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

3600 msnm

Polinómica

(2000 msnm)Polinómica

(1200 msnm)

78


4 000 msnm.

(Fuente: propia)

300

350

400

450

500

550

600

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

pmi (kPa)

rpm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

79


3 600 msnm.

(Fuente: propia)

300

350

400

450

500

550

600

650

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

pmi (kPa)

rpm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

80


(Fuente: propia)

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,270

0,290

0,310

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Trabajo neto (kJ)

rpm

4000 msnm

3200 msnm

2400 msnm

1600 msnm

800 msnm

0 msnm

81


3 600 msnm.

(Fuente: propia)

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,270

0,290

0,310

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500

Trabajo neto (kJ)

rpm

3600 msnm

2800 msnm

2000 msnm

1200 msnm

400 msnm

82

3.1.8. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai

Tucson 2010

Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas (Anexo II) se pueden observar las

siguientes tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el

múltiple de admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.16.

Tabla 3.16. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud.

AltItud (m)


(K)


(kPa) Lambda

65 335,117 26,984 1,006

445 315,950 25,883 1,012

849 314,675 25,632 1,010

1212 312,275 25,191 1,010

1648 315,075 25,084 1,008

2021 315,075 23,831 1,010

2353 313,700 22,805 1,012

2790 311,325 21,732 1,008

3150 320,300 21,613 1,008

3576 306,250 20,726 1,007

3973 300,625 19,885 1,006 (Fuente: propia)

Los valores de la Tabla 3.16 muestran una variación de la temperatura de entrada del

aire menor a los 35 K, mayor al primer caso, que puede deberse a la temperatura del IAT.

La presión en el múltiple de admisión es afectada por la altitud, teniendo una presión

mayor a 0 msnm. El valor del factor lambda muestra un comportamiento similar en todas

las mediciones, predominando una mezcla pobre dentro del cilindro a todas las alturas.

En las Figuras 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se puede apreciar también las líneas de

tendencia del comportamiento de los parámetros indicados para todas las altitudes, en el

Anexo V se incluirán por separado cada uno de los gráficos obtenidos. Las líneas de

tendencia son cuadráticas para la potencia mientras que para la presión media indicada y

el trabajo neto son polinómicas de cuarto grado.

En las Figuras 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se observa como el trabajo neto y la presión media

indicada es menor desde 2 000 rpm a 5 000 rpm en todos los casos.

Se puede apreciar que las pérdidas de potencia son proporcionales a la altura, aunque a

ciertas alturas se muestra un aumento como muestran los datos de la Tabla 3.17.

83


(Fuente: propia)

En la Figura 3.15 se observa pérdidas de potencia de hasta 17,38 % a 4 000 metros de

altitud, siendo las pérdidas proporcionales en altura. El comportamiento se ajusta de

mejor manera con la regresión lineal, obteniendo un valor de R2 de 0,9479, que

demuestra que se acomoda de manera muy adecuada a la ecuación lineal.


AltItud (m)

Potencia (hp)

ΔP (hp)


Δ% pérdidas

65 68,75 - - - 445 73,13 -4,38 -6,37 -6,37 849 70,95 2,18 -3,20 3,17

1 212 69,48 1,47 -1,06 2,14 1 648 68,80 0,68 -0,08 0,98 2 021 68,46 0,34 0,42 0,50 2 353 64,49 3,97 6,20 5,78 2 790 63,76 0,73 7,26 1,06 3 150 63,29 0,47 7,94 0,69 3 576 61,66 1,62 10,31 2,36 3 973 56,80 4,86 17,38 7,08

(Fuente: propia)


cada 400 msnm, donde se puede apreciar que las variaciones de potencia oscilan entre

- 6,37 % y 17,38 % cada 400 metros de variación teniendo como promedio 1,58 % cada

400 msnm.

La eficiencia volumétrica a régimen de 6 000 rpm varía de 24,83 % a 0 msnm y 29,07 % a

4 000 msnm, siendo afectada por la altitud y las condiciones ambientales. Los valores

más altos de eficiencia volumétrica se logran entre 4 000 rpm y 5 000 rpm.

-6,366-3,201

-1,061 -,077 ,423

6,199 7,257 7,94410,306

17,382

y = 0,0059x - 9,137

R² = 0,9479

-15,000

-10,000

-5,000

,000

5,000

10,000

15,000

20,000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Perdida potencia

(%)

altitud

84


suministrados por el fabricante del vehículo se observa una variación de 50,5 %, siendo

menor el valor del catálogo (139 hp a 5 800 rpm) ante 73,13 hp a 6 000 rpm de la prueba

estática a 400 msnm.

En la Tabla 3.15 se observa que los valores de potencia obtenidos con el factor de

corrección sufren variaciones considerables en referencia a los obtenidos a nivel del mar.

Al observar los resultados de la prueba estática se puede observar que el vehículo Kia

Rio, que dispone de un sistema de distribución variable, es más eficiente

volumétricamente que los vehículos Hyundai que disponen de un sistema de distribución

de generación anterior.

La variación de los parámetros indicados con respecto a la altura resultó ser semejante

en ambos vehículos Hyundai.

El comportamiento de los parámetros indicados de los vehículos equipados con sensor

MAP difieren del comportamiento de los parámetros indicados del vehículo con sensor

MAF, probablemente influya la ubicación de los sensores en el sistema de admisión del

motor de los vehículos.

3.2. Prueba dinámica

En las Tablas 3.18 y 3.19 se muestran los resultados obtenidos de la prueba dinámica

realizada en el banco de pruebas del CCICEV a una altitud de 2 800 msnm, la potencia

real (Preal) es la obtenida en la prueba mientras que la Potencia corregida (Pcorr) es el

valor corregido de potencia con el factor de corrección de SAE J1349.

Para esta prueba se realizan las pruebas en dos vehículos, en el Kia Rio y en el Hyundai

Tucson 2008 que cuenta con sensor MAF en su sistema de inyección electrónica.

85

Tabla 3.18. Resultados promedio de la prueba dinámica para el Kia Rio.

Rpm P real

(hp) P corr

(hp) rpm P real

(hp) P corr

(hp) rpm P real

(hp) P corr

(hp)

2 300 22,73 32,77 3 800 39,13 56,47 5 300 56,90 82,13

2 400 23,83 34,43 3 900 40,57 58,47 5 400 58,17 83,93

2 500 24,97 36,03 4 000 41,87 60,40 5 500 59,27 85,50

2 600 26,20 37,83 4 100 42,97 62,00 5 600 60,23 86,87

2 700 27,37 39,53 4 200 44,03 63,47 5 700 61,07 88,10

2 800 28,40 41,33 4 300 45,17 65,13 5 800 61,87 89,27

2 900 29,53 42,57 4 400 46,43 67,00 5 900 62,60 90,30

3 000 30,77 44,40 4 500 47,93 69,17 6 000 63,20 91,20

3 100 32,03 46,20 4 600 49,63 71,60 6 100 64,20 92,63

3 200 33,13 47,83 4 700 51,30 74,03 6 200 65,17 94,00

3 300 34,17 49,23 4 800 52,53 75,77 6 300 65,83 95,03

3 400 35,13 50,67 4 900 53,37 76,97 6 400 66,33 95,63

3 500 36,10 52,03 5 000 54,17 78,10 6 500 66,83 96,40

3 600 36,97 53,33 5 100 54,93 79,30 6 600 67,20 96,85

3 700 37,93 54,77 5 200 55,87 80,63 - Pcorr, es la potencia aplicada con el factor de corrección de la norma SAE J1349.

- Preal, es la potencia real obtenida a 2 800 rpm (Fuente: propia)

Tabla 3.19. Resultados de la prueba dinámica para el Hyundai Tucson.

Rpm P real (hp)

P corr (hp) rpm

P real (hp)

P corr (hp) rpm

P real (hp)

P corr (hp)

2 000 32,43 46,90 3 400 53,30 77,17 4 800 75,90 109,73

2 100 33,20 48,00 3 500 55,43 80,23 4 900 77,10 111,53

2 200 34,30 49,60 3 600 57,53 83,20 5 000 78,17 113,00

2 300 35,87 51,87 3 700 59,37 85,90 5 100 79,23 114,53

2 400 37,60 54,47 3 800 61,00 88,23 5 200 80,20 115,93

2 500 39,43 57,13 3 900 62,27 90,10 5 300 80,83 116,90

2 600 41,30 59,70 4 000 63,67 92,07 5 400 81,37 117,67

2 700 42,73 61,80 4 100 65,33 94,47 5 500 81,97 118,57

2 800 44,03 63,73 4 200 68,60 97,23 5 600 82,03 118,70

2 900 45,33 65,60 4 300 69,27 100,17 5 700 81,80 118,33

3 000 46,70 67,57 4 400 71,07 102,80 5 800 79,53 115,03

3 100 48,17 69,63 4 500 72,67 105,07 5 900 76,70 110,80

3 200 49,67 71,83 4 600 73,90 106,80

3 300 51,40 74,37 4 700 74,97 108,43 (Fuente: propia)

En las Figuras 3.20 y 3.21 se muestran las curvas obtenidas de potencia con respecto a

las revoluciones por minuto. Dentro de la misma se muestran las curvas obtenidas a

2 800 msnm y la curva con la potencia corregida.

86

Figura 3.22. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Kia Rio.

(Fuente: propia)

Figura 3.23. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Hyundai Tucson.

(Fuente: propia)

La presentación de todos los resultados obtenidos se desarrolla en el Anexo V.

3.2.1. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Kia Rio

En la prueba dinámica se obtiene una potencia real de 67,2 hp a 6 600 rpm y un valor

corregido de 96,85 hp a 6 600 rpm. Este último valor varía en 10,48% del mostrado en el

catálogo (107 hp a 6 300 rpm), potencia declarada por el fabricante a nivel del mar. La

potencia obtenida a 2 800 msnm en el banco de pruebas varía en un 30,7% con respecto

a la potencia obtenida con el factor de corrección de SAE J1339. En cambio, al comparar

96,850

67,200

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1500 2500 3500 4500 5500 6500

P (hp)

rpm

Pcorr

Preal

118,700

82,033

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1500 2500 3500 4500 5500 6500

P (hp)

rpm

Pcorr

Preal

87

la misma potencia con el valor del catálogo, se observa una variación del 38,2 % al

compararla con el valor del catálogo.

3.2.2. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Hyundai

Tucson

En la prueba dinámica se obtienen una potencia real de 82,03 hp a 5 600 rpm y un valor

corregido de 118,70 a 5 600 rpm. Este último varía en 17,1% del mostrado en el catálogo

del vehículo.

La potencia obtenida a 2 800 msnm en el banco de pruebas varía en un 30,8% con

respecto a la potencia obtenida con el factor de corrección de SAE J1349. En cambio, al

comparar la misma potencia con el valor del catálogo, se observa una variación del 41%.

3.3. Prueba discreta

En este apartado se mostrarán los resultados y el análisis de la prueba discreta realizada

en el dinamómetro y los resultados obtenidos del análisis termodinámico realizado con

los datos de los sensores. Los vehículos analizados son el Kia Rio y el Hyundai Tucson

2008.

3.3.1. Análisis de resultados de la prueba discreta para el Kia Rio

En las Tabla 3.20 y Figura 3.24 se muestran los resultados obtenidos de la prueba

discreta del Kia Rio realizada en el dinamómetro a una altitud de 2 800 msnm, la potencia

real (Preal) es la obtenida por el equipo mientras que la potencia corregida (Pcorr) es el

valor de potencia real multiplicado por el factor de corrección de SAE J1349.

Tabla 3.20. Resultados de la prueba discreta para el Kia Rio

rpm Preal (hp)

Pcorr (hp)

1 021 9,8 13,9

1 535 15,9 22,6

2 063 21,7 31,0

2 593 28,3 40,2

3 123 34,7 49,5

3 653 41,7 59,3

4 185 48,7 69,4

4 714 55,1 78,4

5 242 60,1 85,7

5 772 65,4 93,1

6 301 66,5 94,8 (Fuente: propia)

88

Figura 3.24. Potencia obtenida para el Kia Rio en la prueba discreta

(Fuente: propia)

Las curvas de la Figura 3.24 ascienden hasta llegar a las 5 700 rpm en donde la potencia

tiende a estabilizarse hasta lograr su valor máximo a las 6 300 rpm. Los datos obtenidos

en la prueba discreta se aproximan a los obtenidos en la prueba dinámica.

En la Tabla 3.21 se muestran los resultados de los parámetros indicados y las eficiencias

térmica y volumétrica calculados en el ciclo termodinámico con los datos de los sensores.

Tabla 3.21. Parámetros indicados para el Kia Rio obtenidos con los datos de los sensores en la

prueba discreta

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media indicada

(kPa)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%)

Eficiencia

volumétrica

(%)

1 038,600 23,775 1467,361 0,512 56,088 93,240

1 567,550 36,828 1505,970 0,526 56,088 94,361

2 082,450 49,119 1511,916 0,528 56,088 94,733

2 644,850 65,736 1593,167 0,556 56,088 95,750

3 183,300 78,889 1588,551 0,554 56,088 96,370

3 722,450 93,492 1609,922 0,562 56,088 96,553

4 262,350 112,379 1690,034 0,590 56,088 96,945

4 794,300 127,260 1701,473 0,594 56,088 97,218

5 330,550 150,244 1806,682 0,631 56,088 96,905

5 839,417 170,939 1876,414 0,655 56,088 96,787

6 392,800 188,586 1890,946 0,660 56,088 96,679 (Fuente: propia)

66,5

94,8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

P (hp) Pcorr (hp)

89

Los datos de la Tabla 3.21 muestran que la eficiencia volumétrica se mantiene en valores

superiores al 93,24 % en todo momento, obteniendo su máximo valor a las 4794 rpm, la

eficiencia térmica se mantiene constante durante todo el ciclo, los valores obtenidos de

potencia en esta prueba triplican los valores obtenidos en el dinamómetro.

Las Figuras 3.25, 3.26 y 3.27 muestran los parámetros indicados en función de las

revoluciones del motor, en todos los casos, las curvas muestran un comportamiento

semejante a las curvas obtenidas por el dinamómetro.

Figura 3.25. Potencia indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de los

sensores

(Fuente: propia)

Figura 3.26. Presión media indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de

los sensores

(Fuente: propia)

23,77536,828

49,119

65,73678,889

93,492

112,379127,260

150,244

170,939

188,586

0,000

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

160,000

180,000

200,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

1467,361

1505,970

1511,916

1593,167

1588,551

1609,922

1690,0341701,473

1806,6821876,414

1890,946

1400,000

1500,000

1600,000

1700,000

1800,000

1900,000

2000,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Presión media indicada (kPa)

90

Figura 3.27. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de los

sensores

(Fuente: propia)

3.3.2. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Hyundai Tucson

En la Tabla 3.22 y la Figura 3.28 se muestran los resultados obtenidos de la prueba

discreta del Hyundai Tucson realizada en el dinamómetro a una altitud de 2 800 msnm, la

potencia real es la obtenida por el equipo mientras que la potencia corregida (Pcorr) es el

valor de potencia real multiplicado por el factor de corrección de SAE J1349.

Tabla 3.22. Resultados de la prueba discreta para el Hyundai Tucson.

rpm P real (hp)

P corr (hp)

2 517 36,6 51,8 2 852 42,2 59,9

3 200 47,2 66,9

3 551 53,0 75,1

3 900 57,9 82,2

4 251 63,8 90,5

4 602 68,5 97,1

4 951 74,6 105,7

5 299 77,9 110,5

5 649 82,1 116,5

5 997 82,5 117,0 (Fuente: propia)

0,512

0,5260,528

0,5560,554 0,562

0,590 0,594

0,631

0,655 0,660

0,400

0,450

0,500

0,550

0,600

0,650

0,700

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (KJ)

91

Figura 3.28. Potencia obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta

(Fuente: propia)

Las curvas de la Figura 3.28 muestran una tendencia ascendente hasta llegar a las

5 700 rpm en donde la potencia tiende a estabilizarse hasta lograr su valor máximo a las

6 000 rpm. La potencia en la prueba discreta muestra el mismo comportamiento que en la

prueba dinámica.

En la Tabla 3.23 se muestran los resultados de los parámetros indicados y las eficiencias

térmica y volumétrica calculados en el ciclo termodinámico con los datos de los sensores.

Tabla 3.23. Parámetros indicados para el Hyundai Tucson obtenidos con los datos de los sensores

en la prueba discreta

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media indicada

(kPa)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%)

Eficiencia

volumétrica

(%) 3 527,00 112,27 1 442,08 0,712 55,487 87,272

3 900,57 128,94 1 497,77 0,740 55,487 90,462

4 276,71 138,63 1 468,70 0,725 55,487 88,544

4 668,38 158,76 1 540,80 0,761 55,487 92,482

5 060,43 181,15 1 621,91 0,80 55,487 93,015 5 446,75 203,46 1 692,41 0,84 55,487 93,42 5 828,14 226,69 1 762,25 0,87 55,487 93,098

(Fuente: propia)

Los datos de la Tabla 3.23 muestran que la eficiencia volumétrica se mantiene en valores

superiores al 87,272 % en todo momento, obteniendo su máximo valor a las 5 446,75

rpm, la eficiencia térmica se mantiene constante durante todo el ciclo, los valores

obtenidos de potencia en esta prueba triplican los valores obtenidos en el dinamómetro.

82,5

117

0

20

40

60

80

100

120

140

2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500

P (hp) Pcorr (hp)

92

Las Figuras 3.29, 3.30 y 3.30 muestran los parámetros indicados en función de las

revoluciones del motor, en todos los casos, las curvas muestran un comportamiento

semejante a las curvas obtenidas por el dinamómetro.

Figura 3.29. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los datos de los

sensores

(Fuente: propia)

Figura 3.30. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con

los datos de los sensores

(Fuente: propia)

112,265

128,945138,630

158,757

181,150

203,457

226,691

100,000

120,000

140,000

160,000

180,000

200,000

220,000

240,000

3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000

Potencia (hp)

1442,077

1497,7721468,703

1540,804

1621,911

1692,409

1762,245

1200,000

1300,000

1400,000

1500,000

1600,000

1700,000

1800,000

3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000


93

Figura 3.31. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los datos de

los sensores

(Fuente: propia)

3.3.3. Análisis del comportamiento de los sensores del sistema de inyección

electrónica

Durante las pruebas discretas realizadas a 2 800 msnm en el dinamómetro del CCICEV,

se evidenció que el comportamiento del sensor MAP difiere considerablemente del que

presenta el MAF; en la Figura 3.32 se muestra gráficamente el comportamiento del

sensor MAP del vehículo KIA RIO 2015.

Figura 3.32. Comportamiento del sensor MAP con IAT

(Fuente: propia)

Cuando el motor se prueba a máxima aceleración (WOT), la presión que indica el sensor

MAP (línea azul) llega a 72,3 kPa, igualando la presión atmosférica y presenta una leve

disminución al alcanzar las máximas RPM.

0,7120,740

0,725

0,761

,801

,836

,870

0,600

0,650

0,700

0,750

0,800

0,850

0,900

3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000

Trabajo neto (KJ)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 7

13

19

25

31

37

43

49

55

61

67

73

79

85

91

97

10

3

10

9

11

5

12

1

12

7

13

3

13

9

14

5

15

1

RP

M

Tiempo de prueba (Cuadros por segundo)

SENSOR MAP & IAT

Régimen RPM Presión del colector (kPa) Temp. Aire °C

94

Mientras que el sensor de temperatura IAT, presenta una disminución de temperatura a

medida que se incrementa la velocidad angular del motor, en el tiempo de duración del

ensayo.

Figura 3.33. Comportamiento del sensor MAF con IAT

(Fuente: propia)

El comportamiento del sensor IAT (línea gris) es similar al caso del primer vehículo de

pruebas, es decir a medida que incrementa la velocidad angular del motor, la temperatura

de entrada de aire disminuye.

En las pruebas discretas en el dinamómetro en ambos vehículos, el comportamiento del

factor lambda (λ) es similar, prevalece una mezcla rica debido a la condición de plena

carga a la cual fueron sometidos los motores, como se muestra en las Figura 3.34 y 3.35.

Figura 3.34. Comportamiento del factor Lambda - MAP

(Fuente: propia)

0

50

100

150

200

250

300

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 6

11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

61

66

71

76

81

86

91

96

10

1

10

6

11

1

11

6

12

1

12

6

13

1

13

6

14

1

14

6

15

1

15

6


SENSOR MAF & IAT

Régimen RPM Caudal de aire (kg/h) Temp. Aire °C

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 7

13

19

25

31

37

43

49

55

61

67

73

79

85

91

97

10

3

10

9

11

5

12

1

12

7

13

3

13

9

14

5

15

1

FACTOR LAMBDA CON SENSOR MAP

Régimen RPM Lambda (λ)

95

Figura 3.35. Comportamiento del factor Lambda - MAF

(Fuente: propia)

3.4. Prueba dinámica en carretera

A continuación, se muestran los datos obtenidos en la prueba dinámica en carretera para

el Kia Rio y el Hyundai Tucson 2008, esta prueba se realizó en dos vehículos, ya que se

ha constatado que el comportamiento de los vehículos equipados con MAP es muy

similar entre ambos. En este caso se hace la prueba con la aleta de aceleración

totalmente abierta.

3.4.1 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Kia

Rio

En la tabla 3.24 y en las Figuras 3.36, 3.37 y 3.38 se pueden apreciar los resultados

obtenidos durante la prueba dinámica en carretera del Kia Rio, los cálculos se de la

misma forma que el ejemplo de cálculo en el numeral 3.1.1 y los resultados del ciclo

termodinámico se muestran en el Anexo VII.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 7

13

19

25

31

37

43

49

55

61

67

73

79

85

91

97

10

3

10

9

11

5

12

1

12

7

13

3

13

9

14

5

15

1


FACTOR LAMBDA CON SENSOR MAF

Régimen RPM Lambda (λ)

96

Tabla 3.24. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Kia Rio

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media

indicada

(kPa)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%)

Eficiencia

volumétrica

(%)

% apertura de la aleta

(%)

2 575,75 61,644 0,535 1 534,077 56,088 91,207 100,00 2 611,75 62,677 0,537 1 538,291 56,088 91,143 100,00 2 750,75 65,767 0,535 1 532,557 56,088 91,012 100,00 2 887,25 69,008 0,535 1 532,061 56,088 90,983 99,61 3 023,75 72,654 0,538 1 540,199 56,088 91,151 99,61 3 190,25 75,631 0,530 1 519,621 56,088 91,280 99,61 3 345,50 79,263 0,530 1 518,699 56,088 91,225 99,61 3 489,75 82,663 0,530 1 518,378 56,088 91,206 99,61 3 644,25 86,189 0,529 1 516,020 56,088 91,064 99,61 3 781,00 89,618 0,530 1519,319 56,088 91,055 99,61 3 946,75 95,023 0,539 1 543,298 56,088 91,019 99,61 4 076,00 98,001 0,538 1 541,189 56,088 91,000 99,61 4 238,25 101,996 0,538 1 542,621 56,088 90,979 99,61 4 396,75 109,616 0,558 1 598,102 56,088 90,546 99,61 4 543,25 113,212 0,557 1 597,306 56,088 90,501 99,61 4 707,25 117,247 0,557 1 596,602 56,088 90,462 99,61 4 830,75 120,229 0,557 1595,352 56,088 90,391 99,61 4 984,00 126,899 0,570 1 632,074 56,088 90,134 99,61 5 119,25 130,892 0,572 1 638,960 56,088 90,180 100,00 5 221,75 133,877 0,574 1 643,422 56,088 90,201 100,00 5 354,25 139,464 0,583 1 669,646 56,088 90,388 99,61 5 480,25 146,093 0,596 1 708,794 56,088 89,944 99,61 5 591,75 154,309 0,617 1 768,901 56,088 90,213 100,00 5 712,00 157,370 0,616 1 766,010 56,088 90,066 99,61 5 847,75 161,340 0,617 1 768,536 56,088 90,195 99,61 5 976,00 165,723 0,620 1 777,592 56,088 90,293 99,61 6 118,50 169,785 0,621 1 778,745 56,088 89,988 99,61 6 260,25 173,917 0,621 1 780,785 56,088 90,091 100,00 6 391,00 177,491 0,621 1 780,194 56,088 90,061 28,24 6 499,00 182,237 0,627 1 797,422 56,088 90,443 26,67 6 548,75 106,795 0,365 1 045,326 56,088 61,650 25,10

(Fuente: propia)

Figura 3.36. Potencia indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera

(Fuente: propia)

182,237

40,000

90,000

140,000

190,000

240,000

,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

97

Figura 3.37. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera

(Fuente: propia)

Figura 3.38. Presión media indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera

(Fuente: propia)

En las Figuras 3.36, 3.37 y 3.38 se observa que los parámetros indicados son

proporcionales al régimen del motor, la potencia tiene un comportamiento ascendente, el

trabajo y la presión media indicada suben progresivamente hasta llegar a su máximo, con

una pendiente de menor valor a de la potencia, la eficiencia térmica se mantiene

constante durante toda la prueba, la eficiencia volumétrica se mantiene casi constante en

toda la prueba, los valores caen al activarse el limitador de revoluciones del motor.

Los parámetros indicados obtenidos en la prueba discreta son mayores entre 3 % y 5% a

los obtenidos en la prueba dinámica de carretera. La eficiencia térmica se mantiene en el

mismo valor durante las dos pruebas.

3.4.2 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el

Hyundai Tucson 2008

En la Tabla 3.25 y en las Figuras 3.39, 3.40 y 3.41 se presentan los resultados obtenidos

durante la prueba dinámica en carretera del Hyundai Tucson 2008, los cálculos se

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo (kJ)

1000,000

1200,000

1400,000

1600,000

1800,000

2000,000

,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000


98

realizaron como se muestra en el numeral 3.1.4 y los cálculos del ciclo termodinámico se

muestran en el Anexo VII.

Tabla 3.25. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Hyundai Tucson.

Velocidad del motor

(rpm)

Potencia

(hp)

Trabajo

(kJ)

Presión media

indicada

(kPa)

Eficiencia térmica

Ec. (1.13)

(%)

Eficiencia

volumétrica

(%)

% apertura de la aleta

(%)

687,000 7,044 0,229 464,588 55,487 34,019 0,00 717,000 15,366 0,479 971,020 55,487 66,892 8,90

1 573,000 44,110 0,627 1 270,551 55,487 78,075 69,36 2 088,000 63,665 0,682 1 381,501 55,487 84,797 90,91 2 063,000 62,254 0,675 1 367,252 55,487 83,923 92,79 2 152,000 63,573 0,661 1 338,482 55,487 81,691 95,60 2 281,000 67,229 0,659 1 335,389 55,487 81,224 95,60 2 418,000 69,655 0,644 1 305,193 55,487 82,019 95,60 2 650,000 75,753 0,639 1 295,184 55,487 80,309 95,60 2 892,000 89,969 0,696 1 409,525 55,487 87,399 95,60 3 135,000 97,089 0,693 1 403,180 55,487 86,908 95,60 3 380,000 101,719 0,673 1 363,524 55,487 84,452 95,60 3 613,000 110,196 0,682 1 381,901 55,487 84,822 95,60 3 853,000 122,084 0,709 1 435,617 55,487 88,319 95,60 4 121,000 130,855 0,710 1 438,686 55,487 88,307 95,60 4 377,000 139,902 0,715 1 448,195 55,487 88,690 95,60 4 603,000 147,511 0,717 1 451,989 55,487 88,417 95,60 4 837,000 154,767 0,716 1 449,708 55,487 87,573 95,60 5 063,000 165,609 0,732 1 482,019 55,487 89,525 95,60 5 282,000 172,869 0,732 1 482,855 55,487 89,575 95,60 5 488,000 182,270 0,743 1 504,808 55,487 90,901 95,60 5 699,000 184,206 0,723 1 464,481 55,487 88,364 95,60 5 890,000 193,925 0,737 1 491,751 55,487 90,113 95,60

(Fuente propia)

Figura 3.39. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de carretera

(Fuente: propia)

0,000

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000

Potencia (hp)

99

Figura 3.40. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de carretera

(Fuente: propia)

Figura 3.41. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de

carretera

(Fuente: propia)

En la Tabla 3.25 la apertura de la aleta no llega a ser del 100% en ningún momento

durante la prueba, esto puede deberse al desgaste de los componentes del mecanismo.

El comportamiento de la potencia entre la prueba discreta y la prueba dinámica es

proporcional y lineal, mientras que la presión media indicada y el trabajo indicado siguen

un comportamiento lineal y proporcional al régimen del motor en la prueba discreta, para

el caso de la prueba dinámica, el comportamiento sufre es lineal a partir de las 1500 rpm

hasta llegar al régimen máximo.

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000

Trabajo (kJ)

0,000

500,000

1000,000

1500,000

2000,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000


100

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. CONCLUSIONES

· Luego de concluido el análisis de resultados, se establece el cumplimiento satisfactorio

del propósito de la investigación, al hallar una correlación entre los parámetros

indicados (potencia, presión media y trabajo indicados) calculados a partir de los datos

de los sensores y la altitud geográfica.

· La altitud sobre el nivel del mar ejerce efectos sobre la presión y temperatura

atmosféricas, lo cual disminuye de forma notable la potencia indicada, y por tanto la

efectiva que puede desarrollar un motor Otto de aspiración natural; los resultados de

las pruebas estáticas demuestran un promedio de pérdidas del 0,51% por cada 100

metros de incremento en la altitud.

· Se ha demostrado que el vehículo Kia Rio R, cuyo motor está equipado con

distribución variable (CVVT) tiene mayor eficiencia volumétrica que los motores de los

vehículos Hyundai Tucson que poseen sistema de distribución con traslape fijo; esto

se debe a una mejor sincronización de las válvulas de acuerdo al régimen del motor lo

cual permite un mejor llenado del cilindro.

· Se obtienen resultados satisfactorios y semejantes al determinar los parámetros

indicados y las pérdidas de potencia en relación a la altitud para vehículos que en su

sistema electrónico incluyen sensores de flujo másico (MAF) o vehículos con sensores

de presión absoluta en el múltiple de admisión (MAP).

· El comportamiento de la potencia indicada del motor durante todas las pruebas fue

similar, mientras que la presión media indicada y el trabajo neto fueron diferentes entre

la prueba estática y las pruebas discreta y dinámica de carretera, en el cual el

acelerador estaba completamente abierto.

101

4.2. RECOMENDACIONES

· Se recomienda realizar un estudio para establecer una correlación entre la prueba

estática y la prueba dinámica, para que el método desarrollado en esta investigación

sea utilizado para determinar la potencia de los motores sin la necesidad de una

prueba de banco.

· Se recomienda realizar este estudio bajo condiciones controladas, haciendo que

parámetros como la temperatura ambiental y humedad relativa no afecten a la

densidad del aire salvo la presión atmosférica para determinar con un alto índice de

confiabilidad la densidad del aire, y de esta manera identificar cómo afecta la presión

atmosférica sobre los parámetros indicados.

· Con el propósito de ampliar el campo de análisis de este estudio, se recomienda

realizar este protocolo de pruebas, en vehículos con motores Otto sobrealimentados,

para poder determinar las diferencias significativas en cuanto a la eficiencia

volumétrica, geometría del turbo y el rendimiento comparado al motor de aspiración

natural.

· Se recomienda realizar este estudio con orientación a motores de motocicletas y

tricimotos, ya que actualmente la inyección electrónica de combustible también se

incorpora en este tipo de vehículos; considerando como variables para una misma

cilindrada, el número y disposición de cilindros.

· Con el propósito de corroborar si el análisis termodinámico es también aplicable al

motor Diésel, se recomienda realizarlo en vehículos equipados con estos motores.

102

4.3. BIBLIOGRAFÍA AEADE. (2017). Asociación de empresas automotrices del Ecuador. Obtenido de Anuario 2016:

http://www.aeade.net/anuario-2016/anuario2016.pdf

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Obtenido de http://www.spentamexico.org/v6-n1/89a105.pdf

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Payri, F., & Desantes, J. (2011). Motores de combustion interna altenativos. Barcelona: Reverté.

Peña Pérez, L. M., & Becerra Santiago, L. O. (2010). Impacto de la nueva fórmula de la densidad

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Pulkrabek, W. W. (1997). Engineering fundamentals of the internal combustion engine. New

Jersey: Prentice Hall.

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Rodríguez Ojeda, L. (2007). Probabilidad y estadística básica para ingenieros. Obtenido de

https://archuto.files.wordpress.com/2011/02/probabilidad_y_estadistica_basica.pdf

Rueda Santander, J. (2005). Manual técnico de Fuel injection. Guayaquil - Ecuador: Diseli Editores.

Rueda Santander, J. (2010). Técnico en mecánica & electrónica automotriz. Colombia: Diseli

Editores.

Sodré, J., & Soares, S. (Julio-Septiembre de 2003). Scielo. Obtenido de Scielo:

http://www.scielo.br/pdf/jbsmse/v25n3/a10v25n3.pdf

Toyota Ecuador. (20 de Mayo de 2017). Toyota Ecuador. Obtenido de Toyota Ecuador:

www.toyota.com.ec

104

ANEXOS

105

ANEXO I MODELOS MÁS VENDIDOS DE LAS MARCAS MÁS VENDIDAS EN

ECUADOR

106

En este anexo se detallan las características de los vehículos más vendidos de las

marcas de mayor participación en el mercado Ecuatoriano mostrados en la Tabla 2.5.

En la Tabla I.1 se muestran las características de los vehículos más vendidos por

Chevrolet.

Tabla I.1. Vehículos más vendidos de la marca Chevrolet.

SAIL

Tipo Motor Cilindrada Válvulas

Atmosférico 1 400 cc 16

Alimentación Combustible # Cilindros

Inyección electrónica

Gasolina 4

AVEO FAMILY





Gasolina 4

AVEO EMOTION



Alimentación Combustible # Cilindros Inyección

electrónica MPI

Gasolina 4

GRAND VITARA SZ


Atmosférico 2 000 cc 2 400 cc

16

Alimentación Combustible #

Cilindros Inyección

electrónica Gasolina 4

(Fuente: www.chevrolet.com.ec; 2017)

107

En la Tabla I.2 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Kia.

Tabla I.2. Vehículos más vendidos de la marca Kia.

SPORTAGE ACTIVE


Atmosférico 1 975 cc 16 CVVT



Gasolina 4

RIO R





Gasolina 4

SPORTAGE R





CERATO





Gasolina 4

(Fuente: www.kia.com.ec; 2017)

En la Tabla I.3 se muestran las características de los vehículos más vendidos por

Hyundai.

108

Tabla I.3. Vehículos más vendidos de la marca Hyundai.

TUCSON





Gasolina 4

ACCENT






SONATA


Atmosférico + Eléctrico

2 000 cc 16 CVVT



Gasolina 4

CRETA





(Fuente: www.hyundai.com.ec; 2017)

En la Tabla I.4 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Toyota.

109

Tabla I.4. Vehículos más vendidos de la marca Toyota.

HILUX 4X2


Atmosférico 2 700 cc 16 VVT-i




FORTUNER





Gasolina 4

HILUX 4X4





Gasolina 4

PRIUS C


Atmosférico + Eléctrico

1 500 cc 16 CVT



Gasolina 4

(Fuente: www.toyata.com.ec; 2017)

En la Tabla I.5 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Nissan.

110

Tabla I.5. Vehículos más vendidos de la marca Nissan.

X-TRAIL





TIIDA


Atmosférico 1 600 cc 1 800 cc

16



Gasolina 4

VERSA





Gasolina 4

QASHQAI





(Fuente: www.nissan.com.ec; 2017)

111

ANEXO II REGISTRO Y TABULACIÓN DE LOS DATOS OBTENIDOS POR

LOS EQUIPOS UTILIZADOS EN ESTA INVESTIGACIÓN EN LA PRUEBA ESTÁTICA

11

2 E

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: pro

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129

ANEXO III CALCULOS DE LAS PRUEBAS ESTÁTICAS REALIZADAS A

DIFERENTES ALTURAS

130

En este anexo se detallan los cálculos obtenidos como se muestra con los ejemplos del

Capítulo 3. Se utilizan los valores promedio del Anexo II para realizar los cálculos del

análisis termodinámico.

Resultados obtenidos de las pruebas estáticas del Kia Rio R

En la Tabla III.1 se encuentran los valores de las constantes utilizadas en el cálculo.

En las Tablas III.2 a III.11 se encuentran los resultados obtenidos del análisis

termodinámico a diferentes altitudes.

Tabla III.1 Constantes utilizadas para el cálculo

V total 0,001 396 m3 k 1,35 rc 10,5 R 0,287 Vd 0,000 349 m3 QHV 46 264,05 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7

(Fuente: propia)

Tabla III.2 Datos calculados en la prueba estática a 0 msnm para el Kia Rio

(Fuente: propia)

lambda 1,002 1,013 1,011 1,000 1,005 1,005

P1(kPa) 31,645 23,448 25,148 22,805 22,554 26,572

T1 (K) 335,250 335,250 335,250 335,250 336,750 337,500

ma (kg) 0,000127 0,000094 0,000101 0,000091 0,000090 0,000106

P2(kPa) 756,668 560,666 601,334 545,305 539,294 635,375

T2 (K) 763,458 763,458 763,458 763,458 766,874 768,582

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre

mf (kg) 8,61301E-06 6,31265E-06 6,78394E-06 6,21952E-06 6,09309E-06 7,16269E-06

Qin (kJ) 0,379 0,277 0,298 0,273 0,268 0,315

P3 (kPa) 4363,189 3203,960 3441,971 3149,602 3090,652 3634,605

T3 (K) 4402,343 4362,829 4369,949 4409,621 4394,897 4396,604

T4 (K) 1933,159 1915,808 1918,934 1936,355 1929,889 1930,639

P4 (kPa) 182,473 133,993 143,947 131,720 129,254 152,003

W3-4 (KJ) 0,257 0,189 0,203 0,185 0,182 0,214

W1-2 (KJ) -0,045 -0,033 -0,035 -0,032 -0,032 -0,037

Wnet (KJ) 0,212 0,156 0,167 0,153 0,150 0,177

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 608,368 445,886 479,174 439,307 430,377 505,927

Potencia (kW) 4,680 10,165 16,690 20,829 25,264 36,139

Potencia (hp) 6,275 13,631 22,381 27,931 33,879 48,463

rpm 661,200 1959,650 2994,000 4075,550 5046,000 6140,250

densidad (kg/m3) 1,155 1,155 1,155 1,155 1,155 1,155

nv (%) 31,486 23,330 25,022 22,691 22,341 26,262

131


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,006 1,005 1,005 1,003 1,004 1,013

P1(kPa) 32,792 24,269 25,121 22,452 21,854 25,198

T1 (K) 335,250 335,250 335,250 336,750 336,750 337,950

ma (kg) 0,000131 0,000097 0,000101 0,000090 0,000087 0,000100

P2(kPa) 784,104 580,302 600,669 536,869 522,556 602,511

T2 (K) 763,458 763,458 763,458 766,874 766,874 769,606

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre

mf (kg) 8,88982E-06 6,58575E-06 6,8169E-06 6,0778E-06 5,90986E-06 6,7296E-06

Qin 0,391 0,289 0,300 0,267 0,260 0,296

P3 (kPa) 4506,533 3337,950 3455,107 3081,821 2997,190 3420,392

T3 (K) 4387,874 4391,481 4391,481 4402,131 4398,510 4368,978

T4 (K) 1926,806 1928,389 1928,389 1933,066 1931,476 1918,508

P4 (kPa) 188,468 139,596 144,496 128,885 125,345 143,044

W3-4 (KJ) 0,265 0,197 0,203 0,181 0,176 0,201

W1-2 (KJ) -0,046 -0,034 -0,035 -0,032 -0,031 -0,035

Wnet (KJ) 0,219 0,162 0,168 0,150 0,146 0,166

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 627,920 465,175 481,502 429,297 417,435 475,336

Potencia (kW) 6,202 11,109 18,086 20,138 24,398 33,262

Potencia (hp) 8,317 14,897 24,253 27,005 32,719 44,606

rpm 849,050 2052,750 3228,750 4032,300 5024,200 6015,200

densidad 1,108 1,108 1,108 1,108 1,108 1,108

nv (%) 33,983 25,150 26,033 23,164 22,547 25,904

lambda 1,012 1,019 1,017 0,998 1,001 1,002

P1(kPa) 32,291 23,198 24,303 20,831 21,513 25,461

T1 (K) 338,250 338,250 338,250 336,750 336,750 336,750

ma (kg) 0,000128 0,000092 0,000097 0,000083 0,000086 0,000102

P2(kPa) 772,119 554,707 581,124 498,089 514,416 608,804

T2 (K) 770,290 770,290 770,290 766,874 766,874 766,874

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre

mf (kg) 8,62487E-06 6,15372E-06 6,45947E-06 5,66703E-06 5,83525E-06 6,89904E-06

Qin 0,379 0,270 0,284 0,249 0,256 0,303

P3 (kPa) 4383,605 3131,452 3285,893 2871,042 2957,806 3497,635

T3 (K) 4373,217 4348,467 4355,504 4420,344 4409,394 4405,759

T4 (K) 1920,370 1909,501 1912,591 1941,064 1936,255 1934,659

P4 (kPa) 183,327 130,960 137,419 120,070 123,698 146,275

W3-4 (KJ) 0,258 0,184 0,193 0,169 0,174 0,206

W1-2 (KJ) -0,045 -0,033 -0,034 -0,029 -0,030 -0,036

Wnet (KJ) 0,213 0,152 0,159 0,140 0,144 0,170

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 609,205 434,660 456,255 400,283 412,165 487,304

Potencia (kW) 5,155 10,364 15,974 18,571 23,943 34,970

Potencia (hp) 6,913 13,899 21,421 24,904 32,108 46,895

rpm 727,400 2049,650 3009,550 3988,050 4993,450 6168,650

densidad 1,038 1,038 1,038 1,038 1,038 1,038

nv (%) 35,422 25,448 26,660 22,953 23,705 28,054

132

Tabla III.5 Datos calculados en la prueba estática a 1 200 msnm para el Kia Rio

(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,008 1,009 1,014 0,998 1,001 1,001

P1(kPa) 30,742 21,748 22,932 20,561 20,914 24,389

T1 (K) 340,500 340,500 340,500 339,450 338,250 338,250

ma (kg) 0,000121 0,000086 0,000091 0,000081 0,000083 0,000097

P2(kPa) 735,085 520,021 548,337 491,648 500,088 583,176

T2 (K) 775,414 775,414 775,414 773,022 770,290 770,290


mf (kg) 8,18929E-06 5,78761E-06 6,07266E-06 5,54925E-06 5,64757E-06 6,58588E-06

Qin 0,360 0,254 0,267 0,244 0,248 0,289

P3 (kPa) 4164,183 2943,462 3091,137 2815,280 2864,890 3340,879

T3 (K) 4392,639 4389,054 4371,235 4426,492 4412,810 4412,810

T4 (K) 1928,898 1927,324 1919,499 1943,764 1937,755 1937,755

P4 (kPa) 174,150 123,099 129,274 117,738 119,813 139,719

W3-4 (KJ) 0,245 0,173 0,182 0,166 0,169 0,197

W1-2 (KJ) -0,043 -0,031 -0,032 -0,029 -0,029 -0,034

Wnet (KJ) 0,202 0,143 0,150 0,137 0,139 0,162

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 578,439 408,799 428,934 391,963 398,908 465,185

Potencia (kW) 4,434 9,508 15,086 18,296 23,413 33,160

Potencia (hp) 5,946 12,750 20,231 24,535 31,398 44,468

rpm 658,900 1999,250 3023,350 4012,400 5045,300 6127,450

densidad 1,007 1,007 1,007 1,007 1,007 1,007

nv (%) 34,523 24,422 25,752 23,161 23,642 27,570

lambda 0,998 1,005 1,009 0,998 1,001 1,007

P1(kPa) 31,601 21,219 21,779 19,514 19,782 22,679

T1 (K) 338,250 338,250 338,330 338,250 337,200 337,950

ma (kg) 0,000126 0,000084 0,000087 0,000078 0,000079 0,000090

P2(kPa) 755,635 507,367 520,767 466,612 473,016 542,283

T2 (K) 770,290 770,290 770,472 770,290 767,899 769,606

mezcla mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre

mf (kg) 8,55913E-06 5,70696E-06 5,83308E-06 5,28536E-06 5,35847E-06 6,09298E-06

Qin 0,376 0,251 0,256 0,232 0,236 0,268

P3 (kPa) 4339,596 2897,039 2963,250 2679,747 2716,763 3093,594

T3 (K) 4423,759 4398,312 4384,112 4423,759 4410,419 4390,424

T4 (K) 1942,564 1931,389 1925,154 1942,564 1936,705 1927,925

P4 (kPa) 181,486 121,157 123,926 112,070 113,618 129,377

W3-4 (KJ) 0,255 0,171 0,174 0,158 0,160 0,182

W1-2 (KJ) -0,044 -0,030 -0,031 -0,027 -0,028 -0,032

Wnet (KJ) 0,211 0,141 0,144 0,130 0,132 0,150

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 604,563 403,103 412,012 373,324 378,488 430,369

Potencia (kW) 4,618 8,919 14,083 17,694 22,032 30,204

Potencia (hp) 6,193 11,960 18,885 23,728 29,545 40,504

rpm 656,650 1901,900 2938,150 4074,150 5003,700 6032,750

densidad 0,955 0,955 0,955 0,955 0,955 0,955

nv (%) 37,665 25,290 25,952 23,259 23,651 27,055

133


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,011 1,012 1,014 0,996 0,998 1,000

P1(kPa) 30,066 20,907 21,605 19,313 19,242 21,727

T1 (K) 340,650 342,000 340,650 340,500 339,600 338,250

ma (kg) 0,000119 0,000082 0,000085 0,000076 0,000076 0,000086

P2(kPa) 718,931 499,921 516,616 461,806 460,109 519,514

T2 (K) 775,755 778,829 775,755 775,414 773,364 770,290

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica estequiométrica

mf (kg) 7,98204E-06 5,52308E-06 5,71884E-06 5,20679E-06 5,19097E-06 5,87281E-06

Qin 0,351 0,243 0,251 0,229 0,228 0,258

P3 (kPa) 4061,245 2812,596 2911,262 2642,040 2633,720 2978,632

T3 (K) 4382,247 4381,757 4371,577 4436,220 4426,834 4416,453

T4 (K) 1924,334 1924,120 1919,649 1948,035 1943,914 1939,355

P4 (kPa) 169,845 117,626 121,752 110,493 110,145 124,569

W3-4 (KJ) 0,239 0,166 0,171 0,156 0,155 0,175

W1-2 (KJ) -0,042 -0,029 -0,030 -0,027 -0,027 -0,031

Wnet (KJ) 0,197 0,136 0,141 0,128 0,128 0,145

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 563,800 390,115 403,942 367,774 366,657 414,818

Potencia (kW) 4,776 8,597 14,075 16,511 21,387 28,742

Potencia (hp) 6,405 11,529 18,874 22,141 28,680 38,544

rpm 728,150 1894,400 2995,100 3859,050 5014,000 5956,000

densidad 0,928 0,928 0,928 0,928 0,928 0,928

nv (%) 36,636 25,375 26,326 23,544 23,519 26,662

lambda 1,022 1,010 1,009 0,995 0,998 1,034

P1(kPa) 28,698 20,278 21,366 18,621 19,009 22,401

T1 (K) 335,250 335,250 334,650 333,000 332,250 333,000

ma (kg) 0,000115 0,000081 0,000086 0,000075 0,000077 0,000090

P2(kPa) 686,201 484,876 510,882 445,255 454,537 535,650

T2 (K) 763,458 763,458 762,091 758,334 756,626 758,334

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla pobre

mf (kg) 7,65804E-06 5,47554E-06 5,78529E-06 5,1384E-06 5,24156E-06 5,94843E-06

Qin 0,337 0,241 0,254 0,226 0,230 0,261

P3 (kPa) 3892,848 2777,645 2933,352 2596,852 2649,331 3026,432

T3 (K) 4331,132 4373,520 4375,732 4422,819 4410,096 4284,604

T4 (K) 1901,889 1920,502 1921,474 1942,151 1936,564 1881,457

P4 (kPa) 162,803 116,164 122,676 108,603 110,798 126,568

W3-4 (KJ) 0,229 0,164 0,173 0,153 0,156 0,178

W1-2 (KJ) -0,040 -0,029 -0,030 -0,026 -0,027 -0,032

Wnet (KJ) 0,189 0,135 0,143 0,127 0,129 0,147

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 540,915 386,757 408,636 362,943 370,230 420,159

Potencia (kW) 4,141 8,915 14,456 16,914 21,673 29,865

Potencia (hp) 5,553 11,955 19,385 22,682 29,064 40,050

rpm 658,050 1981,350 3040,850 4006,000 5032,100 6110,100

densidad 0,904 0,904 0,904 0,904 0,904 0,904

nv (%) 36,458 25,762 27,192 23,816 24,368 28,651

134


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,014 1,008 1,006 0,992 1,010 1,003

P1(kPa) 28,237 20,457 20,351 17,670 18,670 20,723

T1 (K) 340,500 340,050 338,250 337,650 335,550 333,450

ma (kg) 0,000111 0,000081 0,000081 0,000070 0,000075 0,000084

P2(kPa) 675,177 489,161 486,631 422,505 446,436 495,507

T2 (K) 775,414 774,389 770,290 768,923 764,141 759,359


mf (kg) 7,4759E-06 5,45676E-06 5,46828E-06 4,82325E-06 5,03694E-06 5,66506E-06

Qin 0,329 0,240 0,240 0,212 0,221 0,249

P3 (kPa) 3805,557 2774,066 2776,359 2442,144 2555,552 2867,634

T3 (K) 4370,526 4391,614 4394,706 4444,491 4374,203 4394,616

T4 (K) 1919,188 1928,448 1929,806 1951,667 1920,802 1929,766

P4 (kPa) 159,152 116,014 116,110 102,133 106,876 119,927

W3-4 (KJ) 0,224 0,163 0,163 0,144 0,150 0,169

W1-2 (KJ) -0,040 -0,029 -0,029 -0,025 -0,026 -0,029

Wnet (KJ) 0,184 0,135 0,135 0,119 0,124 0,140

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 528,050 385,431 386,244 340,684 355,777 400,144

Potencia (kW) 4,077 8,772 13,334 16,500 21,049 27,708

Potencia (hp) 5,467 11,763 17,882 22,127 28,227 37,158

rpm 663,700 1956,350 2967,600 4163,150 5085,700 5952,400

densidad (kg/m3) 0,863 0,863 0,863 0,863 0,863 0,863

nv (%) 36,998 26,840 26,844 23,348 24,824 27,727

lambda 1,006 1,012 1,009 1,001 1,013 1,072

P1(kPa) 27,450 19,654 19,623 17,005 18,213 20,656

T1 (K) 333,000 333,000 332,246 332,250 330,750 329,700

ma (kg) 0,000111 0,000079 0,000079 0,000069 0,000074 0,000084

P2(kPa) 656,369 469,950 469,204 406,614 435,489 493,905

T2 (K) 758,334 758,334 756,617 756,626 753,210 750,819


mf (kg) 7,4919E-06 5,33229E-06 5,35177E-06 4,67487E-06 4,96998E-06 5,34338E-06

Qin 0,329 0,234 0,235 0,205 0,218 0,235

P3 (kPa) 3793,448 2702,737 2710,148 2364,119 2516,566 2731,335

T3 (K) 4382,750 4361,262 4370,257 4399,146 4352,581 4152,090

T4 (K) 1924,556 1915,120 1919,070 1931,755 1911,308 1823,268

P4 (kPa) 158,646 113,031 113,341 98,870 105,245 114,227

W3-4 (KJ) 0,223 0,159 0,160 0,139 0,148 0,161

W1-2 (KJ) -0,039 -0,028 -0,028 -0,024 -0,026 -0,029

Wnet (KJ) 0,185 0,131 0,132 0,115 0,123 0,132

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 529,180 376,639 378,015 330,203 351,048 377,422

Potencia (kW) 4,042 9,269 13,522 16,152 20,907 26,460

Potencia (hp) 5,421 12,430 18,133 21,660 28,037 35,483

rpm 656,600 2115,500 3074,900 4204,800 5119,450 6026,300

densidad 0,824 0,824 0,824 0,824 0,824 0,824

nv (%) 38,506 27,570 27,588 23,908 25,722 29,265

135


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,010 1,020 1,010 0,992 1,013 1,001

P1(kPa) 27,151 21,547 19,853 17,338 17,938 21,280

T1 (K) 343,500 343,500 342,000 342,000 340,200 338,250

ma (kg) 0,000106 0,000084 0,000078 0,000068 0,000071 0,000085

P2(kPa) 649,219 515,220 474,714 414,586 428,928 508,845

T2 (K) 782,245 782,245 778,829 778,829 774,730 770,290


mf (kg) 7,15533E-06 5,62279E-06 5,25497E-06 4,67265E-06 4,75912E-06 5,74645E-06

Qin 0,314 0,247 0,231 0,205 0,209 0,253

P3 (kPa) 3645,366 2869,647 2675,126 2371,161 2421,713 2915,053

T3 (K) 4392,308 4356,915 4388,892 4454,397 4374,101 4412,810

T4 (K) 1928,752 1913,211 1927,252 1956,017 1920,758 1937,755

P4 (kPa) 152,453 120,012 111,876 99,164 101,278 121,910

W3-4 (KJ) 0,215 0,169 0,157 0,140 0,143 0,172

W1-2 (KJ) -0,038 -0,030 -0,028 -0,024 -0,025 -0,030

Wnet (KJ) 0,176 0,139 0,130 0,115 0,117 0,142

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 505,407 397,158 371,178 330,046 336,154 405,893

Potencia (kW) 3,841 9,429 13,380 15,651 19,385 28,658

Potencia (hp) 5,151 12,645 17,943 20,989 25,995 38,431

rpm 653,300 2040,800 3098,600 4076,400 4957,000 6069,200

densidad 0,806 0,806 0,806 0,806 0,806 0,806

nv (%) 37,766 29,971 27,736 24,223 25,194 30,060

V1(m3) 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386

V6(m3) 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037

rpm 660,450 1938,490 2955,050 4064,100 5028,350 6063,050

lambda 1,011 1,015 1,009 0,995 0,996 1,016

P1(kPa) 25,854 20,498 19,038 16,789 17,392 19,893

T1 (K) 334,800 333,000 332,250 329,550 328,650 329,250

ma (kg) 0,000104 0,000083 0,000077 0,000068 0,000071 0,000081

P2(kPa) 618,201 490,132 455,216 401,449 415,858 475,670

T2 (K) 762,433 758,334 756,626 750,477 748,428 749,794

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla pobre

mf (kg) 6,98361E-06 5,54484E-06 5,19216E-06 4,67948E-06 4,85584E-06 5,43503E-06

Qin 0,307 0,244 0,228 0,206 0,213 0,239

P3 (kPa) 3542,442 2811,919 2629,326 2360,886 2449,140 2751,476

T3 (K) 4368,925 4350,613 4370,266 4413,490 4407,764 4337,125

T4 (K) 1918,484 1910,443 1919,074 1938,054 1935,540 1904,521

P4 (kPa) 148,148 117,597 109,961 98,735 102,425 115,069

W3-4 (KJ) 0,209 0,166 0,155 0,139 0,144 0,162

W1-2 (KJ) -0,036 -0,029 -0,027 -0,024 -0,024 -0,028

Wnet (KJ) 0,172 0,137 0,128 0,115 0,120 0,134

nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088

imep (kPa) 493,277 391,652 366,741 330,529 342,985 383,896

Potencia (kW) 3,790 8,832 12,607 15,627 20,063 27,077

Potencia (hp) 5,082 11,844 16,907 20,956 26,905 36,311

rpm 660,450 1938,490 2955,050 4064,100 5028,350 6063,050

densidad 0,760 0,760 0,760 0,760 0,760 0,760

nv (%) 39,131 31,192 29,035 25,816 26,816 30,617

136

Cálculos obtenidos de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008





V total 0,001 975 m3 k 1,35 rc 10,1 R 0,287

Vd 0,000 494 m3 QHV 45 002,59 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7 (Fuente: propia)

Tabla III.14 Datos calculados en la prueba estática a 0 msnm para el Hyundai Tucson 2008

(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002472 0,006649 0,010238 0,014699 0,020368 0,027731

ma (kg) 0,000105 0,000100 0,000104 0,000110 0,000124 0,000140

lambda 0,999000 0,997000 1,000000 1,002000 1,002000 1,002000

mf (kg) 7,16572E-06 6,80897E-06 7,06432E-06 7,44936E-06 8,41994E-06 9,49071E-06

P1(kPa) 18,286 17,215 17,751 18,584 20,937 23,501

T1 (K) 331,800 329,400 326,400 323,400 322,350 321,000

P2(kPa) 414,904 390,612 402,779 421,670 475,062 533,234

T2 (K) 745,399 740,007 733,268 726,528 724,169 721,137

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre

Qin (KJ) 0,306 0,291 0,302 0,318 0,360 0,406

T3 (K) 4295,694 4297,424 4280,013 4266,194 4263,835 4260,802

P3 (kPa) 2391,071 2268,393 2350,979 2476,059 2797,118 3150,587

T4 (K) 1912,145 1912,915 1905,165 1899,014 1897,964 1896,614

P4 (kPa) 105,380 99,973 103,613 109,126 123,276 138,854

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,206 0,195 0,202 0,213 0,241 0,271

W1-2 (KJ) -0,036 -0,034 -0,035 -0,036 -0,041 -0,046

Wnet (KJ) 0,170 0,162 0,168 0,177 0,200 0,225

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 344,274 327,134 339,402 357,902 404,533 455,978

Potencia (kW) 3,994 10,763 16,521 23,674 32,804 44,662

Potencia (hp) 5,355 14,433 22,155 31,747 43,990 59,892

rpm 704,800 1999,000 2957,600 4019,000 4927,000 5951,200

densidad (kg/m3) 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140

nv (%) 18,693 17,727 18,447 19,491 22,031 24,832

137


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002608 0,006597 0,009738 0,013657 0,019457 0,027242

ma (kg) 0,000113 0,000100 0,000097 0,000102 0,000118 0,000137

lambda 1,000000 0,997000 1,009000 1,001000 1,002000 0,997000

mf (kg) 7,67522E-06 6,80943E-06 6,53947E-06 6,96421E-06 8,01046E-06 9,34421E-06

P1(kPa) 18,214 16,025 15,658 16,584 19,094 22,162

T1 (K) 308,250 306,600 308,250 309,000 309,000 309,000

P2(kPa) 413,276 363,600 355,290 376,279 433,241 502,855

T2 (K) 692,493 688,787 692,493 694,178 694,178 694,178

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla estequiométrica mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica

Qin (KJ) 0,328 0,291 0,280 0,298 0,342 0,399

T3 (K) 4239,238 4246,203 4207,602 4237,380 4233,844 4251,595

P3 (kPa) 2529,950 2241,507 2158,747 2296,872 2642,370 3079,806

T4 (K) 1887,015 1890,115 1872,933 1886,188 1884,614 1892,515

P4 (kPa) 111,501 98,788 95,141 101,229 116,455 135,734

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,218 0,193 0,186 0,198 0,227 0,265

W1-2 (KJ) -0,036 -0,031 -0,031 -0,032 -0,037 -0,043

Wnet (KJ) 0,182 0,162 0,155 0,165 0,190 0,222

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 368,753 327,156 314,186 334,593 384,860 448,939

Potencia (kW) 4,208 10,677 15,575 22,016 31,336 44,093

Potencia (hp) 5,643 14,319 20,886 29,524 42,023 59,130

rpm 693,400 1983,000 3012,000 3998,000 4947,200 5967,600

densidad (kg/m3) 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130

nv (%) 20,216 17,882 17,380 18,362 21,142 24,539

mA (kg/s) 0,002788 0,006756 0,009588 0,014104 0,020241 0,027336

ma (kg) 0,000119 0,000102 0,000100 0,000106 0,000122 0,000138

lambda 0,997000 0,996000 0,997000 0,997000 0,998000 0,998000

mf (kg) 8,13976E-06 6,9692E-06 6,83198E-06 7,23089E-06 8,33223E-06 9,40485E-06

P1(kPa) 20,336 17,314 16,833 17,691 20,271 22,729

T1 (K) 325,500 324,000 321,000 318,750 316,650 314,550

P2(kPa) 461,428 392,856 381,938 401,405 459,957 515,725

T2 (K) 731,246 727,876 721,137 716,082 711,364 706,646

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica

Qin (KJ) 0,348 0,298 0,292 0,309 0,356 0,402

T3 (K) 4288,663 4288,865 4278,554 4273,499 4265,217 4260,499

P3 (kPa) 2706,214 2314,824 2266,064 2395,544 2757,822 3109,397

T4 (K) 1909,015 1909,105 1904,515 1902,265 1898,579 1896,479

P4 (kPa) 119,269 102,020 99,871 105,577 121,544 137,038

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,233 0,199 0,195 0,206 0,237 0,267

W1-2 (KJ) -0,040 -0,034 -0,033 -0,035 -0,040 -0,044

Wnet (KJ) 0,193 0,165 0,162 0,172 0,198 0,223

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 391,072 334,832 328,240 347,405 400,319 451,852

Potencia (kW) 4,513 10,946 15,520 22,829 32,729 44,201

Potencia (hp) 6,052 14,678 20,812 30,614 43,891 59,274

rpm 701,200 1986,200 2872,800 3992,600 4967,600 5943,600

densidad (kg/m3) 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081

nv (%) 22,361 19,126 18,768 19,864 22,912 25,862

138

Tabla III.17 Datos calculados en la prueba estática a 1 200 msnm para el Hyundai Tucson 2008

(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002474 0,006573 0,009285 0,013088 0,018821 0,026783

ma (kg) 0,000103 0,000097 0,000095 0,000099 0,000115 0,000134

lambda 0,996000 0,994000 0,994000 0,996000 0,999000 0,998000

mf (kg) 7,06742E-06 6,63331E-06 6,47313E-06 6,77945E-06 7,81481E-06 9,16152E-06

P1(kPa) 17,152 15,997 15,574 16,180 18,716 21,803

T1 (K) 316,500 315,150 314,400 311,250 311,400 309,750

P2(kPa) 389,171 362,978 353,370 367,121 424,667 494,715

T2 (K) 711,027 707,994 706,309 699,233 699,570 695,863

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05


Qin (KJ) 0,302 0,284 0,277 0,290 0,334 0,392

T3 (K) 4272,016 4276,148 4274,463 4260,222 4249,865 4249,715

P3 (kPa) 2338,227 2192,314 2138,531 2236,761 2579,840 3021,283

T4 (K) 1901,605 1903,445 1902,695 1896,355 1891,745 1891,679

P4 (kPa) 103,051 96,620 94,250 98,579 113,700 133,155

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,201 0,189 0,184 0,192 0,222 0,260

W1-2 (KJ) -0,033 -0,031 -0,030 -0,032 -0,037 -0,043

Wnet (KJ) 0,168 0,157 0,154 0,161 0,185 0,217

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 339,551 318,695 310,999 325,716 375,460 440,162

Potencia (kW) 4,009 10,671 15,074 21,206 30,403 43,308

Potencia (hp) 5,376 14,310 20,215 28,438 40,771 58,077

rpm 717,400 2034,400 2945,000 3955,800 4920,000 5978,200

densidad (kg/m3) 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037

nv (%) 20,214 18,934 18,477 19,390 22,419 26,256

mA (kg/s) 0,002840 0,006088 0,009476 0,013431 0,018883 0,026417

ma (kg) 0,000120 0,000094 0,000094 0,000101 0,000114 0,000133

lambda 0,999000 0,996000 0,993000 0,996000 0,997000 0,998000

mf (kg) 8,16914E-06 6,4484E-06 6,45862E-06 6,8826E-06 7,78275E-06 9,0372E-06

P1(kPa) 19,744 15,434 15,368 16,418 18,512 21,622

T1 (K) 314,250 312,150 311,250 311,100 309,900 311,400

P2(kPa) 447,984 350,204 348,694 372,527 420,045 490,601

T2 (K) 705,972 701,255 699,233 698,896 696,200 699,570

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05


Qin (KJ) 0,349 0,276 0,276 0,294 0,333 0,386

T3 (K) 4256,267 4262,243 4270,980 4259,885 4253,617 4253,422

P3 (kPa) 2700,872 2128,545 2129,856 2270,612 2566,374 2982,883

T4 (K) 1894,595 1897,255 1901,144 1896,205 1893,415 1893,329

P4 (kPa) 119,034 93,810 93,868 100,071 113,106 131,463

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,232 0,183 0,183 0,195 0,221 0,257

W1-2 (KJ) -0,039 -0,030 -0,030 -0,032 -0,036 -0,042

Wnet (KJ) 0,194 0,153 0,153 0,163 0,185 0,214

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 392,483 309,811 310,302 330,672 373,919 434,189

Potencia (kW) 4,588 9,864 15,400 21,761 30,564 42,716

Potencia (hp) 6,152 13,228 20,651 29,181 40,986 57,283

rpm 710,200 1934,600 3015,400 3998,400 4966,400 5977,600

densidad (kg/m3) 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993

nv (%) 24,462 19,251 19,223 20,547 23,258 27,034

139


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002239 0,006703 0,009497 0,013725 0,018758 0,026660

ma (kg) 0,000096 0,000097 0,000095 0,000101 0,000112 0,000132

lambda 0,995000 0,993000 0,995000 0,997000 0,998000 0,998000

mf (kg) 6,57119E-06 6,678E-06 6,49885E-06 6,86672E-06 7,64977E-06 8,99653E-06

P1(kPa) 15,818 15,936 15,495 16,397 18,214 21,525

T1 (K) 314,250 312,150 311,250 311,100 309,900 311,400

P2(kPa) 358,912 361,580 351,572 372,041 413,282 488,394

T2 (K) 705,972 701,255 699,233 698,896 696,200 699,570

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05


Qin (KJ) 0,281 0,286 0,278 0,294 0,327 0,385

T3 (K) 4270,540 4273,002 4263,800 4256,313 4250,052 4253,422

P3 (kPa) 2171,118 2203,241 2143,827 2265,747 2522,940 2969,462

T4 (K) 1900,948 1902,044 1897,948 1894,615 1891,829 1893,329

P4 (kPa) 95,686 97,102 94,483 99,857 111,192 130,871

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,187 0,190 0,184 0,195 0,217 0,255

W1-2 (KJ) -0,031 -0,031 -0,030 -0,032 -0,036 -0,042

Wnet (KJ) 0,156 0,158 0,154 0,163 0,181 0,213

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 315,710 320,842 312,235 329,909 367,530 432,235

Potencia (kW) 3,632 10,894 15,402 22,215 30,332 43,109

Potencia (hp) 4,871 14,609 20,655 29,791 40,676 57,810

rpm 699,000 2063,000 2997,200 4091,400 5014,400 6059,800

densidad (kg/m3) 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948

nv (%) 20,523 20,815 20,297 21,489 23,964 28,183

mA (kg/s) 0,002767 0,006644 0,009468 0,013632 0,018533 0,025298

ma (kg) 0,000119 0,000098 0,000093 0,000101 0,000111 0,000128

lambda 1,002000 0,993000 0,993000 0,995000 0,996000 0,993000

mf (kg) 8,08394E-06 6,72164E-06 6,40068E-06 6,88008E-06 7,57508E-06 8,77493E-06

P1(kPa) 19,587 16,078 15,274 16,396 17,965 20,658

T1 (K) 314,100 312,900 312,150 311,100 309,300 307,950

P2(kPa) 444,431 364,818 346,565 372,017 407,636 468,726

T2 (K) 705,635 702,940 701,255 698,896 694,852 691,819

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica

Qin (KJ) 0,346 0,287 0,274 0,294 0,324 0,375

T3 (K) 4245,301 4274,687 4273,002 4263,463 4255,841 4263,566

P3 (kPa) 2673,822 2218,514 2111,747 2269,410 2496,696 2888,679

T4 (K) 1889,714 1902,794 1902,044 1897,798 1894,405 1897,844

P4 (kPa) 117,842 97,775 93,070 100,018 110,035 127,311

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,230 0,191 0,182 0,195 0,215 0,248

W1-2 (KJ) -0,038 -0,031 -0,030 -0,032 -0,035 -0,040

Wnet (KJ) 0,192 0,159 0,152 0,163 0,180 0,208

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 388,390 322,939 307,518 330,551 363,942 421,588

Potencia (kW) 4,457 10,798 15,387 22,109 30,027 41,113

Potencia (hp) 5,976 14,480 20,635 29,649 40,267 55,133

rpm 697,200 2031,600 3040,200 4064,000 5013,000 5925,200

densidad (kg/m3) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915

nv (%) 26,348 21,711 20,674 22,268 24,542 28,343

140


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002354 0,006660 0,009423 0,012577 0,018374 0,024738

ma (kg) 0,000099 0,000095 0,000095 0,000096 0,000110 0,000125

lambda 0,993000 0,994000 0,997000 0,997000 0,996000 0,998000

mf (kg) 6,78853E-06 6,48789E-06 6,49948E-06 6,55996E-06 7,48885E-06 8,5148E-06

P1(kPa) 16,612 15,542 15,535 15,566 17,744 20,048

T1 (K) 320,100 313,050 311,400 309,150 309,000 306,450

P2(kPa) 376,926 352,655 352,483 353,192 402,605 454,894

T2 (K) 719,115 703,277 699,570 694,515 694,178 688,450

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05


Qin (KJ) 0,290 0,277 0,278 0,280 0,320 0,364

T3 (K) 4290,862 4271,430 4256,987 4251,932 4255,167 4242,302

P3 (kPa) 2249,069 2141,888 2144,913 2162,300 2467,884 2803,110

T4 (K) 1909,994 1901,345 1894,915 1892,665 1894,105 1888,379

P4 (kPa) 99,122 94,398 94,531 95,298 108,765 123,540

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,193 0,184 0,185 0,186 0,212 0,241

W1-2 (KJ) -0,032 -0,030 -0,030 -0,030 -0,035 -0,039

Wnet (KJ) 0,161 0,154 0,154 0,156 0,178 0,202

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 326,152 311,708 312,265 315,171 359,799 409,090

Potencia (kW) 3,826 10,812 15,253 20,357 29,771 40,000

Potencia (hp) 5,131 14,500 20,454 27,299 39,923 53,641

rpm 712,800 2107,600 2967,800 3924,400 5027,400 5941,000

densidad (kg/m3) 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873

nv (%) 22,987 21,991 22,097 22,303 25,435 28,978

mA (kg/s) 0,001976 0,006390 0,008739 0,011886 0,017043 0,023919

ma (kg) 0,000084 0,000090 0,000085 0,000089 0,000103 0,000119

lambda 1,010000 0,996000 0,997000 0,997000 0,997000 0,998000

mf (kg) 5,63658E-06 6,13034E-06 5,82106E-06 6,08596E-06 7,00317E-06 8,13184E-06

P1(kPa) 12,991 14,031 13,337 13,937 15,973 18,659

T1 (K) 296,400 298,500 298,500 298,350 297,150 298,650

P2(kPa) 294,755 318,372 302,613 316,225 362,419 423,378

T2 (K) 665,872 670,590 670,590 670,253 667,557 670,927

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica

Qin (KJ) 0,241 0,262 0,249 0,260 0,299 0,348

T3 (K) 4177,500 4231,578 4228,007 4227,670 4224,974 4224,779

P3 (kPa) 1849,212 2009,001 1907,946 1994,613 2293,756 2665,980

T4 (K) 1859,534 1883,605 1882,015 1881,865 1880,665 1880,579

P4 (kPa) 81,499 88,541 84,088 87,907 101,091 117,496

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,159 0,173 0,164 0,172 0,197 0,229

W1-2 (KJ) -0,025 -0,027 -0,026 -0,027 -0,031 -0,036

Wnet (KJ) 0,134 0,145 0,138 0,144 0,166 0,193

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 270,807 294,530 279,670 292,397 336,464 390,691

Potencia (kW) 3,157 10,353 14,146 19,238 27,586 38,677

Potencia (hp) 4,234 13,884 18,970 25,798 36,994 51,867

rpm 708,400 2135,800 3073,200 3997,600 4981,600 6015,000

densidad (kg/m3) 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830

nv (%) 20,432 21,913 20,829 21,777 25,059 29,126

141


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

mA (kg/s) 0,002052 0,005431 0,007966 0,011871 0,017306 0,023719

ma (kg) 0,000087 0,000081 0,000082 0,000088 0,000104 0,000119

lambda 0,994000 0,993000 0,994000 1,005000 0,997000 0,997000

mf (kg) 5,98507E-06 5,53341E-06 5,62934E-06 5,97785E-06 7,06322E-06 8,12687E-06

P1(kPa) 14,187 13,071 13,247 14,104 16,427 18,854

T1 (K) 309,750 309,000 307,500 304,950 303,000 302,250

P2(kPa) 321,894 296,583 300,563 320,027 372,723 427,790

T2 (K) 695,863 694,178 690,808 685,080 680,699 679,014

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05

tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla pobre mezcla rica mezcla rica

Qin (KJ) 0,256 0,237 0,241 0,256 0,302 0,347

T3 (K) 4264,017 4265,925 4258,962 4214,179 4238,116 4236,431

P3 (kPa) 1972,459 1822,590 1853,025 1968,602 2320,621 2669,022

T4 (K) 1898,045 1898,894 1895,795 1875,860 1886,515 1885,765

P4 (kPa) 86,931 80,326 81,667 86,761 102,275 117,630

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,170 0,157 0,159 0,169 0,200 0,230

W1-2 (KJ) -0,028 -0,026 -0,026 -0,028 -0,032 -0,037

Wnet (KJ) 0,142 0,131 0,134 0,142 0,168 0,193

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 287,550 265,851 270,460 287,204 339,350 390,452

Potencia (kW) 3,332 8,825 12,932 19,061 28,012 38,391

Potencia (hp) 4,468 11,835 17,342 25,561 37,564 51,484

rpm 704,000 2017,000 2905,200 4032,400 5015,400 5974,200

densidad (kg/m3) 0,748 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811

nv (%) 23,677 20,175 20,545 22,058 25,856 29,750

mA (kg/s) 0,001962 0,005497 0,007597 0,011304 0,016606 0,022459

ma (kg) 0,000083 0,000079 0,000079 0,000086 0,000100 0,000114

lambda 0,998000 0,994000 0,998000 0,996000 0,996000 0,997000

mf (kg) 5,66586E-06 5,38477E-06 5,39131E-06 5,85515E-06 6,79734E-06 7,77401E-06

P1(kPa) 12,949 12,115 12,141 13,132 15,300 17,543

T1 (K) 297,450 294,000 293,100 292,500 293,550 294,000

P2(kPa) 293,803 274,882 275,478 297,968 347,157 398,046

T2 (K) 668,231 660,480 658,458 657,110 659,469 660,480

V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05


Qin (KJ) 0,242 0,230 0,230 0,250 0,291 0,332

T3 (K) 4222,083 4228,634 4212,311 4218,099 4220,458 4217,897

P3 (kPa) 1856,336 1759,896 1762,296 1912,704 2221,731 2541,966

T4 (K) 1879,379 1882,295 1875,029 1877,605 1878,655 1877,515

P4 (kPa) 81,813 77,563 77,669 84,297 97,917 112,030

V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548

W3-4 (KJ) 0,160 0,151 0,152 0,165 0,191 0,219

W1-2 (KJ) -0,025 -0,024 -0,024 -0,026 -0,030 -0,034

Wnet (KJ) 0,134 0,128 0,128 0,139 0,161 0,184

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 272,214 258,709 259,024 281,309 326,576 373,499

Potencia (kW) 3,173 8,924 12,285 18,315 26,906 36,352

Potencia (hp) 4,255 11,967 16,474 24,561 36,081 48,749

rpm 708,200 2095,800 2881,600 3955,800 5005,800 5913,600

densidad (kg/m3) 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777

nv (%) 21,676 20,518 20,626 22,355 25,952 29,711

142

Cálculos obtenidos de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010





V total 0,001 975 m3 k 1,35 rc 10,1 R 0,287

Vd 0,000 494 m3 QHV 45 002,59 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7 (Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,006 1,007 1,002 1,003 1,007 1,009

P1(kPa) 31,964 25,087 27,115 25,041 24,344 28,351T1 (K) 339,000 338,350 336,150 333,750 332,700 330,750

ma (kg) 0,000180 0,000142 0,000154 0,000143 0,000140 0,000164

P2(kPa) 725,258 569,228 615,238 568,170 552,360 643,292

T2 (K) 761,574 760,114 755,172 749,780 747,421 743,040


mf (kg) 1,21793E-05 9,56221E-06 1,04547E-05 9,71264E-06 9,4383E-06 1,10306E-05

Qin (kJ) 0,521 0,409 0,447 0,415 0,404 0,472P3 (kPa) 4084,062 3206,297 3498,429 3246,726 3155,260 3685,316

T3 (K) 4288,568 4281,505 4294,130 4284,506 4269,511 4256,756

T4 (K) 1908,973 1905,829 1911,449 1907,165 1900,490 1894,813

P4 (kPa) 179,994 141,309 154,184 143,091 139,060 162,421

W3-4 (KJ) 0,351 0,276 0,301 0,279 0,271 0,317

W1-2 (KJ) -0,062 -0,049 -0,053 -0,049 -0,048 -0,055

Wnet (KJ) 0,289 0,227 0,248 0,230 0,224 0,262

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 585,148 459,413 502,290 466,640 453,460 529,961

Potencia (kW) 6,803 15,396 24,779 30,373 36,413 51,266

Potencia (hp) 9,123 20,646 33,229 40,731 48,830 68,749

rpm 706,400 2036,200 2997,400 3954,800 4879,000 5877,600

densidad (kg/m3) 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140nv (%) 31,981 25,149 27,360 25,449 24,818 29,075

143


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,008 1,016 1,016 1,007 1,019 1,006

P1(kPa) 28,722 24,643 26,227 24,220 23,580 27,909

T1 (K) 316,800 317,250 316,500 315,600 315,000 314,550

ma (kg) 0,000173 0,000148 0,000158 0,000147 0,000143 0,000169

P2(kPa) 651,697 559,140 595,090 549,560 535,038 633,245

T2 (K) 711,701 712,712 711,027 709,005 707,657 706,646


mf (kg) 1,16784E-05 9,93459E-06 1,05901E-05 9,90123E-06 9,54045E-06 1,14516E-05

Qin (kJ) 0,510 0,434 0,462 0,432 0,416 0,500

P3 (kPa) 3940,161 3356,585 3577,104 3337,610 3221,500 3857,855

T3 (K) 4302,948 4278,499 4274,007 4305,959 4260,849 4305,030

T4 (K) 1915,374 1904,491 1902,492 1916,714 1896,635 1916,301

P4 (kPa) 173,652 147,933 157,651 147,096 141,979 170,025

W3-4 (KJ) 0,339 0,289 0,308 0,287 0,277 0,332

W1-2 (KJ) -0,056 -0,048 -0,051 -0,047 -0,046 -0,054

Wnet (KJ) 0,283 0,241 0,257 0,240 0,231 0,277

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 572,894 487,352 519,506 485,715 468,017 561,770

Potencia (kW) 6,793 15,485 25,155 32,123 37,736 54,530

Potencia (hp) 9,109 20,766 33,733 43,078 50,605 73,126

rpm 720,400 1930,600 2942,000 4018,400 4899,000 5897,800

densidad (kg/m3) 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130

nv (%) 31,019 26,576 28,351 26,257 25,612 30,356

lambda 1,011 1,008 1,017 1,001 1,020 1,002

P1(kPa) 29,590 23,727 25,630 23,851 23,456 27,535

T1 (K) 312,900 316,500 315,000 315,000 314,400 314,250

ma (kg) 0,000181 0,000143 0,000155 0,000145 0,000142 0,000167

P2(kPa) 671,405 538,374 581,548 541,174 532,207 624,759

T2 (K) 702,940 711,027 707,657 707,657 706,309 705,972


mf (kg) 1,2155E-05 9,65676E-06 1,03963E-05 9,82335E-06 9,50248E-06 1,13608E-05

Qin (kJ) 0,520 0,413 0,444 0,420 0,406 0,486

P3 (kPa) 4023,508 3201,519 3448,647 3250,260 3152,804 3757,856

T3 (K) 4212,483 4228,227 4196,487 4250,151 4184,192 4246,344

T4 (K) 1875,105 1882,114 1867,985 1891,873 1862,512 1890,178

P4 (kPa) 177,325 141,098 151,990 143,247 138,951 165,618

W3-4 (KJ) 0,346 0,275 0,297 0,280 0,271 0,323

W1-2 (KJ) -0,058 -0,046 -0,050 -0,047 -0,046 -0,054

Wnet (KJ) 0,288 0,229 0,247 0,233 0,225 0,270

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 583,981 463,955 499,487 471,959 456,543 545,827

Potencia (kW) 6,949 15,548 23,903 31,052 37,346 52,907

Potencia (hp) 9,319 20,851 32,054 41,641 50,081 70,949

rpm 723,000 2036,200 2907,600 3997,600 4970,200 5889,400

densidad (kg/m3) 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081

nv (%) 33,846 26,831 29,121 27,099 26,701 31,360

144


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,010 1,011 1,012 1,012 1,009 1,007

P1(kPa) 30,603 23,358 24,493 23,234 22,612 26,842

T1 (K) 312,750 312,900 312,750 312,000 312,000 311,250

ma (kg) 0,000187 0,000143 0,000150 0,000142 0,000138 0,000165

P2(kPa) 694,390 529,992 555,754 527,174 513,066 609,053

T2 (K) 702,603 702,940 702,603 700,918 700,918 699,233


mf (kg) 1,25796E-05 9,59296E-06 1,00541E-05 9,56191E-06 9,32814E-06 1,11287E-05

Qin (kJ) 0,538 0,410 0,430 0,409 0,399 0,476

P3 (kPa) 4163,598 3175,543 3328,490 3164,162 3085,584 3678,120

T3 (K) 4212,841 4211,789 4207,984 4206,992 4215,330 4222,723

T4 (K) 1875,265 1874,796 1873,103 1872,661 1876,373 1879,663

P4 (kPa) 183,500 139,954 146,694 139,452 135,989 162,103

W3-4 (KJ) 0,358 0,273 0,286 0,272 0,265 0,316

W1-2 (KJ) -0,060 -0,046 -0,048 -0,045 -0,044 -0,052

Wnet (KJ) 0,298 0,228 0,239 0,227 0,221 0,264

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 604,382 460,890 483,047 459,398 448,167 534,672

Potencia (kW) 7,098 15,699 24,626 29,501 36,200 51,810

Potencia (hp) 9,519 21,053 33,024 39,562 48,545 69,478

rpm 713,600 2069,600 3097,600 3901,800 4907,800 5887,600

densidad (kg/m3) 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037

nv (%) 36,500 27,845 29,213 27,777 27,034 32,169

lambda 1,004 1,006 1,013 1,001 1,009 1,014

P1(kPa) 29,144 23,557 24,393 23,556 23,009 26,846

T1 (K) 317,250 316,950 315,300 314,550 313,350 313,050

ma (kg) 0,000175 0,000142 0,000148 0,000143 0,000140 0,000164

P2(kPa) 661,285 534,512 553,485 534,476 522,069 609,144

T2 (K) 712,712 712,038 708,331 706,646 703,951 703,277


mf (kg) 1,189E-05 9,59672E-06 9,9223E-06 9,7137E-06 9,44906E-06 1,09834E-05

Qin (kJ) 0,508 0,410 0,424 0,415 0,404 0,470

P3 (kPa) 3940,306 3181,099 3289,863 3213,325 3127,936 3638,149

T3 (K) 4246,734 4237,629 4210,251 4248,433 4217,666 4200,363

T4 (K) 1890,352 1886,299 1874,112 1891,108 1877,413 1869,710

P4 (kPa) 173,659 140,199 144,992 141,619 137,855 160,342

W3-4 (KJ) 0,339 0,274 0,283 0,276 0,269 0,313

W1-2 (KJ) -0,057 -0,046 -0,048 -0,046 -0,045 -0,052

Wnet (KJ) 0,282 0,228 0,235 0,230 0,224 0,261

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 571,249 461,071 476,713 466,691 453,977 527,693

Potencia (kW) 6,542 13,986 22,540 29,994 37,006 51,305

Potencia (hp) 8,773 18,755 30,226 40,223 49,626 68,802

rpm 695,800 1843,000 2872,800 3905,000 4952,800 5907,400

densidad (kg/m3) 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993

nv (%) 35,767 28,938 30,122 29,156 28,589 33,389

145


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,008 1,009 1,019 1,008 1,005 1,010

P1(kPa) 27,981 21,922 22,886 21,822 22,097 26,277

T1 (K) 317,250 316,950 315,300 314,550 313,350 313,050

ma (kg) 0,000168 0,000132 0,000139 0,000132 0,000135 0,000160

P2(kPa) 634,883 497,419 519,287 495,150 501,371 596,224

T2 (K) 712,712 712,038 708,331 706,646 703,951 703,277


mf (kg) 1,13654E-05 8,90065E-06 9,25259E-06 8,94183E-06 9,11599E-06 1,0793E-05

Qin (kJ) 0,486 0,381 0,396 0,382 0,390 0,461

P3 (kPa) 3769,246 2952,045 3070,971 2961,131 3015,384 3572,725

T3 (K) 4231,308 4225,754 4188,944 4225,941 4233,752 4214,210

T4 (K) 1883,485 1881,013 1864,628 1881,096 1884,573 1875,874

P4 (kPa) 166,120 130,104 135,345 130,504 132,895 157,458

W3-4 (KJ) 0,324 0,254 0,264 0,255 0,259 0,307

W1-2 (KJ) -0,055 -0,043 -0,045 -0,043 -0,043 -0,051

Wnet (KJ) 0,270 0,211 0,219 0,212 0,216 0,256

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 546,048 427,628 444,537 429,607 437,974 518,546

Potencia (kW) 6,343 14,580 22,644 28,469 35,807 51,049

Potencia (hp) 8,506 19,552 30,366 38,178 48,017 68,458

rpm 705,800 2071,600 3095,000 4026,400 4967,400 5981,600

densidad (kg/m3) 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948

nv (%) 35,961 28,201 29,595 28,287 28,752 34,224

lambda 1,021 1,009 1,013 0,996 1,011 1,019

P1(kPa) 26,574 20,882 22,326 21,203 20,783 25,065

T1 (K) 315,750 316,350 314,700 313,200 311,550 310,650

ma (kg) 0,000161 0,000126 0,000135 0,000129 0,000127 0,000154

P2(kPa) 602,959 473,803 506,576 481,095 471,566 568,719

T2 (K) 709,342 710,690 706,983 703,614 699,907 697,885


mf (kg) 1,07029E-05 8,49584E-06 9,09868E-06 8,82708E-06 8,57241E-06 1,0281E-05

Qin (kJ) 0,458 0,363 0,389 0,377 0,366 0,440

P3 (kPa) 3554,615 2816,790 3015,814 2915,430 2835,669 3404,023

T3 (K) 4181,777 4225,102 4208,904 4263,887 4208,756 4177,132

T4 (K) 1861,437 1880,723 1873,512 1897,987 1873,446 1859,370

P4 (kPa) 156,660 124,143 132,914 128,490 124,975 150,023

W3-4 (KJ) 0,306 0,242 0,259 0,251 0,244 0,293

W1-2 (KJ) -0,052 -0,041 -0,044 -0,041 -0,041 -0,049

Wnet (KJ) 0,254 0,202 0,216 0,209 0,203 0,244

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 514,218 408,180 437,143 424,093 411,858 493,948

Potencia (kW) 6,053 13,474 21,752 27,108 32,786 48,088

Potencia (hp) 8,117 18,068 29,170 36,353 43,967 64,487

rpm 715,200 2005,600 3023,400 3883,800 4836,800 5915,200

densidad (kg/m3) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915

nv (%) 35,559 27,890 29,975 28,604 28,186 34,091

146


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,005 1,009 1,013 1,003 1,011 1,006

P1(kPa) 23,752 20,289 21,204 20,314 20,363 24,467

T1 (K) 312,600 312,750 311,550 311,250 310,050 309,750

ma (kg) 0,000145 0,000124 0,000130 0,000125 0,000125 0,000151

P2(kPa) 538,941 460,357 481,109 460,924 462,040 555,164

T2 (K) 702,266 702,603 699,907 699,233 696,537 695,863


mf (kg) 9,82065E-06 8,35307E-06 8,72518E-06 8,45564E-06 8,43489E-06 1,01972E-05

Qin (kJ) 0,420 0,357 0,373 0,361 0,361 0,436

P3 (kPa) 3247,285 2763,970 2887,344 2792,823 2788,217 3367,347

T3 (K) 4231,365 4218,408 4200,444 4236,780 4203,305 4220,753

T4 (K) 1883,510 1877,743 1869,747 1885,921 1871,020 1878,787

P4 (kPa) 143,115 121,815 127,252 123,086 122,883 148,407

W3-4 (KJ) 0,279 0,238 0,248 0,240 0,240 0,290

W1-2 (KJ) -0,046 -0,040 -0,041 -0,040 -0,040 -0,048

Wnet (KJ) 0,233 0,198 0,207 0,201 0,200 0,242

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 471,829 401,320 419,198 406,248 405,251 489,920

Potencia (kW) 5,465 13,231 21,163 26,786 32,814 47,546

Potencia (hp) 7,329 17,743 28,380 35,921 44,004 63,760

rpm 703,800 2003,200 3067,400 4006,200 4919,800 5896,600

densidad (kg/m3) 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873

nv (%) 33,657 28,735 30,146 28,909 29,091 34,989

lambda 1,006 1,015 1,004 1,003 1,010 1,010

P1(kPa) 23,333 20,339 20,809 19,942 20,511 24,743

T1 (K) 323,250 322,200 321,000 319,200 317,850 318,300

ma (kg) 0,000138 0,000121 0,000124 0,000119 0,000123 0,000148

P2(kPa) 529,425 461,491 472,151 452,492 465,394 561,413

T2 (K) 726,191 723,832 721,137 717,093 714,060 715,071


mf (kg) 9,32198E-06 8,07841E-06 8,38513E-06 8,09421E-06 8,30075E-06 1,00012E-05

Qin (kJ) 0,399 0,345 0,358 0,346 0,355 0,428

P3 (kPa) 3100,245 2689,359 2784,605 2684,718 2754,577 3319,540

T3 (K) 4252,483 4218,162 4253,047 4254,640 4226,384 4228,091

T4 (K) 1892,911 1877,633 1893,162 1893,871 1881,293 1882,053

P4 (kPa) 136,635 118,526 122,724 118,322 121,401 146,300

W3-4 (KJ) 0,267 0,231 0,240 0,231 0,237 0,286

W1-2 (KJ) -0,046 -0,040 -0,041 -0,039 -0,040 -0,048

Wnet (KJ) 0,221 0,192 0,199 0,192 0,197 0,237

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 447,871 388,124 402,860 388,883 398,806 480,502

Potencia (kW) 5,178 12,444 19,521 25,383 31,699 47,193

Potencia (hp) 6,943 16,687 26,178 34,039 42,509 63,287

rpm 702,400 1948,000 2944,200 3965,800 4829,400 5967,600

densidad (kg/m3) 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830

nv (%) 33,650 29,428 30,220 29,125 30,083 36,238

147


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

lambda 1,008 1,008 1,012 1,005 1,009 1,002

P1(kPa) 23,109 19,573 19,743 19,205 19,595 23,133

T1 (K) 306,450 307,500 307,350 306,150 306,000 304,050

ma (kg) 0,000144 0,000122 0,000123 0,000120 0,000122 0,000145

P2(kPa) 524,338 444,106 447,968 435,761 444,619 524,887

T2 (K) 688,450 690,808 690,471 687,776 687,439 683,058


mf (kg) 9,71729E-06 8,20392E-06 8,2482E-06 8,11101E-06 8,24384E-06 9,86689E-06

Qin (kJ) 0,415 0,351 0,353 0,347 0,352 0,422

P3 (kPa) 3204,176 2706,586 2722,659 2672,618 2718,108 3245,983

T3 (K) 4207,045 4210,103 4196,546 4218,280 4202,547 4224,137

T4 (K) 1872,685 1874,046 1868,011 1877,686 1870,683 1880,293

P4 (kPa) 141,216 119,286 119,994 117,789 119,793 143,058

W3-4 (KJ) 0,276 0,233 0,234 0,230 0,234 0,279

W1-2 (KJ) -0,045 -0,038 -0,039 -0,037 -0,038 -0,045

Wnet (KJ) 0,231 0,195 0,196 0,192 0,196 0,234

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 466,863 394,154 396,281 389,690 396,072 474,051

Potencia (kW) 5,463 12,863 19,030 25,515 32,421 45,982

Potencia (hp) 7,326 17,249 25,520 34,216 43,478 61,663

rpm 711,000 1982,800 2917,800 3978,200 4973,600 5893,600

densidad (kg/m3) 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811

nv (%) 35,964 30,357 30,636 29,918 30,541 36,286

lambda 1,002 1,011 1,005 1,000 1,006 1,013

P1(kPa) 22,692 20,586 18,681 17,758 18,264 21,329

T1 (K) 304,800 302,850 300,600 299,850 297,900 297,750

ma (kg) 0,000142 0,000130 0,000119 0,000113 0,000117 0,000137

P2(kPa) 514,876 467,096 423,867 402,928 414,405 483,963

T2 (K) 684,743 680,362 675,307 673,622 669,242 668,905

mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre

mf (kg) 9,65297E-06 8,73335E-06 8,03049E-06 7,69268E-06 7,91924E-06 9,18737E-06

Qin (kJ) 0,413 0,373 0,343 0,329 0,339 0,393

P3 (kPa) 3176,976 2875,584 2638,518 2524,420 2598,375 3017,659

T3 (K) 4225,115 4188,517 4203,704 4220,367 4196,235 4170,825

T4 (K) 1880,728 1864,437 1871,198 1878,615 1867,873 1856,562

P4 (kPa) 140,017 126,734 116,286 111,257 114,516 132,995

W3-4 (KJ) 0,273 0,247 0,227 0,217 0,224 0,260

W1-2 (KJ) -0,044 -0,040 -0,036 -0,035 -0,036 -0,042

Wnet (KJ) 0,229 0,207 0,190 0,182 0,188 0,218

nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487

imep (kPa) 463,773 419,591 385,822 369,592 380,477 441,403

Potencia (kW) 5,375 13,672 19,275 23,886 30,648 42,355

Potencia (hp) 7,208 18,334 25,848 32,032 41,099 56,799

rpm 704,200 1979,800 3035,400 3926,800 4894,200 5830,200

densidad (kg/m3) 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777

nv (%) 37,070 33,846 30,944 29,489 30,527 35,669

148

ANEXO IV RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DINÁMICAS REALIZADAS A

2 800 MSNM EN EL BANCO DE PRUEBAS DEL CCICEV

149

Se realizaron tres pruebas dinámicas a los vehículos Kia Rio R y Hyundai Tucson 2008

según el procedimiento de la SAE J1349, datos que serán utilizados para compararlos

con los datos obtenidos en la prueba estática. En los resultados se muestran los valores

de potencia, torque. Las pruebas dinámicas se realizaron en el banco de pruebas del

CCICEV.

Resultados obtenidos de las pruebas dinámicas del Kia Rio R

En las Figuras IV.1, IV.3 y IV.5 se muestran las curvas obtenidas por el dinamómetro en

función de los datos mostrados en las Figuras IV.2, IV.4 y IV.6.

Figura IV.1. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.2.

(Fuente: propia)

150

Figura IV.2. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.

(Fuente: propia)

151


(Fuente: propia)

152


(Fuente: propia)

153


(Fuente: propia)

154


(Fuente: propia)

155

Resultados obtenidos de las pruebas dinámicas del Hyundai Tucson 2008

En las Figuras IV.7, IV.9 y IV.11 se muestran las curvas obtenidas por el dinamómetro en

función de los datos mostrados en las Figuras IV.8, IV.10 y IV.12.


(Fuente: propia)

156


(Fuente: propia)

157


(Fuente: propia)

158


(Fuente: propia)

159


(Fuente: propia)

160


(Fuente: propia)

161

ANEXO V RESUMEN DE RESULTADOS CALCULADOS DE LAS PRUEBAS

ESTÁTICAS MEDIANTE EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO

162

En el presente anexo se adjuntarán los resultados calculados para cada uno de los tres

vehículos utilizados en la prueba estática, a diferentes altitudes a nivel del mar, también

se incluyen los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2008 que cuenta en su

sistema electrónico con un sensor MAF aplicando el factor de ajuste encontrado en el

apartado 3.

Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Kia Rio R

A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Kia Rio R, en el cual se

muestran los parámetros indicados del motor y sus variaciones. Los resultados se

muestran a partir de los 0 msnm hasta los 4 000 msnm.

En la Tabla V.1 se muestran los parámetros indicados calculados a 0 msnm y en las

Figuras V.1, V.2 y V.3 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media

indicada y trabajo neto en función del régimen del motor.

Tabla V.1. Parámetros indicados obtenidos a 0 msnm del Kia Rio R.

Régimen del motor (rpm)

Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)

Rendimiento térmico

(Ec. 1.13) (%)

Rendimiento volumétrico

(%)

661,20 6,275 608,368 0,212 56,088 31,486

1 959,65 13,631 445,886 0,156 56,088 23,330

2 994,00 22,381 479,174 0,167 56,088 25,022

4 075,55 27,931 439,307 0,153 56,088 22,691

5 046,00 33,879 430,377 0,150 56,088 22,341

6 140,25 48,463 505,927 0,177 56,088 26,262

Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)

Figura V.1. Curva de potencia indicada a 0 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)

6,275

13,631

22,38127,931

33,879

48,463

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

163

Figura V.2. Curva de presión media indicada a 0 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)

Figura V.3. Curva de trabajo neto a 0 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)



indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.



Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

849,05 8,317 627,920 0,219 56,088 33,983

2 052,75 14,897 465,175 0,162 56,088 25,150

3 228,75 24,253 481,502 0,168 56,088 26,033

4 032,30 27,005 429,297 0,150 56,088 23,164

5 024,20 32,719 417,435 0,146 56,088 22,547

6 015,20 44,606 475,336 0,166 56,088 25,904


608,368

445,886479,174

439,307 430,377

505,927

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

650,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,212

0,1560,167

0,153 0,1500,177

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

164


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

En la tabla V.3 se muestran los parámetros indicados calculados a 800 msnm y en las



8,317

14,897

24,25327,005

32,719

44,606

0,0005,000

10,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

627,920

465,175481,502

429,297 417,435

475,336

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

650,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,219

0,162 0,168

0,150 0,146

0,166

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,240

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

165



Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

727,40 6,913 609,205 0,213 56,088 35,422

2 049,65 13,899 434,660 0,152 56,088 25,448

3 009,55 21,421 456,255 0,159 56,088 26,660

3 988,05 24,904 400,283 0,140 56,088 22,953

4 993,45 32,108 412,165 0,144 56,088 23,705

6 168,65 46,895 487,304 0,170 56,088 28,054



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

6,913

13,899

21,42124,904

32,108

46,895

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

609,205

434,660456,255

400,283 412,165

487,304

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

650,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

166


(Fuente: propia)

En la Tabla V.4 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 200 msnm y en las



Tabla V.4. Parámetros indicados obtenidos a 1 200 msnm del Kia Rio R.


Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

658,90 5,946 578,439 0,202 56,088 34,523

1 999,25 12,750 408,799 0,143 56,088 24,422

3 023,35 20,231 428,934 0,150 56,088 25,752

4 012,40 24,535 391,963 0,137 56,088 23,161

5 045,30 31,398 398,908 0,139 56,088 23,642

6 127,45 44,468 465,185 0,162 56,088 27,570


Figura V.10. Curva de potencia indicada a 1 200 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)

0,213

0,1520,159

0,140 0,144

0,170

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

5,946

12,750

20,23124,535

31,398

44,468

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

167

Figura V.11. Curva de presión media indicada a 1 200 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)

Figura V.12. Curva de trabajo neto a 1 200 msnm del Kia Rio R.

(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%) 656,65 6,193 604,563 0,211 56,088 37,665

1 901,90 11,960 403,103 0,141 56,088 25,290 2 938,15 18,885 412,012 0,144 56,088 25,952 4 074,15 23,728 373,324 0,130 56,088 23,259 5 003,70 29,545 378,488 0,132 56,088 23,651 6 032,75 40,504 430,369 0,150 56,088 37,665


578,439

408,799428,934

391,963 398,908

465,185

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,202

0,1430,150

0,137 0,139

0,162

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

168


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)




6,193

11,960

18,885

23,728

29,545

40,504

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

604,563

403,103 412,012373,324 378,488

430,369

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,211

0,141 0,144

0,130 0,132

0,150

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

169



Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

728,15 6,405 563,800 0,197 56,088 36,636

1 894,40 11,529 390,115 0,136 56,088 25,375

2 995,10 18,874 403,942 0,141 56,088 26,326

3 859,05 22,141 367,774 0,128 56,088 23,544

5 014,00 28,680 366,657 0,128 56,088 23,519

5 956,00 38,544 414,818 0,145 56,088 26,662



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

6,405

11,529

18,87422,141

28,680

38,544

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

563,800

390,115403,942

367,774 366,657

414,818

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

170


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

658,05 5,553 540,915 0,189 56,088 36,458

1981,35 11,955 386,757 0,135 56,088 25,762

3040,85 19,385 408,636 0,143 56,088 27,192

4006,00 22,682 362,943 0,127 56,088 23,816

5032,10 29,064 370,230 0,129 56,088 24,368

6110,10 40,050 420,159 0,147 56,088 28,651



(Fuente: propia)

0,197

0,136 0,1410,128 0,128

0,145

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

5,553

11,955

19,38522,682

29,064

40,050

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

171


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

663,70 5,467 528,050 0,184 56,088 36,998

1 956,35 11,763 385,431 0,135 56,088 26,840

2 967,60 17,882 386,244 0,135 56,088 26,844

4 163,15 22,127 340,684 0,119 56,088 23,348

5 085,70 28,227 355,777 0,124 56,088 24,824

5 952,40 37,158 400,144 0,140 56,088 27,727


540,915

386,757408,636

362,943 370,230

420,159

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,189

0,1350,143

0,127 0,129

0,147

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

172


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)




5,467

11,763

17,882

22,127

28,227

37,158

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

528,050

385,431 386,244

340,684355,777

400,144

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,184

0,135 0,135

0,1190,124

0,140

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

173



Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

656,60 5,421 529,180 0,185 56,088 38,506

2 115,50 12,430 376,639 0,131 56,088 27,570

3 074,90 18,133 378,015 0,132 56,088 27,588

4 204,80 21,660 330,203 0,115 56,088 23,908

5 119,45 28,037 351,048 0,123 56,088 25,722

6 026,30 35,483 377,422 0,132 56,088 29,265



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

5,421

12,430

18,13321,660

28,037

35,483

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

529,180

376,639 378,015

330,203351,048

377,422

200,000

250,000

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

174


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

653,30 5,151 505,407 0,176 56,088 37,766

2 040,80 12,645 397,158 0,139 56,088 29,971

3 098,60 17,943 371,178 0,130 56,088 27,736

4 076,40 20,989 330,046 0,115 56,088 24,223

4 957,00 25,995 336,154 0,117 56,088 25,194

6 069,20 38,431 405,893 0,142 56,088 30,060



(Fuente: propia)

0,185

0,131 0,132

0,1150,123

0,132

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

5,151

12,64517,943

20,98925,995

38,431

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

175


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

660,45 5,082 493,277 0,172 56,088 39,131

1 938,49 11,844 391,652 0,137 56,088 31,192

2 955,05 16,907 366,741 0,128 56,088 29,035

4 064,10 20,956 330,529 0,115 56,088 25,816

5 028,35 26,905 342,985 0,120 56,088 26,816

6 063,05 36,311 383,896 0,134 56,088 30,617


505,407

397,158371,178

330,046 336,154

405,893

200,000

250,000

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,176

0,1390,130

0,115 0,117

0,142

0,100

0,110

0,120

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

176


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

5,082

11,847

16,907

20,956

26,905

36,311

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

493,277

391,652

366,741

330,529342,985

383,896

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,172

0,137

0,128

0,1150,120

0,134

0,100

0,110

0,120

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

177

Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2008

A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2008, que

dispone de un sensor MAF en su sistema de inyección electrónica. Los resultados se





Tabla V.12. Parámetros indicados obtenidos a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.


Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

704,80 5,36 344,27 0,170 55,487 18,693

1 999,00 14,43 327,13 0,162 55,487 17,727

2 957,60 22,16 339,40 0,168 55,487 18,447

4 019,00 31,75 357,90 0,177 55,487 19,491

4 927,00 43,99 404,53 0,200 55,487 22,031

5 951,20 59,89 455,98 0,225 55,487 24,832

Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)

Figura V.34. Curva de potencia indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)

5,355

14,433

22,155

31,747

43,990

59,892

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

178

Figura V.35. Curva de presión media indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)

Figura V.36. Curva de trabajo neto a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

693,40 5,64 368,75 0,182 55,487 20,216

1983,00 14,32 327,16 0,162 55,487 17,882

3012,00 20,89 314,19 0,155 55,487 17,380

3998,00 29,52 334,59 0,165 55,487 18,362

4947,20 42,02 384,86 0,190 55,487 21,142

5967,60 59,13 448,94 0,222 55,487 24,539


344,274327,134

339,402357,902

404,533

455,978

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,170 0,162 0,168 0,1770,200

0,225

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

179


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

5,643

14,319

20,886

29,524

42,023

59,130

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

368,753

327,156314,186

334,593

384,860

448,939

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

460,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,182

0,1620,155

0,165

0,190

0,222

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,230

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

180




Tabla V 14. Parámetros indicados obtenidos a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.


Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

701,20 6,05 391,07 0,193 55,487 22,361

1986,20 14,68 334,83 0,165 55,487 19,126

2872,80 20,81 328,24 0,162 55,487 18,768

3992,60 30,61 347,41 0,172 55,487 19,864

4967,60 43,89 400,32 0,198 55,487 22,912

5943,60 59,27 451,85 0,223 55,487 25,862



(Fuente: propia)

Figura V.41 Curva de presión media indicada a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)

6,052

14,67820,812

30,614

43,891

59,274

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

391,072

334,832328,240

347,405

400,319

451,852

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

460,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

181


(Fuente: propia)




Tabla V.15. Parámetros indicados obtenidos a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.


Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

717,40 5,38 339,55 0,168 55,487 20,214

2 034,40 14,31 318,69 0,157 55,487 18,934

2 945,00 20,21 311,00 0,154 55,487 18,477

3 955,80 28,44 325,72 0,161 55,487 19,390

4 920,00 40,77 375,46 0,185 55,487 22,419

5 978,20 58,08 440,16 0,217 55,487 26,256


Figura V.43. Curva de potencia indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)

0,193

0,1650,162

0,172

0,198

0,223

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,230

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

5,376

14,310

20,215

28,438

40,771

58,077

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

182

Figura V.44. Curva de presión media indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)

Figura V.45. Curva de trabajo neto a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.

(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

710,20 6,15 392,48 0,194 55,487 24,462

1 934,60 13,23 309,81 0,153 55,487 19,251

3 015,40 20,65 310,30 0,153 55,487 19,223

3 998,40 29,18 330,67 0,163 55,487 20,547

4 966,40 40,99 373,92 0,185 55,487 23,258

5 977,60 57,28 434,19 0,214 55,487 27,034


339,551

318,695310,999

325,716

375,460

440,162

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

460,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,168

0,1570,154

0,161

0,185

0,217

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,230

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

183


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

6,152

13,228

20,651

29,181

40,986

57,283

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

392,483

309,811 310,302

330,672

373,919

434,189

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

460,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,194

0,153 0,1530,163

0,185

0,214

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

184






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

699,00 4,87 315,71 0,156 55,487 20,523

2 063,00 14,61 320,84 0,158 55,487 20,815

2 997,20 20,65 312,23 0,154 55,487 20,297

4 091,40 29,79 329,91 0,163 55,487 21,489

5 014,40 40,68 367,53 0,181 55,487 23,964

6 059,80 57,81 432,24 0,213 55,487 28,183



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

4,871

14,60920,655

29,791

40,676

57,810

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

315,710 320,842312,235

329,909

367,530

432,235

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

185


(Fuente: propia)


Figuras V.52, V53 y V.54 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media




Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

697,20 5,98 388,39 0,192 55,487 26,348

2 031,60 14,48 322,94 0,159 55,487 21,711

3 040,20 20,63 307,52 0,152 55,487 20,674

4 064,00 29,65 330,55 0,163 55,487 22,268

5 013,00 40,27 363,94 0,180 55,487 24,542

5 925,20 55,13 421,59 0,208 55,487 28,343



(Fuente: propia)

0,156 0,1580,154

0,163

0,181

0,213

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

5,976

14,480

20,635

29,649

40,267

55,133

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

P (hp)

rpm

186


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)




Tabla V.19 Parámetros indicados obtenidos a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.


Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

712,80 5,13 326,15 0,161 55,487 22,987

2 107,60 14,50 311,71 0,154 55,487 21,991

2 967,80 20,45 312,27 0,154 55,487 22,097

3 924,40 27,30 315,17 0,156 55,487 22,303

5 027,40 39,92 359,80 0,178 55,487 25,435

5 941,00 53,64 409,09 0,202 55,487 28,978


388,390

322,939

307,518

330,551

363,942

421,588

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

440,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,192

0,159

0,152

0,163

0,180

0,208

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

187


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

5,131

14,500

20,454

27,299

39,923

53,641

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

326,152

311,708 312,265 315,171

359,799

409,090

300,000

320,000

340,000

360,000

380,000

400,000

420,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,161

0,154 0,154 0,156

0,178

0,202

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

188






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

708,40 4,23 270,81 0,134 55,487 20,432

2 135,80 13,88 294,53 0,145 55,487 21,913

3 073,20 18,97 279,67 0,138 55,487 20,829

3 997,60 25,80 292,40 0,144 55,487 21,777

4 981,60 36,99 336,46 0,166 55,487 25,059

6 015,00 51,87 390,69 0,193 55,487 29,126



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

4,234

13,88418,970

25,798

36,994

51,867

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

270,807

294,530279,670

292,397

336,464

390,691

250,000

270,000

290,000

310,000

330,000

350,000

370,000

390,000

410,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

189


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

704,00 4,47 287,55 0,142 55,487 23,677

2 017,00 11,83 265,85 0,131 55,487 20,175

2 905,20 17,34 270,46 0,134 55,487 20,545

4 032,40 25,56 287,20 0,142 55,487 22,058

5 015,40 37,56 339,35 0,168 55,487 25,856

5 974,20 51,48 390,45 0,193 55,487 29,750



(Fuente: propia)

0,134

0,1450,138

0,144

0,166

0,193

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

4,468

11,835

17,342

25,561

37,564

51,484

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

190


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

708,20 4,25 272,21 0,134 55,487 21,676

2 095,80 11,97 258,71 0,128 55,487 20,518

2 881,60 16,47 259,02 0,128 55,487 20,626

3 955,80 24,56 281,31 0,139 55,487 22,355

5 005,80 36,08 326,58 0,161 55,487 25,952

5 913,60 48,75 373,50 0,184 55,487 29,711


287,550

265,851 270,460287,204

339,350

390,452

250,000

270,000

290,000

310,000

330,000

350,000

370,000

390,000

410,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,142

0,131 0,134

0,142

0,168

0,193

0,120

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

191


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

4,255

11,96716,474

24,561

36,081

48,749

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

P (hp)

rpm

272,214258,709 259,024

281,309

326,576

373,499

0,000

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

350,000

400,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,1340,128 0,128

0,139

0,161

0,184

0,100

0,110

0,120

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

192

Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2010

A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2010, que

dispone de un sensor MAP en su sistema de inyección electrónica. Los resultados se







Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

706,40 9,123 585,148 0,289 55,487 31,981

2 036,20 20,646 459,413 0,227 55,487 25,149

2 997,40 33,229 502,290 0,248 55,487 27,360

3 954,80 40,731 466,640 0,230 55,487 25,449

4 879,00 48,830 453,460 0,224 55,487 24,818

5 877,60 68,749 529,961 0,262 55,487 29,075



(Fuente: propia)

9,123

20,646

33,229

40,731

48,830

68,749

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

193


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

720,40 9,109 572,894 0,283 55,487 31,019

1 930,60 20,766 487,352 0,241 55,487 26,576

2 942,00 33,733 519,506 0,257 55,487 28,351

4 018,40 43,078 485,715 0,240 55,487 26,257

4 899,00 50,605 468,017 0,231 55,487 25,612

5 897,80 73,126 561,770 0,277 55,487 30,356


585,148

459,413

502,290

466,640453,460

529,961

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,289

0,227

0,248

0,2300,224

0,262

0,200

0,220

0,240

0,260

0,280

0,300

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

194


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

9,109

20,766

33,733

43,07850,605

73,126

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

572,894

487,352

519,506

485,715

468,017

561,770

400,000

420,000

440,000

460,000

480,000

500,000

520,000

540,000

560,000

580,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,283

0,241

0,257

0,2400,231

0,277

0,200

0,210

0,220

0,230

0,240

0,250

0,260

0,270

0,280

0,290

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

195






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

723,00 9,319 583,981 0,288 55,487 33,846

2 036,20 20,851 463,955 0,229 55,487 26,831

2 907,60 32,054 499,487 0,247 55,487 29,121

3 997,60 41,641 471,959 0,233 55,487 27,099

4 970,20 50,081 456,543 0,225 55,487 26,701

5 889,40 70,949 545,827 0,270 55,487 31,360



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

9,319

20,851

32,054

41,64150,081

70,949

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

583,981

463,955

499,487

471,959456,543

545,827

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

196


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

713,60 9,519 604,382 0,298 55,487 36,500

2 069,60 21,053 460,890 0,228 55,487 27,845

3 097,60 33,024 483,047 0,239 55,487 29,213

3 901,80 39,562 459,398 0,227 55,487 27,777

4 907,80 48,545 448,167 0,221 55,487 27,034

5 887,60 69,478 534,672 0,264 55,487 32,169



(Fuente: propia)

0,288

0,229

0,247

0,2330,225

0,270

0,200

0,220

0,240

0,260

0,280

0,300

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

9,519

21,053

33,02439,562

48,545

69,478

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

197


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

695,80 8,773 571,249 0,282 55,487 35,767

1 843,00 18,755 461,071 0,228 55,487 28,938

2 872,80 30,226 476,713 0,235 55,487 30,122

3 905,00 40,223 466,691 0,230 55,487 29,156

4 952,80 49,626 453,977 0,224 55,487 28,589

5 907,40 68,802 527,693 0,261 55,487 33,389


604,382

460,890483,047

459,398448,167

534,672

400,000

450,000

500,000

550,000

600,000

650,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,298

0,2280,239

0,2270,221

0,264

0,200

0,220

0,240

0,260

0,280

0,300

0,320

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

198


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

8,773

18,755

30,226

40,223

49,626

68,802

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

571,249

461,071

476,713466,691

453,977

527,693

400,000

420,000

440,000

460,000

480,000

500,000

520,000

540,000

560,000

580,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,282

0,2280,235

0,2300,224

0,261

0,200

0,210

0,220

0,230

0,240

0,250

0,260

0,270

0,280

0,290

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

199






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

705,80 8,506 546,048 0,270 55,487 35,961

2 071,60 19,552 427,628 0,211 55,487 28,201

3 095,00 30,366 444,537 0,219 55,487 29,595

4 026,40 38,178 429,607 0,212 55,487 28,287

4 967,40 48,017 437,974 0,216 55,487 28,752

5 981,60 68,458 518,546 0,256 55,487 34,224



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

8,506

19,552

30,36638,178

48,017

68,458

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

546,048

427,628

444,537429,607

437,974

518,546

400,000

420,000

440,000

460,000

480,000

500,000

520,000

540,000

560,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

200


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

715,20 8,117 514,218 0,254 55,487 35,559

2 005,60 18,068 408,180 0,202 55,487 27,890

3 023,40 29,170 437,143 0,216 55,487 29,975

3 883,80 36,353 424,093 0,209 55,487 28,604

4 836,80 43,967 411,858 0,203 55,487 28,186

5 915,20 64,487 493,948 0,244 55,487 34,091



(Fuente: propia)

0,270

0,2110,219

0,212 0,216

0,256

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,270

0,290

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

8,117

18,068

29,17036,353

43,967

64,487

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

201


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

703,80 7,329 471,829 0,233 55,487 33,657

2 003,20 17,743 401,320 0,198 55,487 28,735

3 067,40 28,380 419,198 0,207 55,487 30,146

4 006,20 35,921 406,248 0,201 55,487 28,909

4 919,80 44,004 405,251 0,200 55,487 29,091

5 896,60 63,760 489,920 0,242 55,487 34,989


514,218

408,180

437,143424,093

411,858

493,948

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

550,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,254

0,202

0,2160,209

0,203

0,244

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,270

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

202


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

7,329

17,743

28,380

35,921

44,004

63,760

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

471,829

401,320

419,198406,248 405,251

489,920

350,000

370,000

390,000

410,000

430,000

450,000

470,000

490,000

510,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,233

0,1980,207

0,201 0,200

0,242

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

203






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

702,40 6,943 447,871 0,221 55,487 33,650

1 948,00 16,687 388,124 0,192 55,487 29,428

2 944,20 26,178 402,860 0,199 55,487 30,220

3 965,80 34,039 388,883 0,192 55,487 29,125

4 829,40 42,509 398,806 0,197 55,487 30,083

5 967,60 63,287 480,502 0,237 55,487 36,238



(Fuente: propia)


(Fuente: propia)

6,943

16,687

26,178

34,039

42,509

63,287

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

447,871

388,124402,860

388,883398,806

480,502

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

204


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

711,00 7,326 466,863 0,231 55,487 35,964

1 982,80 17,249 394,154 0,195 55,487 30,357

2 917,80 25,520 396,281 0,196 55,487 30,636

3 978,20 34,216 389,690 0,192 55,487 29,918

4 973,60 43,478 396,072 0,196 55,487 30,541

5 893,60 61,663 474,051 0,234 55,487 36,286



(Fuente: propia)

0,221

0,1920,199

0,1920,197

0,237

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

7,326

17,249

25,520

34,216

43,478

61,663

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia (hp)

rpm

205


(Fuente: propia)


(Fuente: propia)






Potencia (hp)


Trabajo neto (KJ)


(Ec. 1.13) (%)


(%)

704,20 7,208 463,773 0,229 55,487 37,070

1 979,80 18,334 419,591 0,207 55,487 33,846

3 035,40 25,848 385,822 0,190 55,487 30,944

3 926,80 32,032 369,592 0,182 55,487 29,489

4 894,20 41,099 380,477 0,188 55,487 30,527

5 830,20 56,799 441,403 0,218 55,487 35,669


466,863

394,154 396,281389,690

396,072

474,051

350,000

370,000

390,000

410,000

430,000

450,000

470,000

490,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,231

0,195 0,196 0,192 0,196

0,234

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto (kJ)

rpm

206

Figura IV.97. Curva de potencia indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.

(Fuente: propia)

Figura IV.98. Curva de presión media indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.

(Fuente: propia)

Figura IV.99. Curva de trabajo neto a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.

(Fuente: propia)

7,208

18,334

25,848

32,032

41,099

56,799

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Potencia

(hp)

rpm

463,773

419,591

385,822

369,592

380,477

441,403

350,000

370,000

390,000

410,000

430,000

450,000

470,000

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

pmi (kPa)

rpm

0,229

0,207

0,1900,182

0,188

0,218

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,230

0,240

0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000

Trabajo neto

(kJ)

rpm

207

ANEXO VI RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DISCRETAS OBTENIDOS POR

LOS EQUIPOS DEL CCICEV

208

En este Anexo se mostrarán los resultados obtenidos en la prueba discreta por los equipos del CCICEV.

Figura VI.1. Resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para el Kia Rio

(Fuente: propia)

209

Figura VI.2. Continuación de resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para

el Kia Rio

(Fuente: propia)

210

Figura VI.3. Resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para el Hyundai

Tucson

(Fuente: propia)

211

Figura VI.4. Continuación de los resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300

para el Kia Rio

(Fuente: propia)

212

ANEXO VII DATOS OBTENIDOS Y RESULTADOS CALCULADOS DE LA

PRUEBAS DINÁMICA DE CARRETERA MEDIANTE EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO

21

3 E

n e

l p

rese

nte

An

exo

se

esp

ecifi

cará

n l

os

resu

ltad

os

obte

nid

os

de l

os

sens

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an

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de

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bla

s se

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n lo

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los

sen

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s y

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ad

or

de

gas

es.

Ta

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VII

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tera

del

Kia

Rio

(F

uente

: pro

pia

)

% a

pe

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ra1

00

99

,61

10

01

00

10

09

9,6

19

9,6

19

9,6

19

9,6

19

9,6

19

9,6

1

rpm

25

75

,75

26

11

,75

27

50

,75

28

87

,25

30

23

,75

31

90

,25

33

45

,53

48

9,7

53

64

4,2

53

78

13

94

6,7

5

lam

bd

a0

,87

20

,86

90

,87

10

,87

10

,86

80

,88

10

,88

10

,88

10

,88

10

,87

90

,86

5

P1(k

Pa

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0,1

13

218

ANEXO VIII INFORME DE RESULTADOS DEL CALOR ESPECÍFICO DE LOS

COMBUSTIBLES SUPER Y EXTRA

escuela politÉcnica nacionalbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/19868/1/cd-9281.pdf · anexo iv...

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