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Contenido
1. OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 2
2. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 2
3. DATOS MEDIDOS ...................................................................................................................................... 2
4. CÁLCULOS ................................................................................................................................................ 5
4.1. VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE 1500 RPM. ............................................................................................... 5
4.2. VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE 2000 RPM. ............................................................................................... 6
4.3. VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE 2500 RPM ................................................................................................ 7
4.4. VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE 3000 RPM ................................................................................................ 8
5. GRÁFICAS Y ANÁLISIS ............................................................................................................................... 9
5.1. POTENCIA EFECTIVA (KW) .................................................................................................................... 9
5.2. CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE (G/KW.H) .................................................................................. 10
5.3. PRESIÓN MEDIA EFECTIVA (BAR) .......................................................................................................... 11
5.4. RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO .............................................................................................................. 12
5.5. RENDIMIENTO EFECTIVO .................................................................................................................... 13
5.6. FACTOR LAMBDA ............................................................................................................................. 14
5.7. EMISIONES CO Y CO2 ....................................................................................................................... 15
5.8. EMISIONES HC ................................................................................................................................ 16
6. CONCLUSIONES ...................................................................................................................................... 17
7. OBSERVACIONES .................................................................................................................................... 17
8. EVALUACIÓN EXTRA ............................................................................................................................... 18
9. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................ 18
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1. OBJETIVOS
Evaluación de parámetros efectivos de un MECH en función de la variación de
instante de encendido de bujía.
2. INTRODUCCIÓN
El presente informe detalla los datos registrados, el procedimiento de cálculo y análisis
de resultados del estudio de un motor Nissan GA15DS de encendido por chispa en el
Laboratorio PUCP de Energía.
Se muestran los datos registrados del motor con ayuda de un higrómetro, un
cronómetro digital, un tacómetro, un dinamómetro, un manómetro, un medidor de
gasolina y sensores para el consumo de combustible. Cabe mencionar que las tomas
medidas pueden estar sujetas a incertidumbres en la adquisición de datos.
El procedimiento de cálculo se apoyará en la teoría del curso y en la Norma Técnica
Peruana NTP383.066.
El análisis de los resultados estudiará e intentarán explicar las tendencias de las
curvas características del motor frente a una variación en el ángulo de encendido de
un MECH.
3. DATOS MEDIDOS
En la siguiente tabla se muestran los datos obtenidos en el ensayo para diferentes
ángulos de encendido del motor y para las velocidades de 1500, 2000, 2500 y 3000
RPM.
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4. CÁLCULOS
4.1. Velocidad de rotación de 1500 RPM.
Para realizar el cálculo de los datos nos apoyamos en una hoja de cálculo en Excel.
Los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
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4.2. Velocidad de rotación de 2000 RPM.
Para realizar el cálculo de los datos nos apoyamos en una hoja de cálculo en Excel.
Los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
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4.3. Velocidad de rotación de 2500 RPM
Para realizar el cálculo de los datos nos apoyamos en una hoja de cálculo en Excel.
Los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
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4.4. Velocidad de rotación de 3000 RPM
Para realizar el cálculo de los datos nos apoyamos en una hoja de cálculo en Excel.
Los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
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5. GRÁFICAS Y ANÁLISIS
5.1. Potencia efectiva (kW)
Observamos que la curva de potencia es cóncava hacia arriba, obteniendo su mínimo
valor alrededor de 12° para todos los casos. Sin embargo, para velocidades como
2000, 2500 y 3000 RPM, la potencia se puede presumir invariante frente al ángulo de
encendido. Esto puede deberse a la mayor rapidez con la que se genera la
combustión, lo que hace que el efecto del ángulo de encendido se vea disminuido.
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5.2. Consumo especifico de combustible (g/kW.h)
No vemos una tendencia muy marcada para las curvas de consumo específico de
combustible. Sin embargo, vemos que para todos los casos el c.e.c. aumenta
conforme el ángulo de encendido se aproxima a 14. Esto puede deberse a que ocurre
mayor inyección de combustible mientras más se retrasa la ignición en la cámara de
combustión.
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5.3. Presión media efectiva (bar)
Vemos una proporción entre estas gráficas y sus diferentes velocidades. Sin embargo,
el punto 12° para la curva de 1500RPM parece estar sesgado, se considera que hubo
error en esa toma. En todos los casos vemos que las curvas tienden a decrecer con el
ángulo de encendido.
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5.4. Rendimiento volumétrico
En todos los casos, el rendimiento volumétrico sugiere ser constante e indiferente a la
variación en el ángulo de encendido del motor. Esto puede deberse a que predominan
los parámetros como presión y flujo de aire a la entrada.
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5.5. Rendimiento efectivo
El rendimiento efectivo se muestra creciente para las dos velocidades más altas y
decreciente para las dos velocidades más bajas. Esto puede deberse a que conforme
se trabaja con velocidades más altas, aumenta la eficiencia efectiva del motor.
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5.6. Factor lambda
Vemos que en la mayoría de casos los valores de lambda circulan alrededor de 1. EL
caso de 2500RPM se aleja de este valor. Esto puede deberse a que se trabajó cerca
al valor estequiométrico de mezcla.
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5.7. Emisiones CO y CO2
Se ve una clara oposición entre las emisiones de CO2 y CO (efecto espejo). Esto
dependerá de cuanto de la combustión es completa.
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5.8. Emisiones HC
La tendencia general de las emisiones HC es a disminuir con la diferencia de presión,
y si comparamos el grafico de las presiones anterior, podemos ver la correlación que
guarda con esta gráfica.
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6. CONCLUSIONES
Graficar varios puntos para luego definir una gráfica, y compararla con graficas de
otros parámetros, realmente nos ayudan a comprender mejor el comportamiento de
un motor debido a que se contrastan las tendencias de cada parámetro del motor
versus el ángulo de encendido del motor.
Se constata que trabajando con varios angulos de encendido del motor se puede
llegar a determinar un ángulo óptimo de trabajo en la que se consuma menos
combustible y de más trabajo.
Se comprueba que se cumple el efecto espejo en cuanto a las emisiones de CO y
CO2. Esto significa que al aumentar o disminuir uno, el otro disminuye o aumenta
respectivamente.
7. OBSERVACIONES
Se considera que hubo un porcentaje de error en las medidas debido a que en
algunos casos se obtuvieron resultados no esperados.
En varias ocasiones, se considera que se registraron datos aun cuando los
sensores de medida no alcanzaban un rango aceptable de veracidad. Es decir, los
datos mostrados en los sensores aun variaban cuando se registraron.
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8. EVALUACIÓN EXTRA
Explicar el sistema de encendido electrónico que equipan los MECH.
El encendido electrónico es un sistema de encendido para motores de ciclo Otto tanto
de dos tiempos (2T) como cuatro tiempos (4T) en el cual la función de interrumpir la
corriente del primario de la bobina para generar por autoinducción la alta tensión
necesaria en la bujía no se hace por medios mecánicos como en el sistema de ruptor
o platinos, sino mediante uno o varios transistores.
La combustión anormal es un factor limitante en la generación de potencia en los
motores de combustión de ciclo Otto. Los sensores de combustión anormal ajustan la
inyección del motor para obtener la máxima potencia.
9. BIBLIOGRAFÍA
INDECOPI
2012 Norma técnica peruana. Primera edición. Lima, Perú. 20p.
TAYLOR, CHARLES FAYETTE
1985 Internal-Combustion Engine in Theory and Practice, Volume 1.
Segunda edición. MIT Press. Massachusetts, EEUU.