UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTN DE AREQUPAFACULTAD DE INGENIERA DE PRODUCCIN Y SERVICIOSDEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERA MECNICA ELCTRICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA MECNICA

CURSO DE: ENSAYOS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

LABORATORIO N 5

TEMA: CARACTERSTICA DE VELOCIDAD Y DE CARGA DE LOS SISTEMAS DE INYECCIN-CARACTERSTICAS DEL REGULADOR

REALIZADO POR: Huallpa Huarca Ronald O.

DOCENTE: M. Sc. Ing. Juan David Chaves Cuellar

FECHA DE REALIZACION:FECHA DE ENTREGA:NOTA

AREQUIPA PERU2015LABORATORIO N5

CARACTERSTICA DE VELOCIDAD Y DE CARGA DE LOS SISTEMAS DE INYECCIN-CARACTERSTICAS DEL REGULADOR

OBJETIVO

Dar a conocer a los alumnos la metodologa experimental para determinar las caractersticas de suministro en funcin del rgimen de velocidad (caractersticas de velocidad) y en funcin de la posicin de la cremallera (caractersticas de carga). Conocer la importancia del regulador en el sistema de inyeccin diesel.

II. FUNDAMENTO TERICO

2.1.- SISTEMAS DE INYECCIN

A).- Requerimientos del sistema de inyeccin diesel:

Crear alta presin en el sumidero de combustible (para que la pulverizacin sea ms eficiente). Dosificar el combustible en funcin del rgimen de velocidad y de carga del motor diesel (a mayor velocidad mayor suministro de combustible). Entregar el combustible a la cmara de combustin en un instante dado (en motores diesel es generalmente 15 a 30 antes del PMS). Entregar el combustible durante un intervalo de tiempo con una determinada intensidad. Asegurar el suministro uniforme del combustible en todos los cilindros y en cualquier rgimen de velocidad y carga. Pulverizar adecuadamente y distribuir uniformemente el combustible en la cmara de combustin.

B).- Clasificacin de los sistemas de inyeccin:

SISTEMAS DE INYECCIN CON BOMBAS INDIVIDUALES: Se emplean en motores grandes lentos ( marinos, estacionarios ferroviarios) SISTEMA DE INYECCIN CON BOMBA LINEAL: Su principal aplicacin se presenta en motores cuyo rango de potencia se vara desde 100 Kw. hasta 750 Kw. aproximadamente. SISTEMAS DE INYECCIN CON BOMBAS ROTATIVAS: Se emplean en motores rpidos preferentemente de aplicacin automotriz y tambin en grupos electrgenos con potencias no mayores de 150 kw. SISTEMA CON INYECTOR - BOMBA: La bomba de inyeccin y el inyector se encuentran integrados en un solo dispositivo para cada cilindro. MODELO DETROIT: El caudal se regula en cada inyector con ayuda de una cremallera. MODELO CUMMINS: El caudal del combustible se regula variando la presin del mismo en la bomba de baja presin

2.2.- REGULADORES:Los reguladores tienen por finalidad dentro de ciertos limites, de regular la velocidad dada ya que debe cambiar la posicin de la cremallera de manera automtica para que se mantenga la velocidad dada evitando que el motor se acelere cuando la carga disminuye o se desacelere cuando el motor aumenta, tambin es el encargado de mantener una marcha lenta estable, evita el embalamiento ya que limita la velocidad mxima, puede tambin actuar sobre la cremallera haciendo que esta proporcione un caudal adicional de combustible para facilitar el arranque del motor.Clasificacin de los reguladores:A).-Segn su estructura o principio de funcionamiento: Reguladores mecnicos. Reguladores neumticos. Reguladores hidrulicos. Reguladores electrnicos.B).-Segn su accin de funcionamiento: De un solo rgimen. De dos regmenes. De todo rgimen.

SISTEMA MECNICO DE REGULACIN DE VELOCIDAD:

El sistema de regulador mecnico de velocidad es el ms utilizado en motores estacionarios, tambin los hay electrnicos y de otros tipos.Es un sistema muy importante para el motor porque permite la regulacin del rgimen de marcha delmismo. Este sistema tambin es vlido para los motores diesel.La funcin es la de fijar las revoluciones del motor en el rgimen deseado por el usuario.Consta de un eje de entrada, unos contrapesos mviles y un sistema de transmisin de movimiento por palancas hasta la leva de accionamiento del carburador o la bomba inyectora del motor diesel.El eje de entrada toma el movimiento de rotacin del motor mediante engranajes o correa dentada, este movimiento se transmite a un mecanismo que tiene unos contrapesos que se mueven por accin de la fuerza centrfuga, esta accin a su vez se transforma mediante un sistema de palancas en otro movimiento de trayectoria lineal acotada, que finalmente se transmite mediante otras palancas a la leva del carburador o de la bomba inyectora.Este sistema funciona correctamente si al quitarle la carga al motor este se desacelera lentamente y toma una velocidad acorde a la nueva carga impuesta.Para que funcione hay que controlar que siempre tenga una buena lubricacin en sus partes mviles y que el sistema de palancas no se trabe, mantenindolo libre de suciedad y lubricado.Si este sistema funciona mal no responder bien ante una variacin brusca de carga del motor, lo cual puede producir daos en el motor. Peridicamente hay que verificar su funcionamiento, observando como acta ante una variacin de carga.Las reparaciones se deben realizar desarmando el sistema y reemplazando las partes daadas, especialmente los rodamientos que son susceptibles a fallar, los problemas comunes externos son: atascamiento en el movimiento de las varillas que accionan la leva del carburador. Otro problema interno comn es el desajuste de los contrapesos, para lo cual hay que desarmar y realizar el ajuste correspondiente, esta falla si un contrapeso se desprende es muy daino ya que puede romper la carcaza del regulador y todo el sistema.Las precauciones de seguridad son las que se deben tomar cuando se trabaja en partes con movimiento, por lo tanto el motor debe haberse detenido previamente. El medio ambiente puede verse afectado si se producen derrames de aceite cuando se lo desarma, por lo tanto se debe tomar los recaudos correspondientes.SISTEMAS NEUMTICOS:Se accionan con la diferencia de presiones (presin atmosfrica y presin de vaco).

2.3.- VARIADOR DE AVANCE AUTOMTICOEste tipo de variador, est igualmente basado en el principio de la fuerza centrfuga. Es interesante detallar la disposicin del mecanismo, pues permite una variacin del ngulo de avance de la inyeccin de 80, y en ciertos casos excepcionales hasta 12o.

2.4.- CORRECTORES DE ALTURA O DE HUMODebido a que el motor diesel aspira aire de la atmsfera. Si este aire esta muy caliente o bien si por trabajar a gran altura sobre el nivel del mar o por cualquier otra causa la presin es baja y la densidad del aire disminuye, esto provocara combustin incompleta en consecuencia la potencia disminuye.Si falta aire, se debe a que en el colector de aspiracin hay aire menos denso y por lo tanto a menos presin. Si esa presin se lleva a la parte alta de una membrana, a medida que vaya faltando presin, la membrana ir abrindose y el tope de dosado ir avanzando permitiendo pasar nicamente el caudal de combustible que el motor es capaz de quemar.En los motores sobrealimentados la presin en el colector de admisin es proporcional al rgimen de velocidad. Si no hay mecanismo corrector, cada vez que se quiere acelerar el regulador pasa al caudal de mximo dosado y como a ese rgimen parcial hay poco aire, el motor emite mucho humo por el escape. En estos casos se coloca un corrector de humos o protector de sobrealimentacin, mecanismo igual al descrito como corrector de altura, pero en lugar de medir la depresin atmosfrica mide la falta de sobre presin de sobrealimentacin.

2.5.- BOMBAS DE TRANSFERENCIA (DE ALIMENTACIN) DE LAS BOMBAS DE INYECCIN LINEALESEsta bomba tiene una gran importancia en el funcionamiento del circuito de inyeccin porque debe proporcionar un valor de presin del combustible a la entrada de la bomba de inyeccin que debe ser relativamente precisa.2.6.- BOMBAS DE INYECCIN ROTATIVASLas ms difundidas son: Bombas rotativas CAV. Bomba alemana BOSCH.

2.7.- CARACTERSTICA DE VELOCIDADSe llama caracterstica de velocidad del suministro de combustible a la variacin del suministro cclico del combustible en funcin de la velocidad de rotacin del eje de levas de la bomba de inyeccin, manteniendo constante la posicin de la cremallera (rgano de mando).2.8.- CARACTERSTICA DE CARGA (CREMALLERA)Se llama caracterstica de carga de la bomba de inyeccin a la variacin existente entre el suministro cclico en funcin de la posicin de la cremallera de la bomba de inyeccin. Esta caracterstica muestra la capacidad de suministro para la regulacin de la bomba.III. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

Banco de pruebas.

IV. DATOS TCNICOSdatos del banco de pruebas: Fabricacin (rusa). Tipo (Estacionario). Alimentacin de la tensin (380 V). Potencia instalada del banco (16.5kw). Potencia del motor hidrulico (15.0kw). Variacin de la frecuencia de rotacin (70rpm-3000rpm). Tamao del banco (190x70x190cm.). Masa seca del banco (1100kg). Volumen del banco de combustible (45 lt). Volumen del tanque del sistema hidrulico del banco(20 lt). Numero mximo de secciones la bomba a probar simultneamente (12).

Banco de pruebas.Caractersticas de la bomba de inyeccin lineal de 4 elementos: Frecuencia nominal de rotacin (1100rpm). Corte completo del suministro de combustible (1210rpm). Inicio de funcionamiento del gobernador (1115rpm-1125rpm). Suministro nominal del combustible para 1100 rpm y 1000 emboladas (751cm3).V. PROCEDIMIENTO1. Poner en funcionamiento del banco y comprobar el funcionamiento de todos sus sistemas.2. Colocar el rgano de mando de la bomba de inyeccin (cremallera) en la posicin de suministro mnimo de combustible; luego fijar con el mecanismo de variacin de velocidad del banco de las revoluciones requeridas una a una para obtener el volumen del combustible a 100 emboladas del banco de prueba.3. Accionar el mecanismo de conexin-desconexin de las buretas medidoras.4. Esperar el corte automtico del suministro de combustible y tomar la lectura correspondiente.5. Volver a establecer las revoluciones de la bomba en un rgimen n=nmin y tomar los datos asta el cierre de combustible.6. Volver a establecer las revoluciones de la bomba en un rgimen n=nparcial y tomar los datos hasta el cierre de combustible

VI. CARACTERSTICAS DEL REGULADOR (100 EMBOLADAS).

TABLA A: CARACTERISTICA EXTERNA DE REGULADOR

n(rpm)N embaladasV1(ml)V2(ml)V3(ml)V4(ml)Vprom(ml)

30010013,614,013,412,613,4

50010011,211,411,010,811,1

70010010,811,010,810,210,7

90010010,210,29,69,69,9

11001008,68,88,68,48,6

TABLA B: CARACTERISTICA EXTERNA DEL REGULADOR DE MAXIMAS REVOLUCIONES

n(rpm)N embaladasV1(ml)V2(ml)V3(ml)V4(ml)Vprom(ml)

11001008,68,88,68,48,6

11201006,67,07,07,27,0

11401003,24,04,44,24,0

11601000,20,61,00,40,6

11801000,00,00,00,00,0

TABLA C: CARACTERISTICAS EXTERNAS DEL REGULADOR DE MINIMAS REVOLUCIONES

n(rpm)N embaladasV1(ml)V2(ml)V3(ml)V4(ml)Vprom(ml)

30010013,614,013,412,613,4

25010020,020,620,218,419,8

20010020,0208,020,218,466,7

15010020,020,620,218,419,8

10010019,419,820,018,019,3

TABLA D: CARACTERISTICA PARCIAL DEL REGULADOR

n(rpm)N embaladasV1(ml)V2(ml)V3(ml)V4(ml)Vprom(ml)

70010010,811,010,810,710,8

7201006,87,06,67,06,9

7401004,84,84,85,65,0

7601002,62,63,23,63,0

7801000,40,61,62,01,2

80010000000

VI. CUESTIONARIO

1. Cmo se clasifican los reguladores por su accin? Explique. DE UN SOLO RGIMEN: Solo regula una velocidad en este caso la velocidad mxima (es propio de grupos electrgenos): DE DOS REGMENES: Regula velocidades mximas y mnimas (tpico en motores medianos). DE TODO RGIMEN: En todo rgimen propio de motores diesel.

1. Cmo se clasifican los diferentes tipos de reguladores, segn el principio de funcionamiento? Explique

Las bombas lineales son muy confiables y precisas en todas sus fases de funcionamiento, llevan piezas de gran precisin que aseguran su buen funcionamiento. Estas bombas poseen distintos tipos de reguladores:

Reguladores mecnicos. Reguladores neumticos. Reguladores hidrulicos. Reguladores electrnicos.

1. REGULADORES MECNICOS:

El principio de funcionamiento est basado en la fuerza centrfuga, cuando el motor se embala debido a la disminucin de la carga, comienza a girar a mayor velocidad y las masas, en virtud de la mayor velocidad de la mayor fuerza centrifuga, comienza a girar a mayor velocidad cambiando la posicin de la cremallera que va acondicionada al sistema que disminuye el suministro del caudal de combustible.

1. REGULADORES NEUMTICOS:

Se emplean en los motores diesel de potencias pequeas y medianas estos reguladores actan sobre la cremallera de acuerdo con el grado de depresin que existe en el mltiple de admisin. En este modelo la cremallera se mueve accionada por una vlvula de vaco que est conectada al difusor de aire en el mltiple de admisin.

1. REGULADOR HIDRULICO:

El principio de funcionamiento esta basado en dos pistones que se accionan por la presin del combustible y estn regulados por dos resortes que controlan el suministro de combustible por diferencia de presiones entre estos y sus accesos.

1. Por qu los motores diesel pueden embalarse?

Los motores diesel tienden a embalarse debido a la disminucin de la carga, por ejemplo en una zona de bajada los cilindros aumentan su velocidad disminuyendo su carga y por este motivo se embala el motor, la auto inflamacin del combustible ayuda a que el motor no se detenga en el periodo de funcionamiento.

1. Qu es una bomba de transferencia?

La bomba de transferencia tiene una gran importancia en el funcionamiento del circuito de inyeccin porque debe proporcionar un valor de presin del combustible a la entrada de la bomba de inyeccin que debe ser relativamente precisa. 1. Cules son las bombas de inyeccin rotativos ms difundidas? Describa brevemente

Las ms difundidas son las bombas rotativas de kla marca CAV y la alemana BOSCH.

0. BOMBAS ROTATIVAS CAV: El eje de la bomba gira mientras el resto del conjunto permanece fijo, junto con el eje de la bomba giran dos pistones que adems pueden moverse axialmente aumentando o disminuyendo la cavidad del suministro de combustible.

0. BOMBAS ROTATIVAS BOSCH: El combustible desde el deposito se dirige pasando por el filtro a la bomba de paletas el exceso de combustible retorna por lnea al depsito, la salida y la vlvula de regulacin de presin permiten mantener la presin directamente proporcional a la velocidad de la bomba en los lmites de 0.2 hasta 0.8 Mpa.

1. Qu es el corrector de altura?

Estas bombas estn preparadas para llevar en la parte superior el corrector de altura, este corrector es un orificio muy recomendable en todos los vehculos que trabajan en zonas montaosas porque trabaja para distintas variaciones de presin ya que permite el acceso de mayor cantidad de aire en las alturas y regula el aire en las zonas bajas esto evita el humeado del motor por la falta de aire ya que est regulada por el corrector de altura.

1. Qu es el ndice de cetano?

El ndice de cetano es una es el principal parmetro con la cual podemos diferenciar la gasolina del diesel ya que la calidad que posee un combustible como el diesel es su auto inflamacin y esta es expresada por el ndice de cetano.1. Qu es el cebador?

Los motores que no tienen bomba de alimentacin previa suelen tener muy a la mano en el motor un cebador que es una bombilla que sirve para llenar la lnea de combustible, el cebador prcticamente solo se utiliza en el taller para asegurar la alimentacin de aire a la lnea de baja presin, esto solo ocurre cuando se acaba el combustible del tanque y la bomba absorbe aire por el circuito de combustible.

1. Cules son los requerimientos del sistema de inyeccin diesel?

Crear alta presin en, el suministro de combustible; la cual debe asegurar una buena pulverizacin en la cmara de combustin. Dosificar el combustible en funcin del rgimen de velocidad y carga del motor diesel. Entregar el combustible a la cmara de combustin en un instante dado, lo cual ejerce influencia sobre el proceso de formacin de la mezcla y de combustin. Entregar el combustible durante aun intervalo de tiempo con una determinada intensidad. Asegurar el suministro uniforme del combustible el todos los cilindros y en cualquier rgimen de velocidad y carga. Pulverizar adecuadamente y distribuir uniformemente el combustible en la cmara de combustin.

1. Qu es la vlvula de impulsin?

Al igual que las bombas lineales este elemento resulta fundamental para el funcionamiento del equipo de inyeccin. La vlvula de impulsin llamada tambin impelente o de descarga va ubicada en la parte frontal del cabezal hidrulico.La vlvula de impulsin cumple dos funciones por un lado asegura el paso de la alta presin del combustible sin posibilidad de retorno desde la bomba de inyeccin hacia el inyector, y del otro lado impide que se produzca el fenmeno de sobre inyeccin gracias a su construccin, que dependiendo del tipo de vlvula lleva, ya sea labrado un collarn de descarga o una vlvula de surtidor con dos muelles.

1. Cmo son las caractersticas de velocidad de una bomba de inyeccin con regulador de doble rgimen?

Se dice que un regulador es de mnima y mxima, cuando acta nicamente en los momentos en que el motor tiende a embalarse (sobrepasar la velocidad mxima admisible), o bajar excesivamente de rgimen en ralent. Estos reguladores son los empleados generalmente en los automviles y camiones.

1. Cmo son las caractersticas de velocidad de una bomba de inyeccin con regulador de todo rgimen?

Los reguladores de todas las velocidades son aquellos que actan cuando se produce cualquier variacin del rgimen motor que no sea la deseada por el conductor. Se utilizan en motores industriales, tractores, excavadoras, etc, pues en ellos interesa mantener un rgimen del motor constante, cualesquiera que sean las resistencias opuestas al motor (pendientes a superar, dureza mayor del terreno, etc,). En ellos, el conductor selecciona el rgimen ms apropiado para realizar el trabajo y el regulador acta manteniendo ese rgimen, en todos los momentos en que pueda producirse variacin debido a las diferentes condiciones de trabajo por las que atraviesa el motor.

1. Cmo ser la caracterstica de velocidad de una bomba de inyeccin de un grupo electrgeno, en el cul la constancia de la frecuencia es un factor importante?

Se debe asegurar que el gobernador solamente se mantenga a una velocidad mxima; no hay control de marcha sin carga o una entrega particular de combustible al arranque.

1. La velocidad de corte (del regulador) es la misma que la velocidad nominal de la bomba?

En el momento que la placa gua vuelve a encontrar su tope, la cremallera empieza a moverse hacia atrs, en direccin de Stop, al superar el motor las revoluciones nominales

VII.- CONCLUSIONES.

Se pudo obtener las curvas caractersticas del regulador en los regimenes de mnimo, mximo y carga parcial.

Se comprueba que el regulador trabaja cuando las revoluciones del motor alcanzan un rango mximo, sea se corta el combustible cuando las revoluciones del eje de levas de la bomba llegan aproximadamente a 1100 RPM

Se debe recordar que el motor gira al doble de revoluciones que la bomba por lo tanto el motor gira a 2200 RPM, sea que el motor de la bomba ensayada tendr como mximas revoluciones que puede alcanzar 2200 RPM.

Se ha determinado que al disminuir la carga disminuye el suministro de combustible.

VIII.- BIBLIOGRAFA.

Motores de Automvil: Jovaj M. S. editorial MIR: 1982. Apuntes de clases.