termodinamica ciclo diesel termos

8/17/2019 Termodinamica Ciclo Diesel Termos

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CICLO DIESEL

ING. EDWIN PACHECO

PARADA


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Fundamentos de operaciónde motor a diesel .

Fuente: entrenamiento para Mantenimiento de Motores Cummins


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El origen del motor diesel guarda relación con el señor Rudolf Diesel,quien en el año 1892, inventó y luego patentó este motor. u primeraaparición fue en la !eria "nternacional de #ar$s en 19%%, y fue

presentado como el primer motor para &iocom&usti&les' fue diseñado para la com&ustión de aceite de palma con un 1%%( de pure)a.


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Teoría Básica en Motores deCombustión Interna

Un motor Térmico es

una maquina queconvierte la energíatérmica , en energíamecánica

!s un tipo demaquina que obtieneenergía mecánicadirectamente de laenergía químicaproducida por uncombustible quearde dentro de unacámara decombustión, la parteprincipal de unmotor

"os motores de

combustión internaseg#n su$uncionamientopueden ser%• &otativos• 'lternativos• &eacción

Motores deCombustión Interna


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Tipos de MotoresMotor Otto : Es el mas empleado en la actualidad y realiza latransformación de energía calorífica en mecánica fácilmenteutilizable en cuatro fases.Motor Diesel : En teoría, el ciclo Diesel difiere del ciclo Otto en que lacombustión tiene lugar a olumen constante en lugar de producirsea presión constante.

Motor !anquel : Este utiliza un rotor triangular lobular dentro de unacámara o alada, en lugar de un pistón y un cilindro

Motor de ( tiemposMotor )anquel

Motor &adial


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Diagramas de motores de combustión interna

Ciclo ideal de Otto

Ciclo ideal del Diesel


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Motor )anquel


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!s necesario conocer laterminología universalmenteusada *o+ para indicar algunasdimensiones + valores$undamentales%

unto muerto superior - M . /

unto Muerto In$erior - M I /0iámetro -en ingles Bore/Carrera -en ingles .tro1e/2olumen Total del cilindro -23/

2olumen de la cámara de combustión-24/2olumen desalo5ado por el pistón ocilindrada -23624/&elación 2olumétrica de compresión l 723824

P.M.I.

P.M.S.

CarreraV1

V2

D


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rincipio de $uncionamientode un Motor 0iesel

Un motor diesel $unciona mediante la ignición delcombustible al ser in+ectado en una cámara de combustiónque contiene aire a una temperatura superior a latemperatura de autocombustión, se produce la combustiónsin necesidad de c*ispa

"a temperatura que inicia la combustión procede de laelevación de la presión que se produce en el segundo tiempomotor, la compresión

!l combustible se in+ecta en la parte superior de la cámarade compresión a gran presión, de $orma que se atomi9a + seme9cla con el aire a alta temperatura + presión Comoresultado, la me9cla se quema mu+ rápidamente !stacombustión ocasiona que el gas contenido en la cámara see:panda, impulsando el pistón *acia aba5o

"a biela transmite este movimiento al cig;e


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Tiempos de unmotor a 0iesel


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'dmisión

rimer Tiempo% 'dmisión En este primer tiempoel pistón efect"a su primeracarrera desde el #.M.$. al

#.M.%., aspirando aire de laatmósfera debidamentepurificado a tra &s del filtro

l d d ó


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0el M#ltiple de admisión

'l M#ltiple de'dmisión ó

al ost6en$riador

!scape

0el Filtrode aire

!l .istema de 'dmisión

Unacombustióncompleta

depende dela cantidadde o:igeno

!$iciencia 2olumétrica


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Válvulas deAdmisión

Válvulas deAdmisión

Válvulas de EscapeVálvulas de Escape


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Compresión

.egundo Tiempo%Compresión En este segundotiempo y con las dos

ál ulas completamentecerradas el pistóncomprime el aire a granpresión, quedando solo

aire alo'ado en la cámarade combustión.


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.ellado de la combustión

eliculalubricante

'nillos

roceso del .istema de Compresión


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.ellado de la combustión

eliculalubricante

'nillos

roceso del .istema de Compresión


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Tiempo de compresión 8 in+ección


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resión : =rea 7 Fuer9a

resión

=rea

Fuer9a

Tercer Tiempo% Traba5o,e:plosión o combustión (l final de la compresióncon el pistón en el #M$ se

inyecta el combustible en elinterior del cilindro, en unacantidad que es reguladapor la bomba de inyección .

!:plosión


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Fuer9aCalor >enerado por la compresión

&eacción ?uímica

AcciónMecánica

TermodinámicaCalor 6 Combustión


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!scape

Cuarto Tiempo% !scape Durante este cuartotiempo se abreinstantáneamente la ál ulade escape, el pistón durantesu recorrido ascendente,e)pulsa a la atmosfera losgases remanentes


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Traslape 2alvular

*a carrera de escape comien)a poco antes de qu+ el pistón llegueal # ", en ese instante las v-lvulasde escape a&ren, esto para asegurar

qu+ los gases de la com&ustiónser-n e pulsados por completo yefica)mente.


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rincipio de $uncionamiento de unMotor 0iesel


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rincipales .istemasde un motor a 0iesel .


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.istemas de un motor

*n motor diesel tiene cuatro sistemas queson necesarios para sostener el mo imientorotatorio y la ida "til del motor estos son:

•

$istema de (ire• $istema de +ombustible

• $istema de efrigeración

• $istema de -ubricación


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.istemas de 'ire

*as funciones sonsuministrar el o $geno a loscilindros para que elcom&usti&le pueda quemarsey sacar los gases gastadosde/ados por la com&ustión.

El aire seco es compuestode nitrógenoapro imadamente del 08( yde o $geno del 21 ( so&re elvolumen. El nitrógeno es un

elemento inactivo y no sirvening n propósito til peroeste ace calentar lacompresión con el o $geno.

El sistema de aire tiene unfiltro por lo general se

locali)a donde el aire entra enla tu&er$a y de&e ser revisadode ve) en cuando paramantener la restricción a unm$nimo, quitar el polvo yotras part$culas .

Filtro de aire%&etiene impure9as

del aire de admisión


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.istemas de 'ire% Componentes

O !eti"os de untur o#ompresor son$%& L'enar de m(s aire e'

#i'indro enton#es m(s#om usti 'e puede ser)uemado as* aumenta 'apoten#ia

$+& para #ompensar 'a presi,nde aire en a'titudes

ma-ores as* e' motor nopierde ener *a. E'tur o#ompresor aumenta#onsidera 'emente 'ae/#ien#ia "o'um0tri#a .

Turbocargador'provec*a la

energía de losgases deescape


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.istemas de Combustible

3 . $uministro de combustible limpio al resto del sistema dondeserá regulado.

4 . Medición de la cantidad de combustible e)acta que seráinyectado en toda las condiciones de elocidad y carga

@. -a sincronización de la inyección de combustible para que elcombustible sea quemado en el período óptimo del ciclo.

( . %nyectar, atomizar, y distribuir el combustible en la cámara decombustión


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Sistemas de Inyección en motores Diesel ysu regulación

Componentes mecánicos principales de un Sistemade Inyección:

- Filtro de combustible.

- Bomba de alimentación de combustible.

- Bomba de inyección.

- Inyector.

- Porta-inyector.

- Regulador.


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.istemas de Combustible%Componentes

En el sistema decom&usti&le en la mayor

parte de sistemas degasoil, el com&usti&le essuministrado por una

&om&a de tipo engrana/ede despla)amiento

positiva.

El periodo deltiempo de inyecciónesta determinado por laconfiguración de lae c+ntrica del ló&ulode inyección en el-r&ol de levas.


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.istemas de Combustible

3lgunos motores usan el sistema de &om&a m ltiple. En estesistema, com&usti&le es suministrado a un alo/amiento queincorpora un grupo de &om&as de presión altas. En este sistema,el inyector no es mane/ado por el -r&ol de levas de motor. *as

funciones de medir, sincroni)ar, y controlar son reali)adas dentrodel alo/amiento de la &om&a


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Diagrama de flujo ummins P!

In+ectores

In+ector% 'tomi9a elcombustible que entraa la cámara decombustión


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.istemas de &e$rigeración

3&sor&er el e ceso decalor del motor ydisiparlo a la atmósferaes el tra&a/o del sistema

de refrigeración.El quitar del calor impide

1.4 *a interrupción de la pel$cula deaceite lu&ricante que separa partesque ro)an2.45ue se de&ilite el metal por elcalor


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*a mayor$a de los motoresutili)a l$quido de enfriamiento ytiene el molde de pasos derefrigerante en el &loque, ca&e)as, yalgunas veces colectores de escapes.


*os pistones transfieren un pocodel calor de com&ustión a paredesde cilindro y un poco de ello al

aceite lu&ricante. El refrigeranteque se circula en las c aquetas deagua a&sor&e la mayor parte de estecalor y lo lleva de distancia alradiador donde este es transferido ala atmósfera .


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.istemas de &e$rigeración La ma-or*a de 'os motores diese'usan un en1riador de a#eite espe#ia'para redu#ir 'a temperatura de'a#eite 'u ri#ante. E' en1riador de'a#eite es un trans1ormador de #a'orde tipo de tu o2 -2 #(s#ara #on e'

re1ri erante )ue pasa a tra"0s de'os tu os - re#o er e' #a'or de'a#eite )ue pasa por 'a #(s#ara.


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El refrigerante circulatodas partes del sistema

por la &om&a de agua quetra&a/a por la fuer)a

centr$fuga. *a &om&aconsigue su poder delcig6eñal de motor y puedeser engrana/e conducido

por una &anda .

*a pure)a delrefrigerante es un factormuy importante para elenfriamiento eficiente del

motor, El agua es el principal componente delrefrigerante y usualmentelleva a la formación deescalas e impure)as


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.istemas de "ubricación

El aceite lu&ricantees &om&eado a trav+sde pasa/es internosen el &loque por la

&om&a de aceite deengrana/e.

El tra&a/o que de&ereali)ar el aceite es permitir

el desli)amiento entresuperficies de metal, paraello de&e poseer

propiedades para soportartemperaturas e tremas ycargas sin fracturarse.

E' sistema

desempe3a(si#amente#uatro1un#iones:Lu ri#ar4Se''ar4Limpiar4


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*a pel$cula deaceite entre los aros

del pistón y la pareddel cilindro de&e serlo suficiente delgaday mantener la

viscosidad para proveer el sellado,as$ el pistón sedespla)a con m$nimode fricción del fluido

.istemas de "ubricación

#ara cumplir lafunción de limpie)a elaceite de&e ser capa)de mantener las

part$culas sólidas ensuspensión, y as$ elfiltro de aceite puedaretenerlas por m-s

tiempo


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3unque los sistemas est-n separados se afectan unos con otroscuando reali)an sus funciones. 7onsidere por e/emplo, una fugaen el sistema de admisión de aire, suficientes part$culas de sucio

pueden entrar al cilindro eventualmente y acer pequeñas rayasen la pared del cilindro. 3s$ se rompe el sellado de la com&ustióny vapores de agua se me)clan con el aceite formando -cidoscorrosivos, adem-s que afecta la perdida de presión en el cilindroincrementando el consumo de com&usti&le. 7omo unaconsecuencia adicional, los gases de escape m-s caliente

so&recargan el sistema de enfriamiento.


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rincipales componentesde un motor a 0iesel

ara $acilitar la comprensión de este tema *emos

distribuido los principales componentes de motor en Agrupos di$erentes

3/ >rupo del Bloc14/ >rupo de la Cabe9a de Cilindros

@/ >rupo de las Cubiertas(/ >rupo del CarterA/ >rupo de los 'ccesorios

Fundamentos de peración delMotor a 0iesel


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3/ >rupo del Bloc1Monobloc1 del motorCamisas de cilindros

istones + anillosBielas de pistónCig;erupo de la Cabe9a de Cilindros

Cabe9a de cilindros2álvulas"os in+ectores!nsamble de la carca9ade balancines

Cubierta de la carca9ade balancinesMultiples de admisión +escape

ares de cada >rupo


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artes + pie9asFundamentales

Cig;e


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Tipos de accionamiento de válvulas

$%&Regulación #or 'arilla de em#uje( $)&Regulación #or ciclo oscilante( $*&Regulación #or balanc+n( $,& regulación #or em#ujadores #lanos

2álvula =rbol de "evas


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Bandas% Medio detransmisión demovimientos porpoleas

.oporte del motor%.oporta + absorbevibraciones del motor


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Muchas Gracias

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