 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PROBLEMAS DE DINÁMICA DE MOTORES PARA EXÁMENES
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
Un motor de explosión de cuatro tiempos tiene seis cilindros en lína, cuyas características son: diámetro y carrera del cilindro 80 y 75 y mm., respectivamente, con una relación de compresión de 9:1. El rendimiento mecánico del motor es de un 25%, y el par motor máximo es de 19 mkg a 4.600 r/min. Hay que calcular, para ese régimen de revoluciones del motor...
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A). El volumen de la cámara de compresión Vc, en litros. B). La potencia efectiva Pe a 4.600 R/min., en CV. C). La potencia indicada Pi a 4.600 R/min., en kW. D). La potencia disipada en calor y rozamientos Pd. E). La presión indicada en el interior de la cámara, en kg./cm2. F). La presión media efectiva en el cilindro, en kg./cm2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A). Volumen de la cámara de explosión Vc. De la expresión de la Relación de Compresión Rc, podemos obtener el valor de la cámara de explosión, sin más que despejar Vc.
Rc = (Vu + Vc) / Vc
Rc·Vc = Vu + Vc; Rc·Vc-Vc = Vu; Vc ( Rc - 1) = Vu; Vc = Vu / (Rc - 1)
Vc = Vu / (Rc - 1)
Hace falta ahora hallar el volumen unitario Vu, y para eso nos dan como datos del problema el diámetro del cilindro D y la carrera del pistón L, pues la relación de compresión Rc también está dada como dato.
Vu = (p·D2/4)·L; Vu = (3´14·82/4)·7´5=377 cm3
Sustituyendo valores: Vc = 377/(9 - 1) = 47 cm3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C). Potencia indicada Pi, en kW.
La potencia indicada la podemos obtener a través del rendimiento mecánico que nos dan como dato. h = Pe / Pi
Pi = Pe / h = 122 / 0´25 = 488 CV
Teniendo en cuenta que 1 CV es equivalente a 0´736 watios, podemos hallar, finalmente, la potencia indicada en kW.
Pi = 488 CV ·0´736 w/CV = 359´3 kW
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B). Potencia efectiva Pe, en CV.
De la expresión que nos relaciona la potencia con el par motor y el régimen de giro del motor tenemos:
Pe = M · n / 716´2 = 19 · 4600 / 716´2 = 122 CV
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D). Potencia disipada en calor y rozamientos.
Esta potencia es la diferencia entre las dos anteriores.
Pd = Pi - Pe = 488 CV - 122 CV = 366 CV
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F). La presión media efectiva en el cilindro, en kg./cm2.
Este valor indica el grado de aprovechamiento de la cilindrada del motor para obtener trabajo útil o efectivo. Lo normal es poner la potencia en kilovatios y la cilindrada en centímetros cúbicos, siendo n el número de revoluciones del motor bajo las cuales se hacen las medidas. En este caso será de 4600.
La potencia Pe obtenida anteriormente está dada en CV, y la pasaremos a kW sin más que multiplicarla por el factor de conversión 0´736, que son los kilovatios que tiene cada CV. La cilindrada la pondremos en centímetros cúbicos, teniendo en cuenta que son 6 cilindros.
Pe = 122 CV · (736 / 1000) kW / CV = 89´8 kW
PME = 1´2 · 106 · Pe / V · n
PME = 1´2 · 106 · 89´8 / 2262 · 4600 = 10´36 bar
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E). La presión indicada en el interior de la cámara de explosión, en kg / cm2.
La presión indicada, instantánea, no media, que alcanza la explosión sobre la cabeza del pistón se puede obtener de la fórmula que nos relaciona la potencia indicada con la fuerza F de la explosión, la longitud L que recorre el pistón debido a esa fuerza, el número N de cilindros que tiene el motor y el régimen de giro n al que está sometido en ese momento, dividido por el número constante 9000, que procede de multiplicar 75 por 60 y por 2. 75 porque vamos a poner la potencia indicada en CV, y la conversión es de 1 CV por cada 75 Kilográmetros/segundo. 60 porque hemos de pasar las revoluciones por minuto a revoluciones por segundo, y 2 porque se produce potencia solamente durante la mitad del ciclo, que dura 2 vueltas del cigüeñal.
Pi = pi · V · n / 9000 ; pi = 9000 · Pi / V · n
pi = 9000 · 488 / 2´262 · 4600 = 422 kg/cm2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
Un motor de 4 tiempos consume en el banco de pruebas 130 cm3 de combustible en 45 segundos, desarrollando una potencia útil de 45 CV. La densidad del combustible empleado es de 0´76 gr / cm3. Calcular: A). El consumo específico del motor. B). El gasto del motor en 5 minutos de funcionamiento entregando esa potencia. C). El gasto cuando entrega 65 kW de potencia.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|