Equilibrado de Motores Nohelis Prob 1 Modified

PROF. NOHELIS RINCÓNPROF. NOHELIS RINCÓN

UNIVERSIDAD DEL ZULIAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE MECANICADEPARTAMENTO DE DISEÑO Y MATERIALESCURSO: MECANICA DE MAQUINAS

EQUILIBRADO DE MOTORESEQUILIBRADO DE MOTORES

EQUILIBRADO DE MOTORES A PISTÓNEQUILIBRADO DE MOTORES A PISTÓN

Compresión: Al principio, tanto la válvula de admisión como de escape están cerradas y el pistón se encuentra en su posición más baja (PMI: Punto Muerto Inferior). El pistón se mueve hacia arriba, y comprime la mezcla de aire y combustible.

Combustión: Un poco antes de que el pistón alcance su posición más alta (PMS: Punto Muerto Superior), la bujía produce una chispa y la mezcla se enciende, con lo cual aumenta la presión y temperatura del sistema. Los gases de alta presión impulsan al émbolo hacia abajo, el cual a su vez obliga a rotar al cigüeñal, produciendo una salida de trabajo útil.

Escape: Al final de la combustión, el pistón se encuentra en su posición más baja (la terminación del primer ciclo mecánico) y el cilindro se llena con productos de combustión. Despúes el pistón se mueve hacia arriba una vez más y evacúa los gases de escape por la valvula de escape.

Admisión: el pistón desciende por segunda vez, extrayendo una mezcla fresca de aire-combustible a través de la válvula de admisión.

COMPRESION COMBUSTION ESCAPE ADMISION

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MOTOR DE 4 TIEMPOSMOTOR DE 4 TIEMPOS::

Patm

P

Pto. deIgnición

0° 180° 360° 540° 720°

CURVA DE PRESION DEL GAS

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MOTOR DE 2 TIEMPOSMOTOR DE 2 TIEMPOS

CICLO DE BAJADA

COMBUSTION

ESCAPE COMPRESION

ADMISION

CICLO DE SUBIDA

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EQUILIBRADO DE MOTORES A PISTÓNEQUILIBRADO DE MOTORES A PISTÓN

EscapeAdmisión

Puerto de transferencia

A

BOm mr

R

ha

hb

Gb,mbGm,mm

B

ha

hb

Gb,mb

BIELA:

L

mbA = hb.mb

mbB = ha.mb

ma = mp + mbB

mgA = rm .mm +mb

A

L

L

R

MANIVELA:A

Om mr

RGm,mm

mmA = rm .mm

R

EQUILIBRADO DE MOTORES MULTICILINDROEQUILIBRADO DE MOTORES MULTICILINDRO

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ESTADO DE EQUILIBRIO DE MOTORES MULTICILINDROESTADO DE EQUILIBRIO DE MOTORES MULTICILINDRO

a2

an

12

n

n

1

n

2

Fp = ma.R.2(CosCosn) ma.R.2(SenSenn)

Para Fp = 0 Cosn = 0 Senn = 0

Pp = ma.R.2(a.Cosa.Cosan.Cosn )Pp = ma.R.2(Cosan.Cosn) ma.R.2(Senan.Senn)

Para Pp = 0 an.Cosn = 0 an.Senn = 0

Fs = ma.R2.2[Cos2Cos2n Sen2n)] 2 ma.R2.2[Sen2Senn.Cosn] L L

Para Fs = 0 Cos2n Sen2n) = 0 Senn.Cosn = 0

Ps = ma.R2.2 [Cos2an.Cos2n Sen2n)] 2 ma.R2.2[Sen2an.(Senn.Cosn)] L LPara Ps = 0 an.Cos2n Sen2n) = 0

an.(Senn.Cosn) = 0

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MOTOR DE DOS CILINDROS EN LINEAMOTOR DE DOS CILINDROS EN LINEA

1

2

1

2

a12

CIL a x y ax ay x2-y2 xy a(x2-y2) a(xy)1 0° 0 1 0 0 0 1 0 0 02 180° a -1 0 -a 0 1 a a 0 0 0 -a 0 2 a a 0

Fp = 0Pp = -a(maR2Cos1)Fs = 2(maR22Cos21)

LPs = a(maR22Cos21) L

DISTRIBUCION DEL ESFUERZO GIRATORIO

1 21 20°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS 2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

MejorDistribución

MOTOR DE DOS CILINDROS CON CODOS A 90°MOTOR DE DOS CILINDROS CON CODOS A 90°

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1

2

1

2

a12

DISTRIBUCION DEL ESFUERZO GIRATORIO

1 2

0°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS

2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

No es muyBUENO

REGULAR

1 2 1 2

MOTOR DE DOS CILINDROS CON CODOS A 90°MOTOR DE DOS CILINDROS CON CODOS A 90°

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1 2

DISTRIBUCION DEL ESFUERZO GIRATORIO

1 2

1 20°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS

2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

MALADistribución

BUENADistribución

1 2

a12

MOTOR DE CUATRO CILINDROS (1,4) Y (2,3)MOTOR DE CUATRO CILINDROS (1,4) Y (2,3)CON CODOS A 180°(EN LINEA)CON CODOS A 180°(EN LINEA)

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DISTRIBUCION DEL ESFUERZO GIRATORIO

1 2 3 40°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS

2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

REGULARDistribución

ExcelenteDistribución

1,4

2,3

2,3

1,4

1 3 4 20°

180°

360°

540°

720°

1 4 2 3

1

2

a2a

3

4

3a

SOLUCION EM - 1SOLUCION EM - 1

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A

B

Om

rm

R

ha

hb

Gb,mbGm,mm

L

L=25cmR=7cmha=6.25cmr=5cma=10cm=2000rpmmm=2Kgmb=1.5Kgmp=1Kg

A)1 4 2 3

0°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS2 TIEMPOS

0°

90°

180°270°

360°

REGULARDistribución

BUENADistribución

0°

180°

360°

540°

720°

1 4 2 3 1 2 4 3

O.E.:1-2-4-3EL MOTOR TIENE UNA MEJOR DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO GIRATORIO A DOS TIEMPOS

B) mg = mmA + mbA = rm .mm + hb.mb = 5/7(2) + (25-6,25)/2,5.(1,5)

R L

ma = mp + mbB = mp + ha.mb = 1 + (6,25)/25.(1,5)

L

mg = 2,554 Kg

ma = 1.375 Kg

CIL a x y ax ay x2-y2 xy a(x2-y2) a(xy)1 0° 0 1 0 0 0 1 0 0 02 180° 10 -1 0 -10 0 1 0 10 0 90° 20 0 1 0 20 -1 0 -20 0 270 30 0 -1 0 -30 -1 0 -30 0 0 0 -10 -10 0 0 -40 0

C)

Fp = ma.R.2(Cosx Seny) = 0Pp = ma.R.2(Cosax Senay) = 154,54 N.mFs = ma.R2.2[Cos2x2 y2) 2Sen2x.y)]= 0 LPs = ma.R2.2 [Cos2a.x2 y2) 2Sen2a.(xy)]= 236,43 N.m L

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D) mc.rc = mg.R mc = R.mg = 7 (2,554 Kg)rc 3,5

mc=5,108 Kg

FUERZAS TOTALESFp + Fs = 0PARES TOTALESPp + Ps = 390,97 N.m

SOLUCION EM - 2SOLUCION EM - 2

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A

B

Om

rm

R

ha

hb

Gb,mbGm,mm

L

L = 35 cmR = 9 cmha = 12.5 cmr = 3 cma =15 cm= 5500rpmmm = 3 Kgmb = 3.5 Kgmp = 5 Kg

A)

0°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

O.E.:1-3-5-2-4EL MOTOR TIENE UNA MEJOR DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO GIRATORIO A DOS TIEMPOS

B) mg = mmA + mbA = rm .mm + hb.mb = 3/9(3) + (22,5).(3,5)/35

R L

ma = mp + mbB = mp + ha.mb = 5 + (12,5).(3,5)/35

L

mg = 3,25 Kg

ma = 6,25 Kg

CIL a x y ax ay x2-y2 xy a(x2-y2) a(xy)1 0° 0 1 0 0 0 1 0 0 02 288° 15 0,31 -0,95 4,65 -14,25 -0,81 -0,29 -12,1 -4,4 216° 30 -0,81 -0,59 -24,3 -17,7 0,308 0,48 9,24 14,34 144° 45 -0,81 0,59 -36,45 26,55 0,308 -0,48 13,86 -21,5 72° 60 0,31 0,95 18,6 57 -0,81 0,29 -48,38 17,67 0 0 -37,5 51,6 0,9968 0 -37,38 6,1

C)

1 2 3 4 5 0°

180°

360°

540°

720°

1 3 5 2 41 2 3 4 5

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D) mc.rc = mg.R mc = R.mg = 9 (3,25 Kg)rc 4,5

mc=6,5 Kg

Fp = ma.R.2(Cosx Seny) = 0Pp = ma.R.2(Cosax Senay) = -117562,24 N.mFs = ma.R2.2[Cos2x2 y2) 2Sen2x.y)]= 0 LPs = ma.R2.2 [Cos2a.x2 y2) 2Sen2a.(xy)]= -2926,9 N.m L

FUERZAS TOTALESFp + Fs = 0PARES TOTALESPp + Ps = -120489,14 N.m

SOLUCION EM - 3SOLUCION EM - 3

A

B

Om

rm

R

ha

hb

Gb,mbGm,mm

L

L= 30 cmR= 9 cmha= 9,5cmr= 4 cma= 12 cm= 3500rpmmm= 3 Kgmb= 2 Kgmp= 2,7 Kg

A)

0°

180°

360°

540°

720°

4 TIEMPOS2 TIEMPOS

0°

90°

180°

270°

360°

0°

180°

360°

540°

720°

O.E.:1-3-2-5-6-4EL MOTOR TIENE UNA MEJOR DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO GIRATORIO A DOS TIEMPOS

B) mg = mmA + mbA = rm .mm + hb.mb = 4(3)/9 + (20,5).(2,7)/30

R L

ma = mp + mbB = mp + ha.mb = 2 + (9,5).(2,7)/30

L

mg = 3,18 Kg

ma = 2,855 Kg

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CIL a x y ax ay x2-y2 xy a(x2-y2) a(xy)

1 0° 0 1 0 0 0 1 0 0 0

2 240º 12 -0,5 -0,866 -6 -10,39 -0,5 -0,433 -6 -5,2

120° 24 -0,5 0,866 -12 20,78 -0,5 0,433 -12 10,4

300º 36 0,5 -0.866 18 -31,18 -0,5 0,433 -18 15,6

60º 48 0,5 0.866 24 41,57 -0,5 -0,433 -24 -20,78

180º 60 -1 0 -60 0 1 0 60 0

0 0 -36 20,78 0 0 0 0

C)

1 5 3 6 2 4 1 3 2 5 6 41 5 3 6 2 4

Fp = ma.R.2(Cosx Seny) = 0Pp = ma.R.2(Cosax Senay) = -14347,95 N.mFs = ma.R2.2[Cos2x2 y2) 2Sen2x.y)]= 0 LPs = ma.R2.2 [Cos2a.x2 y2) 2Sen2a.(xy)]= 0 N.m L

FUERZAS TOTALESFp + Fs = 0PARES TOTALESPp + Ps = -14347,95 N.m

D) mc.rc = mg.R mc = R.mg = 9 (3,18 Kg)rc 5,5

mc=5,2 Kg

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SOLUCION EM - 4SOLUCION EM - 4

A

B

Om

rm

R

ha

hb

Gb,mbGm,mm

L

L=20 cmR=5 cmha=4,5cmr =3 cma=12 cm=3250 rpmmm=1 Kgmb=1,5 Kgmp=2 Kg

A) 2 TIEMPOS

O.E.:1-3-5-7-2-4-6EL MOTOR TIENE UNA MEJOR DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO GIRATORIO A DOS TIEMPOS

B) mg = mmA + mbA = rm .mm + hb.mb = 3(1)/5 + (15,5).(1,5)/20

R L

ma = mp + mbB = mp + ha.mb = 2 + (4,5).(1,5)/20

L

mg = 1,7625 Kg

ma = 2,3375 Kg

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CIL a x y ax ay x2-y2 xy a(x2-y2) a(xy)

1 0° 0 1 0 0 0 1 0 0 0

2 51,42º 12 0,62 0,78 7,48 9,38 -0,22 0,48 -2,66 5,84

102,84° 24 -0,22 0,97 -5,33 23,39 -0,9 -0,21 -21,62 -5,2

154,26º 36 -0,9 -0,43 -32,42 15,63 0,622 -0,39 22,42 -14,08

205,68º 48 -0,9 -0,43 -43,25 -20,80 0,622 0,39 29,97 18,74

257,1º 60 -0,22 -0,97 -13,39 -58,48 -0,9 0,21 -54,01 13,05

308,42º 72 0,62 -0,78 44,74 -56,41 -0,22 -0,48 -16,39 -35,05

0 -0,856 -42,18 -87,28 0 0 -42,31 -16,68

C)

0°

180°

360°

540°

720°

1 3 5 7 2 4 60°

90°

180°

270°

360°

1 2 3 4 5 6 7

4 TIEMPOS

0°

180°

360°

540°

720°

1 2 3 4 5 6 7

Fp = ma.R.2(Cosx Seny) = -34,05 NPp = ma.R.2(Cosax Senay) = 8575,13 N.mFs = ma.R2.2[Cos2x2 y2) 2Sen2x.y)]= -9,30 N LPs = ma.R2.2 [Cos2a.x2 y2) 2Sen2a.(xy)]= -1804,94 N.m L

FUERZAS TOTALESFp + Fs = -43,35 NPARES TOTALESPp + Ps = 10380,07 N.m

D) mc.rc = mg.R mc = R.mg = 5 (1,7625 Kg)rc 35

mc =2,5 Kg

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