INFORME MULTICILINDRICO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ENERGIA Y MECÁNICA

LABORATORIO DE MECANISMOS

“MOTOR MULTICILINDRICO”

ALEXANDER CORDOVA

Martes, 2 de DICIEMBRE de 2014

Sangolquí, Ecuador

Tema.- Motor multicilíndrico, balanceo, fuerzas y momento no rotatorio de sacudimiento.

1.- TEORIA:

Los motores multicilindricos están diseñados en una amplia variedad de configuraciones desde la simple disposición de cilindros en línea hasta las disposiciones de cilindros en V, cilindros opuestos o motor boxer y radiales.

En nuestro caso analizaremos un motor de cuatro cilindros en línea

Diagrama de fase de la manivela

Es fundamentalmente para el diseño de cualquier motor multicilíndrico la disposición de los codos del cigüeñal, en el cigüeñal analizado se tienen cuatro codos, por lo tanto, una arreglo de 0º, 90º, 180º y 270º parece el apropiado. El desfasamiento entre los codos es de 90º. En general para una máxima cancelación de fuerzas inerciales, que tiene un período de una revolución, el ángulo fase óptimo será:

φ=360 ºn

Donde n es el número de cilindros.

Se deben establecer algunas convenciones para la medición de estos ángulos de fase.

1. El primer cilindro será el número 1 y su ángulo de fase será siempre cero. Es el cilindro de referencia para los demás.

2. El ángulo de fase de todos los demás cilindros se medirá con respecto al codo del cigüeñal del cilindro 1.

3. Los ángulos de fase se miden internamente con respecto al cigüeñal, es decir, en relación con un sistema coordenado que se encuentra en el primer codo del cigüeñal.

4. los cilindros se enumeran consecutivamente del frente hacia atrás del motor.

Número de octano

El Número de octano, a veces denominado octanaje, es una escala que mide la capacidad antidetonante del carburante (como la gasolina) cuando se comprime dentro del cilindro de un motor.

Es una propiedad esencial en los carburantes utilizados en los motores de encendido por chispa, es decir en motores que emplean bujías y que siguen un ciclo termodinámico en el que su comportamiento se asemeja al descrito por el Ciclo Otto.

En efecto, la eficacia del motor aumenta con altos índices de compresión, pero solamente mientras el combustible utilizado soporte ese nivel de compresión sin sufrir combustión prematura o detonación.

Los motores son más efectivos cuando logran emplear un índice de compresión elevado. Para mantener esta efectividad, sin embargo, es necesario que los carburantes (entre los que pueden nombrarse a la gasolina) están en condiciones de tolerar el nivel de compresión sin que se produzca su detonación o una combustión precoz.

Cuando un motor recibe un combustible que tiene un octanaje más alto del empleado en su funcionamiento, no se produce ningún daño, aunque tampoco se obtiene beneficio alguno. El problema surge cuando el octanaje del combustible es menor al requerido por el motor.

En ese caso, cuando se lleva a cabo la compresión, el combustible detonará de forma prematura y el pistón será golpeado con brusquedad, lo que reducirá el rendimiento y puede generar perjuicios en el motor.

El octanaje, en definitiva, refleja la calidad del combustible. Si el combustible tiene un alto octanaje, se evitarán las detonaciones prematuras y se incrementará la liberación de energía útil.

Los principales problemas son la generación de detonaciones o explosiones en el interior de las máquinas de combustión interna, aparejado esto con un mal funcionamiento y bajo rendimiento del combustible, cuando el vehículo está en movimiento, aunado a una elevada emisión de contaminantes.

Datos ingresados en Mathcad:

3

180

180

2180

180

4

0

180

z1

0

z2

1

z3

2

z4

3

r 0.25l

t 0 0.001 0.5 a

70

1000

550260

nM 1490260

ECUACIONES:Fuerza de sacudimiento:

Fsx t( )

1

n

i

mb r 2 cos t i

r

lcos 2 t

i

Momento de sacudimiento:

Ms t( )

1

n

i

mb r 2 zi

a cos t i

r

lcos 2 t

i

Fuerza transmitida:

Ft t( )

1

n

i

mb r 2cos t

i

1

nv

2

r

l

cos 2 t i

12nv

2

nv 980 260

n 4

1

0

180

mb 0.111

l 0.086

Momento transmitido:

Mt t( )

1

n

i

mb r 2 zi

acos t

i

1

nM

2

r

l

cos 2 t i

12

nM

2

DISPOSICON DE ANGULOS: 90 , 180, 270, 360Fuerza de sacudimiento ω=550 RPM

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.54 10

14

2.4 1014

8 1015

8 1015

2.4 1014

4 1014

Fuerza de sacudimiento para =550 RPM

Fsx t( )

t

Momento de sacudimiento ω=550 RPM

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.52

1.2

0.4

0.4

1.2

2

Momento de sacudimiento para =550 RPM

Ms t( )

t

Fuerza transmitida ω=550 RPM

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.56 10

14

3.6 1014

1.2 1014

1.2 1014

3.6 1014

6 1014

Fuerza transmitida para =550 RPM

Ft t( )

t

Momento transmitido ω=550 RPM

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.53

1.8

0.6

0.6

1.8

3

Momento trasmitido pra =550 RPM

Mt t( )

t

DISPOSICON DE ANGULOS: 90 , 180, 270, 360

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.52 10

13

1 1013

0

1 1013

2 1013

3 1013


Fsx t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.510

6

2

2

6

10


Ms t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.51 10

12

6 1013

2 1013

2 1013

6 1013

1 1012


Ft t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.520

12

4

4

12

20


Mt t( )

t

DISPOSICION DE ANGULOS: 0 , 180, 180, 0Fuerza de sacudimiento ω=550 RPM

`

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.510

6

2

2

6

10


Fsx t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.51

0.6

0.2

0.2

0.6

1


Ms t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.540

24

8

8

24

40


Ft t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.52

1.2

0.4

0.4

1.2

2


Mt t( )

t

DISPOSICION DE ANGULOS: 0 , 180, 180, 0Fuerza de sacudimiento ω=1100 RPM

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.540

24

8

8

24

40


Fsx t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.54

2.4

0.8

0.8

2.4

4


Ms t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.510

6

2

2

6

10


Ft t( )

t


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.54

2.4

0.8

0.8

2.4

4


Mt t( )

t

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En todo mecanismo se pueden observar deslizamientos u oscilaciones con respecto a un eje de referencia, por lo que se realizan estudios para reducir dichas vibraciones.

Para el motor que estamos estudiando con los ángulos de 0,90,180,270 los torques de sacudimiento y transmitidos generan grandes vibraciones, caso contrario a lo que sucede con las fuerzas de sacudimiento y transmitidas.

Debemos eliminar de cualquier manera el momento de sacudimiento o reducirlo al mínimo por lo que se usa la fase del cigüeñal 0,180,180,0. Esta representación nos da como resultado un momento transmitido muy bajo, lo que beneficia al mecanismo.

Según el análisis mostrado y realizado en Mathcad mediante la representación gráfica del

mecanismo, el momento transmitido aumenta, a medida que aumenta la velocidad.

Bibliografía.-

http://definicion.de/octanaje/ http://www.ref.pemex.com/octanaje/que.htm http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_octano

Documents

INFORME MULTICILINDRICO