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UNIDAD EDUCATIVA “RINCÓN DEL SABER”
TÍTULO: ANÁLISIS DE LOS TIPOS DE MOVIMIENTOS APLICADOS
EN EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR A INYECCIÓN DE CUATRO
TIEMPOS.
MONOGRAFÍA QUE SE PRESENTA COMO REQUISITO PARCIAL PARA
OPTAR POR EL TÍTULO DE BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO
DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR.
AUTORES:
-Ortiz Alan
-Ortiz Alexander
TUTOR:
Lic. Alemán Diego
Quito, Enero, 2014
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DEDICATORIA
Dedicamos este proyecto a nuestros familiares, en
especial a nuestra madre que siempre estuvo apoyándonos en
todo y siendo nuestra fuente de inspiración y fortaleza.
A nuestro padre, por permitir un buen ingreso económico a
nuestro hogar y poder estar estudiando en esta institución
educativa.
A nuestra abuela, ya que siempre fue parte muy importante
y esencial de nuestra niñez.
A nuestros docentes, por dedicar tiempo y esfuerzo en
nosotros para que esta monografía sea todo un éxito.
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AGRADECIMIENTO
Agradecemos a todas esas personas que estuvieron a
nuestro alrededor, brindándonos apoyo. También
agradecemos, a Dios por toda aquella paciencia y fuerza
que nos brindó.
A nuestros padres, por todo el ánimo y la manutención de
los estudios; seguro son un pilar fundamental durante
nuestra vida colegial y a lo largo de la tesis.
A nuestros compañeros y profesionales mecánicos del
taller “MEGATALLERES” por la ayuda prestada durante el
desenvolvimiento de este trabajo.
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ÍNDICE:
Portada…………………………………………………………………………………………………………………………i
Dedicatoria…………………………………………………………………………………………………………….ii
Agradecimiento………………………………………………………………………………………………… iii
Índice……………………………………………………………………………………………………………………………iv
Resumen……………………………………………………………………………………………………………………………v
Introducción………………………………………………………………………………………………………………1
Capítulo I:
EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema………………………………………………………………2
Contextualización…………………………………………………………………………………….2
Análisis crítico……………………………………………………………………………………….2
Prognosis……………………………………………………………………………………………………………2
1.2 Formulación del problema……………………………………………………………………2
1.3 Objetivos………………………………………………………………………………………………………….3
Objetivo general……………………………………………………………………………………….3
Objetivos específicos………………………………………………………………………….3
1.4 Justificación……………………………………………………………………………………………….3
1.5 Limitaciones………………………………………………………………………………………………….4
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RESUMEN:
UNIDAD EDUCATIVA “RINCÓN DEL SABER”
TEMA: ANÁLISIS DE LOS TIPOS DE MOVIMIENTOS APLICADOS EN
EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR A INYECCIÓN DE CUATRO
TIEMPOS.
AUTORES:
-Ortiz Alan
-Ortiz Alexander
TUTOR: Lic. Alemán Diego
RESUMEN
El funcionamiento del motor se realiza en cuatro
tiempos: admisión, comprensión, explosión y escape.
Los movimientos más destacados son:
1) Movimiento Armónico Simple (M.A.S.). 2) Movimiento Circular Uniforme (M.C.U.). 3) Movimiento Circular Uniformemente Variado
(M.C.U.V.).
En el Movimiento Armónico Simple es aplica en la parte
que desempeña la cabeza del pistón en el cilindro
realizando una sinusoide (grafico de una función seno y
coseno).
El Movimiento Circular Uniforme es aplicado en el
cigüeñal cuando se mantiene en una velocidad constante.
El Movimiento Circular Uniformemente Variado se realiza
o esta aplicado en el cigüeñal que gira dependiendo de
la variación de revoluciones que genere los cuatro
tiempos correspondientes de dicho motor.
Con la complementación de estos tres movimientos
obtendremos un completo sistema que muestra la fuerza
vi
mecánica que es capaz de impulsar un cuerpo y de
desplazarlo de un lugar a otro sin necesidad de utilizar
una gran cantidad de energía.
1
INTRODUCCION
La presente investigación, se lleva a cabo a través
de un diagnostico por medio de observación de
representaciones audiovisuales del tema tratado.
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CAPÍTULO I
El Problema
La contextualización histórica.-
Escaso conocimiento del funcionamiento del motor
en el colegio U.E.R.S. en los estudiantes de nivel
superior. En la actualidad los motores a inyección
están siendo complementados o potenciados por motores
eléctricos como es el caso de los autos híbridos.
Análisis crítico.-
Esto afecta a la sociedad puesto que usamos los
vehículos para trasladarnos diariamente.
Prognosis.-
Esto beneficia a los estudiantes que están
interesados en el tema de autos y que les agrade las
asignaturas de ciencias exactas como física o
matemáticas.
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Formulación del problema
¿Cómo se complementan los movimientos para generar
una fuerza?
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OBJETIVO
General:
Apreciar el análisis de los tipos de movimientos
aplicados en el funcionamiento de un motor a inyección
de cuatro tiempos para entender la complementación de
los movimientos.
Específicos:
Explicar el análisis de los tipos de movimientos
aplicados en el funcionamiento de un motor a inyección
de cuatro tiempos por medio de presentaciones.
Recrear los movimientos que intervienen en el
funcionamiento de un motor a inyección de cuatro
tiempos.
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JUSTIFICACION
La sociedad utiliza cotidianamente los vehículos
pero desconocen sobre los principios básicos de
funcionamiento.
A los estudiantes nos atraer las cosas novedosas
como en este caso es la observación de la
complementación de los movimientos en un motor para
generar fuerza.
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LAS LIMITACIONES
Falta de tiempo para la aplicación de los
objetivos específicos.
Falta de tiempo en la adaptación de los
movimientos en el mecanismo.
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Capítulo II:
MARCO TEORICO
Introducción
2.1 Movimiento Armónico Simple
Cuando una partícula o cualquier sistema se mueven
periódicamente con relación a su posición de equilibrio
estable, se dice que «oscila» o «vibra» alrededor de esa
posición. Las vibraciones de una partícula en el extremo
de un resorte, las oscilaciones de los péndulos, las
vibraciones de las cuerdas bucales, las de los
instrumentos musicales, las de los diapasones, o las
vibraciones de un edificio que oscila debido a los
fuertes vientos todos ellos son ejemplos de movimientos
vibratorios, como ocurre también con otros muchos
fenómenos de vibración, en los que están basados el
electromagnetismo, la acústica y la óptica. Con el
tiempo, las oscilaciones que hemos descrito se debilitan
(se amortiguan) y al final lo que oscilaba deja de
vibrar, el motivo de este amortigua- miento es que sobre
el oscilador actúa un agente externo (fuerza de
rozamiento con el aire); si no existiera éste, el
oscilador nunca se pararía y el movimiento de oscilación
se repetiría indefinidamente. En estas condiciones se
dice que las oscilaciones son libres y las condiciones
ideales. A un movimiento así lo vamos a llamar movimiento
vibratorio armónico simple (mas), siendo el más sencillo
de los movimientos oscilatorios (o vibratorios), es el
más importante por sí mismo y porque cualquier otro
movimiento oscilatorio puede ser reducido a una suma
algebraica de m.a.s. Como veremos más adelante.
Consideremos que a una partícula, capaz de oscilar en
las condiciones ideales descritas anteriormente, le
producimos una perturbación, y oscila sobre el eje de
las equis; tomando el origen de coordenadas (o) en la
posición de equilibrio estable en que se encontraba la
partícula, entonces se observa que los rasgos más
característicos de un mas son: 1) el movimiento es
periódico, es decir: en intervalos de tiempo iguales el
móvil adquiere la misma posición, velocidad y
aceleración, es decir, las mismas características del
movimiento. 2) el movimiento es oscilatorio o de vaivén
a ambos lados de una posición central de equilibrio. 3)
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la máxima separación del cuerpo en su movimiento
(amplitud), contada a partir de su posición de
equilibrio, es siempre la misma. Por definición, diremos
que una partícula se mueve con mas, cuando su posición,
respecto a la de equilibrio (o), está dada por la
ecuación:
x(t)=A.sen(wt+j)
x (t): ELONGACIÓN: distancia en cada instante a la
posición central O. En el SI se medirá en m.
A: AMPLITUD: constante del movimiento que nos mide el
valor de la máxima elongación. En el SI se medirá en m.
w: FRECUENCIA ANGULAR o PULSACIÓN: constante del
movimiento que en el SI se medirá en rad/s.
wt + j: FASE; se mide en rad en el SI.
j: FASE INICIAL o CORRECCIÓN DE FASE: es el valor de la
fase en t = 0. Se mide en rad en el SI.
La anterior ecuación puede escribirse también de la
forma:
x = A cos (wt + j′) con j′=j – p/2.
Puesto que un cambio en la fase inicial equivale a
empezar a contar el tiempo de dos situaciones iniciales
distintas, (como veremos en esta cuestión), las dos
expresiones de x(t)son equivalentes. Las funciones seno
y coseno se llaman armónicas, de ahí el nombre de este
tipo de movimiento.
2.2 Movimiento Circular Uniformemente Variado (M.C.U.V.)
En MCUV el móvil se desplaza sobre una circunferencia
variando el módulo tanto de su velocidad angular como
tangencial continuamente. Existen una aceleración
tangencial y una aceleración angular, que modifican a
las velocidades correspondientes.
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2.2.1 Aceleración en M.C.U.V.
Aceleración angular.-
Es la variación de la velocidad angular en el tiempo.
2.2.1.1 Aceleración tangencial.-
Es la variación de la velocidad tangencial en el tiempo.
2.2.2 Velocidades en el M.C.U.V.
En MCUV las velocidades angulares y tangenciales no son
constantes.
2.2.2.1 Velocidad angular en M.C.U.V.-
Es la diferencia entre el ángulo final e inicial,
dividida por el tiempo. Se calcula sumando la velocidad
angular inicial al producto de la aceleración angular
por el tiempo (de manera similar a MRUV cuando se calcula
la velocidad final). La ecuación se despeja de la
definición de aceleración angular.
2.2.2.2 Velocidad tangencial en MCUV.-
Es la diferencia entre la posición final e inicial,
dividida por el tiempo. Se calcula sumando la velocidad
tangencial inicial al producto de la aceleración
tangencial por el tiempo (de manera similar a MRUV cuando
se calcula la velocidad final).
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En un determinado instante, si tenemos la velocidad
angular, la velocidad tangencial se calcula de la misma
manera que en MRU:
2.2.3 Posiciones respecto al tiempo en el M.C.U.V.
Las ecuaciones horarias pueden ser planteadas tanto para
las magnitudes tangenciales como para las angulares y
son similares a las de MRUV. Si se trabaja con ángulos,
al igual que en MCU, hay que restar un número entero k
por 2 π (número de vueltas por ángulo de cada vuelta).
2.3 Movimiento relativo
El movimiento siempre es un concepto relativo porque
debe referirse a un sistema de referencia o referencial
particular escogido por el observador. Puesto que
diferentes observadores pueden utilizar referenciales
distintos, es importante relacionar las observaciones
realizadas por aquellos.
Figura 2.1
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2.4 Movimiento absoluto
Un movimiento se llama absoluto y eterno, cuando lo
referimos a un punto que está quieto. Es aquel movimiento
que existe con independencia de cualquier relación o
comparación, como la masa de un cuerpo, que es un valor
absoluto porque no depende del lugar en que esté situado.
El carácter absoluto del movimiento presupone también
sin falta el reposo, siendo este una condición
imprescindible del desarrollo del mundo .Todo cambio de
lugar en un cuerpo es movimiento. Hay dos clases de
movimientos: absoluto y relativo. Un movimiento se llama
absoluto cuando lo referimos a un punto que está quieto.
Se llama relativo si el punto de referencia se mueve a
la vez. En la tierra todos los movimientos son relativos
ya que la tierra se mueve sobre su eje y alrededor del
sol.
Figura 2.2
2.5 DEFINICIÓN DE MOTOR Y TIPOS
Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de
hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de
energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.),
en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En
los automóvil es este efecto es una fuerza que produce
el movimiento.
Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los
siguientes:
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2.5.1 Motores de combustión interna: son motores
térmicos en los cuales se produce una combustión
del fluido del motor, transformando su energía
química en energía térmica, a partir de la cual se
obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de
iniciar la combustión es una mezcla de un
comburente (como el aire) y un combustible, como
los derivados del petróleo y gasolina, los del gas
natural o los biocombustibles.
Figura 2.3
2.5.2 Motores de combustión externa: son motores
térmicos en los cuales se produce una combustión
en un fluido distinto al fluido motor. El fluido
motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza
posible de llevar es mediante la transmisión de
energía a través de una pared.
Figura 2.4
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2.5.3 Motores eléctricos: cuando el trabajo se
obtiene a partir de una corriente eléctrica.
Figura 2.5
2.5.4 Motores térmicos: cuando el trabajo se
obtiene a partir de energía calórica.
Figura 2.6
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CAPITULO III
METODOLOGÍA
Enfoque de la investigación.- La presente investigación
está basada en una forma cualitativa, de tal manera que
nos enfocamos en analizar los tipos de movimientos, la
complementación que existen entre estos y aplicados en
el funcionamiento de un motor a inyección de cuatro
tiempos. Es una investigación de forma inductiva por el
motivo de utilizar fuentes ya existentes, conceptos,
definiciones de las cuales obtendremos nuestras propias
conclusiones.
Modo de trabajo de grado.- El modo de trabajo que
utilizamos es socio-educativo ya que la presente
monografía la daremos a conocer a través de conferencias
y material multimedia (audiovisual).
Nivel de la investigación.- El nivel de investigación
que usamos es perceptual ya que detallamos cada uno de
los movimientos existentes que están aplicados al motor.
Tipos de investigación.- El tipo de investigación
utilizada es científica, ya que utilizamos los conceptos
de los movimientos y los aplicamos en el motor.
