Laboratorio de Motores de Combustion InternaCalculo de la razon
de compresion11-Junio-2015, I Termino 2015
Felipe Condo ColchaRicardo BordesNatalia Orrala Jordy Ibarra
RuizNatali Naranjo Ortiz
Facultad de ingeniera en Mecnica y Ciencias de la Produccin
(FIMCP)Escuela Superior Politcnica del Litoral
(ESPOL)Guayaquil-Ecuador
ResumenLa prctica realizada el lunes 8 de junio tuvo como
objetivo la determinacin del valor de compresin de un motor de
cuatro tiempos del laboratorio de Termo fluidos. De la teora
sabemos que razn de compresin de una maquina de combustin es la
razn del volumen V1, la suma del volumen de desplazamiento mas
volumen de la cmara, al volumen V2 (de los gases cuando el pistn
est en el PMS). Al volumen V2 se llama tambin el volumen de
compresin. Para la medicin del volumen de cmara se midi, con la
ayuda de un calibrador Vernier, la carrera del pistn (S) y el
dimetro del cilindro (B). Con estos se puede calcular, usando la
frmula de volumen para un cilindro, el volumen de desplazamiento
del cilindro. Para la medicin del volumen de la cmara se coloc al
pistn en el PMS, y usando una pipeta con pera de succin, se fue
llenando la cmara con aceite. El total de aceite usado ser nuestro
volumen de cmara.
Palabras claves: motor de combustion interna, relacion de
compresion, volumen de la camara de combustion.INTRODUCCION:Unmotor
de combustin interna,motor a explosinomotor a pistn, es un tipo de
mquina que obtieneenerga mecnicadirectamente de laenerga qumicade
uncombustibleque arde dentro de la cmara de combustin. Su nombre se
debe a que dicha combustin se produce dentro de la propia mquina, a
diferencia delamquina de vapor.Cmara de combustin.- Lacmara de
combustines uncilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo
y dentro del cual se desliza unpistnmuy ajustado al cilindro. La
cara exterior del pistn est unida por una biela alcigeal, que
convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del
pistn.Pistn.- El pistn dotado de segmentos que impiden la fuga de
gas entre l y el cilindro, transmite al empujn de dicho gas, a
travs del perno o buln.La biela y la manivela constituye un sistema
mecnico que transforma el movimiento lineal alternativo del pistn
en movimiento de giro del cigeal, el cual para reducir el
rozamiento gira sobre los cojinetes de bancada
Ima. 1 TerminologaPunto muerto superior (P.M.S.).- Posicin del
pistnms prxima a la culataPunto muerto inferior (P.M.I.).- Posicin
del pistnms alejada de la culata.Calibre: Dimetro interior del
cilindro, expresado generalmente en milmetros (mm).Volumen total
del cilindro.- es el espacio comprendido entre la culata y el pistn
cuando este se halla en el P.M.I.Volumen de la cmara de compresin.-
es el volumen comprendido entre la culata y el pistn cuan este se
halla en el P.M.S Cilindrada.- es el generado por el pistn en su
movimiento alternativo desde el P.M.S hasta el P.M.IRelacin de
compresin.- Larelacin de compresin volumtricaen unmotor de
combustin internaes el nmero que permite medir la proporcin en
volumen, que se ha comprimido la mezcla de aire-combustible (Motor
Otto) o el aire (Motor Disel) dentro de lacmara de combustin de
uncilindro. Es decir el volumen mximo o total (volumen desplazado
ms el de la cmara de combustin) dividido para el volumen mnimo
(volumen de la cmara de combustin). Para calcular su valor terico
se utiliza la siguiente ecuacin:
Donde:d =dimetrodel cilindro.S = carrera del pistn desde elpunto
muerto superiorhasta elpunto muertoinferiorVc =volumende lacmara de
combustin.Rc = es la relacin de compresin y es adimensional.
EQUIPOS E INSTRUMENTACION Y PROCEDIMIENTO:El equipo utilizado
para realizar la prctica es el siguiente:
Motor de combustin interna, de cuatro tiempos, cuatro cilindros,
encendido por chispa Calibrados Vernier Aceite (Aceite 3 en 1)
Pipeta de 10 mL Nivel de burbuja Grasa
El banco de prueba para esta prctica fue un motor de combustin
interna, de cuatro cilindros, de cuatro tiempos y encendido por
chispa. A continuacin en la figura 1 se muestra el block del motor
en cuestin.
Fig.1 Block de motor de 4 tiempos encendido por chispaDeterminar
la razn de compresin de un cilindro implica saber el volumen de
desplazamiento como el volumen de la cmara de combustin. Por medio
de relaciones geomtricas entre el dimetro del pistn como la carrera
del mismo se obtiene el volumen de desplazamiento; mientras que
para obtener el volumen de la cmara de combustin, debido a la forma
del mismo, se utiliza un lquido para obtener su medida de manera
indirecta. Para la presente prctica se ha utilizado uno de los
cilindros para tomar las medidas de dimetro del cilindro, longitud
de la carrera, como tambin la culata en donde se midi parte de la
cmara de combustin. Para la medicin de los parmetros antes
mencionados se utilizaron diferentes instrumentos. Para medir el
dimetro del cilindro se utiliz un calibrador Vernier cuya
incertidumbre es de 0.1 mm; con el mismo instrumento se procedi a
medir la carrera del pistn. Para medir el volumen en la culata se
utiliz una pipeta de 10mL con una incertidumbre de 0.5mL, junto con
una pera de absorcin, de igual manera se utiliz un nivel para
establecer el nivel correcto en la culata. Tambin se utiliz aceite
(Aceite 3 en 1) como grasa lubricante, para medir el volumen. En la
figura 2 se presentan algunos instrumentos e insumos
utilizados.
Fig.2 Insumos e instrumento utilizados
Antes de realizar cualquier medicin se limpi adecuadamente el
pistn, el cilindro y la cmara de combustin utilizando waipe. Para
obtener el dimetro del cilindro se utiliz el calibrador de vernier
y se procedi a medir el dimetro del mismo en la parte superior,
despus se volvi a repetir el procedimiento para registrar otras dos
mediciones pero en diferentes puntos en la misma parte superior. La
carrera del pistn se procedi a medir por medio del punto muerto
superior e inferior del pistn; para estos puntos se tuvo en cuenta
que dichos puntos son el punto ms alto como el ms bajo que puede
tener el pistn, respectivamente. Para llevar al cilindro al punto
muerto inferior y superior se procedi a girar el rbol del cigeal.
En el punto muerto inferior se midi por medio de la cola del
vernier haciendo que esta coincida con la cabeza del cilindro
mientras que la parte superior del block la regla del vernier
estaba en contacto con el mismo; se repiti la medicin del punto
muerto inferior en dos puntos diferentes alrededor del cilindro. En
el punto muerto superior, se tom en cuenta la diferencia debido al
empaque, adems del hecho de que dicho punto se alcanza cuando la
biela est en posicin vertical. Para medir este parmetro se procedi
de igual manera que con el punto muerto inferior, pero esta vez la
cola del vernier estaba en contacto con el block mientras que la
regla del vernier con la parte superior del cilindro, tambin se
obtuvieron tres medidas. La carrera del cilindro es igual a la
diferencia entre el punto muerto superior e inferior.Para medir el
volumen que se encuentra en la culata se procedi a utilizar aceite,
debido a que la culata muestra orificios para la buja como para las
vlvulas estos orificios, se cubrieron por medio de grasa lubricante
tratando de no crear una pelcula de grasa muy espesa. Despus se
procedi a nivelar la culata por medio de un nivel. A continuacin
utilizando una pipeta y la pera de absorcin se procedi a pipetear
dentro de la cavidad de la culata el aceite hasta que el aceite
estuviera a la misma altura de la parte superior de la culata. La
figura 3 presenta la preparacin de la culata para medir el volumen
de la cmara de combustin.
Fig.3 Preparacin de culata para medir volumen de cmara de
combustin
RESULTADOS:ANALISIS DE RESULTADOS CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES:La razn de compresin obtenida esta en el rango
permisible para un motor encendido por chispa (8 a 12). Valores
compresin menores de 12 pueden indicar que existe peligro que la
temperatura de la carga de aire no sea lo suficientemente alta para
asegurar que el combustible se encienda cuando la maquina esta fra.
En la prctica tambin se introdujo error debido a que an con la
grasa, existieron fugas del aceite usado, en los extremos de la
cmara. Adems el estado del motor usado, a pesar de que se realiz la
debida limpieza, muestra deterioro en sus superficies.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS:
E. Obert. INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND AIR POLLUTION. 3rd.
Intext Educational Publishers. J. Heywood. INTERNAL COMBUSTION
ENGINE FUNDAMENTALS. 2sd. McGraw-Hill, Inc.
ESTE ES CON LOS DATOS QUE TOMAMOS
Datos medidos
Diametro cilindroB=75,8mm
PMI medido desde el bloc: 66.4mmPMS medido desde el bloc: 2.98
mm
Carrera S
Volumen de la camara VcVc=42.4
ANEXOS
