Facultad de Ingeniera en Mecnica AutomotrizCarrera de Ingeniera AutomotrizUniversidad de Los AndesLa Paz - Bolivia

PROYECTO DE GRADO

Gestin 2015

UNIDAD DE CONTROL ELECTRNICA PARA EL INCREMENTO DE VELOCIDAD DE SALIDA EN EL MOMENTO DE PARTIDA EN PRUEBAS DE DE MILLACASO: TOYOTA CELICA

POSTULANTE: ROBERT JESUS CUEVAS POMATUTOR: Ing. ROBERTO CHAVEZ SERRANO

La Paz, 15 de Abril de 2015

ndice PROYECTO DE GRADO11.1 RESUMEN EJECUTIVO91.2ANTECEDENTES101.4PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA13a)Identificacin del problema13b)Pregunta de investigacin131.5 OBJETIVOS13a)Objetivo general13b)Objetivos especficos131.6JUSTIFICACION14a)Justificacin tcnica14b)Justificacin social14c)Justificacin econmica151.7 METODOLOGIAS Y TECNICAS DE INVESTIGACION15a)Tipo de investigacin15b)Mtodo de investigacin151.8 ALCANCES17a)Alcance temporal17b)Alcance espacial17c)Alcance temtico17CAPITULO II19MARCO TERICO192 HISTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA192.3. MOTOR 3S-GTE192.3 SISTEMAS DEL MOTOR202.3.1 Sistema de alimentacin de combustible202.3.1.1 Unidad de control ecu212.3.1.2 Sistema de sobre alimentacin212.3.1.2.1 Funcionamiento222.3.1.2.2 Compresor centrfugo222.3.1.3 Sensor de temperatura del aire232.3.1.4 Sensor de presin absoluta232.3.1.5 Sensor posicin mariposa242.3.1.6 Vlvula de regulacin de ralent252.3.1.7 Sensores de rpm y ngulo de cigeal252.3.1.8 Potencimetro de riqueza de ralent262.3.1.9 Acelerador electrnico262.3.1.10 Inyector272.3.1.11 Sensor de detonacin282.3.1.12 Sensor de temperatura282.3.1.13 Sensor de posicin del rbol de levas292.3.1.14 Sensor de oxigeno292.5 SISTEMA DE INYECCIN MULTIPUNTO302.5.1 Caudalmetro de presin312.6 SISTEMA DE INYECCIN DIRECTA312.6.1 Funcionamiento322.7 SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL342.7.1 Bobina de encendido342.7.2 Resistencia previa352.7.3 Ruptor352.7.4 Condensador352.7.5 Distribuidor de encendido362.7.6 Cables de alta tensin372.7.7 Variador de avance centrfugo372.7.8 Variador de avance de vaci382.7.9 Bujas382.7.10 Funcionamiento del sistema de encendido382.9 ENCENDIDO ELECTRNICO INTEGRAL402.10 UNIDAD DE CONTROL422.10.1 FUNCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL422.10.1.1 Control de la inyeccin de combustible422.10.1.2 Control del tiempo de ignicin432.10.2.1 TIPOS DE UNIDAD DE CONTROL432.10.2.1.1 Unidad de control de rpm432.10.2.1.2 Unidad de control haltech.442.10.2.1.3 LAUNCH CONTROL452.11 COMPONENTES ELECTRNICOS462.11.1 Resistencias472.11.1.2 Resistencias Variables472.12.1.3 Resistencias Fijas472.11.2. Condensadores.482.12.2.1 Condensador electroltico482.12.2.3 Condensadores cermicos492.13.3 Transistores492.13.3.1Transistores PNP502.13.3.2 Transistores NPN512.13.5. Rel512.13.6. Diodos522.13.7. Diodo Zener532.13.8. Diodo LED532.14. Placas PCB542.15.1 Curva de potencia552.15.1POTENCIA INDICADA572.15.2 POTENCIA EFECTIVA592.15.3 POTENCIA ABSORBIDA612.16 CICLO OTTO622.17 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA642.17.1 PROCESO ISOTERMICO662.17.2 PROCESO ISOBARICO672.17.3 PROCESO ISENTROPICO682.17.4.1 Clculo del Trabajo (W)692.17.4.2 Clculo de la Variacin de la Energa Interna (U)692.17.4.2 Clculo del calor entregado692.17.5 PROCESO ADIABATICO70Resumen104Antecedentes105Investigacin105Perspectivas y anlisis1083S-GTE110

CAPITULO IGENERALIDADES

1.1 RESUMEN EJECUTIVO

En el conocimiento de los avances de la tecnologa que da a da va evolucionando y an ms abarcando e implementndose a las diferentes reas o carreras para un mejor y buen funcionamiento mejorando la optimizacin del tiempo, manejo de diferentes obras al mismo tiempo teniendo a todo el personal en actividad, generando menos recursos econmicos y generando menos gastos en cantidad de insumos, Utilizando en su mayora el manejo de control computarizado. Incluyendo al rea de mecnica automotriz

Se implanto en los vehculos los sistemas de control computarizado para el menos consumo de combustible como tambin optimizar tiempos, la verificacin del estado actual del vehculo evitando desgastes excesivos que implementndose tambin en las carreras de los vehculos para que estas tengan un testeo de cada parte mecnica y no sufra percances. Las personas del mundo de las carreas automovilsticas necesitan tener un lanzamiento de partida para aumentar ms la velocidad

La mayora de los pilotos parten con su vehculo esforzando ms la caja mecnica desgaste excesivo del forro de embrague generndonos una friccin excesiva para los neumticos que por efecto quemar los neumticos acortando la vida til de estos por causa que el piloto pisa los tres pedales del vehculos generando los efectos la mayora de los pilotos ms experimentados no logran controlar la velocidad de partida El objetivo es de aumentar el momento d velocidad inicial al vehculo evitando que cause bastantes efectos y desgastes, implantando un mdulo electrnico que logre ayudar al vehculo en el momento de partida

1.2 ANTECEDENTES

Los sistemas de lanzamiento fueron realizados a los fines del ao 2006. Este sistema esta se implanto primeramente en los vehculos de carreras de frmula uno

Con control de lanzamiento incluyen la serie de BMW M, ciertasmarcasdelGrupo VolkswagenconDirect-Shift Gearbox en sus coches en el ao de 2012.

El Control de lanzamiento se permiti de nuevo desde elGran Premio espaol 2007 en FW15C Williams

1.3 DESCRIPCION DEL OBJETO DE ESTUDIO

1.3.1 Mdulo de control

Si entramos un poco ms en detalles, podemos decir que el modulo de control es bsicamente un elemento electrnico que acta sobre el acelerador, y para ello un controlador especial es el encargado de estudiar la posicin del pedal en combinacin con las especificaciones del propio motor.

De esta manera se entiende que quiere una mxima aceleracin pero la entrega de potencia se produce de una manera ordenada y escalonada, sin permitir que en ningn momento las ruedas motrices puedan perder adherencia, y por tanto se gana efectividad en la lucha contra el crono, y no debemos olvidar que de esta manera tambin ganan proteccin elementos tan importantes como la caja de cambios y el embrague.

Por otro lado, tambin es cierto que esta funcin slo est disponible cuando el vehculo se encuentra totalmente parado, ya que una vez en marcha el controlador queda desactivado. Otro dato a tener en cuenta, es que en vehculos que tienen mucha potencia, el umbral que tiene el conductor con el acelerador para evitar que las ruedas patinen suele ser bastante escaso. Con el control de traccin activado el motor prcticamente se muere al detectar que las ruedas pierden adherencia, si se desactiva hay que tener mucho cuidado y tener ante todo una gran experiencia para evitar que las ruedas giren locas, o en su defecto, no utilizar nunca todo el potencial de este tipo de coches, de este modo se evitar el que se pueda perder la adherencia.

De todas formas, lo que si que es cierto es que este novedoso sistema posee una gran virtud, ya que con l se consigue entregar la mxima potencia disponible pero sin perder rueda gracias especialmente a la electrnica.

1.3.2 Incremento de velocidad

El incremento de velocidad que se gana gracias al mdulo de control adelantando ms el sistema de ignicin y como el sistema de alimentacin de combustible teniendo en cuenta las revoluciones por minuto del motor

Generalmente en las especificaciones de los motores nos encontramos con dos conceptos, potencia y torque, sin embargo, pese a ser algo de lo que todos hablamos, la verdad es que son poco entendidos por la gente en general.

El torque podramos llamarlo la fuerza que aplica el motor, a mayor torque le pidamos a un motor mayor ser la fuerza que este transmite a las ruedas. Esa fuerza es la que hace que el vehculo salga del reposo y acelere. Entre mayor sea la fuerza mayor ser la aceleracin, es decir, entre mayor sea el torque mayor ser la aceleracin del vehculo.

La potencia se refiere a la velocidad con que es aplicada una fuerza o el torque, as, si tenemos dos motores generando el mismo torque, el motor que lo aplica a mayores revoluciones por minuto, tiene ms potencia.La influencia del torque y de la potencia en la velocidad del vehculo est dada en la aceleracin, por ejemplo, un vehculo ms potente acelerar de 0 a 100 Km/h en un menor tiempo que el motor menos potente. Por ejemplo, aproximadamente, un vehculo deportivo alcanza los 100 Km/h en 6 segundos, mientras que un vehculo familiar lo hace en 11 segundos.

El lmite de la velocidad de un vehculo, se alcanza cuando la fuerza que ejerce el motor, iguala a las fuerzas que se oponen al avance del mismo, como: el peso del vehculo en una pendiente, la resistencia del aire y la friccin de los componentes del automvil. As que un motor ms potente si permite alcanzar mayores velocidades.

La velocidad tope del vehculo, generalmente est limitada por los parmetros que se le ponen al mismo, como: las revoluciones mximas del motor, el gobernador de velocidad y la transmisin. Los vehculos deportivos suelen tener el gobernador a una mayor velocidad, ya que sus caractersticas les permiten circular a altas velocidades, por ejemplo, una suspensin ms rgida y llantas para alta velocidad.

1.3.3 Motor Toyota 3S GTEMarcaToyotaMxima velocidad240 km/h

ModeloCelicaLa aceleracin desde parado hasta 100 km / h6.1 s

GeneracinCelica (T20)el volumen del depsito de combustible68 l

Motor2.0 Turbo 4WD (ST205) (242 Hp)Torque302/4000 Nm

Puertas2Sistema de combustibleinyeccin multipunto

Power242 CVTurbinaturbocompresores

Nmero de cilindros4DistribucinDOHC

cilindros de dimetro86 mm.Posicin de los cilindrosinline

1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La mayora de los problemas que se enfrentan los competidores de los circuitos de de milla es de tender a perder la velocidad y tambin la potencia que por consecuencia de que el piloto pise el pedal de freno como tambin pedal de embrague y el pedal de aceleracin caso que genera un esfuerzo excesivo que se presenta en la caja de cambios como tambin un desgate excesivo del disco de embrague generando una quema de neumticos acortando la vida til de la misma

a) Identificacin del problema El problema identificado por lo expuesto anteriormente, es la: Prdida de velocidad de salida del vehculo Toyota 3S GT en el momento de partida en las pruebas de de milla, lo que ocasiona un desgaste excesivo del forro de disco de embrague y los neumticos, pero principalmente reduce el tiempo de reaccin en la partida del vehculo.

b) Pregunta de investigacin Cmo incrementar la velocidad de salida del vehculo Toyota 3S GT en el momento de partida en las pruebas de de milla?1.5 OBJETIVOS a) Objetivo general Implementar una unidad de control electrnica para incrementar la velocidad de salida en vehculo Toyota 3S GT en el momento de partida en las pruebas de de millab) Objetivos especficos Analizar los datos de la perdida de velocidad y potencia en el momento de partida del Toyota 3S Disear del circuito de la unidad de control electrnica mediante un software en computadora Simular el funcionamiento de la unidad de control electrnica Implantar la unidad de control electrnica en el vehculo Toyota 3S Comprobar el aumento de potencia y velocidad en el momento de partida en los circuitos de de milla en el Toyota 3S Probar la unidad de control electrnica en los circuitos de de milla

1.6 JUSTIFICACION

a) Justificacin tcnica Si entramos un poco ms en detalles, podemos decir que el control es bsicamente un elemento electrnico que acta sobre el acelerador, y para ello un software especial es el encargado de estudiar la posicin del pedal en combinacin con las especificaciones del propio motor.

De esta manera se entiende que se requiere de una mxima aceleracin pero la entrega de potencia se produce de una manera ordenada y escalonada, sin permitir que en ningn momento las ruedas motrices puedan perder adherencia, y por tanto se gana efectividad en la lucha contra el cronometro,

b) Justificacin socialEste sistema de lanzamiento ayuda bastante a la asociacin de circuitos de carrera de la paz como tambin a la asociacin de competidores de milla fomentando ms al rea de deporte de carreras y competicin en toda Bolivia y an ms participar por circuitos internacionales o rallies dando a conocer el sistema aumentado la velocidad en la partida, ms para no gastar ms en recursos econmicos reparando repuestos que se deforman bastante a los neumticos como tambin al sistema de embrague y caja de transmisin ya que la mayora de los pilotos parten utilizando los sistemas mencionados generando un desgaste excesivo y acortando su vida til

c) Justificacin econmica

Evitando desgastes excesivos para el vehculo generando ms gasto en reparacin de piezas y elementos motrices A diferencia de este sistema es novedoso y es ms costoso y solamente se le encuentra en el exterior.

Ya que se implementara en el motor 3S-GT ya circuito electrnico de control de carga para que esta logre proporcionar ms velocidad en el momento de partida

1.7 METODOLOGIAS Y TECNICAS DE INVESTIGACION

a) Tipo de investigacinDescriptivoConceptualizando las caractersticas del mdulo de control describiendo su funcionamiento, en forma que realiza implementando desde la instalacin del circuito del mdulo en el motor 3S-GT descriptivamente dando a conocer todos los pasos y las funciones que desarrolla ya que el circuito de lanzamiento afecta al rea electrnica del sistema de ignicin del motor

Demostrativo Demostrando como se fabric el circuito electrnico de avanzada e instalando los terminales de salida para el acoplamiento del mdulo directamente calibrada para demostracin del funcionamiento b) Mtodo de investigacin Analtico Analizando datos posteriores y anteriores a la plena instalacin del sistema del mdulo de control. Como la perdida de potencia, perdida de velocidad inicial, desgaste de los neumticos, torque del vehculo. SistemticoSistematizando los procesos encontrados para la informacin necesaria e incorporar el mdulo de control bajo los parmetros obtenidos generalizando para su calibracin de ingreso de la ignicin de manera que esta logre generar un gran aumento de velocidad siempre y cuando el este accionada el sistema de mdulo de control. c) Diseo metodolgico

Experimental Experimentado varios procesos para la el majeo de aumento de kilometraje se por varias frmulas experimentales segn sea dado su funcionamiento en el vehculo en cuanto al sistema de ignicin y recargado de turbo

d) Tcnicas de investigacinAl ser un trabajo de investigacin con carcter descriptivo, la tcnica principal de la observacin como fuente primaria, la revisin bibliogrfica como fuente secundaria y la revisin de sitios y pginas de internet como fuente terciaria.

e) Instrumentos de recoleccin de informacin

Los instrumentos que nos permitirn recolectar la informacin son: cuaderno de apuntes bitcora, reporte de APAT, cmara fotogrfica y video filmadora.

1.8 ALCANCES

a) Alcance temporalEl alcance temporal, abarca 6 meses de investigacin, comprendidos desde el de marzo hasta agostos del ao 2015, en la cual se analizar informacin histrica comprendida desde inicio de los vehculos hasta la actualidad.

b) Alcance espacialEl alcance espacial se circunscribe a la ciudad de La Paz Bolivia.

c) Alcance temticoEl alcance temtico comprende las reas de electrnica y potencia.

CAPITULO IIMARCO TEORICO

CAPITULO IIMARCO TERICO 2 HISTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA

Los primeros intentos de motores de combustin interna no tenan la fase de compresin, sino que funcionaban con una mezcla de aire y combustible aspirada o soplada dentro durante la primera parte del movimiento del sistema. La distincin mas significativa entre los motores de combustin interna modernos y los diseos antiguos es el uso de la compresin El motor de explosin ciclo Otto, cuyo nombre proviene del tcnico alemn que lo invent, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina. (Mecnica fcil 2010 Pag 7)

2.1 Definicin de motor de combustin interna (Gasolina)Un motor es una maquina que convierte energia en movimiento o trabajo mecanico. La energa se suministra en forma de combustible qumico, como gasolina, vapor de agua o electricidad, y el trabajo mecnico que proporciona suele ser el movimiento rotatorio de un arbol o eje. (Arias paz 2011 Pag 12)

2.2 Evolucin del motor de combustin interna Como la tecnologa avanza a pasos agigantados junto con la electrnica abarcando ms al rea industrial y diferentes sectores de trabajo. En los motores de combustin interna se implement el control electrnico tambin llamada ECU (Electronic Controler Undide) Unidad de Control Electrnico. Para el mejor control del combustible de los motores de combustin interna (HENRY 2011 pag 12)

2.3. MOTOR 3S-GTECyprus Japan Made Sport Cars Dependiendo de donde el motor estaba destinado a ser vendido el escape de la turbina es o cermica (Japn) o acero (Estados Unidos y Australia).Se monta en elMR2,Toyota Celica GT-Four, y laCaldina.Sus cilindros estn numerados 1-2-3-4, el cilindro nmero 1 est al lado de lacorrea de distribucin.El Dual Over Head Cam (DOHC), 16 vlvulasde la culatadiseada por Yamaha es de aleacin de aluminio.Las cmaras de combustin de techo reprimida se complementan con una ingesta de flujo transversal y el diseo de escape. Las bujas se encuentran en medio de las cmaras de combustin.Un sistema basado distribuidor se utiliza para disparar los cilindros en un orden 1-3-4-2. El motor de tercera generacin utiliza el turbo Toyota CT20b (entusiasta doblada), que era del mismo diseo que la segunda generacin, pero con una carcasa de la turbina ligeramente mejorada y ms grande rueda del compresor.El motor de cuarta generacin utiliza un propietario, y una vez ms entusiasta llamado, turbocompresor CT20b, cuya vivienda de escape que realmente est echado en el colector de escape del cilindro, en lugar de la prctica normal de una carcasa de la turbina separada despus de que el colector de escape cilindro.El CT20b se puede utilizar en la segunda generacin 3S-GTE (Toyota Motors 2013 Pag.23)

2.3 SISTEMAS DEL MOTOR 2.3.1 Sistema de alimentacin de combustible Con el sistema de inyeccin y encendido integrado en la misma unidad de control ECU. Los inyectores inyectan gasolina al mismo tiempo y una vez cada vuelta de cigeal. (Aficionados a la mecnica. 2000)Figura # 1 ESQUEMA DEL SISTEMA DE ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLE

Fuente: www.mecatrnica.com 2.3.1.1 Unidad de control ecuEsta unidad trabaja en modo digital y consta de un microprocesador, como unidad fundamental. La unidad de control va alojada en el cofre motor, debidamente aislada y protegida. Como en todos los casos semejantes precisa de una serie de sensores para recibir las informaciones que le son necesarias para cumplir eficazmente con su trabajo.Principalmente la ECU debe conocer el rgimen de giro del motor y la presin que existe en el colector de admisin, ya que de estos valores depender la dosificacin bsica del combustible. Despus necesita una serie de perifricos de referencia tales como los sensoresFigura #2 Seales de entra y salida de la unidad de control

Fuente: www.mecanicavirtual.com2.3.1.2 Sistema de sobre alimentacin Desde hace algunas dcadas se empezaron a incorporar en los vehculos disel a base de compresoras por medio de movimiento de correas poleas movidos por el cigeal posterior mente aparecen turbo compresores para maquinas de rgimen grande y grandes potencias, que no faltaba poco para que todos los automotores dedicados al autotransporte, Generando una sobre alimentacin para que esta logre tener ms ingreso de aire y pueda obtener ms potencia 2.3.1.2.1 Funcionamiento El compresor es una bomba movida por el motor que toma de la atmosfera y lo comprime, con el objeto de cebar el motor con aire para obligarle a quemar una mayor cantidad de combustible por ciclo Un compresor se define por las siguientes caractersticas La relacin de la presin del aire de salida del compresor P2, con respecto a la presin del aire a la entrada del compresor P1 El rendimiento , que es mejor cuando ms cerca sea la temperatura del aire comprimido a su salida con respecto a la temperatura terica procedente de las leyes de termodinmica; pues cuanto mayor sea la temperatura real del aire a la salida del compresor con referencia a la temperatura terica, menor ser el rendimiento del compresor EL flujo de la cantidad de aire comprimido (expresada en Kg/Seg) que suministra el compresor El rgimen, pues aun dbil rgimen habr una dbil sobrealimentacin y un menor rendimiento2.3.1.2.2 Compresor centrfugo Estos compresores funcionan como una bomba centrifuga, pues bajo el efecto de esta fuerza originada por la velocidad de rotacin, el aire es expulsado hacia la perifrica de la rueda, lo cual crea una depresin en su centro y provoca una aspiracin de aire Precisan unas velocidades de rotacin muy importantes para suministrar los flujos requeridos (del orden de 100.000 rpm); a rgimen reducido s producir un flujo reducido y a rgimen el flujo ser muy alto Figura # 3 TURBOCOMPRESOR

Fuente: Sistema de sobre alimentacin2.3.1.3 Sensor de temperatura del aireFunciona por medio de un termistor (resistencia de valor variable en funcin de la temperatura) que manda a la ECU una seal elctrica segn la temperatura del aire aspirado. Figura #4 SENSOR IAT

Fuente: www.motores.com.py2.3.1.4 Sensor de presin absolutaEste elemento permite junto con el valor de temperatura de aire saber el peso del aire que entra en el colector de admisin y as poder establecer con exactitud la cantidad de gasolina a inyectar para conseguir una determinada relacin de mezcla.Figura #5 Sensor de map

Fuente: Inyeccin electrnica bosch 2.3.1.5 Sensor posicin mariposaLa ECU necesita saber los estados de plena carga del motor (pedal de acelerador pisado a fondo) as como el estado en el que el pedal no esta pisado, estos datos nos lo proporciona el sensor de posicin de mariposa. Este elemento es del tipo de "todo o nada" y su funcionamiento se basa en el recorrido que un rodillo (1) efecta a travs de una leva (2) al ser desplazada con el pie del conductor la palanca de la mariposa de gases. El rodillo (1) es en realidad el extremo de una palanca (3) que dentro de la caja de contactos (4) permite establecer un circuito elctrico segn se trate de cada una de las posiciones extremas de la mariposa y que no acta en el caso de posiciones intermedias.Figura#6 Sensor TPS

Fuente: Gua de manual Toyota 2.3.1.6 Vlvula de regulacin de ralentSe trata de una vlvula de cierre que gira solamente 90 con lo que abre o cierra el conducto de aire adicional que determina el arranque y la velocidad de calentamiento del motor. La ECU determina el funcionamiento de esta vlvula por medio de la corriente que le enva de acuerdo, a su vez, con lo que le indican los sensores de temperatura. En el momento del arranque en fro o durante el rgimen de calentamiento del motor el giro del mismo sube entre 1000 y 1100 rpm, siempre y cuando la temperatura del agua refrigerante entre 0 y 20 C.Figura #7 Reguladora de ralent

Fuente: inyeccin electrnica2.3.1.7 Sensores de rpm y ngulo de cigealSon dos uno informa a la unidad de control ECU del rgimen del motor y de la posicin de un pistn con respecto al PMS, el otro identifica el cilindro en cuestin. Estos sensores estn reagrupados o bien en el distribuidor de encendido o bien en una caja en el extremo del rbol de levas de admisin, cuando se trata de un encendido esttico.Figura #8 Sensor de RPM

Fuente: www. Aficionados a la mecnica.comUn disco giratorio lleva 4 hendiduras repartidas cada 90 en su periferia y otras 2 cerca del centro. La parte de deteccin se compone de 2 diodos electrolumiscentes (LED) y 2 fotodiodos colocados a ambos lados del disco, que detectan el paso de las hendiduras. Cada vez que una hendidura pasa por delante de un LED, el haz luminoso alcanza el fotodiodo y cierra el circuito. Una vez ha girado la hendidura, 2.3.1.8 Potencimetro de riqueza de ralentSu funcin principal es la de dosificar el combustible con relacin al aire. Tambin sirve para recuperar los desgastes que se producen en los diferentes componentes del sistema, tales como los inyectores, los sensores de aire y de presin y el regulador de presin de gasolina. Posee un tornillo de regulacin que esta protegido con un tapn de inviolabilidad.Figura #9 Potencimetro de riqueza de ralent

Fuente: Sistema de inyeccin EFI 2.3.1.9 Acelerador electrnicoConstituye la condicin previa esencial para la inyeccin directa de gasolina. Con su ayuda se puede regular la vlvula de mariposa independientemente de la posicin del acelerador y en los modos estratificado y homogneo-pobre se la puede abrir a una mayor magnitud.La ventaja se manifiesta en un funcionamiento del motor casi exento de prdidas de estrangulamiento. Eso significa, que el motor tiene que aspirar el aire superando una menor resistencia, con lo cual se reduce el consumo de combustible.

Figura #10 Esquema del sensor de aceleracin

Fuente: Aficionados a la mecnica 2.3.1.10 InyectorUninyectores un elemento componente del sistema deinyeccin de combustiblecuya funcin es introducir una determinada cantidad de combustible en lacmara de combustinen forma pulverizada, distribuyndolo lo ms homogneamente posible dentro del aire contenido en la cmara. En los sistemas de inyeccin electrnicos, elinyectores reemplazado por un electro-inyector (interruptor electrnico) que, adems de establecer con precisin la cantidad de combustible, regula el instante exacto de su introduccin.Figura #11 Diagrama interno de un inyector

Fuente: Manual de Toyota 2.3.1.11 Sensor de detonacin Este sensor es usado para detectar la detonacin del motor; opera produciendo una seal cuando ocurre una detonacin; El uso de este sensor es frecuente en los vehculos deportivos o equipados con turbo. La computadora utiliza esta seal para ajustar el tiempo de encendido, y evitar el desbalance de la mezcla aire-gasolina. Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja del monoblock al lado derecho.Figura #12: Sensor de detonacin

Fuente: Sistemas del automvil 2.3.1.12 Sensor de temperaturaCoolant temperature sensor este sensor se encuentra ubicado cerca de la conexin de la manguera superior, que lleva agua del motor al radiador; su funcin es monitorear la temperatura dentro del motor; de esta manera; la computadora al recibir la seal de que el motor alcanzo la temperatura de trabajo; procede a ajustar la mezcla y el tiempo de encendido.Figura #13: Sensor de temperatura

Fuente: Sistemas del automvil 2.3.1.13 Sensor de posicin del rbol de levasEste ensor monitorea a la computadora, la posicin exacta de las valvulas. Opera como un Hall-effect switch, esto permite que la bobina de encendido genere la chispa de alta tensin. Este sensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo lugar que anteriormente ocupaba el distribuidor (Recuerde que este es un componente del sistema de encendido directo- DIS;- lo que quiere decir que el motor no puede estar usando los dos componentes) Se podra decir que este sensor remplaza la funcin del distribuidor.Figura #14: Sensor de Posicin del rbol de levas

Fuente: Sistemas del automvil 2.3.1.14 Sensor de oxigeno

Este sensor es un compuesto de zirconio / platinun; su funcin es olfatear los gases residuales de la combustin; esta ubicado, frecuentemente en el manifold de escape o cerca de el solo funciona estando caliente, por esta razn hay algunos que utilizan una resistencia para calentar; en estos casos el sensor lleva mas de un conector.Tiene la particularidad de generar corriente, variando el voltaje de 1 voltio [promedio 0.5], en cuanto siente residuos altos o bajos de oxigeno interpretando como una mezcla rica, o pobre, dando lugar a que la computadora ajuste la mezcla, tratando de equilibrar una mezcla correcta. (14.7 partes de aire por 1 de gasolina).

Figura #15: Sensor de oxigeno

Fuente: Sistemas del automvil2.5 SISTEMA DE INYECCIN MULTIPUNTO La parte mas caracterstica del sistema de inyeccin de esta marca esta en el caudalmetro de aire y el cuerpo de la mariposa. En los primeros sistemas, la medida del caudal de aire estuvo confiado a un sistema de ultrasonidos, pero en la actualidad ha sido sustituido por un sistema de medicin por presin. En cuanto a la regulacin de ralent, o bien se acta directamente sobre el eje de la mariposa (motor con un solo rbol de levas) o bien se trata de una vlvula en derivacin con la mariposa (motor con doble rbol de levas).Figura #19: Esquema del sistema de inyeccin multipunto

Fuente: www. Aficionados a la mecnica.com 2.5.1 Caudalmetro de presinEl flujo de aire llega al caudalmetro a travs de una rejillas en forma de nido de abeja encargada de alinear el flujo de aire y a continuacin, una columna divide la corriente en dos flujos para formar torbellinos de Karman. Dos tomas de presin estticas colocada a ambos lados de la columna estn unidas al captador de presin. Al ser los torbellinos alternos, el captador de presin sufre un fenmeno de bombeo y emite una seal sinusoidal cuya frecuencia es directamente proporcional al numero de torbellinos y, por lo tanto, al caudal. El modulador transforma esta seal sinusoidal en una seal cuadrada que es enviada a la unidad de control.Figura #20: Funcionamiento del caudal de presin

Fuente: www. Aficionados a la mecnica.com2.6 SISTEMA DE INYECCIN DIRECTA Con los motores de inyeccin directa de gasolina se consiguen dos objetivos principales que estn vigentes para hoy y con vistas al futuro, estos objetivos son: reducir el consumo de combustible y con este tambin las emisiones contaminantes de escape.Los inyectores de un motor de gasolina (MPI) suelen estar ubicados en el colector de admisin, lo que explica la denominacin de estos sistemas. El combustible es inyectado por delante de una vlvula cerrada o bien encima de la vlvula abierta y es mezclado de forma casi completa con el aire de admisin en cada una de las toberas del colector de admisin.

Figura #21: Esquema del sistema de inyeccin directa

Fuente: Sistema de Alimentacin2.6.1 Funcionamiento La vlvula de admisin queda abierta al paso de aire sin mescla de combustible generando una depresin gracias al pistn que est bajando desde el punto muerto superior al punto muero inferior. La cantidad de aire ingresado al cilindro va variando gracias al obturador o vlvula de mariposa Figura #22: Diagrama de inyeccin monopunto

.

Fuente: sistema de alimentacinMenores prdidas de calor cedido a las paredes de los cilindros Esto es debido a que en el modo de mezcla "estratificada" la combustin nicamente tiene lugar en la zona prxima de la buja, esto provoca menores prdidas de calor cedido a la pared del cilindro, con lo cual aumenta el rendimiento trmico del motor.Figura #23: Diagrama de inyeccin monopunto

Fuente: sistema de alimentacinPara aspirar la misma cantidad de aire fresco que cuando trabaja con bajos ndices de recirculacin de gases se procede a abrir la mariposa de gases un tanto ms. De esa forma se aspira el aire superando una baja resistencia y disminuyen las prdidas debidas a efectos de estrangulamiento.Figura #24: Diagrama de inyeccin monopunto

Fuente: sistema de alimentacinCon la inyeccin directa del combustible en el cilindro se extrae calor del aire de admisin, producindose un efecto de refrigeracin de ste. La tendencia al picado se reduce, lo que permite aumentar a su vez la compresin. Una mayor relacin de compresin conduce a una presin final superior en la fase de compresin, con lo cual tambin aumenta el rendimiento trmico del motor. Figura #25: Diagrama de inyeccin monopunto

Fuente: sistema de alimentacin2.7 SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONALEst compuesto por los siguientes elementos que se van a repetir parte de ellos en los siguientes sistemas de encendido ms evolucionados que estudiaremos ms adelante.2.7.1 Bobina de encendidoTambin llamado transformador su funcin es acumular la energa elctrica de encendido que despus se transmite en forma de impulso de alta tensin a travs del distribuidor a las bujas.Figura #26: Bobina de encendido

Fuente: sistema de encendido (mecnica fcil)2.7.2 Resistencia previaSe utiliza en algunos sistemas de encendido (no siempre). Se pone en cortocircuito en el momento de arranque para aumentar la tensin de arranque.2.7.3 RuptorTambin llamado platinos cierra y abre el circuito primario de la bobina de encendido, que acumula energa elctrica con los contactos del ruptor cerrados que se transforma en impulso de alta tensin cada vez que se abren los contactos.Figura #28: Rotor de Encendido

Fuente: sistema de encendido (mecnica fcil)2.7.4 CondensadorProporciona una interrupcin exacta de la corriente primaria de la bobina y ademas minimiza el salto de chispa entre los contactos del ruptor que lo inutilizaran en poco tiempo.Figura #29: Condensador de encendido

Fuente: sistema de encendido (mecnica fcil)2.7.5 Distribuidor de encendidoTambin llamado delco distribuye la alta tensin de encendido a las bujas en un orden predeterminado. Es el elemento mas complejo y que mas funciones cumple dentro de un sistema de encendido. El distribuidor reparte el impulso de alta tensin de encendido entre las diferentes bujas, siguiendo un orden determinado (orden de encendido) y en el instante preciso.Figura #30: Distribuidor

Fuente: www.mecanica.com Tanto la superficie interna como externa de la tapa del distribuidor esta impregnada de un barniz especial que condensa la humedad evitando las derivaciones de corriente elctrica as como repele el polvo para evitar la adherencia de suciedad que puede tambin provocar derivaciones de corriente.

Figura #31 Tapa de distribuidor

Fuente: sistema de encendido convencional 2.7.6 Cables de alta tensinLa interconexin elctrica entre la tapa del distribuidor y la bobina, as como la salida para las diferentes bujas, se realiza por medio de cables especiales de alta tensin, formados en general por un hilo de tela de rayon impregnada en carbn, rodeada de un aislante de plstico de un grosor considerable. La resistencia de estos cables es la adecuada para suprimir los parasitos que efectan a los equipos de radio instalados en los vehculos.Figura #32 Cables de alta tencin

Fuente: sistema de encendido convencional 2.7.7 Variador de avance centrfugoRegula automticamente el momento de encendido en funcin de las revoluciones del motor.

2.7.8 Variador de avance de vaciRegula automticamente el momento de encendido en funcin de la carga del motor.2.7.9 BujasContiene los electrodos que es donde salta la chispa cuando recibe la alta tensin, ademas la buja sirve para hermetizar la cmara de combustin con el exterior.Figura #33 Esquema del sistema de encendido

Fuente: Mecnica fcil 2.7.10 Funcionamiento del sistema de encendidoUna vez que giramos la llave de contacto a posicin de contacto el circuito primario es alimentado por la tensin de batera, el circuito primario esta formado por el arrollamiento primario de la bobina de encendido y los contactos del ruptor que cierran el circuito a masa. Con los contactos del ruptor cerrados la corriente elctrica fluye a masa a travs del arrollamiento primario de la bobina.De esta forma se crea en la bobina un campo magntico en el que se acumula la energa de encendido. Cuando se abren los contactos del ruptor la corriente de carga se deriva hacia el condensador que esta conectado en paralelo con los contactos del ruptor. El condensador se cargara absorbiendo una parte de la corriente elctrica hasta que los contactos del ruptor estn lo suficientemente separados evitando que salte un arco elctrico que hara perder parte de la tensin que se acumulaba en el arrollamiento primario de la bobina. Es gracias a este modo de funcionar, perfeccionado por el montaje del condensador, que la tensin generada en el circuito primario de un sistema de encendido puede alcanzar momentneamente algunos centenares de voltios.Figura #34 Esquema elctrico del sistema de encendido convencional

Fuente: Arriaz Paz Debido a que la relacin entre el numero de espiras del bobinado primario y secundario es de 100/1 aproximadamente se obtienen tensiones entre los electrodos de las bujas entre 10 y 15000 Voltios.Una vez que tenemos la alta tensin en el secundario de la bobina esta es enviada al distribuidor a travs del cable de alta tensin que une la bobina y el distribuidor.Figura #35 Diagrama del segundario primario de la bobina

Fuente: Mecnica virtualUna vez que tenemos la alta tensin en el distribuidor pasa al rotor que gira en su interior y que distribuye la alta tensin a cada una de las bujas.Figura #36 Diagrama del circuito primario de la bobina

Fuente: Mecnica virtual 2.9 ENCENDIDO ELECTRNICO INTEGRALUna vez ms el distribuidor evoluciona a la vez que se perfecciona el sistema de encendido, esta vez desaparecen los elementos de correccin del avance del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vaci") y tambin el generador de impulsos, a los que se sustituye por componentes electrnicos. El distribuidor en este tipo de encendido se limita a distribuir, como su propio nombre indica, la alta tensin procedente de la bobina a cada una de las bujas.El tipo de sistema de encendido al que nos referimos ahora se le denomina:"encendido electrnico integral"y sus particularidades con respecto a los sistemas de encendido estudiados hasta ahora son el uso de: Un sensor de rpm del motor que sustituye al "regulador centrifugo" del distribuidor. Un sensor de presin que mide la presion de carga del motor y sustituye al "regulador de vacio" del distribuidor.Las ventajas de este sistema de encendido son:1. Posibilidad de adecuar mejor la regulacin del encendido a las variadas e individuales exigencias planteadas al motor.2. Posibilidad de incluir parametros de control adicionales (por ejemplo: la temperatura del motor).3. Buen comportamiento del arranque, mejor marcha en ralent y menor consumo de combustible.4. Recogida de una mayor cantidad de datos de funcionamiento.5. Viabilidad de la regulacin antidetonante.Figura #38 Sistema de encendido electrnico integral

Fuente: sistema de encendido de cise electrnica Para saber el n de rpm del motor y la posicion del cigueal se utiliza ungenerador de impulsos del tipo "inductivo", que esta constituido por una corona dentada que va acoplada al volante de inercia del motor y un captador magntico frente a ella. 2.10 UNIDAD DE CONTROL

Launidad de control de motor oECU es unaunidad de control electrnicoque administra varios aspectos de la operacin de combustin interna del motor. Las unidades de control de motor ms simples slo controlan la cantidad decombustibleque es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. (CISE ELECTRONICA 2010. Pag.34) Las ms avanzadas controlan el punto de ignicin, el tiempo de apertura/cierre de las vlvulas, el nivel de impulso mantenido por elturbocompresor, y control de otros perifricos. Las unidades de control de motor determinan la cantidad de combustible, el punto de ignicin y otros parmetros monitorizando el motor a travs de sensores. Estos incluyen: sensor MAP, sensor de posicin del acelerador, sensor de temperatura del aire, sensor de oxgeno y muchos otros. 2.10.1 FUNCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL Las funciones de la unidad de control electrnica son varias ya que esta logra controlar la cantidad de ingreso de combustible al cilindro y tambin calcular el salto de chispa de la buja por medio de sensores y actuar mediante los actuadores que de la misma estn controlados por el ECU

2.10.1.1 Control de la inyeccin de combustiblePara un motor coninyeccin de combustible, una ECU determinar la cantidad de combustible que se inyecta basndose en un. Cierto nmero de parmetros. Si el acelerador est presionado a fondo, el ECU abrir ciertas entradas que harn que la entrada de aire al motor sea mayor. La ECU inyectar ms combustible segn la cantidad de aire que est pasando al motor. Si el motor no ha alcanzado la temperatura suficiente, la cantidad de combustible inyectado ser mayor (haciendo que la mezcla sea ms rica hasta que el motor est caliente).2.10.1.2 Control del tiempo de ignicinUn motor de ignicin de chispa necesita para iniciar la combustin una chispa en la cmara de combustin. Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de la chispa (llamado tiempo de ignicin) para proveer una mejor potencia y un menor gasto de combustible.

2.10.2.1 TIPOS DE UNIDAD DE CONTROL Mediante la tecnologa digital moderna se abren mltiples posibilidades en cuanto al control del automvil. Hay muchas factores de medicin influyentes que se pueden reunir para controlarlos a todos de modo simultneo. La unidad de control recibe las seales de los sensores y transmisores, las evala y calcula las seales de activacin para los elementos actuadores. El programa de control est almacenado en la memoria. De la ejecucin del programa se encarga un microcontrolador para poder procesarlos seguidamente y que esta informacin sea enviada a los actuadores

2.10.2.1.1 Unidad de control de rpm Elcontrol de velocidad, es un sistema que controla de forma automtica el factor de movimiento de unvehculode motor. El conductor configura la velocidad y el sistema controlar lavlvula de aceleracinothrottledel vehculo para mantener la velocidad de forma continua.

Los controles de velocidad actuales pueden estar o no activados antes de usarse en algunos modelos est siempre activo pero no siempre en funcionamiento, en otros hay un interruptor para activarlo, otros tienen un interruptor para activarlo que debe presionarse despus de arrancar el motor. En la mayora de casos hay botones con funciones para activar, continuar, acelerar

En ocasiones tambin hay un botn para cancelar. Pisando, indiferentemente, elpedaldelfrenoo delembrague, el sistema es desactivado. El sistema se opera de diferentes formas, segn el fabricante,

El conductor debe de elevar la velocidad del vehculo de forma manual y entonces usar el control para establecer la velocidad actual como velocidad de crucero. El control de velocidad calcula la velocidad a partir de un palier rotatorio,velocmetro, sensor de velocidad (situado en lasruedas) o a partir de lasrpmdel motor.2.10.2.1.2 Unidad de control haltech.El haltech es una computadora programable en "tiempo real" de inyeccin de combustible y sistema de encendido, diseado para controlar la mayora de los motores de encendido, ya sea 1, 6, 8, 10 o 12 cilindros, 1-2 rotores, de aspiracin natural, sobrealimentados o turboalimentado.

El sistema optimiza el rendimiento del motor a travs de las siguientes capacidades:

Control de encendido esttico. Control de combustible. Control de velocidad.

El E6X es mucho ms que un equipo programable de inyeccin de combustible, permite el acceso en tiempo real para maximizar el rendimiento y minimizar los problemas en un vehculo durante la ejecucin.

El sistema patentado haltech prcticamente elimina la entrada de nmeros. usted simplemente manipula grficos de barras, presionando las flechas del pc (computador personal) corriendo automticamente la programacin del software.

Al manipular las barras le permite aumentar o disminuir la cantidad de combustible entregado o avance de encendido en puntos de carga y rpm. el proceso se repite para todos los puntos de carga en cada rango de rpm.

Fig#39. Computadora programable Haltech.

Fuente: www.haltech.com

La desventaja que presenta este sistema es la necesidad de una computadora personal que permita variar los parmetros de funcionamiento del sistema.

2.10.2.1.3 LAUNCH CONTROL Figura #40 Launch control

Fuente: http://www.robotroom.com/Model-Rocket-Launch-Controller-2.html

La aceleracin desde cero que ofrece este deportivo es muy cercana a la de un F1, y provoca una cierta sensacin de vrtigo si no ests acostumbrado a ella. Sin duda, es el coche que he conducido que mejor acelera, y soy consciente de que es difcil volver a probar otro coche de serie que se acerque a sus prestaciones. Esta unidad de control controla mas el sistema de ignicin para su salto de chispa adecuada Durante nuestra prueba registramos algunas dcimas ms que esos 2,8 segundos oficiales, pero en cualquier caso, fueron suficientes para conocer de primera mano el carcter del coche.2.11 COMPONENTES ELECTRNICOS

Se denominan componentes electrnicos aquellos dispositivos que forman parte de un circuito electrnico. Se suelen encapsular, generalmente en un material cermico, metlico o plstico, y terminar en dos o ms terminales o patillas metlicas. Se disean para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos fsicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio terico de los mencionados componentes. As, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemticos de la teora de circuitos.

De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones.Seguidamente se detallan las comnmente ms aceptadas.

1. Segn su estructura fsicaa) Discretos: son aquellos que estn encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

b) Integrados: forman conjuntos ms complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lgica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.2.11.1 Resistencias

Resistencia elctrica es toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito elctrico representa en s una carga, resistencia u obstculo para la circulacin de la corriente elctrica2.11.1.2 Resistencias Variables

Un potencimetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. 2.12.1.3 Resistencias Fijas

Son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas. Figura #41 Resistencias fijas

FUENTE: :www.conexinelectronoca

No hay resistencias de cualquier valor, si no que se fabrican una serie de valores definidos y de los que damos las series normalizadas E12, E24 y E48, llamadas as por ser 12, 24 y 48 el nmero de valores que posee por dcada. Los valores delas series estndar son los siguientes: 2.11.2. Condensadores.

Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrnica, capaz de almacenar energa sustentando un campo elctrico. Est formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de lminas o placas, en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campo elctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dielctrico o por el vaco. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga elctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variacin de carga total.

Figura #42 Condensador

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.12.2.1 Condensador electroltico

Un condensador electroltico es un tipo de condensador que usa un lquido inico conductor como una de sus placas. Tpicamente con ms capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos elctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada.

Figura #43 Condensador electroltico

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.12.2.3 Condensadores cermicos

Son los que tienen un mayor rango de valores de su constante dielctrica, pudiendo llegar a un valor de 50000 veces superior a la del vaco. Se basan en varias mezclas de xido de titanio y zirconio, o bien en titanatos o zirconatos de calcio, bario, estroncio o magnesio, y atendiendo a esta variedad de compuestos, dan un rango amplsimo de constantes dielctricas.

Figura #44Condensador cermico de disco

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

Figura #45 Condensador cermico

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.13.3 Transistores

El Transistor es un componente electrnico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automviles, ordenadores, etc.

Vienen a sustituir a las antiguas vlvulas termoinicas de hace unas dcadas. Gracias a ellos fue posible la construccin de receptores de radio porttiles llamados comnmente "transistores", televisores que se encendan en un par de segundos, televisores en color, etc. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a vlvulas tenan que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban ms de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningn caso podan funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenan.

Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseo de circuitos electrnicos de reducido tamao, gran versatilidad y facilidad de control. 2.13.3.1Transistores PNP

Es un transistor de unin bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refirindose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en da son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeo en la mayora de las circunstancias.

Figura #46 El smbolo de un transistor PNP

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentacin a travs de una carga elctrica externa. Una pequea corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el colector.

La flecha en el transistor PNP est en el terminal del emisor y apunta en la direccin en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo est en funcionamiento activo. 2.13.3.2 Transistores NPN Figura #47 El smbolo de un transistor NPN

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayora de los transistores bipolares usados hoy en da son NPN, debido a que la movilidad del electrn es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operacin.

Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una pequea corriente ingresando a la base en configuracin emisor-comn es amplificada en la salida el colector.

La flecha en el smbolo del transistor NPN est en la terminal del emisor y apunta en la direccin en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo est en funcionamiento activo. 2.13.5. Rel

El rel o relevador es un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes. (Joseph Henry en 1835 Pag. 45)

Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon en telegrafa, haciendo la funcin de repetidores que generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea.

Figura #48 Modelo de un rel

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.13.6. Diodos

Componente electrnico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representacin simblica muestra la direccin en la que fluye la corriente. Figura #49 Smbolo del Diodo

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

Es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar prcticamente en cualquier circuito electrnico. El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes: 1.- Polarizacin directa: Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del nodo A al ctodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose prcticamente como un corto circuito. El diodo conduce. Figura #50 Diodo en polarizacin directa

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

2.- Polarizacin inversa: Cuando una tensin negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del ctodo al nodo. Figura #50 Diodo en polarizacin inversa

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.13.7. Diodo Zener

El diodo zener basa su funcionamiento en el efecto zener, de ah su nombre. Recordaremos que, en polarizacin inversa y alcanzada esta zona, a pequeos aumentos de tensin corresponden grandes aumentos de corriente. Este componente es capaz de trabajar en dicha regin cuando las condiciones de polarizacin lo determinen y una vez hayan desaparecido stas, recupera sus propiedades como diodo normal, no llegando por este fenmeno a su destruccin salvo que se alcance la corriente mxima de zener Imx indicada por el fabricante. 2.13.8. Diodo LED

El LED es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro educido cuando se polariza de forma directa la unin PN en la cual circula por l una corriente elctrica . Este fenmeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo comn, pero que al ser atravesado por la corriente elctrica, emite luz. Este dispositivo semiconductor est comnmente encapsulado en una cubierta de plstico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lmparas incandescentes. Aunque el plstico puede estar coloreado, es slo por razones estticas, ya que ello no influye en el color Figura #51 Smbolo del LED

FUENTE: www.conexinelectronoca.com2.14. Placas PCB

En electrnica, un circuito impreso, tarjeta de circuito impreso o PCB es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar elctricamente a travs de los caminos conductores, y sostener mecnicamente por medio de la base, un conjunto de componentes electrnicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada (la ms conocida es la FR4), cermica, plstico, tefln o polmeros como la baquelita.

Figura #52 Circuito impreso

FUENTE: www.conexinelectronoca.com

2.15 DESCRIPCION DE POTENCIA El combustible que se introduce en el interior de los cilindros posee una energa qumica que con la combustin se transforma en energa calorfica, de la cual una parte es convertida en trabajo mecnico.2.15.1 Curva de potenciaEn la siguiente grfica se representa de nuevo la curva conjunta de potencia (P) y par motor (T), en funcin de la velocidad de giro (n) en r.p.m. para un motor tipo.Figura #53 Curva de potencia y par motor

FUENTE: www.combustioninterna.com

Como se puede observar de la anterior figura, la potencia que puede ofrecer un motor de combustin interna tipo aumenta conforme sube de rgimen de giro, hasta un mximo (representado porP3) que se alcanza cuando gira an3(r.p.m.).

En estas condiciones, aunque se acelere ms la velocidad del motor, ste no es capaz de entregar ms potencia dado que la curva entra en su tramo descendente. El lmite mximo de revoluciones a la que puede girar el motor lo marcan4, establecido por las propias limitaciones de los elementos mecnicos que lo constituyen.

La potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo. Si el par motor es esfuerzo de giro, trabajo, la potencia relacionada el trabajo desarrollado por el motor con el tiempo en segundos El trabajo producido por el motor = F x R F= Fuerza de la biela R= longuitud del codo del cigeal, teniendo en cuenta en cada momento la posicin explicada en la siguiente figura Figura #54 motor de combustin interna

Fuente: Arias Paz El trabajo realizado en una vuelta del cigeal ser = F x 2 RComo a F x R le llamas Par, el trabajo desarrollado en una vuelta sustituyendo en la formula anterior = Par 2 Medido en Kpm (Kilopondmetros) Si consideramos que el cigeal gira 60 revoluciones por minuto en un segundo dara una vuelta y la potencia por vuelta ser P=Par 2 (Kpm) / 1 segundo Valor de la potencia a 60 rpm en (Kpm / Seg)Si consideramos cualquier velocidad y la llevamos a revoluciones por segundo, unidad de tiempo que se considera en la potencia, por ejemplo 2400 revoluciones por minuto, el cigeal girara a 40 revoluciones por segundo (2400/60= 40 rpm). La potencia ser P= Par 2 40 (kpm) / 1seg. Valor de la potencia a 2400 rpm en Kpm/seg . Unidades de potencia son el cabllo de vapor CV y el KW 1 CV= 75 kpm/seg por tanto P=(par x 2 x x n/60) / 75 en CV. Donde n es el numero de revoluciones por minuto simplificndolo

Fundamentalmente podemos distinguir tres clases de potencia en un motor:

a) Lapotencia indicadapuede calcularse partiendo del ciclo indicado, cuyo rea del diagrama representa el trabajo realizado en el cilindro durante un ciclo.b) Lapotenciaefectivase obtiene midiendo con mquinas apropiadas el trabajo que est desarrollando el motor.c) Lapotencia absorbidaes la diferencia entre las dos anteriores, que puede ser medida tambin por el trabajo necesario para hacer girar el motor, sin que ste funcione.2.15.1POTENCIA INDICADA

Se llama potencia indicada a la que realmente se desarrolla en el cilindro por el proceso de la combustin. Una de las formas de determinarla es a travs del valor de la presin media indicada (pi) del ciclo, que como ya se ha visto, viene determinada por la altura del rectngulo de rea equivalente a la del ciclo, y representa la relacin existente entre el rea del ciclo A y la cilindrada unitaria V:

A= Area del cicloV= Cilindrada unitaria

Se entiende por presin media a la presin constante con que sera preciso impulsar al pistn durante su carrera de trabajo para que, en estas condiciones ideales, la potencia desarrollada fuera igual que la debida a la combustin. La presin media vara con la velocidad del motor y la relacin de compresin.

Figura #55 Diagrama de ciclos reales

Fuente: Termodinmica de motores

Como el rea del ciclo (A) es equivalente al trabajo desarrollado en el cilindro, podemos decir que ste es el producto de la cilindrada unitaria (cm3) por la presin media indicada (Kg/cm2):

Puede llegarse tambin a esta misma conclusin razonando de la forma siguiente:Sean D y L el dimetro y la carrera del pistn. La fuerza total F que acta sobre l es el producto de la presin media pi por la superficie a la que se aplica:

D = Dimetro del Pistn L = Carrera del PistnF = La fuerza Total Pi = Presin Media o Potencia Indicada V = Volumen 2)El trabajo realizado por esta fuerza durante la carrera til es:

y teniendo en cuenta que(*D2/4) * L, es igual a la cilindrada unitaria y, queda:

El trabajo desarrollado por un motor puede ser calculado tambin a partir de la cantidad de calor aportada, teniendo en cuenta, adems, el rendimiento trmico del ciclo. La energa mecnica obtenida por transformacin directa del calor viene dada por la expresin:

Siendo la cifra 427 el equivalente trmico del trabajo.

Teniendo en cuenta que no todo el calor aportado es transformado en trabajo, dado que existen prdidas de calor, el trabajo desarrollado es:

hr = el rendimiento termodinmico.2.15.2 POTENCIA EFECTIVA

La fuerza de la explosin aplicada a la biela y transmitida por sta al codo del cigeal para hacerle girar, produce un esfuerzo de rotacin que se conoce con el nombre de "par motor". As pues, el par motor es un esfuerzo de giro. El cigeal de un motor gira debido a la fuerza E aplicada al pistn en el tiempo de explosin, la cual es transferida al cigeal por medio de la biela (esfuerzo F).

Para la velocidad de rotacin del motor a la cual la presin en el cilindro es mxima, se obtiene el mayor esfuerzo de giro en el cigeal, que es producto de la fuerza F, por la longitud L de la muequilla.

Debido a diferentes causas, el mayor valor de la presin en el cilindro no se da en el mximo rgimen de giro del motor, sino a una velocidad mucho mas reducida, en la que el llenado del cilindro es mejor y se obtienen explosiones ms fuertes, por lo cual el par motor mximo no se obtiene al rgimen ms alto, sino a una velocidad mucho menor. El par motor, multiplicado por el rgimen de giro, da la potencia del motor.Figura #55 Figura de la ejecucin de fuerza y distancia

Fuente : Matemtica Aplicada As pues, mientras que el par motor ser menor que el mximo a las ms elevadas revoluciones del motor, el factor de velocidad se traducir en potencia, que ser mxima o cercana a ella a las ms elevadas revoluciones del motor.

Cuando se consigue el equilibrio del sistema, puede decirse que el trabajo absorbido por la fuerza tangencial de rozamiento o de freno en cada revolucin del eje motor es:

L = longitud de la muequilla del cigeal F = Fuerza de la biela

Este es el trabajo efectivo desarrollado por el motor, en el que estn incluidas las prdidas por rendimiento mecnico debidas a rozamientos internos, y el trabajo absorbido por los rganos auxiliares, como las bombas de agua y aceite, el generador, etc.

El trabajo til (Wu) desarrollado por un motor es el producto del trabajo indicado (Wi) por el rendimiento mecnico (hm).

Expresando n en revoluciones por minuto, F en Kg ylen metros, la potencia efectiva en CV viene dada por la expresin:

Dondel*Fes el par motor y el smbolo indica aproximadamente igual.2.15.3 POTENCIA ABSORBIDA

Se denomina as a la diferencia entre la potencia indicada y la efectiva:

Una parte de la potencia desarrollada por un motor (potencia indicada) es utilizada para vencer los rozamientos entre las partes mecnicas en movimiento (pistones, cojinetes, etc.), para accionar los diferentes rganos que reciben movimiento del motor (generador elctrico, bomba de agua, etc.) y para realizar el trabajo de bombeo del fluido en el cilindro.

La potencia absorbida resulta difcil de medir, dada la diversidad de las causas de prdidas por rozamientos y las alteraciones de su valor al variar las condiciones de funcionamiento del motor. Puede obtenerse su valor total midiendo la potencia efectiva y restndola de la indicada, previamente calculada. Como este procedimiento resulta complejo, la determinacin de la potencia absorbida suele hacerse obligando a girar al motor sin que ste funcione, midiendo al mismo tiempo la potencia que es necesario emplear. Todo ello despus de haber estado funcionando el motor y una vez alcanzada la temperatura de rgimen.

Este procedimiento da origen a ciertos errores, pero los efectos que ellos causan en un sentido son contrarrestados por los que producen en sentido opuesto. Conociendo la potencia indicada y la efectiva puede obtenerseel rendimiento mecnicodel motor:

2.16 CICLO OTTO Elciclo Ottoes elciclo termodinmicoque se aplica en losmotores de combustin internade encendido provocado (motores de gasolina).

Figura #56 Diagrama presin volumen del motor otto

Fuente: Matemtica Aplicada de los motores

En el puntoala mezcla denafta y aireya est en el cilindro.ab: contraccin adiabtica.cd: expansin adiabtica.bc: calentamiento isocrico.ad: enfriamiento isocrico.R: relacin de compresin.Cp: calor especfico a presin constanteCv: calor especfico a volumen constanteFigura #57 procesos de la termodinmica

Fuente: Procesos de la termodinmica El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales no participan en elciclo termodinmicodel fluido operante pero son fundamentales para larenovacin de la cargadel mismo: E-A: admisin a presin constante (renovacin de la carga). A-B: compresin de los gases eisoentrpica. B-C: combustin, aporte de calor a volumen constante. La presin se eleva rpidamente antes de comenzar el tiempo til. C-D: fuerza, expansin isoentrpica o parte del ciclo que entrega trabajo. D-A: Escape, cesin del calor residual al ambiente a volumen constante. A-E: Escape, vaciado de la cmara a presin constante (renovacin de la carga.)(isocnica).Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este ltimo, junto con elmotor disel, es el ms utilizado en los automviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

1. Durante la primera fase, el pistn se desplaza hasta el PMI (Punto Muerto Inferior) y lavlvulade admisin permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla decombustibleyairehacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de formagaseosa).2. Durante la segunda fase las vlvulas permanecen cerradas y el pistn se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire ycombustible. Cuando el pistn llega al final de esta fase, una chispa en labujaenciende la mezcla.3. Durante la tercera fase, se produce la combustin de la mezcla, liberandoenergaque provoca la expansin de los gases y el movimiento del pistn hacia el PMI. Se produce la transformacin de laenerga qumicacontenida en el combustible enenerga mecnicatrasmitida al pistn, que la trasmite a labiela, y la biela la trasmite alcigeal, de donde se toma para su utilizacin.4. En la cuarta fase se abre la vlvula de escape y el pistn se mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), expulsando los gases producidos durante la combustin y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovacin de la carga).2.17 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA En un sistema cerradoadiabtico(que no hay intercambio de calor con otros sistemas o su entorno como si estuviera aislado) que evoluciona de un estado iniciala otro estado final, el trabajo realizado no depende ni del tipo detrabajoni del proceso seguidoEsteprincipiose descompone en dos partes; El principio de la accesibilidad adiabticaEl conjunto de los estados de equilibrio a los que puede acceder unsistema termodinmicocerrado es,adiabticamente, unconjunto simplemente conexo. y un principio de conservacin de la energa:Eltrabajode la conexin adiabtica entre dos estados de equilibrio de un sistema cerrado depende exclusivamente de ambos estados conectados

Este enunciado supone formalmente definido el concepto detrabajo termodinmico, y sabido que los sistemas termodinmicos slo pueden interaccionar de tres formas diferentes (interaccin msica, interaccin mecnica e interaccin trmica). Se define entonces la energa interna,, como una variable de estado cuya variacin en un proceso adiabtico es el trabajo intercambiado por el sistema con su entorno:

Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabtico, la variacin de la Energa debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado ser diferente del trabajo adiabtico anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interaccin trmica. Se define entonces la cantidad de energa trmica intercambiadaQ(calor) como:

Siendo U la energa interna, Q el calor y W el trabajo. Porconvenio, Q es positivo si va del ambiente al sistema, o negativo en caso contrario y W, es positivo si es realizadopor el sistema y negativo si es realizadosobreel sistema.Esta definicin suele identificarse con la ley de laconservacin de la energay, a su vez, identifica elcalorcomo una transferencia deenerga. Es por ello que la ley de la conservacin de la energa se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinmica:La variacin deenergade unsistema termodinmicocerrado es igual a la diferencia entre la cantidad decalory la cantidad detrabajointercambiados por el sistema con sus alrededoresEn su forma matemtica ms sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:

donde: es la variacin de energa del sistema, es el calor intercambiado por el sistema a travs de unas paredes bien definidas, y es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.2.17.1 PROCESO ISOTERMICO Figura #58 Proceso isomtrico

Fuente: Termodinmica bsica Se denominaproceso isotrmicooproceso isotermoal cambio reversible en unsistema termodinmico, siendo dicho cambio atemperaturaconstante en todo el sistema. Lacompresinoexpansinde ungas idealpuede llevarse a cabo colocando el gas en contacto trmico con otro sistema decapacidad calorficamuy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce comofoco calrico. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como laenerga internade un gas ideal slo depende de la temperatura y sta permanece constante en la expansin isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W.

Una curva isoterma es una lnea que sobre undiagramarepresenta los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en undiagrama P-V, llamadodiagrama de Clapeyron, son hiprbolas equilteras, cuya ecuacin esPV = constante.2.17.2 PROCESO ISOBARICO Figura #59 Proceso isomtrico

Fuente: Termodinmica bsica

Grfica Volumen vs Presin: en el proceso isobrico la presin es constante. El trabajo (W) es la integral de la presin respecto al volumen

Unproceso isobricoes unproceso termodinmicoque ocurre a presin constante. La Primera Ley de la Termodinmica, para este caso, queda expresada como sigue:,Donde:=Calortransferido.=Energa interna.=Presin.=Volumen.En un diagrama P-V, un proceso isobrico aparece como una lnea horizontal.2.17.3 PROCESO ISENTROPICO Entermodinmica, unproceso isentrpico,a veces llamadoproceso isoentrpico(combinacin de la palabragriega"iso" - igual - y "entropa"), es aquel en el que la entropa delfluidoque forma el sistema permanece constante.Segn lasegunda ley de la termodinmica, se puede decir que:

Dondees la cantidad de energa que el sistema gana por transferencia de calor,es latemperaturade la fuente trmica que interviene en el proceso (si el proceso es reversible la temperatura de la fuente trmica ser igual a la del sistema), yes el cambio en la entropa del sistema en dicho proceso. El smbolo de igualdad implicara unproceso reversible. En unproceso adiabatico reversibleno hay transferencia de calor, y por tanto el proceso esisentrpico. En un proceso adiabtico irreversible, la entropa se incrementar, de modo que es necesario eliminar el calor del sistema (medianterefrigeracin) para mantener una entropa constante. Por lo tanto, un proceso isentrpico irreversible no es adiabtico.

Para procesos reversibles, una transformacin isentrpica se realiza mediante elaislamiento trmicodel sistema respecto a su entorno. (proceso adiabtico).

2.17.4 PROCESO ISOCORICO Figura #60 Proceso isocrico en un diagrama P-V

Fuente: Termodinmica bsica

Unproceso isocrico, tambin llamadoproceso isomtricooisovolumtricoes unproceso termodinmicoen el cual el volumen permanece constante; Esto implica que el proceso no realizatrabajopresin-volumen, ya que ste se define como:,DondePes la presin (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).En un diagramaP-V, un proceso isocrico aparece como una lnea vertical.2.17.4.1 Clculo del Trabajo (W)Puesto que no existe desplazamiento, el trabajo realizado por el gas es nulo.

2.17.4.2 Clculo de la Variacin de la Energa Interna (U)Aplicando laprimera ley de la termodinmica, podemos deducir que U, el cambio de laenerga internadel sistema, es:

para un proceso isocrico, es decir a volumen constante, todo elcalorque transfiramos al sistema aumentar a su energa internaU.2.17.4.2 Clculo del calor entregadoSi la cantidad degaspermanece constante, entonces el incremento de energa ser proporcional al incremento detemperatura,

DondeCVes elcalor especficomolar a volumen constante.

2.17.5 PROCESO ADIABATICO Entermodinmicase designa comoproceso adiabticoa aquel en el cual elsistema termodinmico(generalmente, unfluidoque realiza untrabajo) no intercambiacalorcon su entorno. Un proceso adiabtico que es adems reversible se conoce comoproceso isoentrpico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la mxima transferencia de calor, causando que latemperaturapermanezca constante, se denominaproceso isotrmico.El trminoadiabticohace referencia a elementos que impiden la transferencia decalorcon el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un lmite adiabtico. Otro ejemplo es la temperatura adiabtica de llama, que es la temperatura que podra alcanzar una llama si no hubiera prdida de calor hacia el entorno. En climatizacin los procesos de humectacin (aporte devapor de agua) son adiabticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.En otras palabras se considera proceso adiabtico a un sistema especial en el cual no se pierde ni tampoco se gana energa calorfica. Esto viene definido segn la primera ley de termodinmica describiendo que Q=0Figura #61 Proceso isomtrico

Fuente: Termodinmica bsica Durante un proceso adiabtico, laenerga internadel fluido que realiza el trabajo debe necesariamente decrecerLa ecuacin matemtica que describe un proceso adiabtico en ungas(si el proceso es reversible) es

dondePes lapresindel gas,Vsu volumen y

Elcoeficiente adiabtico, siendoelcalor especficomolar a presin constante yel calor especfico molar a volumen constante. Para un gas monoatmico ideal,. Para un gas diatmico (como elnitrgenoo eloxgeno, los principales componentes del aire)

CAPITULO IIIMARCO TEORICO

indiceIntroduccin .. 2Motores de combustin Interna 3Ciclos Genericos . 9Motor de 4 Tiempos 15Motor de 2 Tiempos 16Ciclo de Carnot 19Ciclo a Presion Constante.23Retraso de la Ignicin..25Ciclo mixto de Sabathe.26Economia de Combustible29Relacion Consumo-Combustible-Carga...30Caracteristicas Termodinamicas del Ciclo Diesel..31Compresin Adiabatica..32Presion en la Carrera de Compresin34Temperatura de Compresin..34Condiciones de Puesta en Marcha del Motor35Rendimiento Termico del Ciclo a Presion Constante36Ciclo Carnot38Ciclo Diesel..42Ciclo Otto.48Conclusin52Bibliografa..53INTRODUCCIONDesde que se dieron los primeros indicios de la aplicacin de motores de combustin interna, a la poca actual, vemos que el desarrollo se ha venido centrando en el perfeccionamiento de las factoras para producir ms y mejores motores, e igualmente se ha venido desarrollando paralelamente materiales, lubricantes, procesos de fabricacin e igualmente modificaciones al funcionamiento, que si bien lo son, hasta ahora nunca ha tocado la forma como transcurre el ciclo de funcionamiento.

El diseo propuesto hace mas de 115 aos por el Seor FEDERICO AUGUSTO OTTO se ha depurado a tal punto que se ha llegado al limite de los rendimientos mecnico y cualitativo; todo esto producto de ingeniosos destellos creativos y muchsimas horas de labor. Aun as el rendimiento orgnico del conjunto apenas si alcanza un incipiente cuarenta por ciento. Claro que recordando el quince por ciento de rendimiento de la majestuosa maquina a vapor, notamos un gran avance.As, hoy da, los automviles se vean ''absolutamente modernos'' en su interior no dejan de llevar un motor en el que su ciclo de funcionamiento fue diseado en el siglo antepasado (la creacin del motor con ciclo de funcionamiento de cuatro carreras entr en prctica real en pars en 1883.) y hasta ahora nadie inexplicablemente ha mejorado (me refiero a motores de combustin interna).Es por todo lo anterior, que me he entusiasmado en tratar de aportarle a todo este proceso de lograr obtener mejores performances a los motores que fueron inventados en el siglo antepasado; en la parte que se ha mantenido inmutable desde su creacin... LA FORMA EN QUE TRANSCURRE EL CICLO DE FUNCIONAMIENTO.Motor de combustin internaTipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica producida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin, la parte principal de un motor. Se utilizan motores de combustin interna de cuatro tipos: el motor cclico Otto, el motor diesel, el motor rotatorio y la turbina de combustin. El motor cclico Otto, cuyo nombre proviene del tcnico alemn que lo invent, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automocin y aeronutica. El motor diesel, llamado as en honor del ingeniero alemn nacido en Francia Rudolf Christian Karl Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasleo. Se emplea en instalaciones generadoras de electricidad, en sistemas de propulsin naval, en camiones, autobuses y algunos automviles. Tanto los motores Otto como los diesel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos.Partes constitutivas de un motor encendido por chispa.1.

1. Carburador.1. Bomba de aceite.1. Balancines.1. Empujadores.1. Taques.1. Culata.1. Crter.1. Cadena de tiempo.1. Vlvulas de admisin y escape1. rbol de levas.1. Bloque o motor donde estn alojados los cilindros.1. Pistones.1. Bielas.1. Cojinetes de bancada.1. Cojinetes de biela.1. Eje cigeal.1. Volante de Inercia1. Dmper

A continuacin se presentan Partes y detalles del motor:Las partes componentes del motor de combustin se construyen de diferentes materiales, se explicaran brevemente las funciones que realizan.Conjunto de los cilindros:Los cilindros se mantienen en posicin fija mediante el bloque de cilindrosgel cual, en los motores pequeos, forma una sola pieza con el carterkpara obtener mayor rigidez. Esta estructura se hace generalmente de hierro fundido aun cuando en algunos casos se forma mediante placas de acero soldadas. Los ductosjpueden ser hechos (Fig. 1) mediante corazones en el bloque al fundirlo y sirve para distribuir la lubricacin hasta los cojinetes principalesy. Para vehculos de placer o de bajo costo, los cilindros se taladran y asientan (rectifican) directamente en el bloque(Fig. 2) Para motores de trabajo pesado se instalan forros que pueden reemplazarse cuando se desgastan. Dichos forros pueden ser hmedosw(Fig. 1) o secos. Los forros secos son menos susceptibles a las fallas que los forros hmedos, los cuales deben independizar las camisas de agua de enfriamientov(Fig. 1) Del deposito de aceitez. Por otra parte, el pequesimo espacio entre el forro seco y las paredes del bloque obliga a tener una alta resistencia a la transmisin de calor, lo cual puede reducirse un tanto, cobrizando la parte exterior del forro. Tanto para los forros, como para los cilindros, el material usual es la fundicin gris por su buena resistencia al desgaste (que puede mejorarse mediante la adicin de pequeas cantidades de nquel, cromo y molibdeno) Aparentemente, esta resistencia al desgaste se alcanza por la habilidad del hierro fundido para formar una superficie tersa, dursima, cuando es sometida a friccin por deslizamiento. As, cuando el motor es armado por primera vez, se sugiere correrlo a bajas velocidades y con cargas ligeras, para facilitar la de esa capa protectora. La duracin de este periodo de asentamiento aumenta cuando las superficies en contacto son speras, pues con superficies speras sobreviene la soldadura superficial del metal (ralladura) Para evitar las ralladuras y facilitar el periodo de asentamiento, se les da a los cilindros, levanta vlvulas, mbolos y anillos para embolo, un tratamiento qumico y se recubren superficialmente con estao, cadmio o cromo.El cigealmes, generalmente, una pieza de acero forjado, sin embargo, el advenimiento de cigeales largos y rgidos en motoresmulticilindricoscon esfuerzos relativamente bajos, permiten emplear el hierro fundido como sustituto, con objeto de reducir costos. El cigeal se apoya en los cojinetes principalesy; en los motores de servicio pesado, l numero de cojinetes principales es igual al numero de cilindros mas uno. Despus de la parte concntrica del cigeal sigue el munlque conecta el cojinetexde la biela. Los cojinetes de las bielas y los principales son suplementos reemplazables con la parte posterior de acero o de bronce y con babbitt, cobre-plomo o aleaciones de cadmio usadas frecuentemente como materiales antifriccin.Un deposito de aceitezde acero estampado sella el conjunto de bloque y sirve como colector de aceite o recipiente para el aceite lubricante. Una varilla medidorasresulta un buen recurso para comprobar el nivel del aceite.Conjunto de los mbolos y bielas:l embolo e se construye de aluminio, acero fundido o hierro siendo su funcin principal la de transmitir a la bielahla fuerza originada en el proceso de combustin. Al realizar esto, las posiciones angulares de la biela permiten que se ejerzan un esfuerzo considerable en un lado de las paredes del cilindro y este empuje es creado por el faldn del embolo, esto es, es la seccin debajo de los anillos. No deja de ser comn en los motores para altas velocidades cortar el faldn por debajo del pasador del embolo obteniendo un embolo de patn (Fig. 1)l embolo se provee de cuando menos tres anillos. Los anillos superiores se llaman anillos de compresin porque su funcin es la de detener los gases a alta presin dentro del cilindro y evitar en esa forma el escape de ellos hacia el interior del crter en las carreras de compresin y de potencia. El anillo inferior generalmente el controlador del aceite. El objeto de este anillo es el de quitar el aceite sobrante de la pared del cilindro y transferirlo a travs de ranuras en el anillo hasta los agujeros de drenaje en l embolo que permitan al aceite regresar al deposito.Cuando el vehculo esta en movimiento, la corriente de aire que se desliza por el tubo aspirante (figura 2) induce un vaco y as crea un flujo de aire desde la cmara de las vlvulas y el carter. El aire fresco es admitido por el respiradero o tubo para surtiraceite (Fig. 1) En esta forma se ventila el carter eliminando los gases y el vapor de agua que invariablemente se colectan en esta regin.La bielahde acero forjado, con seccin de viga en I, une l embolo y al cigeal. Puede tener un taladro o todo lo largo (Fig. 1) para conducir el aceite lubricante desde el cojinete x de la biela hasta el perno f del embolo o puede tener un pequeo agujero colocado como se muestra en la figura 1 para atomizar aceite en el pasador del embolo igualmente que el rbol de levasuy a las paredes del cilindro. En los motores de servicio pesado la practica comn es conducir el aceite a travs del taladro de la biela y luego atomizarlo contra el lado interior de la cabeza del embolo. En esta forma se reduce grandemente la temperatura de los anillos y se obtiene una lubricacin mejor.Mecanismo de las vlvulas:Las vlvulas mostradas en la Fig. 1 y 2 son vlvulas de vstago, pero algunos motores se construyen con vlvulas deslizantes o vlvulas rotatorias. El mecanismo completo consta de un rbol de levas u que es movido por el cigeal mediante engranes o con una cadena de tiempo. Cada vlvula en el motor es accionada mediante una levatpor separado. La leva levanta a la punterar( que es un miembro importante introducido para absorber el empuje impuesto por la leva) y en los motores con cabeza en L (Fig. 1) la puntera queda en contacto directamente con la vlvula. La vlvula es obligada a seguir el movimiento de la leva mediante el resorte de vlvulasn(siendo comn emplear dos resortes) En los motores de cabeza en I se requieren otros eslabones adicionales (Fig. 1) como son un levanta vlvulas tubularpy un balancn. Se mantiene un pequeo juego en el conjunto de la vlvula mediante un ajuste en la puntera (Fig. 2) o en el balancn (Fig. 1).La vlvula de admisin se hace de una aleacin de acero al cromo- nquel, en tanto que la vlvula de escape que es menor y que trabaja a temperaturas mas elevadas se hace de una aleacin de cromo silicio. La vlvula de escape realiza un trabajo particularmente severo porque se abre cuando los gases de la combustin estn arriba de 1650 C y esta corriente de gases calientes pasa por su cara.Lubricacin:Losmotores modernos son lubricados ya sea mediante un sistema de circulacin alimentado a presin o mediante una combinacin de alimentacin a presin y salpicadura. En un sistema completamente a presin, el aceite se pasa por un filtro antes de pasar a la bomba del aceite que es movida por el rbol de levas. El aceite proveniente de la bomba se divide en dos o ms flujos; uno de ellos entra al filtro y regresa al deposito de aceite, un segundo flujo va hasta los cojinetes principales y mediante conductos taladros a graves de los brazos del cigeal hacia los cojinetes de las balas, un tercer flujo continua hasta los cojinetes del cigeal; puede llegar un cuarto flujo a una flecha hueca que soporta a los balancines y l levanta vlvulas. El aceite que escurre por l levanta vlvulas lubrica las punteras y las levas. Las paredes del cilindro reciben suficiente aceite de los sobrantes por exceso provenientes de los cojinetes de las bielas. Por esto, un cojinete de biela flojo puede sobrecargar a los anillos que controlan el aceite, como para que surja una falla en la buja.En vista de que es costoso el barrenado del cigeal y de las bielas, se pueden colocar debajo de cada biela, artesas que se mantendrn llenas de aceite proveniente de la bomba. Una saliente en el extremo de la biela, se sumerge en la artesana y forma un roco de aceite para lubricar el cojinete de la biela, las paredes del cilindro y el pasador del embolo.Encendido:El sistema de encendido cuenta de un acumulador, una bobina de encendido, un distribuidor con levas y platinos y una buja para cada cilindro. En el motor de cuatro tiempos se requiere una revolucin completa del cigeal por cada ciclo. Por esta razn deber haber un chispazo en cada cilindro a intervalos de 720 grados de giro del cigeal. Para garantizar esta secuencia, el distribuidor se mueve mediante el rbol de levas a la misma velocidad obtenindose una revolucin del distribuidor por cada dos revoluciones del cigeal.

Ciclos GenricosUna caracterstica clave de los motores de combustin interna es que en cada ciclo se aspira aire fresco, luego se adiciona el combustible y se quema en el interior del motor. Luego los gases quemados son expulsados del sistema y se debe aspirar nueva mezcla o aire. Por lo tanto se trata de unciclo abierto.En laFigura 1vemos un ciclo genrico de un motor de combustin interna.Este consta de las siguientes partes generales: Existe una presin mnima en el sistema equivalente apa. Desde1hasta2se realiza una compresin, en teora adiabtica sin roce. Entre2y3se realiza lacombustin, con un aporte de calorQabs. Entre3y4se realiza la expansin de los gases calientes. Normalmente es en esta etapa donde se entrega la mayor parte del trabajo. Esta expansin es tambin, en teora, adiabtica y sin roce. En4se botan los gases quemados a la atmsfera. El ciclo es realmenteabierto, pero (para efectos de anlisis) se supone que secierraentre4y1, volvindose el estado inicial. Se introduce, por lo tanto, el concepto deCiclo de aire equivalente. Esto significa que suponemos que el ciclo lo describe soloaire, al cual lo hacemos pasar por una sucesin de estados tal que se reproduce el ciclo real. Esto implica las siguientes suposiciones y simplificaciones:

1. Las propiedades del aire se suponen constantes para todo el ciclo (no varan niCpniCv, aunque en el caso real s lo hacen por variacin de temperatura y porque en parte del ciclo se trabaja con gases quemados).1. Se supone un sistema cerrado. Es decir, el aire est cerrado dentro del sistema y se somete a las evoluciones equivalentes.1. Entre2y3se supone que se aporta calor externamente para lograr la evolucin equivalente.1. En forma anloga, entre4y1se supone que se enfra el aire en forma equivalente.

Una evolucin clave en este ciclo genrico es lacompresin de base1-2. En efecto, ella es caracterstica de cada ciclo y es (relativamente) constante. En cambio en la operacin real, la cantidad de calorQabspuede variar en forma importante, por lo tanto tambin vara la evolucin3-4. Pero la compresin de base es relativamente estable. Se puede demostrar fcilmente que el rendimiento de la compresin de base queda expresado por:

Por lo tanto, para aumentar el rendimiento del ciclo conviene, en lo posible, aumentar lo ms que se pueda la compresin de base. Los lmites a esta compresin pueden venir de dos fuentes:1. En el caso de que solo se comprima aire (motores Diesel, turbina a gas), la compresin mxima queda fijada solo por razones tecnolgicas.1. En el caso que se comprima una mezcla aire-combustible (motor Otto), la compresin mxima queda fijada