Date post: | 27-Dec-2015 |
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Asignatura: Máquinas Térmicas I Catedrático: Ing. Oscar Méndez Cruz Integrantes:
Maxidiano Isidro Céspedes Gonzales
Jherson Martín Cumpa Barrios
Oscar Alfredo Gil Merino
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA - ELÉCTRICA
Tema: “SEMEJANZA DE
MOTORES ALTERNATIVOS”
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
SEMEJANZA DE MOTORES ALTERNATIVOS
FINALIDAD
Explicar las tendencias que tienen los MCIA al variar su
tamaño
Herramienta útil y rápida para el diseño y elección de
motores según la aplicación que se les quiera dar.
SUPONGAMOS 2 MCIA QUE CUMPLEN ESTOS REQUISITOS:
- Semejanza geométrica ()
- Mismas condiciones ambientales- Mismos reglajes (dosado, encendido, Trefrig)
- Misma cm (isopérdidas por fricción)
En estas condiciones, ambos motores tienen sensiblemente la misma PMI y PME
2
2
1
1
S
D
S
D
2
1
2
1
S
S
D
D
CONDICIONES A CUMPLIR POR MCIA
SEMEJANTES
SEMJANZA GEOMÉTRICA
IGUALES CONDICIONES AMBIENTALES
IGUALES REGLAJES
IGUAL VELOCIDAD MEDIA DEL PISTÓN
IGUALDAD DE PMI EN MOTORES SEMEJANTES
- Magnitudes geométricas
- Condiciones ambientales
Iguales pérdidas de calorEl rendimiento
volumétrico (nv) Igual pérdidas por bombeo
Iguales perdidas de rozamiento
Iguales perdidas por accionamiento
auxiliares
CONSECUENCIAS DEDUCIDAS DE LA
SEMEJANZA DE MOTORES
Aplicable también a motores poli-cilíndricos si se conservan las semejanzas de tamaño
Para dos motores semejantes 2 y 1, donde 2>1, se define larelación de semejanza geométrica
OTROS PARÁMETROS DE SEMEJANZA
POTENCIA
PAR
NÚMERO DE REVOLUCIONES
POTENCIA POR UNIDAD DE
SUPERFICIE DEL PISTÓN
RELACIONES DEDUCIDAS DE LA SEMEJANZA DE MOTORES
RELACIÓN ENTRE PARES
El par crece como la cilindrada con el cubo de λ
RELACIÓN ENTRE NÚMERO DE REVOLUCIONES
Los motores son más lentos si son más grandes
RELACIÓN ENTRE POTENCIAS
La potencia crece con el cuadrado de λ
RELACIÓN ENTRE POTENCIAS ESPECÍFICAS
Aumenta el tamaño conforme disminuye la
potencia específica
RELACIÓN ENTRE CALOR CEDIDO - APORTADO
El cociente se mantiene constante
RELACIÓN ENTRE POTENCIAS POR UNIDAD DE
SUPERFICIE
Se mantiene constante
IMPLICACIONES DERIVADAS DE SUBDIVIDIR LA CILINDRADA
Consideramos 2 motores de igual cilindrada y diferente numero de cilindros, donde
“Para igual cilindrada, al aumentar el número de cilindros aumenta la potencia”
OTRAS IMPLICACIONES DERIVADAS
Al subir el número de cilindros el par motor es más regular.
Al subir el número de cilindros el número de piezas aumenta, si bien son más pequeñas.
Al aumentar el número de cilindros el régimen del motor aumenta
Al subir el número de cilindros la vida de las piezas disminuye al aumentar su desgaste relativo
Al subir el número de cilindros las disposiciones constructivas son más complicadas
PARA UN MISMO NÚMERO DE CILINDROS:o El par aumenta con la cilindrada (3)o La potencia aumenta con el área de pistón (2)o La potencia por litro disminuye (1/)o El régimen de giro disminuye con el tamaño (1/)o Las pérdidas de Q por A disminuyen (1/0.25)
PARA DISTINTO NÚMERO DE CILINDROS:o Si la potencia es la misma, la cilindrada es mayor
para menor nº de cilindroso Si la cilindrada es la misma, la potencia es mayor
para mayor nº de cilindroso El par motor es proporcional a la cilindrada
RESUMEN DE RELACIONES Y PARÁMETROS EN LA SEMEJANZA DE MCIA
CONSIDERACIONES FINALES SOBRE LA
SEMEJANZA
En la práctica Cm y PME no se mantienen al variar la cilindrada.
Cm y PME sí que se mantienen bastante constantes cuando se trata de motores para una misma aplicación.
PARÁMETROS MÁS CARACTERÍSTICOS DE LOS MOTORES EN FUNCION DEL TIPO DE
APLICACIÓN
SEMEJANZA A PARTIR DE CURVAS DE PAR
Las curvas corresponden a dos motores de aspiración natural, de 4 Tiempos y 4 cilindros cuadrados es decir, D/S=1.
Para ser semejantes deben tener la misma presión media efectiva, PME, y la misma velocidad lineal media del pistón, cm.
Suponiendo que la velocidad lineal media es la misma
Los MEC tienen una menor velocidad lineal media que los MEP.
Los MEC tienen una menor PME que los MEP y los motores sobrealimentados tienen mayor PME que los de aspiración natural.
En los MEP la velocidad lineal media máxima crece con la cilindrada
ESTUDIO COMPARATIVO DE MOTORES DE AUTOMOCIÓN
ANÁLISIS DE TENDENCIA A PARTIR DE CURVAS GENERALES
MOMENTO TORSOR EN FUNCIÓN DE LA
CILINDRADA
POTENCIA SOBRE VELOCIDAD MEDIA EN
FUNCIÓN DE ÁREA TOTAL DE PISTONES
POTENCIA MÁXIMA EN FUNCIÓN DE LA
CILINDRADA
DIÁMETRO EN FUNCIÓN DE
REVOLUCIONES (a potencia máxima)
• LISTA DE FACTORES A TENER EN CUENTA
Potencia por unidad de cilindrada elevada (z , D ) Potencia efectiva elevada (Vt , z ) Reducir rozamientos (z ) Aumentar rendimiento (reducir consumo) (D ) Minimizar coste de fabricación (z ) Reducir vibraciones (z )
CRITERIOS DE DISEÑO