Master IM Motores 1

ASIGNATURA :
Diseño avanzado de vehículos.
Motores alternativos de combustión interna
Parámetros de operación y diseño
F. Moreno– fmoreno@unizar.es
25/02/2015

ÍNDICE PRESENTACION
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Introducción
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Parámetros de operación y diseño
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Esquema y nomenclatura MEC y MEP
Diferencias entre MEP y MEC
El ciclo de cuatro tiempos
Diagramas
Parámetros geométricos de unMACI
Par y potencia al freno
Presión media efectiva
Rendimientos y consumo específico
Dosado
Rendimiento volumétrico
Potencia específica
Relaciones entre parámetros
Datos de diseño y comportamiento
Optimización parámetros

Curvas características
Emisiones contaminantes
Nuevos combustibles

Esquema y nomenclatura de un MEC

Esquema y nomenclatura de un MEP

Diferencias entre MEP y MEC
• a)Combustión
– En MEP - a volumen constante
– En MEC- a presión constante y el combustible es de características diferentes
al de los MEP.

• b) Introducción del combustible
– MEP - el aire y el combustible se introducen en la cámara de combustión en
forma de mezcla gaseosa.
– MEC - se introduce el aire y el combustible separadamente en el cilindro,
mezclándose en la cámara de combustión hacia el final dela fase de
compresión. Sólo por inyección.

• c) Encendido
– El MEP – chispa.
– El MEC - la alta temperatura final de compresión provoca el encendido del
combustible apenas éste se introduce.

Diferencias entre MEP y MEC

• d) Ciclo de cuatro tiempos (4T) o de dos tiempos (2T)
– MEP - funcionan tanto con ciclo de 4T como de 2T, pero sobre todo 4T.
– MEC funcionan tanto a 4T como a 2T,indistintamente.

• e) Relación de compresión
– MEP- de 6 a 11.
– MEC - de 14 a 22.

• f) Peso
– El MEC es generalmente más pesado que un MEP de la misma cilindrada.

El ciclo de cuatro tiempos

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Se desarrolla en cuatro carreras del pistón y un ciclo equivale a dos
revoluciones del cigüeñal.
Consta de las siguientes fases : admisión, compresión, expansión y escape.

El ciclo de cuatro tiempos

•Admisión
– El pistón se desplaza desde el PMS al PMI y crea una depresión en el cilindro
que facilita el llenado.

• Compresión
– El pistón se desplaza desde el PMI hasta el PMS con las válvulas cerradas y
comprime la mezcla. Ésta se inflama teóricamente en el PMS.

• Expansión
– La presión ejercida por los gases de combustión desplaza el pistón hasta el
PMI.

• Escape
– Es el desplazamiento del pistóndesde el PMI al PMS con la válvula de escape
abierta.

Diagramas

Diagrama de distribución de un 4T

Parámetros geométricos de un motor alternativo

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Diámetro: D
Carrera: S
– Longitud recorrida por el émbolo entre el punto muerto superior (PMS) y el punto
muerto inferior (PMI).

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Relación carrera/diámetro: S/D
– En motores pequeños y medianos de 1,2-0,8.
– En MEC de baja velocidad de 5-9.•
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Relación longitud de biela radio manivela: l/a (*)
Área del pistón:

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Volumen de la cámara de combustión:
– VC =Volumen final de compresión.

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Cilindrada unitaria:
– VD = volumen desplazado por el émbolo en una carrera = Ap · S

Parámetros geométricos de un motor alternativo

• Relación de compresión volumétrica:
– r = volumen en el cilindro en PMI/volumen en el cilindro en PMS = volumenmáximo en el cilindro/volumen mínimo en el cilindro = (VD + VC)/VC
– En MEP de 6-11; en MEC, 14-24.

• Número de cilindros: z
– En MEP:
• motocicletas de 1-4,
• automóviles de 2-6 en línea, 6-8 en V.

– En MEC:
• camiones de 4-6 en línea, 6-10 en V,
• motores marinos, ferroviarios y estacionarios de 1-10 en línea, 8-20 en V.

• Cilindrada total:
– VT = z · VD

Parámetros geométricos de un motoralternativo

• Velocidad lineal media del pistón: cm
– La velocidad lineal media del pistón se define por: cm = 2·S·n, con n = rps.
– El régimen de giro máximo en MEP automoción está en el rango de 5500-7500
rpm, en MEC automoción 4000-5000 rpm y en MEC lentos de 100-750 rpm.
– Generalmente, cm suele ser un parámetro más adecuado que la velocidad de
giro del cigüeñal para correlacionar diversos...