Motores

Problema 1.-Un motor, originalmente Diesel, de relación de compresión , de cuatro tiempos, de 4 L de cilindrada, de 4 cilindros, de aspiración natural, es convertido para trabajar con GNV con el ciclo Otto remplazando los inyectores por bujías, rebajando la cabeza de los pistones para así aumentar el volumen muerto de los cilindros en 50% (con la consiguiente disminución de la relación decompresión) e instalando un mezclador (aire-GNV) con su válvula de mariposa en el ducto de admisión. Estas son las únicas modificaciones hechas. Si en la versión Diesel, en el régimen nominal, el motor tenía los siguientes parámetros: nnom=3100 RPM, = 25ºC, =1,05, pa=0,87 bar, pr=1,15 bar. Después de la conversión las pérdidas hidráulicas en la admisión (a nnom, con la válvula de mariposa completamenteabierta) varían en 0,03 bar y se mantiene constante. Asumiendo que p0=1,01 bar, T0=20ºC. Calcular (justificando las asunciones que haga):
a) La eficiencia volumétrica cuando el motor trabaje a GNV en el régimen nominal, en %.
b) El caudal de GNV (en m3/h) asumiendo y l0=9,3 m3/m3.
Problema 2.-Un motor E.CH., de aspiración natural, de relación de compresión =9,5/1, tiene unavelocidad media del pistón de Vp=14m/s, =R/L=0,28, un coeficiente de amortiguamiento =0,2, un coeficiente de resistencia del sistema de admisión referido a la sección más estrecha =3,8, un coeficiente de recarga =1,05, una temperatura al final de la admisión Ta=340K, p0=1,01bar y T0 =24ºC. Calcular:
a) La caída de presión en el sistema de admisión , en bar.
b) La eficiencia volumétrica delmotor en este régimen, en %.
Problema 3.- Un motor Diesel, sobrealimentado con turbocompresor (sin intercooler), de 4 tiempos y 4 cilindros, de dimensiones SxD= 120x100 mm, coeficiente de amortiguamiento (Ap área transversal del pistón), relación de compresión , sin descentramiento. En el régimen nominal, la velocidad del motor es n=3500 rpm y el coeficiente de resistencia del sistema de admisión ,el calentamiento del aire fresco por contacto con las paredes es , la presión de los gases residuales pr=0,80pk. Las condiciones del aire a la salida del turbocompresor son pk=1,9 MPa y Tk=90ºC. Si en un cuarto de vuelta del cigüeñal (desde el PMS), los pistones descienden el 65% de la carrera. Además, durante la recarga ingresa adicionalmente a los cilindros 8% de aire y el coeficiente desoplado =0,80. Asumiendo que la velocidad del aire (Vad en m/s) en la sección más estrecha del sistema de admisión (Aad en m2) se puede calcular con la fórmula propuesta por M.S. Jóvaj: , donde , determinar:
a) La longitud de la biela del motor, en m (1,5 puntos)
b) El coeficiente de llenado, en % (3 puntos).

Problema 4. Un motor “cuadrado”, Diesel, de 4 cilindros, tiene una cilindrada de1,2 litros y su relación de compresión es 20:1. Sabiendo que la combustión termina 25° después del PMS y la relación λ=R/L=0,3. Calcular la eficiencia termodinámica del ciclo teórico, asumiendo que se lo puede modelar como un ciclo con suministro de calor a presión constante (k=1,4).

Problema 5.- Un motor encendido por chispa de dos tiempos, dos cilindros, funciona a 5000 rpm y la velocidadmedia del pistón es de 10,5 m/s. Si el diámetro del cilindro es 75 mm, y las relaciones de compresión geométrica y real son 8 y 6,5, respectivamente, determine el volumen total perdido por efecto de las lumbreras, en centímetros cúbicos.

Problema 6. Un motor Diesel sobrealimentado, de 10 cilindros, de cuatro tiempos, cuyo régimen nominal es 2500 r.p.m. , tiene una presión media efectiva . Sila temperatura del aire de admisión después del compresor se determina con la ecuación:



Calcule la eficiencia efectiva del motor en el régimen nominal si se conoce lo siguiente,; ; ; (eficiencia adiabática del compresor); ; ; ; α = 1,8; lo = 14,45; (exponente adiabático del aire).
Considere que la masa molecular del aire es Para el combustible:

Pregunta 1.- Llenar...