Trucaje del motor

TRUCAJE DE MOTORES

PROGRAMA DE ESTUDIOS
1.- INTRODUCCION
2.- CINEMATICA DE MOTORES
• Desplazamiento del pistón
• Velocidad del pistón
• Aceleración del pistón
• Practicas en taller
3.- DINAMICA DE MOTORES
• Fuerzas de los gases
• Fuerzas sobre el pistón, biela y cigüeñal
• Momento
• Alternación de tiempos

4.- TRUCAJE DE MOTORES
• Modificación de la cilindrada del motor
•Modificación de la presión media efectiva
• Modificación del régimen de giro
• Practicas en taller

1.- INTRODUCCION
1.1. Que es trucaje?

1.2. Es factible el trucaje en todos los motores?

1.3 Económicamente es factible el trucaje?

1.4 Técnicamente es factible el trucaje?

1.5 Ambientalmente es factible el trucaje ?

1.- INTRODUCCION
1.6 Cuales son las ventajas del trucaje?

1.7Cuales son las desventajas del trucaje?

1.8 En la ciudad de Quito, se aprovecharían las ventajas del trucaje?

2.- CINEMATICA DEL MOTOR
c

b

a

X

Fig. 2.1 Mecanismo biela-manivela
En la Figura 2.1:
c= Carrera del pistón
r= Radio de la manivela
a= Ángulo de giro del cigüeñal

L= Longitud de la biela
X= Desplazamiento del pistón
b= Ángulo de la biela con eje del cilindroDESPLAZAMIENTO DEL PISTON
En la Fig. 1 analizando los triángulos OAB y ABC, aplicando la ley de los senos
se tiene:
AB= r sena (2.1)

AB= L senb (2.2)

Igualando la ecuación (1) y (2) se tiene que:

Remplazando:
Elevando al cuadrado:
Remplazando:
Despejando:

r sena = L senb
senb = r/L sena
senb = λ sena
sen²b = λ² sen²a
1 - cos²b = λ² sen²a
cosb =

como r/L = λ*

1 - λ²sen²a

λ*: Parámetro del diseño y geometría del motor

(2.3)

DESPLAZAMIENTO DEL PISTON
En la Fig. 2.2:

C

X = r + L – ( OB + BC ) (2.4)
En:

Δ OAB
Δ ABC

OB = r cosa
BC = L cosb

Remplazando estos valores en la ecuación (2.4):
B

A
O

X = r + L – ( r cosa - L cosb )
Operando la ecuación (4) se tiene:

X = r ( 1 – cosa ) + L ( 1 – cosb ) (2.5)
Fig. 2.2 Mecanismobiela-manivela

DESPLAZAMIENTO DEL PISTON

Como el ángulo de lectura es a, se remplaza la ecuación (2.3) en la ecuación (2.5):

X = r ( 1- cosa ) + L ( 1 - 1 - λ² sen²a )
Trabajando con identidades trigonométricas:
X = r ( 1 + 0,5 λ sen²a - cosa ) (2.6)

VELOCIDAD DEL PISTON
Se sabe que:
Como:
Y:
Derivando:

𝑑𝑋
𝑑𝑡

= Velocidad (v)

𝑑𝑋 𝑑α 𝑑𝑋
𝑑α
x = x
𝑑𝑡
𝑑α 𝑑α
𝑑𝑡
𝑑α
𝑑𝑡

=ω𝑑𝑋
𝑑α

=ω

𝑑
{r ( 1 + 0,5 λ sen²a - cosa )
𝑑α
𝑑
ωr
(1 + 0,5 λ sen²a – cosa )
𝑑α

}

=
= ωr( 0 + λ sena cosa + sena )

v = ωr( 0,5λ sen2a + sena ) [ m/ seg ] (2.7)

VELOCIDAD DEL PISTON

Fig. 2.3 Velocidad del pistón

ACELERACION DEL PISTON
Se sabe que:
Como:
Y:

𝑑𝑣
𝑑α
𝑑𝑣
𝑑α

x

= aceleración

𝑑α
𝑑α

=

𝑑α
𝑑𝑡

=ω

𝑑𝑣
𝑑α

𝑑α
𝑑𝑡

xDerivando:
𝑑𝑣
𝑑α

=ω

𝑑
𝑑α

[ωr( 0,5λ sen2a + sena )]
𝑑

= ω²r ( 0,5λ sen2a + sena )
𝑑α
= ω²r ( 0,5λ*2cos2a + cosa )

a = ω²r ( λ cos2a + cosa ) [ m/seg²]

( 2.8)

ACELERACION DEL PISTON

Fig. 2.4

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.5 Desplazamiento, velocidad y aceleración del pistón

CINEMATICA DEL MOTOR

ESPECIFICACIONES DEL MOTOR :
D pistón = 75 mm
Carrera (s) = 90 mmRadio de la manivela (r) = 45 mm
Longitud del brazo de biela (L) = 160 mm
λ = 0,281 ( λ = r/L )

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.6

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.7

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.8

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.9

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.10

CINEMATICA DEL MOTOR

Fig. 2.11

CINEMATICA DEL MOTOR
Calculo del desplazamiento, velocidad y aceleración delpistón:

2. DINAMICA DEL MOTOR
Durante el desplazamiento alternativo del pistón entre el PMS y el PMI e
inversamente, este esta sometido a cambios de velocidad y aceleración.
Los esfuerzos máximos de torsión, flexión, tracción y compresión sobre la
cabeza del pistón y consecuentemente sobre la biela y cigüeñal ocurren
durante el tiempo de trabajo y es cuando se hace el análisis...