Dinamica de motores

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SANTIAGO DEL ESTERO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIAS

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Dinámica de motores

ALUMNO: DELLICOMPAGNI PABLO ROBERTO

LEGAJO: 30051/04

Análisis dinámico de fuerzas en un motor de combustión interna

Se considera que las fuentes de los esfuerzos que repercuten en el cigüeñal son las fuerzas de los gases y las de inercia. Posteriormente,se combinan estas fuerzas mediante el principio de superposición para así obtener los esfuerzos en los cojinetes y el momento de torsión.
Las acciones, fuerzas y momentos que se manifiestan durante el funcionamiento de un motor alternativo en régimen estacionario se pueden clasificar en externas e internas.
➢ Entre las llamadas externas se encuentran:
• Peso del motor.
• Fuerzas dereacción de los gases de escape y de los líquidos en movimiento.
• Par resistente del medio exterior al giro del cigüeñal.
• Par resistente del ventilador y otros órganos.

➢ Como acciones internas se consideran las siguientes:
• Fuerzas de inercia de las masas con movimiento alternativo.
• Fuerzas centrífugas de las masas con movimiento giratorio.
• Par motor.
Tanto las accionesexternas como las internas pueden estar equilibradas o no. Se consideran como no equilibradas las que se transmiten a los apoyos del motor, tales como:
• Peso del motor.
• Fuerzas de reacción de los gases de escape y de los líquidos en movimiento.
• Fuerzas de inercia de las masas con movimiento alternativo y giratorio.
• Fuerzas tangenciales de inercia de las masas en rotación cuando lavelocidad angular es variable.
• Par motor.
Las acciones equilibradas son aquellas cuyas fuerzas y momentos resultantes son nulos como por ejemplo:
• Fuerzas de presión de los gases.
• Fuerzas de rozamiento.

Algunas de las acciones no equilibradas que se han citado anteriormente tienen muy poca influencia en el equilibrado del motor, bien porque su magnitud y dirección permanecenconstantes, como es el caso del peso del motor, bien porque varíen muy poco, o bien porque su magnitud sea despreciable.
Desplazamiento, velocidad y aceleración del pistón

➢ El desplazamiento alterno del pistón se transforma en movimiento circular continuo del eje o cigüeñal, mediante el sistema biela-manivela.

El pie de biela esta sometido a un movimiento rectilíneo al terno debido asu unión con el perno del pistón y la cabeza de biela esta obligada a describir un movimiento circular con el perno de la manivela (codo de cigüeñal)

Sea la siguiente representación esquemática:

• L, longitud de la biela

• r, radio de la manivela

• c, carrera del pistón

• x, desplazamiento referido al PMS

• α, desplazamiento angular de la manivela

• β,ángulo entre el eje de biela y eje de cilindro

Viendo la figura, podemos decir que el desplazamiento del pistón esta dado por la coordenada “x” referida al punto muerto superior, y vale:

[pic] , pero: [pic]

Luego, recordando las propiedades trigonométricas, podemos escribir al cosβ como: [pic]

Por lo que la expresión del desplazamientoresulta:

[pic]

Supongamos un radio y una longitud de biela determinados, obtenemos la siguiente grafica del desplazamiento:

➢ La velocidad del pistón no es uniforme y está dada por:

[pic]

Si consideramos que L= r / λ

[pic]

Podemos despreciar el término [pic], y además recordando que

[pic]

Quedándonos la velocidad según la siguiente ley:

[pic]➢ La aceleración del pistón resulta de derivar la velocidad respecto del tiempo.

[pic]

Podemos ver que la aceleración en el PMS (para α = 0º) es mayor, en magnitud, que en el PMI (para α = 180º), donde α es el ángulo re rotación del cigüeñal.

Esta es la aceleración del pie de biela así como todo el conjunto pistón-perno de pistón

Repartición de las masas

Es...