Motor Calculos

PARÁMETROS DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Cilindrada unitaria:
Vh=πD24s
Vh=Volumen del cilindro cilindrada unitaria (m3)
D=Diámetro del cilindro(m)
s=Carrera (m)
Cilindrada total:
VH=Vh.i
VH=Cilindrada total (m3)
i=Número de cilindros
Relación de compresión:
ε=Vh+VcVc
ε=Relación de compresión
Vc=Volumen de la cámara de combustión (m3)
Volumen total del cilindro:
Va=Vh+VcVa=Volumen total del cilindro (m3)
Carrera del pistón:
s=2r
r=Radio del cigueñal (m)
CICLO OTTO (Volumen constante)

Calor suministrado:
q1=Cv(Tz-Tc)
q1=Cantidad de calor suministradoKJKg
Cv=Calor específico a volumen constante 0,718 KJKg.°K
Tz=Temperatura de combustión (°K)

Tc=Temperatura de compresión (°K)
Calor extraído:
q2=Cv(Tb-Ta)
q2=Cantidad de calor extraído KJKg
Ta=Temperaturade admisión (°K)
Tb=Temperatura de expansión (°K)
Trabajo del ciclo:
qc=q1-q2
qC=Trabajo del ciclo KJKg
Eficiencia térmica:
ηt=1-q2q1=1-Tb-TaTz-Tc
ηt=1-1εk-1
ηt=qcq1
ηt=Eficiencia térmica
K=Coeficiente adiabático
Temperatura de compresión:
Tc=TaVaVck-1=Taεk-1
Temperatura de combustión:
Tz=TcPzPc=λTc=λεk-1Ta
Temperatura de expansión:
Tb=TzVzVbk-1=TzVcVak-1= Tz1εk-1=λTa
Presiónmedia del ciclo:
Pmc=Paεk(λ-1)ε-1(k-1)ηt
Pmc=Presión media del ciclo (Pa)
Pa=Presión de admisión(Pa)
λ=Grado de elevación de la presión

CICLO DIESEL (Presión constante)

Calor suministrado:
q1=Cp(Tz-Tc)
Calor extraído:
q2=Cv(Tb-Ta)
Relación de compresión:
ε=VaVc
Grado de expansión previa:
ρ=VzVc=TzTc
ρ=Grado de expansión previa
Eficiencia térmica:
ηt=1-q2q1=1-Cv(Tb-Ta)Cp(Tz-Tc)ηt=1-1εk-1×ρk-1k(ρ-1)
Cp=Calor específico a presión constante 1,005 KJKg.°K
Presión media del ciclo:
Pmc=Paεkk(ρ-1)ε-1(k-1)ηt
Relaciones:
CvCp=1k
CICLO MIXTO (Presión y volumen constante)

Calor aportado:
q1=q1'+q1''=CvTz'-Tc+CpTz-Tz'
q1'= Calor aportado a volumen constante KJKg
q1''= Calor aportado a presión constanteKJKg
q1=CvTcTzTc-1+CpCvTz'TcTzTz'-1

q1=CvTcλ-1+kλ(ρ-1)
Donde:Tc=Taεk-1
Grado de expansión previa:
ρ=VzVz'=TzTz'
Calor extraído:
q2=Cv(Tb-Ta)
Eficiencia térmica:
ηt=1-q2q1=1-Cv(Tb-Ta)CvTcλ-1+kλ(ρ-1)

ηt=1-1εk-1λρk-1λ-1+kλ(ρ-1)
Presión media efectiva:
Pmc=Paεkλ-1+kλ(ρ-1)ε-1(k-1)ηt
FORMACIÓN DE LA MEZCLA:
Coeficiente de exceso de aire:
α=ll0

α=0,85 a 1,15 M.G.
α=1,3 a5 M.D.
α=Coeficiente de exceso de aire
l=cantidad real en masa de aire quetoma parte en la combustión de 1kg de
combustible
l0=cantidad teórica necesaria (Kg)

CÁLCULO DE TIEMPOS DEL MOTOR:
ADMISIÓN:
Cantidad máxima en masa de aire:
G0=Vaρ0
G0=Cantidad máxima en masa de aire (Kg)
Va=Volumen total del cilindro (m3)
ρ0=Densidad del aire a P y T ambiente Kgm3
Pérdidas de presión:
ΔPa=Pc-Pa=(1+ξ0)Wad22ρ0

ΔPa=1+ξ0Wad22gγ0kgfm2
ΔPa=Pérdidas de presión (Pa)Pc=Presión de sobrealimentación (Pa)
Pa=Presión al final de admisión (Pa)
Po=Presión ambiente (Pa)
ξ0=Coeficiente de resistencia
Wad=Velocidad media del movimiento del aire en la sección de paso de la
válvula 45 a 70 m/s
Sin sobrealimentación:

Pc=Po
ρc=ρo

Pa=Pc-ΔPa
Pa=(0,8 a 0,9)Po
Densidad del aire al final de admisión:
ρa=PaRTo ρa=PaPoρo
ρ0=Densidad del aire a P y T ambiente Kgm3ρa=Densidad del aire al final de admisión Kgm3
Masa de la carga en admisión:
G= ρaVa=ρoVaPaPo

G=Masa de la carga a Pa, Ta y ρa (Kg)
Temperatura de la carga al finalizar el llenado:
To'=To+ΔT
To'=Temperatura de la carga al finalizar el llenado (°K)
ΔT=Diferencia de temperatura de la carga (°K)
To=Temperatura ambiente (°K)
Disminución de la masa de carga debido a las resistenciashidráulicas:
ΔG= Go-G= ρoVo-ρoVoPaPo

ΔG= ρoVo1-PaPo ΔG=ρoVa1-PaPoTaTo
ΔG=Disminución de la masa de carga debido a resistencias hidráulicas (Kg)
Densidad de la carga al terminar admisión:
ρ=PaRTa ρ=ρoPaPoToTo'
ρ=Densidad de la carga al terminar admisión Kgm3
R=constante universal de los gases 287JKg.°K
Cantidad de carga admitida:
G'=ρoVaPaPoToTo'
G'=Cantidad de carga admitida (Kg)...