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Páginas: 14 (3443 palabras)
Publicado: 5 de septiembre de 2014
13-agosto-2014
AVISO 1
El avance para la 1ª Revisión deberá cubrir hasta el punto
1.1.3 Corrección de la potencia por altitud
Conforme a la Guía.
Información Tecnológica-Vol. 17 N°5-2006, pág.: 21-30
INGENIERIA MECANICA
Estudio del Efecto de la Altitud sobre el Comportamiento de Motores de Combustión Interna. Parte 1: Funcionamiento
Study of the Altitude Effect onInternal Combustion Engine Operation. Part 1: Performance
Magín Lapuerta (1), Octavio Armas (1), John R. Agudelo (2) y Carlos A. Sánchez (2)
(1) Universidad de Castilla-La Mancha, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales,
Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real-España (e-mail: magin.lapuerta@uclm.es)
(2) Universidad de Antioquia, Grupo GASURE, Calle 67 Nº. 53-108, A.A. 1226,Medellín-Colombia
Resumen
En este trabajo se estudia el efecto de la altitud sobre la potencia en motores de aspiración natural y turbosobrealimentados sin sistemas correctores, en función de la presión ambiental. La altitud sobre el nivel del mar tiene un notable efecto sobre la densidad del aire y su composición. Dado que los motores de combustión interna tienen sistemas de admisión y deinyección de combustible volumétricos, la altitud modifica el ciclo termodinámico de operación, y en consecuencia las prestaciones, así como las condiciones locales de combustión, y por tanto la formación de contaminantes. Se ha obtenido una expresión que permite calcular el incremento de relación de compresión del turbogrupo, necesario para evitar cualquier pérdida de potencia al aumentar la altitud.Palabras claves: motores de combustión, efecto de altitud, funcionamiento de motores, potencia
Abstract
The present study shows the effect of altitude on the performance of both naturally aspirated and turbocharged internal combustion engines without corrective systems, as a function of pressure in the environment. Altitude above sea level has a notable effect on the density of airand its composition. Given that internal combustion engines have volumetric-based fuel systems, altitude can modify their thermodynamic cycle of operation, and consequently their performance, local combustion conditions, and formation of pollutants. An expression has been obtained which allows calculation of the increase of the compression ratio of the turbogroup required to avoid power loss withincrease in altitude.
Keywords: combustion engines, altitude effects, engine performance, power
INTRODUCCIÓN
La disminución de la presión y la temperatura atmosférica afecta a la densidad del aire y su composición, y en consecuencia, a las pres-taciones de toda máquina térmica. Este pro-blema es más acentuado en máquinas térmi-cas de desplazamiento volumétrico como los motores decombustión interna alternativos, y dentro de ellos, aún más en los de aspiración natural.
El rendimiento indicado disminuye con la altitud debido principalmente a que la presión en el cilindro es menor a lo largo de todo el ciclo del motor, si bien otros efectos relacionados con la incorporación del combustible también influyen. Todo ello provoca una pérdida de potencia indicada. Aunque la potencia depérdidas mecánicas se reduce ligeramente con la altitud debido a que la potencia de pérdidas de bombeo y la de rozamiento se reducen por la disminución de la contrapresión de escape y de presión en el cilindro respectivamente, esta disminución es mucho menos significativa que la de la potencia indicada. Por ello, algunos autores suponen el cambio en la potencia de pérdidas mecánicas como unporcentaje constante de la variación de la potencia indicada a medida que cambia la altitud (Xiaoping et al., 1996), mientras que otros directamente la desprecian (SAE J1349, 1995; Heywood, 1988), suponiendo idéntica disminución para la potencia indicada y para la efectiva. Esta última suposición implica que el peso de las pérdidas mecánicas crezca frente a una potencia indicada que disminuye y que...
AVISO 1
El avance para la 1ª Revisión deberá cubrir hasta el punto
1.1.3 Corrección de la potencia por altitud
Conforme a la Guía.
Información Tecnológica-Vol. 17 N°5-2006, pág.: 21-30
INGENIERIA MECANICA
Estudio del Efecto de la Altitud sobre el Comportamiento de Motores de Combustión Interna. Parte 1: Funcionamiento
Study of the Altitude Effect onInternal Combustion Engine Operation. Part 1: Performance
Magín Lapuerta (1), Octavio Armas (1), John R. Agudelo (2) y Carlos A. Sánchez (2)
(1) Universidad de Castilla-La Mancha, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales,
Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real-España (e-mail: magin.lapuerta@uclm.es)
(2) Universidad de Antioquia, Grupo GASURE, Calle 67 Nº. 53-108, A.A. 1226,Medellín-Colombia
Resumen
En este trabajo se estudia el efecto de la altitud sobre la potencia en motores de aspiración natural y turbosobrealimentados sin sistemas correctores, en función de la presión ambiental. La altitud sobre el nivel del mar tiene un notable efecto sobre la densidad del aire y su composición. Dado que los motores de combustión interna tienen sistemas de admisión y deinyección de combustible volumétricos, la altitud modifica el ciclo termodinámico de operación, y en consecuencia las prestaciones, así como las condiciones locales de combustión, y por tanto la formación de contaminantes. Se ha obtenido una expresión que permite calcular el incremento de relación de compresión del turbogrupo, necesario para evitar cualquier pérdida de potencia al aumentar la altitud.Palabras claves: motores de combustión, efecto de altitud, funcionamiento de motores, potencia
Abstract
The present study shows the effect of altitude on the performance of both naturally aspirated and turbocharged internal combustion engines without corrective systems, as a function of pressure in the environment. Altitude above sea level has a notable effect on the density of airand its composition. Given that internal combustion engines have volumetric-based fuel systems, altitude can modify their thermodynamic cycle of operation, and consequently their performance, local combustion conditions, and formation of pollutants. An expression has been obtained which allows calculation of the increase of the compression ratio of the turbogroup required to avoid power loss withincrease in altitude.
Keywords: combustion engines, altitude effects, engine performance, power
INTRODUCCIÓN
La disminución de la presión y la temperatura atmosférica afecta a la densidad del aire y su composición, y en consecuencia, a las pres-taciones de toda máquina térmica. Este pro-blema es más acentuado en máquinas térmi-cas de desplazamiento volumétrico como los motores decombustión interna alternativos, y dentro de ellos, aún más en los de aspiración natural.
El rendimiento indicado disminuye con la altitud debido principalmente a que la presión en el cilindro es menor a lo largo de todo el ciclo del motor, si bien otros efectos relacionados con la incorporación del combustible también influyen. Todo ello provoca una pérdida de potencia indicada. Aunque la potencia depérdidas mecánicas se reduce ligeramente con la altitud debido a que la potencia de pérdidas de bombeo y la de rozamiento se reducen por la disminución de la contrapresión de escape y de presión en el cilindro respectivamente, esta disminución es mucho menos significativa que la de la potencia indicada. Por ello, algunos autores suponen el cambio en la potencia de pérdidas mecánicas como unporcentaje constante de la variación de la potencia indicada a medida que cambia la altitud (Xiaoping et al., 1996), mientras que otros directamente la desprecian (SAE J1349, 1995; Heywood, 1988), suponiendo idéntica disminución para la potencia indicada y para la efectiva. Esta última suposición implica que el peso de las pérdidas mecánicas crezca frente a una potencia indicada que disminuye y que...
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