Problema 07 V1

Problema 7.
Tenemos un motor de 4 tiempos de encendido provocado, con una relación
de compresión de 9 a 1, la presión en el colector de escape es de 1 bar y en el
colector de admisión es de 0.6bares. La presión ambiente es de 1 bar y la
temperatura de 12.8 C. En el ciclo de aire equivalente la presión al iniciarse el
escape es de 2.93 bares y la temperatura 1310 C. Calcular mediante lascondiciones
de admisión y escape ideales el contenido de residuales y las condiciones del punto
1 de inicio de la compresión.
Cv=0,77168 kJ/kgK – Cp=1,0038 kJ/kgK.

La composición de estos durante lacompresión será:
Ma = masa de aire.
Mf = masa de combustible.
Mr = masa de residuales.
Mi = masa de gases frescos = Ma + Mf
Definimos dosado como:
F=

Mf
Ma

Definimos fracción de residuales como:

f =

Mr
Mi+ Mr

Suponemos que por el motor evoluciona 1kg de gases.

M i + M r = M a + M f + M r = 1( kg )
M r = f ( M i + M r ) = f ( kg )
M i = 1 − M r = 1 − f ( kg )
En el momento del inicio de la aperturade la válvula de escape, en el PMI (Pto 4), la
presión es de 2.93 bar y 1310º C. Calculamos el volumen especifico en este punto.

p4V4 = RT4
RT4 0,287 1000 1583
=
= 1,5506 m 3 / kg
p4
293000
En elpunto 3 el volumen especifico, teniendo en cuenta que la relación de compresión
es 9:1, será:
V4 =

r=

V4
V3

V4 1,5506
=
= 0,1722 m 3 / kg
r
9
El volumen específico en el punto 3 será el mismo que en elpunto 2.
V3 =

Consideramos que los gases que quedan en el interior del cilindro sufren una expansión
adiabática hasta la presión de escape 1 bar (la presión atmosférica) cuando el émbolo
está en elPMS hasta las condiciones del punto 5. Calculemos el volumen específico y la
temperatura en este punto:

pV γ = cte
p4V4γ = p5V5γ
293000
1,55061.4
100000
V5 = 3,3418m3 / kg
V51.4 =

TV 1−γ = cteT4V41−γ = T5V51−γ
T4V41−γ 1583 1,55060.4
T5 = 1−γ =
= 1164 K
V5
3,34180.4
Durante la carrera de escape la presión es de 1 bar constante y al final de la misma el
volumen de gases que quedan en el...