Termodinámica experiencias práctica

1. DESPIECE DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
Esta constituyó la primera de las prácticas desarrolladas durante el curso. Durante la hora de duración de la misma se tuvo la ocasión de ver varios motores, la mayoría de ellos de Ciclo Otto (que funcionan con gasolina) procedentes de vehículos de las décadas de los años 70 a 90. También se nos mostraron algunos otros grupos estacionarios que habíaen las instalaciones del laboratorio, y las instalaciones del mismo.
Durante la práctica se utilizaron principalmente dos motores desmontados, así como algunas partes de otros estudiando todas las piezas, su montaje y funcionamiento. Se trataba en casi todos los casos de motores alternativos de ciclo Otto de 4 cilindros en línea, aunque también había alguna pieza de otro tipo de máquinas. Secomenzó por el bloque motor y el cárter, pasando por los cilindros, cigüeñal, bielas, pistones con sus segmentos, válvulas, árbol de levas, balancines, empujadores, culata, distribución mecánica, sistema de alimentación (carburación, inyección), colectores, etc… analizando minuciosamente todas estas partes y muchas otros, hasta llegar a relacionar cada una con las demás, viendo de forma tangible losconocimientos previamente explicados en la clase de teoría. Se llevó a cabo algo similar a lo que se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Despiece de completo de un motor V8 de un BMW M3. Figura procedente de [1].

BANCO DE PRUEBAS
En la segunda práctica se llevó a cabo el estudio de un motor de gasolina de 4 tiempos en el banco de pruebas, con el objetivo de obtener el diagrama indicado delmismo, así como su curva de Par-rpm.
El motor utilizado en cuestión era de ciclo Otto de 4 cilindros en línea y alimentación por carburación, poseía una cilindrada de 1117 〖Cm〗^3, una relación de compresión de 9,5:1 y una potencia máxima de 34 KW (46 Cv). En la Figura 2 siguiente se muestran las características principales del mismo (es que figura con la referencia VSG 411).

Figura 2.Principales características del motor empleado en la práctica.
Con fines educativos dicho motor se encuentra montado en un banco de pruebas dentro de un habitáculo con los aislamientos y medidas de precaución pertinentes, sobre las cuales se nos instruyó antes de llevar a cabo la experiencia. Dicho montaje puede observarse en la Figura 3.

Figura 3. Motor instalado en el banco de pruebas.
Para elcorrecto funcionamiento del motor se precisa de un tanque de gasolina, el cual se encuentra fuera del habitáculo donde se ubica el mismo, con el ánimo de que en caso de producirse algún problema se evite una inflamación del combustible. Para poder medir los consumos de combustible se dispone de un caudalímetro a la salida del depósito.
Asimismo es necesaria una refrigeración del mismo, la cual seconsigue haciendo circular por el bloque agua, en este caso en sentido inverso al del mismo motor en condiciones normales de operación, lo cual no influye en absoluto para cumplir la misión refrigerante. Dicha agua procede de un depósito formando un circuito cerrado, el cual se abre tirando parte del agua, y tomándola de la red a menor temperatura, para conseguir disminuir la temperatura del tanquecuando esta supera un determinado valor.
La salida de humos de escape del motor se encuentra canalizada por una conducción dispuesta para tal efecto que los dirige directamente fuera del habitáculo aislado donde se encuentra el mismo hasta el exterior del edificio.
Al poner en funcionamiento el motor es posible obtener la medida de los parámetros siguientes:
Diagrama P-V ó diagrama indicado.La medida de la presión en los cilindros se realiza mediante un transductor colocado para tal fin. La medida del volumen se lleva a cabo fijando un encoder angular que mide el ángulo de la biela y la manivela pudiéndose determinar la posición del pistón, y por consiguiente el volumen.
Par motor
Revoluciones por minuto
Consumo

Figura 4. Cuadro de medidas del banco de pruebas.

Curva...