MECNICA DE FLUIDOS I
Laboratorio de ingeniera trmica
Laboratorio Termodinmica ii
Prctica No. 3
Traslape Valvular
Equipo: 1.
Integrantes: *Carrillo Pichardo ngel Humberto. *Cordero Mercado
Jorge. *Romero Abad Enrique. *Vzquez Sedeo Adrian Samuel. *Vzquez
Zarza David.
Grupo: 5MM3.
Profesor: Ing. Jess Daniel Soriano.
Fecha de entrega: 19 de Febrero del 2015.
INDICEPRCTICA 3 TRASLAPE VALVULARINSTITUTO POLITCNICO
NACIONALEscuela Superior de Ingeniera Mecnica & ElctricaUnidad
Culhuacan
PRCTICA 3. TRASLAPE VALVULAR
Tema ObjetivoIntroduccinMarco tericoCiclo OttoCiclo
DieselDesarrolloProcedimientoDatos Ciclo OttoDatos Ciclo
DieselConclusinBibliografa
Pgina111135567883
PRCTICA 3. TRASLAPE VALVULAR Pgina | 8
Prctica 3tRASLAPE VALVULARObjetivo: Determinar de forma
experimental los ngulos de avance en la apertura de la admisin,
retraso al cierre de la admisin, delante de la apertura de escape y
el retraso del cierre de escape empleando los modelos de los
motores de combustin interna del ciclo Otto y Disel.Introduccin:Se
denomina avances y retrasos de vlvulas a los cambios en los
momentos en que abren y cierran las vlvulas en los motores de
combustin interna de cuatro tiempos, con relacin al momento terico
para hacerlo. El momento terico para abrir y cerrar las vlvulas es
en el PMS y en el PMI (), pero al adelantar las aperturas y
retrasar los cierres, se consigue aumentar en forma significativa
el rendimiento y las prestaciones del motor, al mejorar la
velocidad con la que se vaca el cilindro de los gases de la
combustin, y aumentar la cantidad de mezcla aire/combustible que
ingresa al cilindro.Marco Terico:Ciclo OttoCiclo Otto: el ciclo
ideal para las mquinas de encendido por chispa.El ciclo de Otto es
el ciclo ideal para las mquinas reciprocantes de encendido por
chispa. Recibe ese nombre en honor a Nikolaus A. Otto, quien en
1876, en Alemania, construy una exitosa mquina de cuatro tiempos
utilizando el ciclo propuesto por el francs Beau de Rochas en 1862.
En la mayora de las mquinas de encendido por chispa el mbolo
ejecuta cuatro tiempos completos (dos ciclos mecnicos) dentro del
cilindro, y el cigeal completa dos revoluciones por cada ciclo
termodinmico. Estas mquinas son llamadas mquinas de combustin
interna de cuatro tiempos. Un diagrama esquemtico de cada tiempo,
as como el diagrama P-v para una mquina real de encendido por
chispa de cuatro tiempos se presenta en la Figura 1.1
a).Inicialmente, tanto la vlvula de admisin como la de escape estn
cerradas y el mbolo se encuentra en su posicin ms baja (PMI).
Durante la carrera de compresin, el mbolo se mueve hacia arriba y
comprime la mezcla de aire y combustible. Un poco antes de que el
mbolo alcance su posicin ms alta (PMS), la buja produce una chispa
y la mezcla se enciende, con lo cual aumenta la presin y la
temperatura del sistema. Los gases de alta presin impulsan al mbolo
hacia abajo, el cual a su vez obliga a rotar al cigeal, lo que
produce una salida de trabajo til durante la carrera de expansin o
carrera de potencia.Al final de esta carrera, el mbolo se encuentra
en su posicin ms baja (la terminacin del primer ciclo mecnico) y el
cilindro se llena con los productos de la combustin. Despus el
mbolo se mueve hacia arriba una vez ms y evacua los gases de escape
por la vlvula de escape (carrera de escape), para descender por
segunda vez extrayendo una mezcla fresca de aire y combustible a
travs de la vlvula de admisin (carrera de admisin). Observe que la
presin en el cilindro est un poco arriba del valor atmosfrico
durante la carrera de escape y un poco abajo durante la carrera de
admisin.
Figura 1. Ciclos real e ideal en motores de encendido por chispa
y sus diagramas P-v.En las mquinas de dos tiempos, las cuatro
funciones descritas anteriormente se ejecutan slo en dos tiempos:
el de potencia y el de compresin. En estas mquinas el crter se
sella y el movimiento hacia fuera del mbolo se emplea para
presurizar ligeramente la mezcla de aire y combustible en el crter,
como se muestra en la figura 1.2. Adems, las vlvulas de admisin y
de escape se sustituyen por aberturas en la porcin inferior de la
pared del cilindro. Durante la ltima parte de la carrera de
potencia, el mbolo descubre primero el puerto de escape permitiendo
que los gases de escape sean parcialmente expelidos, entonces se
abre el puerto de admisin permitiendo que la mezcla fresca de aire
y combustible se precipite en el interior e impulse la mayor parte
de los gases de escape restantes hacia fuera del cilindro. Esta
mezcla es entonces comprimida cuando el mbolo se mueve hacia arriba
durante la carrera de compresin y se enciende subsecuentemente
mediante una buja.
Figura 2. Diagrama esquemtico de un motor reciprocante de dos
tiempos.Ciclo DieselCiclo Diesel: el ciclo ideal para las mquinas
de encendido por compresin.El ciclo Diesel es el ciclo ideal para
las mquinas reciprocantes ECOM. El motor ECOM, por primera vez
propuesto por Rudolph Diesel en la dcada de 1890, es muy similar al
motor ECH estudiado en la ltima seccin; la diferencia principal est
en el mtodo de inicio de la combustin. En los motores de encendido
por chispa (conocidos tambin como motores de gasolina), la mezcla
de aire y combustible se comprime hasta una temperatura inferior a
la temperatura de autoencendido del combustible y el proceso de
combustin se inicia al encender una buja. En los motores ECOM
(tambin conocidos como motores diesel) el aire se comprime hasta
una temperatura que es superior a la temperatura de autoencendido
del combustible, y la combustin inicia al contacto, cuando el
combustible se inyecta dentro de este aire caliente. Por lo tanto,
en los motores diesel la buja y el carburador son sustituidos por
un inyector de combustible (Fig. 3).
Figura 3. En los motores diesel la buja se reemplaza por un
inyector de combustible, y slo se comprime el aire durante el
proceso de compresin.En los motores de gasolina, una mezcla de aire
y combustible se comprime durante la carrera de compresin, mientras
que las relaciones de compresin estn limitadas por el comienzo del
autoencendido o el golpeteo del motor. En los diesel, solamente el
aire se comprime durante la carrera de compresin, eliminando la
posibilidad de autoencendido. Por lo tanto, los motores disel
pueden ser diseados para operar a relaciones de compresin mucho ms
altas, generalmente entre 12 y 24. No tener el problema del
autoencendido conlleva otro beneficio: muchos de los exigentes
requerimientos impuestos a la gasolina pueden ser eliminados, de
manera que los combustibles menos refinados (y por lo tanto menos
costosos) pueden utilizarse en los motores diesel. El proceso de
inyeccin de combustible en los motores diesel empieza cuando el
mbolo se aproxima al PMS y contina durante la primera parte de la
carrera de potencia. Por lo tanto, en estos motores el proceso de
combustin sucede durante un periodo ms largo. Debido a esta mayor
duracin, el proceso de combustin en el ciclo Diesel ideal se
obtiene como un proceso de adicin de calor a presin constante. De
hecho, ste es el nico proceso donde los ciclos de Otto y Diesel
difieren. Los tres procesos restantes son los mismos para ambos
ciclos ideales. Es decir, el proceso 1-2 es una compresin
isentrpica, el 2-3 adicin de calor a presin constante, el 3-4 una
expansin isentrpica y el 4-1 un rechazo de calor a volumen
constante. La similitud entre los dos ciclos es tambin evidente en
los diagramas P-v y T-s el ciclo Diesel, mostrado en la Figura
4.
Figura 4. Diagramas T-s y P-v para el ciclo Diesel ideal.
Desarrollo:Procedimiento1. Comenzamos colocando mediante un
abatelenguas el transportador, teniendo en cuenta que el centro del
volante y el centro del transportador coincidan y que el 0 del
transportador coincida con la lnea del corte del motor.
2. Girar en sentido de las manecillas del reloj el volante
observando el comportamiento de la vlvula de admisin y escape.
3. Tomar la lectura de los grados a los cuales se produce el
cambio de etapa de ciclo y el traslape valvular.4. Trazar las
lecturas de los grados en el diagrama de cada ciclo.5. Repetir los
pasos anteriores para cada uno de los modelos en este caso Diesel y
Otto.
INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera
Mecnica & ElctricaUnidad Culhuacan
Clculos:Ciclo Diesel
Traslape valvular:
Ciclo Otto
Traslape valvular:
Conclusin:En la realizacin de la prctica se presentaron varios
problemas en la lectura de los grados que se generaban para cada
etapa de los ciclos Diesel y Otto ya que existen factores que hacen
que las lecturas tengan un error.Se comprendi en que consta cada
ciclo, cuales son las etapas de cada ciclo y en que se diferencian,
la diferencia ms importante es que el ciclo Otto es necesario de
una chispa para realizar la fase de explosin a diferencia del ciclo
Diesel ya que a base de compresin el combustible llega a la fase de
explosin no es necesaria la ayuda de una chispa.Se observ el
comportamiento de las vlvulas de admisin y escape en cada uno de
los ciclos y esto nos llev a determinar el traslape que existe
entre ambas.
Bibliografa: Cengel y Boles, Termodinmica, Mxico. Mc Graw Hill.
2003. 830 pp. Moran y Shapiro, Fundamentos de Termodinmica Tcnica,
Mxico. Revert. 1999.
