INTRODUCCION

MOTOR DE GASOLINA

Motor de GASOLINA

Cualquier tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, basa su funcionamiento como su nombre lo indica en el quemado de una mezcla comprimida de aire combustible dentro de una cámara o cilindro al elevar la temperatura debido a la compresión de la mezcla se genera una llama o chispa y en ese momento empieza a actuar la energía química y luego en energía calorífica después de esto se genera un movimiento lineal una presión en la cabeza del pistón hacia el punto muerto inferior. Este movimiento es transmitido por medio de la biela al eje principal del motor o cigüeñal, donde se convierte en movimiento rotativo, el cual se transmite a los mecanismos de transmisión de potencia (caja de velocidades, ejes, diferencial, etc.) y finalmente a las ruedas, con la potencia necesaria para desplazar el vehículo a la velocidad deseada y con la carga que se necesite transportar

Mediante el proceso de la combustión desarrollado en el cilindro, la energía química contenida en el combustible es transformada primero en energía calorífica, parte de la cual se transforma en energía cinética (movimiento), la que a su vez se convierte en trabajo útil aplicable a las ruedas propulsoras; la otra parte se disipa en el sistema de refrigeración y el sistema de escape, en el accionamiento de accesorios y en pérdidas por fricción.

En este tipo de motor es preciso preparar la mezcla de aire y combustible convenientemente dosificada, lo cual se realizaba antes en el carburador y en la actualidad con los inyectores en los sistemas con control electrónico. Después de introducir la mezcla en el cilindro, es necesario provocar la combustión en la cámara de del cilindro por medio de una chispa de alta tensión que la proporciona el sistema de encendido.

Este movimiento es transmitido por medio de la biela al eje principal del motor o cigüeñal, donde se convierte en movimiento rotativo, el cual se transmite a los mecanismos de transmisión de potencia (caja de velocidades, ejes, diferencial, etc.) y finalmente a las ruedas, con la potencia necesaria para desplazar el vehículo a la velocidad deseada y con la carga que se necesite transportar.

Se denomina energía la capacidad de realizar un trabajo. Un cuerpo o un sistema de cuerpos tienen energía si puede realizar un trabajo en el exterior. El calor es una forma de energía; se trata de energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro a través de una superficie de intercambio (puede existir un intercambio de calor entre dos cuerpos si existe una diferencia de temperatura entre ellos). El calor puede generarse por una combustión; la energía química del combustible se transforma en calor cedido al sistema donde se efectúa la combustión misma. El trabajo efectuado por un cuerpo o sistema es igual a la disminución de energía del sistema. El trabajo es el producto de la fuerza aplicada en un punto por el desplazamiento del punto en la dirección de la fuerza misma. T = F x eLa potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo. P = T / tEl primer principio de la termodinámica es particularmente simple y útil en el caso de un ciclo termodinámico: L = Q1 – Q2 Q1 = Es el calor suministrado al sistema por al ambiente externo.Q2 = Es la cantidad de calor cedido por el sistema al exterior durante el ciclo.L = Es el trabajo realizado por el sistema en el ambiente externo.01

SISTEMAS AUXILIARES Por lo tanto la diferencia entre la cantidad de calor recibida y la cedida por el sistema, que corresponde a la disminución de energía del sistema, se transforma integralmente en trabajo. El ciclo termodinámico de un motor se caracteriza por el hecho de que el calor Q1 introducido a elevada temperatura es mayor que el calor Q2 sustraído a una temperatura más baja, por lo que el trabajo es positivo. Viceversa sucede en el caso de una máquina operadora (ej. compresor), donde el trabajo es negativo por que se efectúa en el sistema, por lo tanto el calor sustraído Q2 a temperatura elevada es mayor que el calor suministrado Q1 a temperatura más baja. Analizando el primer principio de la termodinámica resulta que, para que en el cilindro de un motor el fluido activo se expansione y, empujando el pistón, produzca trabajo, es necesario que al fluido se le suministre una cierta cantidad de calor mediante una

Todos los motores de combustión tienen un límite de temperatura para su operación normal, de sobrepasar este nivel se tienen problemas de lubricación por disminuir la viscosidad del aceite, también se pueden tener problemas de deformación de algunas piezas. Entre las causas que generan una elevada temperatura en un motor de combustión interna refrigerado por agua se tienen: obstrucción de los orificios de circulación de aire en el radiador, falla en la bomba del agua, ruptura de la correa del ventilador del radiador, fugas de agua en el radiador, entre otras. Esta variable se capta por medio de un sensor LM35. La toma de temperatura se puede realizar en varias partes del motor y dependiendo del lugar donde se tome se tendrá un valor diferente de temperatura para el nivel de recalentamiento. Para el caso del sistema propuesto, la temperatura se debe tomar en los ductos para la refrigeración,

donde la temperatura no debe superar los 85º C en el funcionamiento normal del motor. El sensor LM35 entrega una señal de tensión DC en su salida, proporcional a la temperatura medida, esta tensión se amplifica al doble para ser conectada al conversor Análogo/Digital del PIC16F873 para su procesamiento. La función de transferencia con la que se programa el micro controlador viene dada por la ecuación 4, la cual se origina al tener en cuenta el factor de amplificación en la adaptación de la señal y la función de transferencia del sensor.Ecuación 4 T= 50 * VanDonde:T es la presión del aceite del motor e igual a la presión del aire comprimido en la mangueraVan Es la tensión en el conversor Análogo/Digital

En la prueba de monitoreo de la temperatura se utilizó un termómetro con escala de 0 a 100º C. Las lecturas del termómetro se comparan con las medidas de temperatura del módulo, previamente programado con la función de trasferencia dada por la ecuación 4. En el proceso de prueba se transfiere calor a un recipiente con agua donde se encuentran sumergidos el bulbo del termómetro y el sensor encapsulado, se tomaron lecturas entre 13 y 90º C. En la Figura 5 se observa la variación de la de la temperatura para el termómetro y el módulo, en la cual se obtuvo un error relativo máximo de 2,3%.

CICLO TEÓRICOEl ciclo teórico (o ideal) está compuesto por una serie de transformaciones reversibles, efectuadas por un fluido ideal (gas perfecto) que tiene propiedades físicas y masa constantes. Las principales hipótesis adoptadas son: -La introducción del calor es instantánea.-La sustracción de calor es instantánea.-No hay intercambios de calor con el exterior (las transformaciones son

adiabáticas).-No hay fricción ni otras causas de pérdida (las transformaciones son reversibles).Con estas hipótesis el trabajo útil resulta muy superior al que se obtiene realmente. El ciclo ideal representa por lo tanto el límite máximo que un motor puede teóricamente alcanzar en cuanto a prestaciones. La representación gráfica de un ciclo (Dib. 1) se efectúa indicando en las abscisas (horizontal) los volúmenes descritos por el pistón (v) y en las ordenadas (vertical) los respectivos valores de las presiones (p). El área del ciclo representa el trabajo útil realizado por el fluido. De hecho trazando un rectángulo ABCD, cuya área es igual a la del ciclo, la altura del rectángulo representa la presión media (p.m.) del ciclo considerado. Multiplicando el valor de la presión media por el área del pistón se obtiene la fuerza que, multiplicada por el desplazamiento del pistón, nos da el trabajo realizado. En los motores endotérmicos el fluido, después de realizar el trabajo, se descarga en el exterior y se sustituye con más fluido, para empezar de nuevo el ciclo.

SISTEMAS AUXILIARES Dib. 1 Representación gráfica del diagrama del ciclo termodinámico (p, v)

CICLO REALEl ciclo termodinámico real de un motor es distinto del ciclo teórico por una serie de circunstancias:-El fluido activo no es un gas perfecto por lo tanto tiene propiedades físicas y eventualmente composición química variables. -La introducción y sustracción de calor no son instantáneas sino que requieren cierto tiempo. -Durante el ciclo hay un intercambio de calor por rozamiento, por lo que las transformaciones no son adiabáticas ni reversibles.

CICLO LÍMITEEl examen cuantitativo de todos los fenómenos unidos al ciclo real es de extrema complejidad y, a veces, se simplifica el estudio utilizando el ciclo límite donde las transformaciones no tienen pérdidas y las realiza un fluido real.

RENDIMIENTO Se define rendimiento de un ciclo ( ) la relación entre el trabajo obtenido (que corresponde a la diferencia entre la cantidad de calor suministrada y sustraída) y la cantidad de calor suministrado (que corresponde a la energía del combustible). En otros términos: = L/Q1 = (Q1 – Q2)/ Q1Dicho rendimiento es por lo tanto siempre inferior a la unidad, por que es imposible reducir a cero el calor sustraído (hay que pensar en la temperatura de los gases de escape).Podemos distinguir entre rendimiento teórico, rendimiento límite o rendimiento real según si nos referimos al ciclo teórico, al límite o al real. El ciclo teórico, al no tener pérdidas, produce un trabajo mayor, con el mismo calor introducido, por lo que el rendimiento teórico es superior a los rendimientos límite y real.De los numerosos tipos de ciclos termodinámicos existentes en la práctica, los motores endotérmicos utilizan el ciclo Otto y el ciclo Diesel.

BALANCE TÉRMICODe todo lo que hemos dicho a propósito de los ciclos y de sus rendimientos, está claro

que sólo una parte de la energía térmica del combustible, quemándose, es transformada en trabajo útil. La parte restante se pierde de distintas formas:-Refrigeración. -Gases de escape.-Irradiación.Analizando estos flujos de calores determinamos el balance térmico. Como describimos en el Dib. 2, la parte útil (el rendimiento) representa un 25 30%. El balance térmico del motor no varía mucho al variar el régimen de rotación, mientras que si varía al cambiar la carga. Para aumentar el rendimiento del motor podemos intervenir de la siguiente manera:

1.Incrementar al máximo posible la temperatura del fluido de refrigeración (instalación con circuito cerrado).2.Reducir la temperatura de los gases de escape recuperando la energía con el turbocompresor (sobre todo en los motores Diesel).

MOTOR RENAULT LOGAN

1. Temperatura del aire que dentra a la admisión

2. Temperatura del agua

Primera imagen con el ventilador encendido y temperatura del agua

Observamos el punto máximo que llega la temperatura del refrigerante antes de accionarse el ventilador

Con las anteriores imágenes podemos determinar que la temperatura del refrigerante va a oscilar entre 82 grados centígrados con el ventilador en funcionamiento y un punto máximo antes de que el ventilador se active y ese punto son 95 grados centígrados al llegar a este punto va a enviar una señal de corriente que me va accionar el ventilador el que me controla la temperatura mínima es el termostato que cuando el motor esta frio se cierra para que circule el refrigerante en el motor y no pase al panel hasta que tenga la temperatura adecuada de funcionamiento.

REFERENCIAS

http://www.sanfranciscoescuela.com/downloads/apuntes/21-termodinamica.pdfhttp://www.redalyc.org/pdf/2654/265429948018.pdf

manual de Renault