ESCUELA POLITÉCNICA
NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PARÁMETROS INDICADOS
DE UN MOTOR DE CICLO OTTO ASPIRACIÓN NATURAL CON
SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA EN FUNCIÓN DE LA
ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGÍSTER EN
SISTEMAS AUTOMOTRICES
Ing. David Aníbal Erazo Cerón
Ing. Alejandro Sebastián Viteri Mosquera
DIRECTOR: MSc. Ángel Adalberto Portilla Aguilar
Quito, Agosto, 2017
i
DECLARACIÓN
Nosotros, David Aníbal Erazo Cerón y Alejandro Sebastián Viteri Mosquera, declaramos
bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido
previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos
consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual
correspondiente a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido
por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional
vigente.
David Aníbal Erazo Cerón Alejandro Sebastián Viteri Mosquera
ii
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por los ingenieros: David Aníbal Erazo
Cerón y Alejandro Sebastián Viteri Mosquera, bajo mi supervisión.
MSc. Ángel Adalberto Portilla Aguilar
DIRECTOR DE PROYECTO
iii
DEDICATORIA
A mi esposa Michelle y nuestro hijo Nicolás.
David
iv
AGRADECIMIENTO
A Dios por darme la vida y darme la oportunidad de culminar esta etapa.
A mi esposa por ser mi inspiración, mi apoyo, por ser incondicional en todo momento.
A mis padres por su amor, apoyo, ejemplo y paciencia.
A mis hermanas: Marthy y Anita, por ser mis amigas y consejeras.
A mis sobrinos: Sebastián, Matías, Victoria y Camila, por sus sonrisas y ternura.
Al Ing. Ángel Portilla, director de tesis por su apoyo, paciencia y conocimientos
compartidos durante la elaboración de esta tesis.
A mi compañero de tesis Alejandro con quien hemos afrontado muchas dificultades y
nuevas oportunidades en la elaboración de este proyecto.
A los amigos que he conocido en la maestría, en el CCICEV y el INEN con quienes he
compartido gratas vivencias, conocimientos e inolvidables recuerdos.
David
v
DEDICATORIA
A la memoria de: Nelly Karina Del Pozo Mosquera.
Gracias por cuidar de mí desde el cielo.
Alejandro
vi
AGRADECIMIENTO
Un sincero y profundo agradecimiento a nuestro Director de Tesis Ing. Ángel Portilla, por
compartir su valioso tiempo, conocimientos y recomendaciones para que este proyecto
sea fructuoso.
A mi amada esposa Paulina Isabel, que me levantó cuando el dolor y la adversidad me
hicieron caer.
A mis queridos padres, que siempre me han apoyado incondicionalmente y de manera
especial en la realización de este trabajo.
A mis queridos hermanos: Jeanneth y Antonio, que siempre han estado conmigo desde
mis primeros pasos.
A mis sobrinos: Jhordan Andrés, Fabricio Esteban, Adrian Paúl y Juan Francisco, que
siempre me animan y apoyan en todo momento.
A mi compañero David Erazo, ya que pese a todas las dificultades que hemos
atravesado, hemos logrado salir adelante y culminar esta etapa.
A mi hijo adorado, Martin Alejandro, mi razón de vivir, luchar y ser mejor cada día.
Finalmente, pero no menos importante agradezco al Creador, que nos permite vivir según
su voluntad.
Alejandro
vii
INDICE DE CONTENIDO Declaración ............................................................................................................................. i
Certificación ............................................................................................................................ii
Dedicatoria ............................................................................................................................. iii
Agradecimiento ..................................................................................................................... iv
Dedicatoria ............................................................................................................................. v
Agradecimiento ..................................................................................................................... vi
Indice de contenido .............................................................................................................. vii
Resumen.............................................................................................................................. xvi
Abstract ............................................................................................................................... xvii
Introducción ........................................................................................................................... 1
Objetivo general .................................................................................................................... 1
Objetivos específicos............................................................................................................. 1
Alcance ............................................................................................................................... 2
1. FUNDAMENTOS Y MARCO TEÓRICO...................................................................... 3
1.1. Motor de combustión Interna ciclo Otto .................................................................... 3
1.2. Ciclos termodinámicos del motor Otto ...................................................................... 3
1.2.1. Ciclo termodinámico ideal ......................................................................................... 4
1.2.2. Ciclo termodinámico real ........................................................................................... 5
1.3. Parámetros geométricos de los motores alternativos ............................................... 6
1.4. Parámetros indicados de los motores de combustión interna .................................. 8
1.4.1. Trabajo indicado ........................................................................................................ 9
1.4.2. Potencia indicada .................................................................................................... 10
1.4.3. Presión media indicada ........................................................................................... 10
1.4.4. Eficiencias del motor ................................................................................................ 11
1.4.5. Eficiencia volumétrica .............................................................................................. 12
1.5. Sistema de inyección electrónica ............................................................................ 13
1.5.1. Protocolos de comunicación y diagnóstico ............................................................. 13
1.5.2. Sensores de un sistema de inyección electrónica .................................................. 14
1.5.2.1. Sensor de masa y flujo de aire ............................................................................. 14
1.5.2.2. Sensor de presión MAP ........................................................................................ 15
1.5.2.3. Sensores de Temperatura .................................................................................... 16
viii
1.5.2.4. Sensor de temperatura de aire de admisión ........................................................ 16
1.5.2.5. Sensor de temperatura del motor ......................................................................... 17
1.5.2.6. Sensores de oxígeno ............................................................................................ 18
1.6. Factor lambda (Robert Bosch GmbH, 2005) .......................................................... 18
1.7. Metodología de cálculo de los parámetros indicados (Pulkrabek, 1997) ............... 19
1.8. Factores de corrección para la potencia obtenida (Sodré & Soares, 2003)........... 22
1.8.1. Factor de corrección de la SAE J 1349 ................................................................... 23
1.8.2. Factor de corrección de ISO 2534 .......................................................................... 24
2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL CICLO EXPERIMENTAL ..................... 25
2.1. Muestreo .................................................................................................................. 25
2.1.1. Muestreo probabilístico ........................................................................................... 25
2.1.2. Muestreo no probabilístico ...................................................................................... 25
2.2. Medidas de tendencia central ................................................................................. 26
2.2.1. Media ............................................................................................................. 26
2.2.2. Moda ............................................................................................................. 27
2.2.3. Mediana ............................................................................................................. 27
2.3. Medidas de dispersión ............................................................................................. 27
2.3.1. Rango ............................................................................................................. 27
2.3.2. Varianza muestral .................................................................................................... 28
2.3.3. Desviación estándar ................................................................................................ 28
2.4. Tamaño de la muestra ............................................................................................. 29
2.4.1. Porcentaje de confianza (z) ..................................................................................... 29
2.4.2. Error o porcentaje de error (ε) ................................................................................. 29
2.4.3. La variabilidad .......................................................................................................... 29
2.4.4. Tamaño de la muestra para estimar proporciones ................................................. 30
2.4.5. Determinación del tamaño de la muestra ............................................................... 30
2.5. Selección de las características de los vehículos de muestra ............................... 32
2.6. Vehículos de pruebas .............................................................................................. 34
2.6.1. Kia Rio R EX ............................................................................................................ 34
2.6.2. Hyundai Tucson ....................................................................................................... 35
2.7. Equipos .................................................................................................................... 36
2.7.1. Dinamómetro de chasis LPS 3000 .......................................................................... 36
2.7.2. Escáner automotriz .................................................................................................. 37
2.7.3. Analizador de gases vehiculares ............................................................................. 38
2.7.4. GPS ............................................................................................................. 39
ix
2.7.5. Termohigrómetro ..................................................................................................... 40
2.8. Pruebas .................................................................................................................... 41
2.8.1. Prueba estática ........................................................................................................ 41
2.8.2. Prueba dinámica ...................................................................................................... 43
2.8.3. Prueba discreta ........................................................................................................ 45
2.8.4. Prueba dinámica en carretera ................................................................................. 45
3. PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................. 46
3.1. Prueba estática ........................................................................................................ 46
3.1.1. Ejemplo de cálculo para la prueba estática del Kia Rio.......................................... 46
3.1.2. Resultados de las pruebas estáticas del Kia Rio .................................................... 51
3.1.3. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Kia Rio ............................ 59
3.1.4. Ejemplo de cálculo para la prueba estática para Hyundai Tucson 2008 .............. 61
3.1.5. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008 ............................ 65
3.1.6. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2008 .... 73
3.1.7. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010 ............................ 75
3.1.8. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2010 .... 82
3.2. Prueba dinámica ...................................................................................................... 84
3.2.1. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Kia Rio .......................... 86
3.2.2. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Hyundai Tucson ........... 87
3.3. Prueba discreta ........................................................................................................ 87
3.3.1. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Kia Rio ................................ 87
3.3.2. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Hyundai Tucson .............. 90
3.3.3. Análisis del comportamiento de los sensores del sistema de inyección
electrónica ............................................................................................................. 93
3.4. Prueba dinámica en carretera ................................................................................. 95
3.4.1 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Kia Rio ......... 95
3.4.2 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Hyundai
Tucson ............................................................................................................. 97
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 100
4.1. Conclusiones ......................................................................................................... 100
4.2. Recomendaciones ................................................................................................. 101
4.3. Bibliografía ............................................................................................................. 102
Anexos ............................................................................................................................... 104
Anexo I Modelos más vendidos de las marcas más vendidas en Ecuador ..................... 105
x
Anexo II Registro y tabulación de los datos obtenidos por los equipos utilizados en esta
investigación en la prueba estática ....................................................................... 111
Anexo III Calculos de las pruebas estáticas realizadas a diferentes alturas ................... 129
Anexo IV Resultados de las pruebas dinámicas realizadas a 2 800 msnm en el banco de
pruebas del CCICEV ............................................................................................. 148
Anexo V Resumen de resultados calculados de las pruebas estáticas mediante el análisis
termodinámico ....................................................................................................... 161
Anexo VI Resultados de las pruebas discretas obtenidos por los equipos del CCICEV . 207
Anexo VII Datos obtenidos y resultados calculados de la pruebas dinámica de carretera
mediante el análisis termodinámico ...................................................................... 212
Anexo VIII Informe de resultados del calor específico de los combustibles super y
extra ....................................................................................................................... 218
xi
INDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Ciclo termodinámico Otto ideal. .......................................................................... 4
Figura 1.2. Ciclo termodinámico Otto real. ........................................................................... 5
Figura 1.3. Parámetros geométricos de un motor Otto. ....................................................... 7
Figura 1.4. Ciclo indicado de un motor de cuatro tiempos, mostrando los lazos de alta y
baja compresión. ................................................................................................................... 8
Figura 1.5. Esquema básico de un sensor MAF................................................................. 15
Figura 1.6. Circuito básico sensor MAP. ............................................................................. 16
Figura 1.7. Circuito básico IAT. ........................................................................................... 17
Figura 1.8. Comportamiento del sensor de oxígeno observado mediante
un osciloscopio. ................................................................................................................... 18
Figura 1.9. Ciclo termodinámico Otto ideal, 6-1-2-3-4-5-6. ................................................ 20
Figura 2.1. Vehículo de pruebas # 1 ................................................................................... 34
Figura 2.2. Vehículos de prueba #2 y #3 ............................................................................ 35
Figura 2.3. Banco de potencia LPS 3000 ........................................................................... 37
Figura 2.4. Escáner LAUNCH x431 pro. ............................................................................. 38
Figura 2.5. Analizador de gases MGT5. ............................................................................. 39
Figura 2.6. GPS Garmin. ..................................................................................................... 40
Figura 2.7. Termohigrómetro............................................................................................... 41
Figura 3.1. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm ......................................................................................................................... 53
Figura 3.2. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm ......................................................................................................................... 54
Figura 3.3. Curvas de presión media indicada obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm. ...... 55
Figura 3.4. Curvas de presión media indicada obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm. .. 56
Figura 3.5. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm. .................. 57
Figura 3.6. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm. .............. 58
Figura 3.7. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ............. 60
Figura 3.8. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm. ........................................................................................................................ 67
Figura 3.9. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm. ........................................................................................................................ 68
Figura 3.10. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de
0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 69
xii
Figura 3.11. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de
0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 70
Figura 3.12. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm. ........................................................................................................................ 71
Figura 3.13. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm. ........................................................................................................................ 72
Figura 3.14. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ........... 74
Figura 3.15. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm. ........................................................................................................................ 76
Figura 3.16. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm. ........................................................................................................................ 77
Figura 3.17. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de
0 msnm a 4 000 msnm. ....................................................................................................... 78
Figura 3.18. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de
400 msnm a 3 600 msnm. ................................................................................................... 79
Figura 3.19. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm. ........................................................................................................................ 80
Figura 3.20. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm. ........................................................................................................................ 81
Figura 3.21. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica. ........... 83
Figura 3.22. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el
Kia Rio. ................................................................................................................................ 86
Figura 3.23. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Hyundai
Tucson. ................................................................................................................................ 86
Figura 3.24. Potencia obtenida para el Kia Rio en la prueba discreta ............................... 88
Figura 3.25. Potencia indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos
de los sensores.................................................................................................................... 89
Figura 3.26. Presión media indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los
datos de los sensores.......................................................................................................... 89
Figura 3.27. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los
datos de los sensores.......................................................................................................... 90
Figura 3.28. Potencia obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta ................ 91
Figura 3.29. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los
datos de los sensores.......................................................................................................... 92
Figura 3.30. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba
discreta con los datos de los sensores ............................................................................... 92
xiii
Figura 3.31. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los
datos de los sensores.......................................................................................................... 93
Figura 3.32. Comportamiento del sensor MAP con IAT ..................................................... 93
Figura 3.33. Comportamiento del sensor MAF con IAT ..................................................... 94
Figura 3.34. Comportamiento del factor Lambda - MAP .................................................... 94
Figura 3.35. Comportamiento del factor Lambda - MAF .................................................... 95
Figura 3.36. Potencia indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en
carretera............................................................................................................................... 96
Figura 3.37. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera .. 97
Figura 3.38. Presión media indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en
carretera............................................................................................................................... 97
Figura 3.39. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de
carretera............................................................................................................................... 98
Figura 3.40. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de
carretera............................................................................................................................... 99
Figura 3.41. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba
dinámica de carretera .......................................................................................................... 99
xiv
INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Valores de nivel e intervalos de confianza. ....................................................... 29
Tabla 2.2. Ventas de automóviles en el Ecuador desde el año 2000 hasta el 2015. ........ 31
Tabla 2.3. Venta de vehículos según marca, porcentaje de participación 2011-2016 ...... 32
Tabla 2.4. Tipos de vehículos más vendidos en el país. .................................................... 33
Tabla 2.5. Modelos de vehículos más vendidos por marca. .............................................. 33
Tabla 2.6. Datos de catálogo del vehículo de pruebas # 1. ............................................... 35
Tabla 2.7. Datos de catálogo de los vehículos de pruebas #2 y #3.................................. 36
Tabla 2.8. Especificaciones técnicas del dinamómetro de chasis LPS 3000. ................... 37
Tabla 2.9. Especificaciones del Escáner LAUNCH x431 pro. ............................................ 38
Tabla 2.10. Especificaciones del analizador de gases MGT5............................................ 39
Tabla 2.11. Especificaciones del GPS Garmin. .................................................................. 40
Tabla 2.12. Características del termohigrómetro. ............................................................... 41
Tabla 2.13. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAP. .................. 42
Tabla 2.14. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAF. ................... 42
Tabla 3.1. Condiciones ambientales para la prueba a una altitud de 2 800 rpm. .............. 46
Tabla 3.2. Variables del motor del Kia Rio.......................................................................... 46
Tabla 3.3. Datos obtenidos en la prueba estática a un régimen de motor de 6 000 rpm y
una altitud de 2 800 msnm. ................................................................................................. 47
Tabla 3.4. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ........... 52
Tabla 3.5. Potencia obtenida con los factores de corrección. ............................................ 52
Tabla 3.6. Comportamiento de las variables de entrada con respecto a la altitud. ........... 59
Tabla 3.7. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................... 60
Tabla 3.8. Variables del motor del Hyundai Tucson. .......................................................... 61
Tabla 3.9. Datos obtenidos en la prueba estática a 6 000 rpm a una altitud de
2 800 msnm. ........................................................................................................................ 62
Tabla 3.10. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ......... 66
Tabla 3.11. Potencia obtenida con los factores de corrección. .......................................... 66
Tabla 3.12. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud. ..................... 73
Tabla 3.13. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................. 74
Tabla 3.14. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas. ......... 75
Tabla 3.15. Potencia obtenida con los factores de corrección. .......................................... 76
Tabla 3.16. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud. ..................... 82
Tabla 3.17. Variación de la potencia respecto a la altitud. ................................................. 83
Tabla 3.18. Resultados promedio de la prueba dinámica para el Kia Rio. ........................ 85
xv
Tabla 3.19. Resultados de la prueba dinámica para el Hyundai Tucson. .......................... 85
Tabla 3.20. Resultados de la prueba discreta para el Kia Rio ........................................... 87
Tabla 3.21. Parámetros indicados para el Kia Rio obtenidos con los datos de los sensores
en la prueba discreta ........................................................................................................... 88
Tabla 3.22. Resultados de la prueba discreta para el Hyundai Tucson. ........................... 90
Tabla 3.23. Parámetros indicados para el Hyundai Tucson obtenidos con los datos de los
sensores en la prueba discreta ........................................................................................... 91
Tabla 3.24. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Kia Rio ... 96
Tabla 3.25. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Hyundai
Tucson. ................................................................................................................................ 98
xvi
RESUMEN
En el presente trabajo se expone una metodología para la determinación de la potencia,
trabajo y presión media indicada de un motor Otto de aspiración natural, con respecto a la
altitud sobre el nivel del mar mediante un análisis termodinámico, utilizando para este
efecto la información proporcionada por los sensores que equipa el sistema de inyección
electrónica y la relación aire – combustible determinada por el factor lambda (λ), misma
que se obtiene con un analizador de gases. Se han determinado los parámetros
indicados y de funcionamiento que influyen directamente en el comportamiento del motor,
y de igual forma se establece un protocolo de pruebas con el cual se puede obtener las
variables para el cálculo de estos parámetros indicados. Se obtiene como resultados de
la investigación, una correlación entre los parámetros indicados obtenidos en las pruebas
estáticas con relación al aumento de la altitud, mostrando un promedio de pérdidas del
cero punto cinco por ciento cada cien metros de elevación.
Palabras Clave: parámetros indicados del motor, altitud geográfica, análisis
termodinámico, factor lambda, potencia indicada.
xvii
ABSTRACT
In this document it is shown a methodology for determination of power, work and indicated
mean pressure of an atmospheric Otto engine, respect to altitude above sea level by
means of a thermodynamic analysis, using for this purpose the information provided by
sensors that equipped the electronic fuel injection system and air – fuel ratio determined
by lambda factor (λ), which is obtained with a gas analyzer. Indicated and operating
parameters that have directly influence on engine performance have been determined,
and in the same way is established a test protocol to obtain the variables for the
calculation of these indicated parameters. As a result of the research is obtained a
correlation between indicated parameters obtained in static test and altitude increasing,
showing an average loss of zero point five percent for each hundred meters of high.
Keywords: engine indicated parameters, altitude, thermodynamic analysis, lambda factor,
net power.
1
“ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PARÁMETROS
INDICADOS DE UN MOTOR DE CICLO OTTO ASPIRACIÓN
NATURAL CON SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA EN
FUNCIÓN DE LA ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR”
INTRODUCCIÓN
Las prestaciones de los motores de combustión interna alternativos (potencia, trabajo y
presión media indicados) dependen de las propiedades del aire; los parámetros que
tienen mayor impacto en el rendimiento del motor son la presión atmosférica y la
temperatura del aire, los mismos que afectan a su densidad. En el país no se dispone de
un método para evaluar el comportamiento de los parámetros indicados de los motores
de combustión interna a diferentes altitudes sobre el nivel del mar; con este proyecto se
conocerá las condiciones reales de funcionamiento del motor de combustión interna de
encendido por chispa.
Objetivo general
Analizar termodinámicamente los parámetros indicados de un motor ciclo Otto aspiración
natural con sistema de inyección electrónica, a diferentes altitudes sobre el nivel del mar,
a través del flujo de datos de los sensores.
Objetivos específicos
· Establecer e Implementar un método de cálculo para la obtención de los parámetros
indicados del motor de combustión interna de ciclo Otto mediante el análisis
termodinámico.
· Determinar los parámetros indicados y de funcionamiento que influyen en el
comportamiento del motor.
· Establecer el protocolo de pruebas con el cual se obtendrán las variables para el
cálculo del trabajo, potencia y presión media indicada.
· Evaluar los datos obtenidos con los resultados de pruebas de banco (dinamómetro).
2
Alcance
Determinar la potencia, trabajo y presión media indicada del motor Otto aspiración natural
con respecto a la altura sobre el nivel del mar, para lo cual se realizará una simulación del
ciclo termodinámico del motor con los datos obtenidos a partir de la información
proporcionada por los sensores que equipa el sistema de inyección electrónica del
vehículo y de la relación aire - combustible determinada por el factor lambda.
3
1. FUNDAMENTOS Y MARCO TEÓRICO
En este capítulo se desarrollará la teoría del motor de combustión interna, los ciclos
termodinámicos indicado y teórico, los términos referentes a los parámetros geométricos
e indicados de los motores de combustión interna, que serán necesarios dentro de esta
investigación; además se describirán los sensores más importantes para la parte
experimental de este trabajo.
1.1. Motor de combustión Interna ciclo Otto
El motor de combustión interna es una máquina termodinámica capaz de generar trabajo,
convirtiendo la energía química proveniente de la combustión controlada de un
combustible, en movimiento lineal alternativo, el mismo que a su vez se convertirá en
movimiento circular. Se denomina motor de combustión interna debido a que dicha
combustión se produce dentro de la propia máquina. El término “ciclo Otto” debe su
nombre al ingeniero alemán Nicolaus August Otto, quien en 1876 presentó en Alemania
la patente “Gasmotor”. (Payri & Desantes, 2011)
El principio de funcionamiento básico: admisión, compresión, trabajo y escape; se ha
mantenido por más de un siglo, sin embargo, durante este tiempo el M.C.I. ha tenido un
gran refinamiento que ha logrado convertirlo en la fuente de propulsión más utilizada en
el mundo.
1.2. Ciclos termodinámicos del motor Otto
Un ciclo termodinámico está conformado por una serie de procesos, que parten de un
punto o situación inicial, y a través de la evolución de determinadas magnitudes regresará
al punto inicial.
Durante el proceso termodinámico a través del MCI, el fluido de trabajo se encuentra
sometido a una serie de transformaciones químicas y físicas tales como: compresión,
combustión, expansión, transferencia de calor, rozamientos, entre otros que constituyen
el ciclo del motor.
El análisis de estos fenómenos, considerando todas las posibles variables resulta un
tanto complejo, es por esto que generalmente se trata de simplificar estos ciclos
recurriendo a aproximaciones teóricas. Dentro del estudio del motor de combustión
interna ciclo Otto, se han definido dos ciclos que son: el ciclo ideal o teórico y el ciclo real
o indicado.
4
1.2.1. Ciclo termodinámico ideal
El ciclo termodinámico teórico o ideal es un esquema explicativo, en el cual se ha
formulado una serie de teorías básicas, que se correlacionan con el ciclo operativo
teórico, para obtener mediante cálculos sencillos, parámetros de importancia básica, tales
como el trabajo del ciclo o el rendimiento.
En la Figura 1.1 se indican los estados que conforman un ciclo termodinámico ideal.
Figura 1.1. Ciclo termodinámico Otto ideal.
(Fuente: http://navarrof.orgfree.com/Docencia/Termodinamica/CiclosGeneracion/ciclosdepotencia.htm)
· 1-2: (Compresión adiabática). En este proceso, el gas o fluido de trabajo se
comprime adiabáticamente desde el volumen (V1) al volumen (V2); la temperatura
se eleva de (T1) a (T2). El trabajo realizado por el gas comprende el área bajo la
curva 1 - 2.
· 2-3: (Absorción de calor isocórica). Durante este proceso ocurre la combustión y
se libera la energía térmica (Qe), aumentando la presión y la temperatura
drásticamente, aunque el volumen permanece constante.
· 3-4: (Expansión isoentrópica). El gas se expande adiabáticamente, haciendo que
la temperatura descienda desde (T3) a (T4). El trabajo realizado por el gas es el
área comprendida bajo la curva 3 – 4.
5
· 4-1: (Cesión de calor isocórica). En este proceso la energía térmica del gas (Qs)
disminuye a medida que decrece la presión a volumen constante como producto
de la apertura de la(s) válvula(s) de escape; en este proceso no se genera trabajo.
· PMI - PMS: Los gases residuales son expulsados a presión atmosférica,
disminuyendo el volumen desde (V1) a (V2).
· PMS - PMI: Se introduce un nuevo fluido o gas de trabajo a presión atmosférica,
aumentando el volumen desde (V2) a (V1). El mismo ciclo se repetirá
posteriormente.
Es importante indicar que, un proceso adiabático es aquel en el cual un sistema no
pierde, ni gana calor, es decir que no intercambia calor con el entorno. Si este proceso
adiabático es reversible, se le conoce como un proceso isentrópico.
1.2.2. Ciclo termodinámico real
Un ciclo termodinámico real, es aquel que muestra las condiciones efectivas de
funcionamiento de un motor de combustión, y al ser representado en un diagrama presión
– volumen (P-V), es denominado diagrama indicado.
Figura 1.2. Ciclo termodinámico Otto real.
(Fuente: http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-151.htm)
6
En la Figura 1.2 se puede apreciar un ejemplo de ciclo real, las diferencias que son
notorias en comparación con el ciclo ideal (Figura 1.1), mismas que dependen de algunas
variables, entre ellas se pueden citar:
· Pérdidas de calor
· Tiempo de apertura y cierre de válvulas de admisión y escape
· Combustión no instantánea (adelanto de encendido)
· Pérdidas por bombeo
Considerando estas variables, se puede afirmar que el rendimiento indicado se debe
primordialmente al tiempo que tarda la mezcla aire-combustible en combustionarse
totalmente y de la rapidez con la cual se llena el cilindro y la evacuación de gases
residuales.
Uno de los objetivos de los fabricantes de motores es que el ciclo indicado se asemeje lo
más posible al ciclo teórico, para lograr este fin, se han optimizado el sistema de
distribución, adelantando y retrasando el inicio y finalización de la entrada y salida de los
fluidos de trabajo.
A estas mejoras se suma el control electrónico, con la finalidad de optimizar todos los
parámetros aplicables, tratando de disminuir elementos que presenten pérdidas y
desgaste mecánico, como por ejemplo el distribuidor y el carburador, que ahora son
remplazados por elementos electrónicos y electromecánicos. Debido al avance
tecnológico del motor y a la implementación del sistema de inyección electrónica, es
posible con la ayuda de los sensores calcular los parámetros indicados, para esto se
revisará en este capítulo los elementos que serán considerados en la investigación.
1.3. Parámetros geométricos de los motores alternativos
Los parámetros geométricos permiten caracterizar las dimensiones más importantes del
motor. Incluyen fundamentalmente parámetros relativos a las dimensiones del cilindro, al
mecanismo biela manivela y al sistema de renovación de la carga. En este caso sólo se
hará énfasis en las dimensiones de cilindro. Los parámetros geométricos se fijan al
diseñar un motor, lo que condicionará el funcionamiento en lo que se refiere a las
prestaciones como emisiones. (Payri & Desantes, 2011)
En la Figura 1.3 se define la geometría básica de un motor, donde se pueden extraer los
parámetros geométricos.
7
Figura 1.3. Parámetros geométricos de un motor Otto.
(Fuente: propia)
De donde se obtienen las siguientes ecuaciones:
A! = "#$% Ec. (1.1)
V# = "#$% S Ec. (1.2)
r = &'(&)&) Ec. (1.3)
V = A*X + V, Ec. (1.4)
V- = ZV# Ec. (1.5)
Dónde:
S: carrera del pistón, (m)
α: ángulo girado por cigüeñal
D: diámetro del pistón, (m)
PMS: Punto Muerto Superior (α = 0°)
R: radio del muñón del cigüeñal, (m)
PMI: Punto Muerto Inferior (α = 180°)
L: longitud de la biela, (m)
./: relación carrera-diámetro
8
01: área del pistón, (m2)
2/: volumen desplazado (m3)
3: relación de compresión
24: volumen de la cámara de combustión, (m3)
5: número de cilindros
26: cilindrada del motor, (m3)
1.4. Parámetros indicados de los motores de combustión interna
Los parámetros indicados reciben su nombre del diagrama de ciclo indicado, mismo que
se visualiza en la Figura 1.4, que representa la evolución de la presión instantánea en
cámara a lo largo del ciclo de trabajo en función del volumen del cilindro.
La parte del ciclo marcada con signo positivo es el lazo de alta presión y con el signo
negativo, se tiene el lazo de baja presión, también denominado de bombeo, pues es
causado por la necesidad de bombear los gases para ser renovados.
Figura 1.4. Ciclo indicado de un motor de cuatro tiempos, mostrando los lazos de alta y baja
compresión.
(Fuente: (Payri & Desantes, 2011)
El lazo de alta presión coincide en su mayor parte con la evolución termodinámica
durante el ciclo cerrado (compresión, combustión y expansión), aunque no íntegramente,
puesto que, debido al ángulo de apertura del escape, una parte, la derecha del lazo de
9
alta presión corresponde al inicio del proceso de escape y como consecuencia del cierre
retrasado de la admisión, otra parte corresponde al final del proceso de admisión.
El trabajo neto cedido por los gases en el ciclo real del motor puede calcularse con la
integral a lo largo del bucle cerrado de todo el ciclo, que coincide con el área encerrada
por ciclo en el diagrama p-V, asumiendo presión constante en la otra cara del pistón. Si la
integral se extiende sólo al lazo de alta presión se obtendrá un trabajo positivo debido a
que el área es recorrida en sentido horario mientras que el lazo de baja presión
proporcionará una integral de signo negativo, como se muestra en la Figura 1.4.
El trabajo de ambos lazos se separa propiamente en el punto O de la Figura 1.4, pero por
facilidad suele definirse entre los puntos muertos inferiores, como se ve a continuación.
En todo caso, es recomendable siempre dar indicaciones explícitas del criterio que se
emplea a la hora de definir los parámetros indicados. (Payri & Desantes, 2011)
Teniendo en cuenta los comentarios anteriores se definen los siguientes parámetros:
1.4.1. Trabajo indicado
Es el trabajo producido en el ciclo cerrado (área encerrada dentro del diagrama p-V) y se
encuentra definida por la integral de alta presión entre el punto muerto inferior de
admisión y el de escape.
78 = 9 ;<2 => ?1@BCD1@BEF Ec. (1.6)
Donde:
Wi: trabajo indicado, (kJ)
PMIes: punto muerto inferior de escape
PMIad: punto muerto inferior de admisión
p: presión, (kPa)
V: volumen, (m3)
El trabajo indicado coincide con el trabajo realizado, si se asume presión constante en la
otra cara del pistón.
En algunos casos también es llamado trabajo indicado bruto, diferenciándolo del trabajo
indicado neto que cubre la integral completa de los lazos de alta y baja presión.
10
1.4.2. Potencia indicada
Es el trabajo indicado por unidad de tiempo.
G8 = HIJ78 Ec (1.7)
Donde:
Ni: potencia indicada, (kW) (hp)
i: número de ciclos por vuelta,
n: régimen de giro, (rpm)
Wi: trabajo indicado, (kJ)
Puede calcularse para un solo cilindro o para el motor completo, si el trabajo 78 es la
suma de los trabajo de todos los cilindros.
1.4.3. Presión media indicada
Se define como la presión constante que durante una carrera produce un trabajo igual al
trabajo indicado.
;KH = LMNO Ec. (1.8)
Donde:
pmi: presión media indicada, (kPa)
Wi: trabajo indicado, (kJ)
VD: cilindrada unitaria, (m3)
Reemplazando la ecuación 1.7 en la ecuación 1.8 se tiene:
7P 8 = HIJI;KH2/ Ec (1.9)
7P 8 = HIJI;KHIQ2/ Ec (1.10)
Dónde:
7P 8: potencia indicada, (kW) (hp)
i: número de ciclos por vuelta
n: régimen de giro, (rpm)
11
pmi: presión media indicada, (kPa)
VD: cilindrada unitaria, (m3)
z: número de cilindros
La potencia indicada es directamente proporcional a la presión media indicada, a la
cilindrada total V-, al régimen de giro n y al tipo de ciclo i.
H = R; para motores de 2 tiempos
H = ?TU; para motores de 4 tiempos
1.4.4. Eficiencias del Motor
El motor de combustión es una máquina térmica cuya finalidad es transformar en trabajo
el calor generado por la inflamación de un combustible; sin embargo, el tiempo disponible
para el proceso de combustión resulta muy breve, y no todas las moléculas de
combustible logran encontrar una molécula de oxígeno con la cual combinar. En
consecuencia, existe una pequeña fracción de combustible que no se inflama y sale con
el flujo de escape, mientras menor sea esta fracción, mayor será la eficiencia de
combustión. Normalmente tiene valores entre 0,95 a 0,98 cuando un motor funciona
correctamente. (Pulkrabek, 1997)
Para un ciclo del motor en un cilindro, el calor añadido es:
W8Y = K[W\NJ] Ec (1.11)
Para el estado estacionario o estable:
WP8Y = KP [W\NJ] Ec (1.12)
Y la eficiencia térmica es:
J^ = 7J_`aW8YI = 7P J_`aWP8YI= 7P aKP bWc2Jd = J[aIJ] Ec (1.13)
Dónde:
7J_` = Trabajo de un ciclo, (kJ)
7J_`P = Potencia, (kW)
12
Kb = Masa de combustible para un ciclo, (kg)
KP b = Caudal másico de combustible, (kg/s)
Wc2I= Valor calorífico del combustible (kJ)
J] = Eficiencia de combustión
El rendimiento térmico puede estar dado como indicado enfgi o real enfgh , dependiendo
de si se utiliza la potencia indicada o la potencia real. Se deduce que la eficiencia
mecánica del motor corresponde a la siguiente ecuación:
Jj = eJ^gkIaIeJ^gH Ec (1.14)
Los motores pueden tener eficiencias térmicas indicadas en el rango de 50% a 60%. Con
la eficiencia térmica real se estima alrededor del 30%.
La eficiencia de combustión se define como:
J] = 7aKbWc2 I= I7P aKP bWc2 Ec (1.15)
1.4.5. Eficiencia volumétrica
Uno de los procesos más importantes que rige la cantidad de potencia y rendimiento que
se puede obtener de un motor es conseguir la máxima cantidad de aire en el cilindro
durante cada ciclo. Más aire significa que más combustible que se puede quemar y más
energía que se puede convertir en potencia de salida. (Pulkrabek, 1997)
La eficiencia volumétrica se define como:
Jl =IKmI/om2p Ec (1.16)
Jl = IJKP mI/om2pG Ec (1.17)
Dónde:
KmI = Masa de aire en el motor durante un ciclo, (kg)
KP mII= Flujo constante de aire en el motor, (kg/s)
om = Densidad del aire evaluada al aire en el motor, (kg/m3)
13
2p = Volumen de desplazamiento, (m3)
G = Velocidad del motor, (rpm)
J = Número de revoluciones por ciclo
1.5. Sistema de inyección electrónica
La inyección electrónica es la evolución de varias décadas de investigación a fin de
obtener una combustión más eficiente. El carburador fue un elemento mecánico muy
complejo capaz de producir mezclas de aire combustible aceptables, sin embargo, con la
introducción de normativas ambientales llevó a los fabricantes a buscar nuevas formas de
generar una combustión más amigable con el medio ambiente.
Desde esta perspectiva la mayoría de fabricantes optaron por la inyección de gasolina,
que en sus inicios fue comandada mecánicamente. Sin embargo, con el avance de la
electrónica, poco a poco se incorporaron elementos que tuvieran más aplicaciones y
menos desgaste mecánico. Con la llegada de los primeros computadores para uso
automotriz, fue posible tener un control más preciso de los componentes del sistema de
inyección de combustible.
El objetivo principal de la inyección electrónica es proporcionar a cada cilindro la cantidad
de combustible necesaria para el requerimiento de servicio del motor en un determinado
momento. Para ello, cuenta con uno o más inyectores que pulverizan el combustible en la
cámara de combustión, lo que se conoce como inyección directa; o en el colector de
admisión, lo que se conoce como inyección indirecta.
1.5.1. Protocolos de comunicación y diagnóstico
Con el objetivo de reducir la contaminación ambiental, la Junta de Recursos del Aire de
California – CARB (California Air Resources Board), a finales de los años ochenta,
determina que los fabricantes de vehículos a gasolina incorporen un protocolo de
diagnóstico y comunicación conocido como OBD (On Board Diagnostics). (California
Environmental Protection Agency, 2017)
La primera generación (OBD I) incorporada en principios de la década del noventa, no
resultó ser tan eficiente debido a que este protocolo no presentaba información de todos
los componentes, pero principalmente los puertos de conexión eran diferentes para cada
marca de vehículo.
14
La segunda generación (OBD II) es el protocolo de comunicación comúnmente utilizado
desde mediados de los 90 hasta la actualidad. Su objetivo principal es facilitar el
diagnóstico del sistema de inyección electrónica, y desde luego disminuir las emisiones
contaminantes en los vehículos.
Para el desarrollo de esta investigación se utilizarán vehículos con protocolo OBD II ya
que se pueden utilizar varios equipos de diagnóstico automotriz con la finalidad de
otorgar repetibilidad a las pruebas.
1.5.2. Sensores de un sistema de inyección electrónica
Un sistema de inyección electrónica se compone de una unidad de control electrónico
(ECU), un circuito de alimentación de combustible, elementos actuadores y sensores,
estos últimos proveerán los datos necesarios para la investigación.
La principal función de los sensores es informar a la ECU el estado las magnitudes
consideradas fundamentales para la operación normal del motor. El diseño de cada
sensor hace posible que detecte una magnitud física y pueda convertir este valor a una
señal eléctrica para que la ECU pueda procesarla y según la programación del fabricante,
tome las acciones necesarias para obtener el mejor desempeño del motor.
De acuerdo con las fórmulas y ecuaciones citadas sobre el ciclo real y los parámetros
indicados en este capítulo, a continuación, se describen los sensores que serán parte
esencial en la toma de datos.
1.5.2.1. Sensor de masa y flujo de aire
La función principal de este tipo de sensores, es indicar a la ECU la cantidad de aire que
ingresa al motor, para así dosificar de manera correcta la cantidad de combustible que
deberá ser inyectada. Los sensores de flujo de masa de aire generalmente se ubican
directamente en el conducto de admisión, entre el filtro de aire y el cuerpo de aceleración,
con el propósito de medir la cantidad de aire fresco que ingresa al motor. (Rueda
Santander, Manual técnico de Fuel injection, 2005)
Existen varios tipos de sensores de masa y flujo de aire, los más comúnmente utilizados
en la actualidad son los sensores MAF (Maniflod Air Flow). Este tipo de sensor está
constituido por un termistor, un cable de platino de alta temperatura y un circuito de
control electrónico. La función del termistor es medir la temperatura del aire que ingresa
al motor, mientras tanto el cable de platino permanece a una temperatura constante en
directa relación a la temperatura que muestre el termistor, este trabajo lo realiza el
15
circuito de control electrónico. Si el flujo de aire ingresante se incrementa, la temperatura
del cable de platino decrece, por lo tanto el control electrónico tratará de compensar esa
baja de temperatura ocurrida enviando más corriente eléctrica a través del cable de
platino para mantenerlo caliente. (Miller, 2012)
En la Figura 1.5 se muestra un esquema básico y general de un sensor MAF.
Figura 1.5. Esquema básico de un sensor MAF.
(Fuente: http://automotrizcbtis160.blogspot.com/2013/06/sensor-maf-el-sensor-maf-esta-disenado.html)
El circuito de control electrónico tiene dos funciones principales que son: mantener el
cable de platino caliente compensando cualquier baja de temperatura y a su vez informar
a la ECU estas variaciones mediante un voltaje, mientras más aire ingrese al motor,
mayor será la señal de voltaje enviada a la ECU.
1.5.2.2. Sensor de presión MAP
La función principal del sensor MAP (Maniflod Absolute Pressure) es indicar a la ECU la
presión absoluta dentro del múltiple de admisión, de esta forma se podrá controlar la
dosificación de combustible dependiendo del estado de carga del motor y de la necesidad
de aceleración.
Este tipo de sensor utiliza un vacío perfecto como referencia, el mismo que se encuentra
aislado en una cámara dentro del sensor. Por otro lado, el sensor tiene un espacio en el
cual detectará los cambios de presión que ocurran en el múltiple de admisión; la
diferencia entre estas presiones generará un voltaje variable que será interpretado por la
ECU para tomar las operaciones necesarias. (Rueda Santander, Manual técnico de Fuel
injection, 2005)
En la Figura 1.6 se muestra un esquema general de un sensor MAP.
16
Figura 1.6. Circuito básico sensor MAP.
(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-map/sensores-map-parte-1/)
1.5.2.3. Sensores de Temperatura
Desde la utilización de los sistemas de carburador y posteriormente los sistemas de
inyección mecánica, se han utilizado medidores de temperatura con la finalidad de
mantener alerta al conductor para que pueda detener el motor en caso de un excesivo
incremento en el calor normal de operación. De igual forma los vehículos de última
generación tienen sensores de temperatura tanto para el motor, aire que ingresa a la
cámara de inyección, ambiente externo, transmisión, fluidos hidráulicos, entre otros. Para
este estudio se tratará los sensores que están ligados directamente al funcionamiento del
motor y al sistema de inyección electrónica. (Rueda Santander, Técnico en mecánica &
electrónica automotriz, 2010)
1.5.2.4. Sensor de temperatura de aire de admisión
La función principal de este sensor consiste en indicar a la ECU la temperatura del aire
que ingresa al motor, ya que las moléculas de aire se expanden a mayor temperatura y
ocupan más espacio, lo que ocasiona un menor rendimiento volumétrico del motor.
Conjuntamente con la señal del sensor MAF, dependerá la ECU para determinar si debe
aumentar o disminuir el ancho de pulso de inyección según sea requerido.
El sensor de temperatura es un termistor normalmente del tipo N.T.C. por lo tanto el
voltaje de referencia enviado a la ECU será mayor a medida que la temperatura del
termistor se incremente. Este sensor puede encontrarse por sí solo en el múltiple de
17
admisión, en este caso constará de dos pines de conexión: voltaje de referencia y masa
(ver Figura 1.7). (Rueda Santander, Técnico en mecánica & electrónica automotriz, 2010)
Algunos fabricantes lo pueden incorporar conjuntamente con el sensor MAF o también
con el sensor MAP, en donde los pines de conexión serán establecidos por el mismo
fabricante. Las siglas más comunes para este sensor son: IAT (Intake Air Temperature) y
MAT (Manifold Air Temperature)
Figura 1.7. Circuito básico IAT.
(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-temperatura/sensores-temperatura-parte-1/)
1.5.2.5. Sensor de temperatura del motor
La función principal de este sensor es determinar la temperatura del motor por intermedio
del refrigerante, e informar a la ECU para que pueda modificar el ancho de pulso de
inyección según se requiera, principalmente en el momento de arranque en frío.
Usualmente la constitución de este sensor es del tipo termistor, es decir que varía su
resistencia interna en función de la temperatura a la cual se exponga. El termistor puede
ser de tipo PTC (Positive Temperature Coefficient) en el cual el voltaje de señal
disminuye a medida que el motor eleva su temperatura. El termistor tipo NTC (Negative
Temperature Coefficient) en cambio aumenta el voltaje de señal conforme aumente la
temperatura del motor. (Martínez Hermógenes, 2000)
Algunas de las siglas más utilizadas para la denominación de este sensor son las
siguientes: ECT (Engine Coolant Temperature), WST (Water Sensor Temperature), CTS
(Coolant Temperature Sensor).
Normalmente cuenta con dos pines de conexión: masa y señal, que a la vez funciona
como alimentación del termistor.
18
1.5.2.6. Sensores de oxígeno
La función principal de este sensor es determinar la cantidad de oxígeno que se
encuentra presente en el ducto de escape, e informar a la ECU, así se podrá modificar el
ancho de pulso para tratar de obtener un valor de lambda igual a 1.
El comportamiento de este tipo de sensores es el siguiente: cuando se detecta una poca
cantidad de oxígeno en los gases de escape, se entiende que la mezcla es demasiado
rica; si la cantidad de oxígeno es muy alta en los gases de escape se entenderá que la
mezcla es pobre. En ambos casos la ECU generará los correctivos necesarios para
alcanzar una mezcla estequiométrica. (Miller, 2012)
El comportamiento propio de este sensor hace que la señal de referencia tenga una
variación que en la mayoría de sistemas oscila entre los 100 mV hasta los 800 mV. Para
visualizar este comportamiento, es necesaria la utilización de un osciloscopio, como se
indica en la Figura 1.8.
Figura 1.8. Comportamiento del sensor de oxígeno observado mediante un osciloscopio.
(Fuente: https://encendidoelectronico.com/sensores-de-oxigeno/sensores-de-oxigeno-parte-2/)
1.6. Factor lambda (Robert Bosch GmbH, 2005)
El factor lambda (ʎ) medido por el sensor de oxígeno indica cuánto se desvía la mezcla
de aire y combustible existente en realidad con respecto a la razón de masa que se
necesita en teoría, en este caso una proporción de 14,7:1.
Lambda indica la relación de la masa de aire suministrada con el aire necesitado durante
una combustión estequiométrica.
19
Si ʎ =1 es igual a uno la masa de aire suministrada se corresponde con la masa de aire
necesaria teóricamente.
Si ʎ ˂ 1, hace falta aire y con ello se tiene una mezcla rica.
Si ʎ ˃ 1, hay un exceso de aire o mezcla pobre. Con esta razón de aire se registra un
consumo de combustible reducido pero también una potencia reducida. El valor máximo
alcanzable para lambda, el límite de marcha con mezcla pobre depende mucho de la
construcción del motor y del sistema de preparación de mezcla utilizado. En el límite de
marcha con mezcla pobre, la mezcla ya no se enciende con facilidad. Se producen fallos
en la combustión e incluso inestabilidad de marcha del motor. Los motores Otto en el
conducto de admisión alcanzan, a potencia constante del motor, su consumo más
reducido, logrando valores de exceso de aire del 20% al 50% (1,2 ˂ ʎ ˂ 1,5)
1.7. Metodología de cálculo de los parámetros indicados
(Pulkrabek, 1997)
En el siguiente apartado se desarrollará el modelo termodinámico con el cual se
obtendrán los parámetros indicados del motor de combustión interna. Para que el análisis
del ciclo del motor sea más manejable, el ciclo real se aproxima con un ciclo de aire
estándar ideal que se diferencian por el siguiente:
1. La mezcla de gas en el cilindro es tratada como aire en todo el ciclo, utilizando los
valores de las propiedades del aire en el análisis. Esta es una buena
aproximación durante la primera mitad del ciclo, cuando la mayor parte del gas en
el cilindro es aire con hasta aproximadamente 7% de vapor de combustible.
Incluso en la segunda mitad del ciclo, cuando la composición del gas es
principalmente CO2, H2O, y N2, usando las propiedades del aire no se generan
errores altos en el análisis. El aire será tratado como un gas ideal con calores
específicos constantes.
2. El ciclo real abierto se convierte en un ciclo cerrado suponiendo que los gases
que están siendo expulsados son enviados de nuevo al múltiple de admisión. Esto
funciona con ciclos de aire estándar ideales, ya que los gases de admisión y de
escape son aire. Cerrando el ciclo se simplifica el análisis.
3. El proceso de combustión es reemplazado con un valor de calor entrante Q in. El
aire por si solo no puede combustionar.
20
4. El ciclo cerrado de escape, que lleva una gran cantidad de entalpía fuera del
sistema, es reemplazado por un ciclo cerrado de evacuación de calor del sistema
cerrado Qout de igual valor de energía.
5. Los ciclos de motor actuales se aproximan con procesos ideales.
Figura 1.9. Ciclo termodinámico Otto ideal, 6-1-2-3-4-5-6.
(Fuente: (Pulkrabek, 1997)
Al iniciar desde 6 a 1 (ver Figura 1.9) se tiene una entrada de aire a presión constante, el
ciclo comienza con el pistón en el PMS, con la válvula de admisión abierta y la válvula de
escape cerrada. Es una buena aproximación del proceso de entrada de aire en un motor
real con el acelerador totalmente abierto, donde la presión de entrada es ligeramente
menor que la presión atmosférica debido a las pérdidas de presión por el flujo de aire. La
temperatura del aire aumenta mientras este circula por el colector de admisión.
Posteriormente de 1-2 (ver Figura 1-9), se tiene la compresión isentrópica donde el pistón
de mueve del PMI al PMS, lo cual implica una buena aproximación a la compresión en un
motor real, a excepción del inicio y finalización del ciclo debido a que la válvula de
admisión no está totalmente cerrada inmediatamente después que el pistón se mueva
desde el PMI. Además la compresión se ve afectada por el chispazo de la bujía antes que
el pistón llegue al PMS. No sólo existe un aumento de la presión durante la compresión,
la temperatura también se eleva debido a la compresión del fluido. Para fines de cálculo
se asumirá que las válvulas se encuentran totalmente cerradas.
21
qs = qte2taVsguvt = qterwguvt Ec. (1.18)
xs = xte2taVsgu = xterwgu Ec. (1.19)
ytvs = zeqs { qtgaeR { |g Ec (1.20)
Dónde:
}s: es la temperatura a la que llega el fluido después de compresión isentrópica, (K)
}t: es la temperatura de entrada del aire, la cual se obtendrá por medio del sensor
IAT, (K)
~s: es la presión dentro del cilindro después de la compresión isentrópica
~t: se obtiene de la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del sensor del
colector de admisión, esta última se obtiene del flujo de datos del sensor MAP.
2s: es el volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMS, (m3)
2t: es el volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMI, (m3)
�: relación de los calores específicos, se utiliza un valor de 1,35.
3]: relación de compresión
7tvs : es el trabajo realizado por el pistón durante la compresión (kJ)
Después el proceso de 2 a 3 denominado calor entrante a volumen constante, las
válvulas están cerradas y en motores reales inicia un poco antes de que el pistón haya
llegado al PMS, alcanzando su máxima velocidad cerca de este punto y se termina un
poco después de que el pistón haya pasado el PMS. Durante la combustión o la entrada
de calor, una cantidad importante de energía actúa dentro del cilindro. Esta energía eleva
la temperatura durante un proceso de volumen constante cerrado, teniendo como
resultado en una elevación de la presión. Como consecuencia la presión y temperaturas
más altas del ciclo se alcanzan en el punto 3.
Wsv� = W8Y = K[W\N�] = dle}� { }sg = 2s 1�v1$�vIt Ec (1.21)
Donde
Wsv� = W8Y: es el calor entrante (kJ)
K[: es la masa de combustible (kg)
W\N: poder calórico del combustible, se utiliza un valor de 44300 (kJ/kg)
�]: es la eficiencia de combustión, para motores nuevos suele utilizarse un valor de
0,95
Kj: masa de la mezcla (kg)
dl: calor especifico a volumen constante (kJ/kg)
22
En el proceso desde 3 a 4 se tiene un poder isentrópico o expansión, donde los valores
de presión y entalpia dentro del sistema en el PMS generan el ciclo de poder o el ciclo de
expansión, que sigue a la combustión. La alta presión sobre el pistón lo empuja hasta el
PMI y produce el trabajo y la potencia del motor.
q% = q�eV�aV%guvt = q�eRarwguvt Ec (1.22)
x% = x�eV�aV%gu = x�eRarwgu Ec (1.23)
y�v% = zeq% { q�gaeR { |g Ec (1.24)
y��f = y�v% +ytvs Ec (1.25)
Donde:
}%: temperatura en el punto 4 (PMI)
}�: temperatura en el punto 3 (PMS)
2�: volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMS, (m3)
2%: volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMI, (m3)
3]: relación de compresión
�: relación de los calores específicos, se utiliza un valor de 1,35.
7�v%: trabajo en el proceso 3-4
�: constante de los gases
Eficiencia térmica del ciclo Otto se calcula con la ecuación 1.14 o también puede ser
calculada mediante la relación de compresión para motores Otto.
J^ = R { �R 3]� ��vt Ec (1.26)
Donde:
3]: relación de compresión
�: relación de los calores específicos, se utiliza un valor de 1,35.
1.8. Factores de corrección para la potencia obtenida (Sodré &
Soares, 2003)
Es conocido que las condiciones atmosféricas afectan a las prestaciones de los motores
de combustión interna. Un rendimiento diferente del motor a lo especificado por el
fabricante puede ser observado cuando el motor está trabajando bajo condiciones
atmosféricas diferentes a las cuales el motor ha sido ensayado o diseñado. La influencia
23
de las condiciones atmosféricas sobre el rendimiento de un motor puede ser observada a
través de las variaciones en el tiempo de la aceleración del vehículo y el consumo de
combustible.
La norma internacional ISO 2534 menciona al factor de corrección como el factor por el
cual la potencia observada debe ser multiplicada para determinar la potencia del motor a
las condiciones atmosféricas de referencia.
Para esto los factores de corrección están disponibles para predecir el desarrollo de la
potencia del motor bajo distintas condiciones ambientales diferentes a las condiciones
estándar de ensayo de laboratorio. Sin embargo, los factores de corrección propuestos a
menudo conducen a diferentes resultados para la misma condición considerada. A
continuación se describe uno de los factores de corrección de la potencia indicada más
utilizados.
1.8.1. Factor de corrección de la SAE J 1349
La norma de asociación SAE J1349 recomienda el siguiente factor de corrección de la
potencia para motores de encendido por chispa:
�� = R�R�� ���? x� � � �q ���� ���� { ?�R�� Ec (1.28)
Donde:
P: es la presión atmosférica a la cual el motor está siendo ensayado (kPa)
T: es la temperatura ambiente a la cual el motor está siendo ensayado (K)
El método de la norma SAE J1349 indica como condiciones ambientales de referencia
para medir la potencia del motor en pruebas en dinamómetro ~� = ��T??I|x� y }� =���I�. Este factor de corrección es recomendado para ser aplicado en un rango desde
95 kPa a 105 kPa, y desde 288 K a 308 K.
Este factor de potencia aplica a la potencia neta.
24
1.8.2. Factor de corrección de ISO 2534
El factor de corrección de la norma internacional ISO 2534 del año 1998, que ha sido
adoptado por varios países. Indica que el factor de corrección sugerido es:
�� = ���*F�tTs � -
s����T�
Ec (1.27)
Donde:
Pd: es la presión atmosférica a la cual el motor está siendo ensayado, (kPa)
T: es la temperatura ambiente a la cual el motor está siendo ensayado, (K)
Las condiciones de referencia son x� = ��I|x�, q� = ���I�. El factor de corrección es
recomendado para su utilización en rangos desde 80 kPa a 110 kPa, y desde 298 K a
308 K.
Este factor de corrección es aplicable en valores de 0,93 a 1,07.
La norma ISO 2534 ha sido confirmada en el año 2015.
Este factor de corrección aplica a la potencia indicada.
25
2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL CICLO
EXPERIMENTAL
Para determinar la variación de los parámetros indicados en motores de combustión
interna a través del análisis termodinámico utilizando los datos extraídos de los sensores
del vehículo descritos en el capítulo 1, se debe analizar el tamaño de muestra óptimo
para este caso, selección del tipo de vehículos y protocolos de prueba, en base al análisis
termodinámico del ciclo.
2.1. Muestreo
El muestreo es un proceso mediante el cual se puede obtener información deseada de
una población con el objetivo de caracterizarla o estudiarla. Dentro de una investigación
es muy importante realizar este proceso, ya que generalmente los recursos son limitados.
(Badii & Guillén, 2011) El muestreo puede clasificarse en:
- Probabilístico
- No probabilístico
2.1.1. Muestreo probabilístico
El objetivo principal de esta técnica de muestreo es brindar a todos los individuos de la
población las mismas oportunidades de ser seleccionados. Básicamente la selección de
datos de la muestra se basa en un proceso aleatorio.
Dentro del muestreo probabilístico se puede obtener fórmulas para estimar el error
estándar, la precisión, el sesgo, la exactitud y los límites del intervalo de confianza, entre
otros.
2.1.2. Muestreo no probabilístico
El muestreo no probabilístico es un proceso en el cual los individuos de la población son
seleccionados porque están fácilmente disponibles. De hecho, cuando la población es
muy variable (alto nivel de varianza), y la muestra por cualquier razón, debe ser de
tamaño pequeño, el muestreo no probabilístico es frecuentemente la forma más
apropiada de seleccionar datos de la población. A diferencia del muestreo probabilístico,
la muestra no probabilística no necesariamente se elabora de forma aleatoria, ya que
incluso el investigador puede seleccionar en función de su criterio.
26
Una de las desventajas más notorias del método de muestreo no probabilístico es que
existen ciertos datos desconocidos de la población, lo que implica que la muestra podría
no representar a toda la población con precisión.
2.2. Medidas de tendencia central
Son números que definen cual es el valor alrededor del que se concentran los datos u
observaciones, entre las cuales se tiene: (Rodríguez Ojeda, 2007)
2.2.1. Media
La media aritmética, es el promedio o medición de tendencia central de uso más común.
Se calcula sumando todas las observaciones de una serie de datos y luego dividiendo el
total entre el número de elementos involucrados. (Berenson & Levine, 1996)
Para una muestra que contiene una serie n de observaciones X1, X2…, Xn, la media
aritmética puede escribirse como:
�� = I�t + �s +�+ �YJ
Para simplificar esta notación, y por comodidad se usa convencionalmente la siguiente
ecuación:
e��g = ¡M¢M£¤Y Ec. (2.1)
Donde:
��: Media
n: Número total de datos
�8: iésima observación de la variable aleatoria X
�8Y8¥t : sumatoria de todos los valores Xi de la muestra.
27
2.2.2. Moda
La moda es el valor de una serie de datos que aparece con más frecuencia. Se puede
obtener fácilmente de una clasificación ordenada. A diferencia de la media aritmética, la
moda no se ve afectada por la ocurrencia de valores extremos, es por esto que, la moda
sirve básicamente para propósitos descriptivos. (Berenson & Levine, 1996).
2.2.3. Mediana
La mediana es el valor medio de una secuencia ordenada de datos. De no existir
empates, la mitad de las observaciones serán menores y la otra mitad serán mayores. La
mediana no se ve afectada por valores extremos, por esta razón cuando esté presente
una observación extrema, sería apropiado usar la mediana para describir una serie de
datos. (Berenson & Levine, 1996).
Considerando que las medidas de tendencia central no son suficientes para describir de
manera precisa el comportamiento de los datos de una muestra, se analizará también
otras medidas, descritas a continuación.
2.3. Medidas de dispersión
Básicamente son números que indican cierta información adicional acerca del
comportamiento de los datos o muestra, describiendo numéricamente su dispersión o
concentración. (Berenson & Levine, 1996). Entre estas se tiene:
2.3.1. Rango
El rango (R) es la diferencia entre la mayor (�já¦) y la menor (�jíY) observación en una
serie de datos de los datos de la muestra, siendo la ecuación la siguiente:
� = �jᦠ{ �jíY Ec. (2.2)
Donde:
�já¦: Valor máximo de un conjunto de datos
�jíY: Valor mínimo de un conjunto de datos
28
2.3.2. Varianza muestral
La varianza de muestra, es aproximadamente el promedio de las diferencias cuadradas
entre cada una de las observaciones en una serie de datos y la media. (Berenson &
Levine, 1996)
Para una muestra que contiene una serie n observaciones X1, X2…, Xn, la varianza de
muestra puede escribirse como:
§s =I e�t { ��gs + e�s { ��gs +�Ie�Y { ��gs
J { R
Para simplificar esta notación, se puede expresar la ecuación de la siguiente manera:
§s = e¡Mv¡�g$¢M£¤Yvt Ec. (2.3)
Donde:
§s:IVarianza
�8: iésimo valor de la variable aleatoria X
��: media aritmética de muestra
n: tamaño de la muestra
e�8 { ��gsY8¥t : sumatoria de todas las diferencias cuadradas entres los valores Xi y �� 2.3.3. Desviación estándar
La desviación estándar es la raíz cuadrada positiva de la varianza. La desviación se
expresa en la misma unidad de medición que los datos de la muestra. (Berenson &
Levine, 1996)
La fórmula para calcular la desviación se expresa como:
§ = ¨ e¡Mv¡�g$¢M£¤Yvt Ec. (2.4)
Donde:
§: Desviación estándar
�8: Datos de la muestra
��: media
29
n: Número total de datos
2.4. Tamaño de la muestra
El tamaño de la muestra, es el número suficiente de datos obtenidos de una población
para que la misma represente de manera adecuada a dicha población. Este ítem
depende de varios factores, entre ellos se puede considerar el porcentaje de confianza, el
porcentaje de error y de igual manera el nivel de variabilidad.
2.4.1. Porcentaje de confianza (z)
El porcentaje o nivel de confianza básicamente es la probabilidad de que los parámetros
que se está estimando se encuentren en un intervalo confiable de seguridad con el que
se podrá obtener los resultados del estudio. En la Tabla 2.1 se detallan los valores del
nivel de confianza.
Tabla 2.1. Valores de nivel e intervalos de confianza.
Nivel de
confianza
80,0 85,0 90,0 95,0 97,5 99,0
Valor de z 1,28 1,44 1,65 1,96 2,24 2,58
(Fuente: (Berenson & Levine, 1996)
2.4.2. Error o porcentaje de error (ε)
Equivale aceptar una hipótesis que sea falsa como si fuera verdadera, o la inversa,
rechazar una hipótesis por considerarla falsa. Al igual que en el caso de la confianza, si
se quiere eliminar el riesgo del error y considerarlo como 0%, entonces la muestra es del
mismo tamaño que la población, por lo que conviene correr un cierto riesgo de
equivocarse. En definitiva cuanto menor es el error muestral de la estimación mayor es su
nivel de precisión, normalmente se aceptan errores entre el 5% y 10% que evitan una
subestimación o precisión no adecuada. (Berenson & Levine, 1996)
2.4.3. La variabilidad
Es la probabilidad o porcentaje con el que se aceptó y rechazó la hipótesis que se quiere
indagar en alguna investigación anterior o en un ensayo previo a la investigación actual.
El porcentaje con que se aceptó tal hipótesis se denomina variabilidad positiva (p), y el
porcentaje con la que se rechazó la hipótesis es la variabilidad negativa (q). Hay que
30
considerar que p y q son complementarios, es decir, que su suma es igual a la unidad (p
+ q = 1). Además, cuando se habla de la máxima variabilidad, en el caso de no existir
antecedentes sobre la investigación (no se puede aplicar una prueba previa), entonces
los valores de variabilidad es p = q = 0.5, es decir en la fórmula proporciona el máximo
valor de n. (Rodríguez Ojeda, 2007)
2.4.4. Tamaño de la muestra para estimar proporciones
Si se supone que el muestreo ha sido tomado de manera aleatoria y que existen
condiciones que garanticen que la distribución de p (variabilidad) sea aproximadamente
normal, se obtiene las siguientes expresiones:
- Muestra infinita (≥ 100 000)
J = ©$ª«Iªetv«g¬$ Ec. (2.5)
- Muestra finita (< 100 000)
J = ©$ª«Iªetv«gªevtg¬$(©$ª«Iªetv«g Ec. (2.6)
En donde:
n: Tamaño de la muestra
z: intervalo de confianza
p: Variabilidad positiva
®: Porcentaje de error
N: Tamaño de la población
2.4.5. Determinación del tamaño de la muestra
El cálculo del tamaño de la muestra, se hizo en referencia al total de vehículos del parque
automotor del Ecuador, y de esta manera identificar el segmento de los vehículos que
más se tienen en el país, el cual será utilizado en este estudio. En la Tabla 2.2 se indica
la composición de los vehículos por segmentos vendidos entre el año 2000 y 2015.
31
Tabla 2.2. Ventas de automóviles en el Ecuador desde el año 2000 hasta el 2015.
AÑO AUTOMÓVIL CAMIONETA SUV VAN CAMION BUS TOTAL
2000 7 645 4 588 4 514 477 1 527 232 18 983
2001 22 936 13 765 13 541 1 431 4 580 697 56 950
2002 29 296 16 103 12 910 2 664 7 290 1 109 69 372
2003 27 565 14 113 9 050 2 947 3 837 583 58 095
2004 28 474 14 198 10 009 2 372 3 557 541 59 151
2005 41 695 17 734 12 647 2 054 5 264 1 016 80 410
2006 42 932 19 251 15 968 1 563 8 669 1 175 89 558
2007 38 565 20 660 19 769 1 917 9 570 1 297 91 778
2008 46 846 27 963 22 710 2 207 11 521 1 437 112 684
2009 35 869 21 336 24 727 1 895 7 919 1 018 92 764
2010 57 278 27 808 32 972 3 702 9 180 1 232 132 172
2011 62 585 27 469 31 712 5 678 10 788 1 661 139 893
2012 53 526 23 922 27 118 4 463 10 954 1 463 121 446
2013 47 102 22 047 27 067 5 159 11 085 1 352 113 812
2014 47 851 23 244 30 634 5 355 11 673 1 303 120 060
2015 30 344 15 071 21 664 4 404 8 263 1 563 81 309
2016 27 771 11 071 17 045 2 298 3 948 1 422 63 555
TOTAL 648 280 320 343 334 057 50 586 129 625 19 101 1 501 992
% 43,16 % 21,32 % 22,24 % 3,37 % 8,63 % 1,27 % 100 % (Fuente: (AEADE, 2017)
Los datos mostrados en la Tabla 2.2 indican que el número de vehículos vendidos en el
Ecuador entre 2000 y 2016 son 1 501 992 automotores. De los cuales 648 280 (43,16 %)
son automóviles y 334 057 (22,24 %) son vehículos utilitarios (SUVs).
Para el cálculo de la muestra, se tomará en cuenta la cantidad de automóviles y SUVs
vendidos desde el año 2000 hasta el 2016, siendo estas 982 337 unidades, con este
valor se procederá al cálculo según lo especificado en la ecuación (2.6) para este cálculo,
la más apropiada en este caso, al considerar una muestra infinita mayor a 100 000
unidades de población.
Para hacer uso de la ecuación de la muestra se deben hacer las siguientes
consideraciones:
- Se utiliza un porcentaje de confianza del 90% con un valor de z de 1,65.
- La variabilidad positiva en este estudio no puede ser la máxima con un valor de
p = 0,5, debido a que no existen antecedentes sobre la investigación, por tal
32
motivo y para reducir costos del muestreo y evitar la sobreestimación (sobre gasto
de recursos), se utilizará una variabilidad positiva p = 0,99.
- Normalmente se aceptan errores entre el 5 % y 10 % que evitan subestimación o
precisión no adecuada, en este cálculo se utilizó un porcentaje de error del 10%.
Al reemplazar estos valores en la ecuación (2.5) se obtiene lo siguiente:
z = 1,65; p = 0,99; ɛ = 0,10
IJ = Qs ª ;I ª eR { ;g®s
J = RT�Us ª ?T�� ª eR { ?T��g?TR?s
JI = I�T��
El tamaño de muestra de vehículos para este estudio es de 3 unidades.
2.5. Selección de las características de los vehículos de muestra
La selección se realiza en base a las estadísticas nacionales de los vehículos
comercializados en el país, desde el año 2000 al 2016. Los parámetros de análisis son
los siguientes:
2.5.1. Marca de vehículo
Según los datos estadísticos de la AEADE, la participación en el mercado nacional desde
el año 2011 al 2016, la ha liderado la marca Chevrolet; en segundo lugar, se encuentran
los principales fabricantes coreanos, y posteriormente los japoneses. En la Tabla 2.3 se
muestran los porcentajes de participación anual por marca.
Tabla 2.3. Venta de vehículos según marca, porcentaje de participación 2011-2016
MARCA 2011 2012 2013 2014 2015 2016
CHEVROLET 42,31 % 45,24 % 44,1 % 44,62 % 49,52 % 44,65 %
KIA 8,55 % 8,35 % 10,81 % 10,03 % 9,4 % 13,35 %
HYUNDAI 10,64 % 10,12 % 8,46 % 8,85 % 6,98 % 7,76 %
TOYOTA 4,81 % 5,63 % 5,65 % 5,39 % 4,49 % 4,64 %
GREAT WALL 1,49 % 1,72 % 1,48 % 1,80 % 3,01 % 4,28 %
MAZDA 5,73 % 4,22 % 5,63 % 5,76 % 4,49 % 4,01 %
NISSAN 7,21 % 5,81 % 5,78 % 5,01 % 4,67 % 3,89 %
(Fuente: (AEADE, 2017)
33
2.5.2. Tipo de vehículo
La mayor cantidad de vehículos comercializados por tipo o segmento se indican en la
Tabla 2.4. En esta tabla se han sintetizado los datos desde el año 2000, hasta el 2016.
Tabla 2.4. Tipos de vehículos más vendidos en el país.
TIPO
VALORES AUTOS CAMIONETA SUV VAN CAMION BUS TOTAL
UNIDADES 648.280 320.343 344.057 50.586 129.625 19.101 1’482.891
PORCENTAJE 43,16 % 21,33 % 22,24 % 3,37 % 8,63 % 1,27 % 100 % (Fuente: (AEADE, 2017)
2.5.3. Modelos de vehículo más vendidos por marca
Considerando las cinco marcas más vendidas en el país, se procede también a identificar
los modelos equipados con motor Otto, que tengan mayor acogida en cada marca. En la
Tabla 2.5 se muestran estos datos, en función de la “ranking de ventas” de los años 2014
al 2016.
Tabla 2.5. Modelos de vehículos más vendidos por marca.
MARCA
VENTAS
CHEVROLET KIA HYUNDAI TOYOTA NISSAN
1 SAIL SPORTAGE ACTIVE 2.0 TUCSON HILUX 4X2 X-TRAIL
2 AVEO FAMILY RIO R ACCENT FORTUNER TIIDA
3 AVEO EMOTION SPORTAGE
R 2.0 SONATA HILUX 4X4 VERSA
4 GRAND VITARA
SZ 2.0 CERATO FORTE CRETA PRIUS C QASHQAI
(Fuente: (AEADE, 2017)
2.5.4. Tipo de motor
Tomando en cuenta los modelos más vendidos que se indican en la Tabla 2.5, se puede
determinar en base a las fichas técnicas del Anexo I, que los motores de todos estos
vehículos corresponden a la configuración de cuatro cilindros en línea con sistema de
inyección electrónica. La cilindrada se encuentra en un rango entre los 1400 cc hasta los
2700 cc, con un promedio de 4 válvulas por cilindro, y al menos el 60% de estos modelos
incorpora un sistema de distribución variable.
El análisis de las características de los vehículos arroja los siguientes resultados:
- Marcas de vehículos: Chevrolet, Hyundai y Kia
- Tipos de vehículos: automóvil y SUV’
34
- Modelos de vehículos: los primeros modelos en ventas para las tres marcas con
mayor participación en el mercado
- Tipo de motor: cuatro cilindros en línea, atmosférico, inyección electrónica.
- Tipo de distribución: cuatro válvulas por cilindro; recomendable para el estudio, al
menos un vehículo con sistema de distribución variable.
- Cilindrada: un vehículo entre 1 400 cc a 1 600 cc y un vehículo de 2 000 cc.
Pese al claro dominio en el mercado de la marca Chevrolet, las pruebas se realizarán en
dos vehículos de las marcas: Hyundai y Kia, por disponibilidad de los mismos. De la
marca Hyundai se dispone de dos Hyundai Tucson fabricados en los años 2008 y 2010,
cuya diferencia principal radica en el tipo de sensores que incorporan en sus motores.
Adicionalmente ambas marcas ocupan el segundo y tercer lugar de ventas en los últimos
años teniendo entre ambos un 18,91 %. Los modelos de los vehículos escogidos son de
los más vendidos del país y de sus segmentos.
2.6. Vehículos de pruebas
2.6.1. KIA Rio R EX
Vehículo de procedencia coreana, ampliamente preferido por los transportistas,
generalmente siendo utilizado como taxi. Equipa un motor “Gamma” fabricado en
aluminio, con sistema DOHC y CVVT (doble árbol de levas con control de válvulas
variable) de 16 válvulas para optimizar la combustión y rendimiento del motor. Cuenta
con cadena de distribución, para brindar al usuario mayor ahorro en el mantenimiento. En
la gestión electrónica se encuentra el sistema multipunto “Delphi”; este motor posee un
sensor MAP para determinar la altitud a la cual se encuentra trabajando, en función de la
presión barométrica. En la Figura 2.1 se muestra una referencia de este vehículo. Las
características del vehículo se describen en la Tabla 2.6.
Figura 2.1. Vehículo de pruebas # 1
(Fuente: http://www.motorexpress.es/kia/rio/kia-rio-sedan-precios-espana/)
35
Tabla 2.6. Datos de catálogo del vehículo de pruebas # 1.
Marca: KIA Modelo: Rio R EX / UB
Año de
fabricación:
2015 Kilometraje
inicial:
13 500 km
Cilindrada: 1 396 cm3 Potencia: 107 HP @ 6 300 rpm
Tipo de inyección:
Inyección
electrónica
multipunto
Aspiración: Atmosférica
Combustible: Súper Transmisión Manual 6 cambios
Relación de
compresión:
10,5 Sensor en el
múltiple de
admisión
Sensor MAP con sensor
IAT incorporado en el
conjunto.
(Fuente: https://www.kia.com.ec/images/Fichas_Tecnicas/ficha_kia_RioR.PDF)
2.6.2. Hyundai Tucson
Vehículo de procedencia coreana generalmente utilizado como vehículo familiar siendo
preferido por su versatilidad y prestaciones tanto dentro como fuera del camino. Incorpora
un motor “Beta” cuatro cilindros de 2,0 litros; cuenta con doble árbol de levas y 16
válvulas, accionado por correa de distribución. Posee sistema de inyección electrónica
multipunto “Delphi”. En la Figura 2.2 se puede apreciar el vehículo en el presente estudio.
Las características técnicas se indican en la Tabla 2.7.
Figura 2.2. Vehículos de prueba #2 y #3
(Fuente: propia)
36
Tabla 2.7. Datos de catálogo de los vehículos de pruebas #2 y #3.
Marca: HYUNDAI Modelo: TUCSON / JM
Año de fabricación: 2008 / 2010 Kilometraje inicial: 138.500 / 141.000 km
Cilindrada: 1 975 cm3 Potencia: 139 HP @ 6 000 rpm
Tipo de inyección:
Inyección
electrónica
multipunto
Aspiración: Atmosférica
Combustible: Extra Transmisión Automática de 4
cambios Shiftronic.
Manual de 5
velocidades.
Relación de
compresión
10,1 Tipo de sensor en
el múltiple de
admisión
- Sensor MAF con
sensor IAT (modelos
fabricados hasta
2008).
- Sensor MAP con IAT
(modelos fabricados
2009 – 2010)
(Fuente: http://www.hyundaiproductinformation.com/attachments/tucson_07_srcbk_SPA_v1a.pdf)
2.7. Equipos
Para el desarrollo de este estudio, se necesitan de los siguientes equipos: dinamómetro
LPS 3000, escáner automotriz, analizador de gases, GPS y termohigrómetro, cuyas
características de estos instrumentos se describen a continuación.
2.7.1. Dinamómetro de chasis LPS 3000
El equipo indicado en la Figura 2.3 permite ejecutar pruebas para la medición de potencia
neta en diferentes clases de vehículos.
En la Tabla 2.8 se muestran las especificaciones técnicas del equipo LPS 3000
37
Tabla 2.8. Especificaciones técnicas del dinamómetro de chasis LPS 3000.
Dinamómetro de chasis LPS 3000
DETALLE UNIDAD VALOR
Modelo (---) LPS 3000
Revoluciones del motor (rpm) 0-10 000
Precisión (%) ±2 (sobre valor de medición)
Alimentación (V) 400 (50 Hz)
Fusibles (A) 35
Tipo de Rodillos (---) R 100
Potencia a las ruedas (kW) 0 – 400
Velocidad (km/h) 0 – 200
Fuerza de tracción (kN) 0 – 15
Carga máxima por eje (Ton) 15
(Fuente: Maha, 2005)
Figura 2.3. Banco de potencia LPS 3000
(Fuente: propia)
2.7.2. Escáner automotriz
Es un equipo de diagnóstico cuyo objetivo principal es establecer una comunicación con
la computadora (ECU) de un vehículo, y a través de una interfaz permite conocer datos
que pueden ser utilizados en operaciones de reparación, monitoreo, diagnóstico, entre
otras. En la Figura 2.4 se muestra el escáner que se utiliza para esta investigación.
38
Figura 2.4. Escáner LAUNCH x431 pro.
(Fuente: http://www.globaltech-car.com/detalle.php?idprd=131)
En el mercado local se pueden encontrar varias opciones de equipos de diagnóstico, sin
embargo, el punto más importante a considerar es la cobertura del escáner; es decir con
qué marcas, modelos y años de vehículos puede establecer comunicación
correctamente. Las características del escáner utilizado para este estudio se detallan en
la Tabla 2.9.
Tabla 2.9. Especificaciones del Escáner LAUNCH x431 pro.
Marca LAUNCH
Plataforma Android 5.1
Batería Litio de 4 200 mAh
Conexión a internet Wi-fi
Conector OBD II Bluetooth
Memoria Interna 16 GB
Memoria RAM 1 GB
Pantalla Táctil 8 pulgadas
Peso 0,33 kg
Cobertura Marcas 150 marcas / 10 000 modelos
Conectores Adicionales OBD I + conectores propios de varias marcas
(Fuente: http://www.launchiberica.com/productos/diagnosis-multimarca-profesional/x-431-pros/#prettyPhoto)
2.7.3. Analizador de gases vehiculares
El analizador de gases MGT5 permite realizar las mediciones de gases en concentración
de volumen para CO, CO2 y O2, además de partes por millón (ppm) para HC y NOx. En
este estudio se utilizará fundamentalmente el valor del factor lambda (λ). En la Figura 2.5
39
se encuentra el analizador utilizado en este proyecto. Las características técnicas están
indicadas en la Tabla 2.10.
Figura 2.5. Analizador de gases MGT5.
(Fuente: propia)
Tabla 2.10. Especificaciones del analizador de gases MGT5.
Gases analizables CO CO2 HC O2 NOX
Rango de medición 0 – 15,00
Vol
%
0 – 20,0
Vol
%
0 – 2000
Vol
%
0 – 25 Vol
%
0 – 5000 ppm
Vol
Precisión 0,06 Vol % 0,5 Vol % 12 ppm Vol 0.1 Vol % 32 – 120 ppm
Principio de
medición
Infrarrojo Infrarrojo Infrarrojo Electro -
químico
Electro -
químico
Resolución valores
de medida
0,001 Vol % 0,5 Vol % 12 ppm vol 0,1 Vol % 32 – 120 ppm
Vol
Incertidumbre del rango de medidas
Inferior a ± 0,6 % del valor final del rango de medición
Fase de pre-calentamiento
Mínimo 30 minutos, máximo 10 minutos (regulado por temperatura)
Nivel de electricidad Automática, continuada aproximadamente 1l/min
Presión de servicio 750 – 1 100 mbar
Variación de la presión
Máximo Error 0,2 % para variaciones de 5 KPa
Alimentación de corriente
Cable de alimentación con conexión a 10 – 42 V CC con pinzas de apriete y diodo como protección contra polarización.
(Fuente: Manual de servicio MAHA, analizador de gases MGT5, Alemania, 2003)
2.7.4. GPS
El GPS (Global Positioning System) es un dispositivo electrónico que es utilizado para
conocer la ubicación geográfica en la que el usuario se encuentra, así como funciones
40
adicionales como la velocidad y la trayectoria seguida, para este estudio el dato principal
a tomar en cuenta con este instrumento, será la altitud sobre el nivel del mar. Ver Figura
2.6.
Figura 2.6. GPS Garmin.
(Fuente: propia)
Tabla 2.11. Especificaciones del GPS Garmin.
Marca GARMIN
Modelo GPSmap 76CSx
Peso 218 gr.
Tipo de pantalla TFT transflectiva de 256 colores
Interfaz USB
Memoria Interna No dispone
Tarjeta de datos Tarjeta microSD 128 mb
Sensores Altímetro barométrico / brújula electrónica
(Fuente: https://buy.garmin.com/es-ES/ES/p/351#specs)
2.7.5. Termohigrómetro
Es un dispositivo que entrega datos de humedad relativa y temperatura ambiente. En la
Figura 2.7 se puede apreciar este instrumento. Las características de este dispositivo se
encuentran en la Tabla 2.12.
41
Figura 2.7. Termohigrómetro.
(Fuente: Propia)
Tabla 2.12. Características del termohigrómetro.
Marca OriGlam Tiempo de respuesta 10 s Parámetro Rango de
medición Precisión Resolución
Humedad relativa 0-100% en el rango de 20% a
80%, ± 2% otros rangos: ± 2.5%
0.01%
Temperatura de punto de rocío
- 30°C a 100°C a 25°C, ± 0.5°C,
en otros rango ± 0.8°C 0.01°C
Temperatura de bulbo húmedo
0°C a 80°C
(Fuente:https://www.amazon.com/OriGlam-Multi-function-Temperature-Thermometer-Hygrometer/dp/B00HJ12YU2)
2.8. Pruebas
Para cumplir el desarrollo de esta investigación, es necesaria la realización de dos tipos
de pruebas: la primera fase consiste de pruebas dinámicas en ruta, que se realizarán a
diferentes altitudes; la segunda fase consiste de pruebas dinámicas de banco, que se
efectúan en un laboratorio que disponga de un dinamómetro de rodillos. A continuación,
se detallan ambas pruebas.
Los vehículos son sometidos a un mantenimiento de rutina que incluye cambio de aceite
y filtros de aceite y de aire, previo a la realización de las pruebas.
2.8.1. Prueba estática
La prueba estática consiste en la toma de datos a diferentes altitudes, es decir, las
pruebas se realizan buscando en la carretera las facilidades para realizar las pruebas.
Las mediciones se efectúan desde una altitud de 4 000 msnm, en intervalos de
42
400 msnm ± 50 msnm hasta llegar al nivel del mar, siendo en total 11 puntos en los
cuales se llevará a cabo la prueba.
Los equipos necesarios para esta prueba son: escáner automotriz, analizador de gases,
altímetro y termohigrómetro.
Los datos a obtenerse serán la temperatura de aire de entrada obtenido por el sensor
IAT, el flujo másico en el caso del vehículo con MAF, presión en el múltiple de admisión
para el vehículo con MAP y el factor lambda obtenido con el analizador de gases.
No es necesario someter el vehículo a ningún tipo de carga, y esta prueba se la puede
realizar en cualquier lugar con el vehículo detenido y ha sido utilizada en otras
investigaciones con algunas variantes. La aleta de aceleración en esta prueba no estará
totalmente abierta, se trabajará con la presión del sensor MAP, y con el flujo de aire que
indique el sensor MAF, respectivamente.
Para la toma de datos, se ha desarrollado dos tablas, mismas que se muestran a
continuación:
Tabla 2.13. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAP.
(Fuente: propia) Tabla 2.14. Tabla para obtención de datos para vehículos con sensor MAF.
(Fuente: propia)
Sector: °C
Fecha: hpa cm3
Hora: % °C
msnm
1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media
rpm
hPa
°C
1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media
rpm
hPa
°C
Presión de entrada
Temperatura de
Lamba:
Velocidad del motor
Presión entrada P1
Temperatura T1
Lamba:
Mediciones
Velocidad del motor
hh:mm Humedad relativa: Temperatura refrigerante
Altura:
Mediciones
Vehículo: Temperatura ambiente:
aaaa/mm/dd Presion Atmosférica: Cilindrada del motor
Sector: °C
Fecha: hpa cm3
Hora: % °C
msnm
1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media
rpm
kg/h
°C
1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media 1 2 3 4 5 Media
rpm 4035 4041 4006 4015 3998 4019 5063 4921 4887 4879 4887 4927 5978 6010 6016 6016 5997 6003,4
kg/h
°C
Caudal
Temperatura de
Lamba:
Velocidad del motor
Caudal
Temperatura T1
Lamba:
Mediciones
Velocidad del motor
hh:mm Humedad relativa: Temperatura refrigerante
Altura:
Mediciones
Vehículo: Temperatura ambiente:
aaaa/mm/dd Presion Atmosférica: Cilindrada del motor
43
El procedimiento, pasos y equipos para la toma de datos se indican a continuación
1. Confirmar altura geográfica con el GPS
2. Confirmar las condiciones ambientales en el lugar donde se realizará la prueba.
3. Verificar que la temperatura de trabajo del motor sea mayor a 80°C
4. Confirmar la temperatura ambiente y la humedad relativa del lugar
5. Preparar scanner automotriz y analizador de gases
6. Confirmar comunicación entre el scanner y ECU del vehículo
7. Colocar la sonda de gases de combustión del analizador de gases a la salida del
tubo de escape del vehículo.
8. Tomar 5 mediciones cada 6 segundos en ralentí
9. Acelerar a 2 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos
10. Acelerar a 3 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos
11. Acelerar a 4 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos
12. Acelerar a 5 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos
13. Acelerar a 6 000 rpm el motor y tomar 5 mediciones cada 6 segundos
14. Volver a ralentí
15. Registrar los datos tomados
16. Desmontar los equipos
2.8.2. Prueba dinámica
Esta prueba consiste en determinar con la ayuda de un banco de pruebas, la potencia y
torque real que generan los motores de los vehículos de pruebas, para este
procedimiento se requiere el uso del dinamómetro LPS 300, mismo que se encuentra
ubicado en Quito, en el Centro de Transferencia Tecnológica para la Capacitación e
Investigación en Control de Emisiones Vehiculares CCICEV – Escuela Politécnica
Nacional.
Con la dirección del personal capacitado para el uso de este equipo, se debe seguir el
siguiente procedimiento:
1. Encender el control principal del banco de pruebas LPS 300.
2. Posicionar el vehículo de forma alineada y en la dirección correcta, teniendo en
cuenta que el eje motriz debe situarse en los rodillos del equipo.
3. Accionar el comando que realiza el descenso del vehículo, cuando el personal lo
indique, girar lentamente las ruedas motrices para alinear completamente.
44
4. Fijar el vehículo sobre los rodillos con la ayuda de correas o fajas de tensión.
5. Instalar la sonda de temperatura del equipo LPS 300 en el lugar de la varilla del
nivel de lubricante del motor del vehículo.
6. Posicionar el extractor para emisiones contaminantes en la salida de escape del
vehículo.
7. Fijar el ventilador de aire refrigerante delante del vehículo, asegurar que las
ruedas del equipo se encuentren bloqueadas.
8. Encender el vehículo y acelerar de forma moderada hasta que el motor alcance su
temperatura normal de funcionamiento.
9. En el panel de control, seleccionar: tipo de vehículo a ensayar, tipo de
transmisión, ciclo (Otto / Diésel), rango de potencia, normativa de corrección
aplicable.
10. Sincronizar el número de revoluciones de la rueda motriz con los rodillos del
dinamómetro.
11. Poner en funcionamiento del ventilador de refrigeración y del sistema de
extracción de gases.
12. Iniciar con la prueba de medición, siguiendo las instrucciones del software LPS.
13. Acelerar el vehículo de forma moderada y continua hasta llegar a la marcha en la
cual la relación de transmisión sea de 1:1 (directa).
14. Acelerar a fondo hasta que el software indique el cese de la aceleración, para el
caso de trasmisión manual se debe pisar el pedal de embrague al fondo, dejar la
marcha engranda y esperar que las ruedas se detengan. En caso de transmisión
automática, una vez que el software lo indique se debe poner en posición neutral,
y de igual forma esperar hasta que las ruedas se detengan.
15. Los resultados de la prueba son presentados en la pantalla del computador, con la
finalidad de guardarlos en una base de datos.
16. Esperar un promedio de 10 minutos para que la temperatura del lubricante del
motor se estabilice completamente.
17. Volver a realizar el ensayo dos veces más para poder obtener un promedio.
18. Al finalizar todas las mediciones, se deberá apagar el motor del vehículo, y retirar
todos los accesorios del LPS.
19. Accionar el sistema de elevación y retirar el vehículo.
45
2.8.3. Prueba discreta
Esta prueba sigue el mismo procedimiento que la prueba dinámica descrita en 2.8.2, en
la cual se definen las RPM de inicio y final, así como los incrementos de la medición y el
tiempo de parada se pueden ajustar a conveniencia de la prueba o tomando en
consideración las RPM máximas declaradas por el fabricante del motor. (MAHA, 2005,
pág. 76)
Al momento de realizar esta prueba se conectaron el scanner automotriz y el analizador
de gases para obtener los datos de los sensores y realizar el cálculo de los parámetros
indicados.
2.8.4. Prueba dinámica en carretera
Esta prueba se realiza solamente a 2 800 msnm, a fin de compararla con la prueba
discreta.
El procedimiento a seguir es el siguiente:
1. La superficie de la prueba debe ser recta, pavimentada y con una pendiente
máxima de 3%
2. Confirmar altura geográfica con el GPS
3. Confirmar las condiciones ambientales en el lugar donde se realizará la prueba.
4. Verificar que la temperatura de trabajo del motor sea mayor a 80°C
5. Confirmar la temperatura ambiente y la humedad relativa del lugar
6. Preparar scanner automotriz y analizador de gases
7. Confirmar comunicación entre el scanner y ECU del vehículo
8. Colocar la sonda de gases de combustión del analizador de gases a la salida del
tubo de escape del vehículo.
9. Empezar la grabación de las mediciones
10. Engranar la primera marcha, soltar el embrague y acelerar a fondo
11. Cuando el motor llegue al límite de revoluciones, soltar el acelerador
12. Detener la grabación de las mediciones
13. Detener el vehículo
14. Registrar los datos tomados
15. Desmontar los equipos
46
3. PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
En este capítulo, se presenta un ejemplo de cálculo de la obtención de los parámetros
indicados y los resultados de las pruebas dinámicas realizadas en el banco de pruebas
del CCICEV.
3.1. Prueba estática
Las pruebas estáticas para determinar los datos de los sensores se realizan de acuerdo
al apartado 2.6, las pruebas se realizan cada (400 ± 50) msnm desde el nivel del mar
hasta los 4 000 msnm.
Los cálculos se realizan con las ecuaciones del capítulo 1. Los ejemplos de cálculo se
desarrollan para 2 800 msnm de altitud y un régimen del motor de 6 000 rpm. Los datos
obtenidos de las condiciones atmosféricas para este caso se muestran en la Tabla 3.1.
Tabla 3.1. Condiciones ambientales para la prueba a una altitud de 2 800 rpm.
Ubicación: Vía Latacunga – La Maná Presión atmosférica 73 kPa
Temperatura ambiente: 21.54 °C Humedad relativa: 60.52 %
Altura geográfica: 2 790 msnm Temperatura refrigerante: 93 °C
(Fuente: propia)
3.1.1. Ejemplo de cálculo para la prueba estática del Kia Rio
En la Tabla 3.2 se muestran las variables del motor del vehículo utilizado en esta prueba,
mientras que en la Tabla 3.3 se muestran los datos obtenidos para la prueba realizada a
6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm. La presentación de todos los datos obtenidos se
encuentra desarrollada en el Anexo II, mientras que los datos calculados en el Anexo III y
gráficas se desarrollan en el Anexo V.
Tabla 3.2. Variables del motor del Kia Rio.
Relación de compresión 10,5 Número de cilindros 4
Eficiencia de combustión 0,95 Cilindrada del motor 1 396 cm3
(Fuente: propia)
47
Tabla 3.3. Datos obtenidos en la prueba estática a un régimen de motor de 6 000 rpm y una altitud
de 2 800 msnm.
Mediciones 1 2 3 4 5 Media
Velocidad del motor rpm 5 997,5 6 049,5 5 923 5 896 5 896 5 952,4
Presión de entrada hPa 218,59 203,75 204,57 204,88 204,34 207,23
Temperatura °C 60 62,25 60 60 60 60,45
Lambda: 1,003 1,005 0,996 1,009 1,002 1,003
(Fuente: propia)
Como muestra la Tabla 3.2, la cilindrada del motor es 1 396 cm3, por lo cual en cada
cilindro se tendrá el siguiente volumen desplazado calculado con la ecuación 3.1:
2p = N¯% Ec. (3.1)
En donde:
2p: Volumen desplazado en cada cilindro, m3
26: Volumen total desplazado por el motor, m3
2p = ?T??RI°��IK�± = ?T???I°±�IK�I
Utilizando la ecuación 3.2 de la relación de compresión, se obtiene el volumen
comprimido:
3] = eN²(NFgN² I Ec. (3.2)
En donde:
3 : Relación de compresión
2p: Volumen desplazado en cada cilindro, m3
2]: Volumen comprimido en cada cilindro, m3
3] = R?TU = e2] + ?T???°±�g2]
2] = ?T???I?°��IK�
48
Estado 1: Con las condiciones de entrada del aire de la Tabla 3.3:
}t = �?T±UI³´ = °°°T±UIµ
La presión absoluta en el múltiple de admisión es 20,723 kPa y la presión atmosférica es
73 kPa. Para los cálculos pertinentes se utilizará la presión absoluta como ~t, la cual se
obtiene con la ecuación 3.3:
~m¶· = ~t = �?T��°I�~¸ Ec. (3.3)
En donde:
~t: Presión manómetrica, presión inicial del ciclo, kPa
~m¶·: Presión absoluta media por el sensor MAP, kPa
La suma del volumen desplazado y el volumen comprimido da como resultado el V1,
como se muestra en la ecuación 3.4.
2t = 2p + 2] Ec. (3.4)
2t = ?T???I°±�IK� + ?T???I?°�I�IK� = ?T???I°�UI�IK�
La masa de mezcla del gas en el cilindro permanece constante durante todo el ciclo y
puede ser calculada en el estado 1 con la ecuación 3.5 de gases ideales.
Km = 1¤N¤¹6¤ Ec. (3.5)
En donde:
Km: masa de aire dentro del cilindro, kg
~t: Presión dentro del cilindro cuando el pistón se encuentra en el PMI, kPa
2t: Volumen dentro del cilindro cuando el pistón se encuentra en el PMI, m3
�: Constante de los gases, igual a un valor de 0,287 kJ/kg.K
}t: Temperatura de entrada de aire
Km = e�?T��°I�~¸ge?T???I°�UI�IK�gº?T��� �»�¼ ª µ½ e°°°T±UIµg
= ?T???I?�±I�¼
Estado 2: La carrera de compresión 1-2 es isentrópica. Se utilizan las ecuaciones 1.18 y
1.19 para encontrar la presión y temperatura en el punto 2:
49
~s = ~te3]g� = �?T��°I�~¸IeR?TUgtT�� = ±�UTU?�I�~¸
}s = }te3]g�vt = °°°T±UIµIeR?TUg�T�� = �U�T°U�Iµ
2s =?T???I?�±I�¼ º?T��� �»�¼ ª µ½ e�U�T°U�Iµg
±�UTU?�I�~¸ = ?T???I?°�I�IK� = 2]
El promedio del factor lambda obtenido es de 1,003, considerando una relación
estequiométrica de 14,7, la masa de combustible utilizada es calculada con la ecuación
3.6:
K[ = jEt%T¾I¿I Ec. (3.6)
Donde:
Km: masa de aire en el cilindro
K[:masa de combustible en el cilindro
ʎ: factor lambda
K[ =I �T�����%t%T¾ÀtT��� = ?T???I??UI��I�¼
Estado 3: utilizando la ecuación (1.21) para encontrar el calor que entra durante un ciclo
se tiene:
W8Y = K[W\NJ] = ?T???I??UI��I�¼I º±�I��±T?UI �»�¼½ e?T�Ug = ?T�±�I�»
El valor del calor calórico se determinó mediante una prueba llevada a cabo en el
Laboratorio de Termodinámica de Escuela Politécnica Nacional, los resultados se
encuentran en el Anexo VIII.
Utilizando la misma ecuación para calcular ~�, la presión más alta del ciclo:
~� = ?T�±�IeRT°U { Rg?T???I?°�I� + ±�UTU?�
~� = �I���T�°±I�~¸ = I~já¦
Para un volumen constante, con la ecuación de gases ideales, se obtiene la temperatura
máxima en el ciclo:
}� = }s º~�~s½ = �U�T°U�I�I º�I���T�°±I�±�UTU?�I� ½ = ±I°�±T�R�Iµ = }já¦
50
Estado 4: La carrera de trabajo 3-4 es isentrópica. Utilizando las ecuaciones 1.22 y 1.23
se obtienen la temperatura y la presión:
}% = }�eRa3]g�vt =I±I°�±T�R�I�IeRaR?TUgtv�T�� = RI���T���I�
~% = ~�eRa3]g� = �I���T�°±IeRaR?TUgtT�� = RR�T���I�~¸
2% = Km�}%~% = ?T???I?�±IÁI?T���IÁIRI���T���
RR�T��� = ?T???I°��IK� = 2t
Esto concuerda con el valor de 2t encontrado anteriormente.
El trabajo producido por la carrera de trabajo isentrópica para un cilindro durante un ciclo
es calculado con la ecuación 1.24:
7�v% = ?T???I?�±I�¼ e?T���geRI���T��� { ±I°�±T�R�geR { RT°Ug = ?TR��I|Â
El trabajo absorbido durante la carrera de compresión isentrópica para un cilindro durante
un ciclo es calculado con la ecuación 1.20:
7tvs = ?T???I?�±I�¼ e?T���ge�U�T°U� { °°°T±UgeR { RT°Ug = {?T?��I|Â
El trabajo de la carrera de admisión está cancelado por el trabajo de la carrera de
escape.
El trabajo neto para un cilindro durante un ciclo es calculado con la ecuación 1.25:
7YÃ^ = e{?T?�� + ?TR��g�»I = ?TR±?I�» La eficiencia térmica indicada es calculada con la ecuación 1.13 obteniéndose:
�^ = ?TR±?I| ?T�±�I|Â� = ?TU�?�� Ä U�T?��Å
La eficiencia térmica obtenida también se puede obtener con la relación de compresión
mediante la ecuación 1.26 es:
�^ = R { ºR3]½�vt
= R{º RR?TU½
�T��= U�T?��Å
A continuación, se calcula la presión media efectiva con la ecuación 1.8:
;KH = ?TR±?I|Âe?T???I°�� { ?T???I?°�I�g = ±??TR±±I|x�
La potencia indicada a 5952,4 rpm es obtenida utilizando la ecuación 1.9:
51
yP Æ = e?TR±?I|ÂgeUI�U�T±a�?ge±g� = ��T�?�I| = °�TRU�IÇÈ
La eficiencia volumétrica se calcula con la ecuación 1.16, la densidad a una altitud de
2790 msnm se obtiene con la ecuación 3.7, la cual es una versión simplificada de la
fórmula CIPM-2007, versión exponencial:
É = �T%�%�I*ÊËÌv�T���ÍÎ �Ï!e�T��tI- gs¾�Tt�(- Ec. (3.7)
Dónde:
o: densidad del aire, kg/m3
~m^j: presión atmosférica, kPa
ÐÑ: humedad relativa
} : temperatura del aire, K
La fórmula ofrece resultados con una incertidumbre de 24 x 10-5 bajo los intervalos
600 hPa ≤ Patm ≤ 1100 hPa, 20% ≤ hr ≤ 80% y 15 °C ≤ t ≤ 27 °C. (Peña Pérez & Becerra
Santiago, 2010)
É = °T±�±� À e�°gI { ?T??� À ?T�?U� À ÒÓÈe?T?�R À �RTU±g��°TRU + �RTU± = ?T��°I|ÔaÕ�
Por lo cual la eficiencia volumétrica es:
Ö× = ?T???I?�±?T��° À ?T???I°±� = ?T���I�� Ä ��T���IÅ
3.1.2. Resultados de las pruebas estáticas del Kia Rio
En la Tabla 3.4 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor
de 6 000 rpm. La presentación de todos los resultados calculados se encuentra
desarrollada en los Anexo III y VI.
52
Tabla 3.4. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas.
Altitud
(m)
Velocidad del motor (rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media
indicada (kPa)
Eficiencia volumétrica
(%)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13) (%)
65 6 140,25 48,463 0,177 505,93 26,26 56,088
445 6 015,20 44,606 0,166 475,34 25,90 56,088
849 6 168,65 46,895 0,170 487,30 28,05 56,088
1 212 6 127,45 44,468 0,162 465,18 27,57 56,088
1 648 6 032,75 40,504 0,150 430,37 27,05 56,088
2 021 5 956,00 38,544 0,145 414,82 26,66 56,088
2 353 6 110,10 40,050 0,147 420,16 28,65 56,088
2 790 5 952,40 37,158 0,140 400,14 27,73 56,088
3 150 6 026,30 35,483 0,132 377,42 29,26 56,088
3 576 6 069,20 38,431 0,142 405,89 30,06 56,088
3 973 6 063,05 36,311 0,134 383,90 30,62 56,088
La eficiencia térmica obtenida con la ecuación 1.26 es 56,088% (Fuente: propia)
En la Tabla 3.5 se aplican los factores de corrección del apartado 1, para comparar la
potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a una determinada altitud
multiplicada por el factor de corrección.
Tabla 3.5. Potencia obtenida con los factores de corrección.
Altitud (m)
Tamb (°C)
Patm (hPa)
Potencia obtenida (hp)
ISO 2534 Pcorr (hp)
0 27,15 995 48,46 48,38
400 27,05 955 44,61 46,77
800 27,32 895 46,90 53,18
1 200 26,11 865 44,47 52,40
1 600 24,14 815 40,50 51,06
2 000 23,55 790 38,54 50,38
2 400 21,65 765 40,05 54,20
2 800 21,54 730 37,16 53,18
3 200 20,6 695 35,48 53,77
3 600 16,51 670 38,43 60,34
4 000 13,42 625 36,31 61,58 (Fuente: propia)
En las Figuras 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se muestran las curvas de potencia, presión
media indicada y trabajo neto obtenidos en todas las altitudes donde se realizó la prueba
estática.
53
Figura 3.1. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm
(Fuente: propia)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
54
Figura 3.2. Curvas de Potencia indicada a altitudes geográficas de 400 msnm a 3 600 msnm
(Fuente: propia)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
55
Figura 3.3. Curvas de presión media indicada obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
300
350
400
450
500
550
600
650
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
pmi (kPa)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
56
Figura 3.4. Curvas de presión media indicada obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm.
(Fuente: propia)
300
350
400
450
500
550
600
650
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
pmi (kPa)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
57
Figura 3.5. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0 2000 4000 6000 8000
Trabajo neto (kJ)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
58
Figura 3.6. Curvas de trabajo indicado obtenidas de 400 msnm a 3 600 msnm.
(Fuente: propia)
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,240
0 2000 4000 6000 8000
Trabajo neto (kJ)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
59
3.1.3. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Kia Rio
Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas (Anexo II) se pueden observar las
siguientes tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el
múltiple de admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.6
Tabla 3.6. Comportamiento de las variables de entrada con respecto a la altitud.
AltItud (m)
Temperatura de entrada
(K)
Presión manométrica en el múltiple de admisión
(kPa) Lambda
65 335,88 25,36 1,006 0
445 336,20 25,28 1,006 0
849 337,50 24,60 1,008 2
1 212 339,58 23,55 1,005 2
1 648 338,04 22,76 1,003 0
2 021 340,28 22,14 1,005 2
2 353 333,90 21,73 1,011 3
2 790 337,58 21,02 1,005 5
3 150 331,82 20,43 1,018 8
3 576 341,58 20,85 1,007 7
3 973 331,25 19,91 1,007 2 (Fuente: propia)
En la Tabla 3.6 se puede apreciar una variación menor a los 10 K de la temperatura de
entrada de aire, se debe considerar la cercanía del sensor IAT con el motor. La presión
en el múltiple de admisión es afectada directamente por la presión atmosférica y la
densidad del aire, siendo la presión mayor a 0 msnm y disminuyendo gradualmente con
la altitud. El valor del factor lambda en todas las mediciones muestra un comportamiento
similar, predominando una mezcla ligeramente pobre dentro del cilindro cuando se
estabilizan las revoluciones del motor para tomar las mediciones.
En las Figuras 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se pueden apreciar las líneas de tendencia del
comportamiento de los parámetros indicados para todas las altitudes, en el Anexo V se
incluirán por separado cada uno de los gráficos obtenidos. Las líneas de tendencia son
cuadráticas para la potencia, presión media indicada y el trabajo neto.
En las Figuras 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 se observa como el trabajo neto y la presión media
indicada obtiene los menores valores a revoluciones entre las 3000 a 5000 rpm en todas
las alturas. Los valores más altos se obtienen en ralentí, en donde el motor asegurará
mayor torque para empezar la marcha del motor.
60
También se puede apreciar en la Figura 3.7 que las pérdidas de potencia son
proporcionales a la altitud, Las pérdidas de potencia llegan hasta 25 % a 4 000 metros de
altitud, el valor más alto en pérdidas se obtiene a 3 200 msnm con un 26,78% y el más
bajo a 800 msnm con 3.24 %. Se observa una tendencia lineal con un valor de R2 de
0,8398, lo cual indica que la regresión lineal es adecuada.
Figura 3.7. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica.
(Fuente: propia)
En la Tabla 3.7 se muestran las variaciones de pérdidas de potencia que se generan
cada 400 msnm.
Tabla 3.7. Variación de la potencia respecto a la altitud.
AltItud (m)
Potencia (hp)
ΔP (hp)
% pérdida de potencia
Δ% pérdidas
65 48,46 - - -
445 44,61 3,86 7,96% 7,96%
849 46,90 -2,29 3,24% -5,13%
1 212 44,47 2,43 8,24% 5,18%
1 648 40,50 3,96 16,42% 8,91%
2 021 38,54 1,96 20,47% 4,84%
2 353 40,05 -1,51 17,36% -3,91%
2 790 37,16 2,89 23,33% 7,22%
3 150 35,48 1,67 26,78% 4,51%
3 576 38,43 -2,95 20,70% -8,31%
3 973 36,31 2,12 25,07% 5,52% (Fuente: propia)
Se puede apreciar que las variaciones porcentuales de pérdidas de potencia varían entre
3,24 % y 25,07 %. Teniendo un promedio 2,51 % cada 400 metros de variación. El
0
7,960%
3,235%
8,245%
16,424%
20,469%17,360%
23,328%
26,784%
20,701%
25,074%
y = 6E-05x + 0,0239
R² = 0,8398
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Perdida potencia
(%)
altitud
61
comportamiento de la variación es ascendente, pese a que en ciertas alturas desciende
los valores de pérdidas.
La eficiencia volumétrica a régimen de 6 000 rpm varía 26,96 % a 0 msnm y 30,62 % a
4 000 msnm. Se puede observar una afectación de la altitud, al subir la eficiencia
volumétrica al aumentar la altitud geográfica. Los valores de eficiencia volumétrica más
altos se obtienen cuando el motor se encuentra en ralentí.
Comparando los valores de potencia obtenidos por la prueba estática con los
suministrados por el fabricante del vehículo se observa que los valores obtenidos una
variación de 54%, siendo mayor el valor del catálogo (107 hp a 6 300 rpm) ante los
valores de la prueba estática (48,46 hp a 6 000 rpm) obtenidos en la prueba estática. En
la prueba estática se tomó las mediciones hasta las 6 000 rpm debido al sistema de
protección electrónico del motor del vehículo que no permitía acelerar a velocidades
mayores por periodos extensos de tiempo. Los métodos no son comparables debido a
que los valores obtenidos en la prueba estática no se obtienen con la aleta de admisión
totalmente abierta.
En la Tabla 3.5 se registran considerables respecto a la potencia obtenida a nivel del mar
con los valores de potencia corregida según la norma ISO 2534. Siendo los valores más
distantes los valores obtenidos a mayor altitud. Se debe tomar en cuenta que los factores
de corrección se pueden utilizar en ciertos intervalos de presión y temperatura.
3.1.4. Ejemplo de cálculo para la prueba estática para Hyundai Tucson 2008
En la Tabla 3.8 se muestran las variables del motor del vehículo utilizado en esta prueba,
mientras que en la Tabla 3.9 se muestran los datos obtenidos para la prueba realizada a
6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm.
Tabla 3.8. Variables del motor del Hyundai Tucson.
Relación de compresión 10,1 Número de cilindros 4
Eficiencia de combustión 0,95 Cilindrada del motor 1 975 cm3
(Fuente: propia)
62
Tabla 3.9. Datos obtenidos en la prueba estática a 6 000 rpm a una altitud de 2 800 msnm.
Mediciones 1 2 3 4 5 Media
Velocidad del motor rpm 5 934 5 946 5 952 5 952 5 921 5 941
Flujo másico de aire kg/h 88,75 89,91 88,75 88,75 89,12 89,056
Temperatura entrada °C 34,5 33,75 33 33 33 33,45
Lambda: 0,999 1 1,002 0,995 0,994 0,998
(Fuente: propia)
Como lo muestra la Tabla 3.8. la cilindrada del motor es 1 975 cm3, por lo cual en cada
cilindro se tendrá el siguiente volumen desplazado calculado con la ecuación 3.1:
2p = ?T??RI��UIK�± = ?T???I±�°I�UIK�I
Utilizando la ecuación 3.2 se obtiene el volumen comprimido:
3 = R?TR = e2] + ?T???I±�°I�Ug2]
2] = ?T???I?U±I��IK�
Se procede a calcular la masa entrante de aire con la ecuación 3.8.
KmP = KmIØIGIJ Ec. (3.8)
Donde:
KmP : flujo de masa de aire, kg/s
Km: masa que entra al cilindro en cada ciclo, kg
Ø: velocidad del motor, rev/s
G:número de ciclos por vuelta
J:número de cilindros del motor
Km = KmIØIGIJ
P = ?T?�±I�°�UI�±Ra�? À ?TU À ± = ?T???IR�UI�¼
63
El valor de lambda obtenido es de 0,998, considerando una relación estequiométrica de
14,7, obteniendo la masa de combustible con la ecuación 3.6:
Masa de combustible K[ = �T���Its��T���Àt%T¾ = I?T???I??�IURI�¼
Estado 1: Con las condiciones de entrada del aire de la Tabla 3.5:
}t = °°T±UI³´ = °?�T±UIµ
Se obtiene la presión de entrada del aire con la ecuación de los gases ideales (ecuación
3.5):
Km = ~t2t�}t
~t = ?T???IR�U À °?�T±U À ?T���?T???IUU = �?T?±�I�~¸
Estado 2: La carrera de compresión 1-2 es isentrópica. Se utilizan las ecuaciones 1.18 y
1.19 para encontrar la presión y temperatura en el punto 2:
~s = ~te3]g� = �?T?±�I�~¸IeR?TRgtT�� = ±U±T��±I�~¸
}s = }te3]g�vt = °?�T±UIµIeR?TRg�T�� = ���T±U?Iµ
2s =?T???IR�UI�¼ º?T��� �»�¼ ª µ½ e���T±U?Iµg
±U±T��±I�~¸ = ?T???I?U±I�UIK� = 2]
Estado 3: utilizando la ecuación (2.21) para encontrar el calor que entra durante un ciclo
se tiene:
W8Y = K[W\NJ] = ?T???I??�IURI�¼I º±UI??�TU� �»�¼½ e?T�Ug = ?T°�±I�»
El valor del calor calórico se determinó mediante una prueba llevada a cabo en el
Laboratorio de Termodinámica de Escuela Politécnica Nacional, los resultados se
encuentran en el Anexo VIII.
Y utilizando la misma ecuación para conseguir ~�, la presión más alta del ciclo:
~� = ?T°�±IeRT°U { Rg?T???I?U±I�U + ±U±T��±
~� = �I�?°TRR?I�~¸ = I~já¦
2� = 2s = ?T???I?U±I�UIK�
64
Para un volumen constante, con la ecuación de gases ideales, se obtiene la temperatura
más alta en el ciclo:
~� = ~s º}�}s½ = ±U±T��±I|x�I º±I�±�T°?�I����T±U?I� ½ = �I�?°TRR?II|x� = ~já¦
Estado 4: La carrera de trabajo 3-4 es isentrópica. Con las ecuaciones 1.22 y 1.23 se
calculan la temperatura y presión:
}% = }�eRa3]g�vt =I±I�±�T°?�I�IeRaR?TRgtv�T�� = RI���T°��I�
~% = ~�eRa3]g� = I�I�?°TRR?IeRaR?TRgtT�� = R�°TU±?I�~¸
2% = Km�}%~% = ?T???IR�UIÁI?T���IÁIRI���T°��
R�°TU±? = ?T???IU±�IK� = 2t
Esto concuerda con el valor de 2t encontrado anteriormente.
El trabajo producido por la carrera de trabajo isentrópica para un cilindro durante un ciclo
es calculado con la ecuación 1.24:
7�v% = ?T???IR�UI�¼ e?T���geRI���T°�� { ±I�±�T°?�geR { RT°Ug = ?T�±RI|Â
El trabajo absorbido durante la carrera de compresión isentrópica para un ciclindro
durante un ciclo es calculado con la ecuación 1.20:
7tvs = ?T???IR�UI�¼ e?T���ge���T±U? { °?�T±U?geR { RT°Ug = {?T?°�I|Â
El trabajo de la carrera de admisión está cancelado por el trabajo de la carrera de
escape.
El trabajo neto indicado para un cilindro durante un ciclo es calculado con la ecuación
1.25:
7YÃ^ = 7tvs +7�v% = e{?T?°� + ?T�±Rg = ?T �?�I| La eficiencia térmica indicada es calculada con la ecuación 1.13 obteniéndose:
�^ = 7YÃ^ W8Y� = ?T�?�I| ?T°�±I|Â� = ?TUU±I�� Ä UUT±��Å
La eficiencia térmica obtenida con la relación de compresión mediante la ecuación 1.26
es:
65
�^ = R{º RR?TR½
�T��= UUT±��Å
A continuación, se calcula la presión media efectiva con la ecuación 1.8:
;KH = ?T�?�I|Âe?T???IU±� { ?T???I?U±I�g = ±?�T?�?I|x�
La potencia indicada a 5 941 rpm es obtenida utilizando la ecuación 1.9:
yP Æ = e?T�?�I|ÂgeUI�±Ra�?ge±g� = ±?T???I| = U°T�±RIÇÈ
La eficiencia volumétrica se calcula con la ecuación 1.16, la densidad a una altitud de
2790 msnm se obtiene con la ecuación 3.5, la cual es una versión simplificada de la
fórmula CIPM-2007, versión exponencial:
É = °T±�±� À e�°gI { ?T??� À ?T�?UI� À ÒÓÈe?T?�R À R�TRg��°TRU + R�TR = ?T��°I|ÔaÕ�
Por lo cual la eficiencia volumétrica es:
Ö× = ?T???IR�U?T��° À ?T???I±�°I�U = ?T���I�� = ��T���Å
3.1.5. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008
En la Tabla 3.10 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor
de 6 000 rpm. La presentación de todos los resultados calculados se encuentra
desarrollada en el Anexo III.
En la Tabla 3.11 se aplican el factor de corrección del apartado 1, para comparar la
potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a diferentes altitudes
multiplicada por el factor de corrección.
En las Figuras 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12 y 3.13 se muestran las curvas de potencia,
presión media indicada y trabajo neto obtenidos en todas las altitudes donde se realizó la
prueba estática. Se muestran en dos partes debido a que las curvas para visualizar las
diferencias entre las curvas, separándolas en intervalos de 800 msnm. Se incluye
además una línea de tendencia para una de las curvas en cada gráfico con su respectiva
ecuación y valor de regresión.
66
Tabla 3.10. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas.
AltItud
(m)
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media
indicada
(kPa)
Eficiencia volumétrica
(%)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%)
65 5 951,20 59,89 0,225 455,98 24,83 55,487
445 5 967,60 59,13 0,222 448,94 24,54 55,487
835 5 943,60 59,27 0,223 451,85 27,58 55,487
1 225 5 978,20 58,08 0,217 440,16 26,26 55,487
1 630 5 977,60 57,28 0,214 434,19 27,03 55,487
2 020 6 059,80 57,81 0,213 432,24 28,18 55,487
2 355 5 925,20 55,13 0,208 421,59 28,34 55,487
2 755 5 941,00 53,64 0,202 409,09 28,98 55,487
3 150 6 044,60 51,87 0,193 390,69 29,13 55,487
3 576 5 974,20 51,48 0,193 390,45 29,75 55,487
3 973 5 913,60 48,75 0,184 373,50 29,71 55,487
La eficiencia térmica obtenida con la ecuación 1.26 es 55,487% (Fuente: propia)
Tabla 3.11. Potencia obtenida con los factores de corrección.
Altitud (m)
Tamb (°C)
Patm (hPa)
Potencia obtenida
(hp)
ISO 2534 Pcorr (hp)
65 33,00 1001,81 59,89 59,99 445 25,00 967,16 59,13 60,81 835 22,00 915,25 59,27 64,74
1225 20,75 874,46 58,08 66,82 1630 19,30 833,64 57,28 70,56 2020 19,00 795,24 57,81 73,60 2355 18,30 765,56 55,13 77,64 2755 18,10 729,74 53,64 78,39 3150 18,30 693,84 51,87 81,06 3576 12,80 665,4 51,48 80,88
3973 7,10 624,62 48,75 81,63 (Fuente: propia)
67
Figura 3.8. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0
10
20
30
40
50
60
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
68
Figura 3.9. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 400 msnm a 3 600 msnm.
(Fuente: propia)
0
10
20
30
40
50
60
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
69
Figura 3.10. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm.
(Fuente: propia)
250
300
350
400
450
500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
pmi (kPa)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
70
Figura 3.11. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm.
(Fuente: propia)
250
300
350
400
450
500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
pmi (kPa)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
71
Figura 3.12. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0,125
0,145
0,165
0,185
0,205
0,225
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Trabajo neto (kJ)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
72
Figura 3.13. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0,125
0,145
0,165
0,185
0,205
0,225
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Trabajo neto (kJ)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
73
3.1.6. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai
Tucson 2008
Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas se pueden observar las siguientes
tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el múltiple de
admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.12
Tabla 3.12. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud.
Altitud (m)
Temperatura de entrada
(K)
Presión manométrica en el múltiple de admisión
(kPa) Lambda
65 325,725 19,379 1,000 3
445 308,350 17,956 1,001 0
835 320,075 19,196 0,997 2
1 225 313,075 17,570 0,996 2
1 630 311,675 17,850 0,996 5
2 020 311,675 17,231 0,996 0
2 355 311,250 17,660 0,995 3
2 755 311,525 16,841 0,995 8
3 150 297,925 14,821 0,999 2
3 576 306,075 14,982 0,996 7
3 973 294,100 13,863 0,996 5 (Fuente: propia)
Se aprecia una variación de la temperatura de entrada de 31,6 K, mayor al caso anterior,
la temperatura de entrada desciende al aumentar la altura, aunque no se cumple de la
misma manera en todos los casos, en este caso el sensor de temperatura se encuentra
justo después del filtro de aire. La presión en el múltiple de admisión es afectada
directamente por la presión atmosférica y la densidad del aire, aunque se cumple de
diferente manera para todos los casos. El valor del factor lambda en todas las mediciones
muestra un comportamiento similar, teniendo un predominio de mezcla rica para altitudes
mayores a 800 msnm.
En las Figuras 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12 y 3.13 se muestran las líneas de tendencia de los
parámetros indicados del motor a diferentes alturas. En todos los casos la línea de
tendencia utilizada es polinómica de segundo orden.
Las curvas siguen un comportamiento semejante al caso anterior, el comportamiento de
la presión media indicada y del trabajo neto es tiene una tendencia cuadrática para todos
los parámetros indicados.
74
Las pérdidas de potencia son proporcionales a la altura, como se muestra en las Figuras
3.8 y 3.9, Se observan pérdidas de hasta 18,61% a 4 000 metros de altitud. Los valores
obtenidos siguen una tendencia similar a la del caso anterior, es decir que en algunos
casos se ha obtenido más potencia con respecto a la altitud inmediatamente inferior, pero
vuelve a descender al seguir subiendo en altitud.
Figura 3.14. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica.
(Fuente: propia)
En la Tabla 3.13 se muestran las variaciones de pérdidas de potencia que se generan
cada 400 msnm, el comportamiento no es estable teniendo que la potencia aumenta en
algunos puntos en lugar de disminuir.
Tabla 3.13. Variación de la potencia respecto a la altitud.
AltItud (m)
Potencia (hp)
ΔP (hp)
% pérdida de potencia
Δ% pérdidas
65 59,89 445 59,13 0,76 1,27 1,27 835 59,27 -0,14 1,03 -0,24 1225 58,08 1,20 3,03 2,00 1630 57,28 0,79 4,36 1,33 2020 57,81 -0,53 3,48 -0,88 2355 55,13 2,68 7,95 4,47 2755 53,64 1,49 10,44 2,49 3150 51,87 1,77 13,40 2,96 3576 51,48 0,38 14,04 0,64 3973 48,75 2,73 18,61 4,57
(Fuente: propia)
Se puede apreciar que las variaciones porcentuales de pérdidas de potencia varían entre
0,88 % y 4,57 % cada 400 metros de variación de la altitud, teniendo una variación de
1,13% en promedio.
1,272 1,0313,031 4,356 3,477
7,94610,437
8,731
14,039
18,606
y = 0,0046x - 2,9124
R² = 0,8931
-5,000
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Perdida potencia
(%)
altitud
75
Comparando los valores de potencia obtenidos por la prueba estática con los
suministrados por el fabricante del vehículo se observa que los valores obtenidos
presentan una variación del 56,91%. Siendo menores los valores obtenidos en la prueba
estática (59,89 hp @ 6 000 rpm) ante los valores del fabricante 139 hp @ 6 000 rpm.
En la Tabla 3.9 se observan variaciones considerables respecto a la potencia obtenida a
nivel del mar con los valores de potencia corregida con el factor de corrección de la
norma ISO 2534.
3.1.7. Resultados de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010
Los cálculos se realizaron siguiendo el ejemplo de cálculo desarrollado para el Kia Rio,
en la Tabla 3.14 se muestran los parámetros indicados obtenidos a un régimen del motor
aproximado de 6 000 rpm. El vehículo sometido a pruebas cuenta con un sensor MAP en
su sistema de inyección electrónica. La presentación de todos los resultados calculados
se encuentra desarrollada en el Anexo III.
Tabla 3.14. Parámetros indicados a 6 000 rpm para todas las alturas geográficas.
AltItud
(m)
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media
indicada
(kPa)
Eficiencia volumétrica
(%)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%) 65 5 877,60 68,75 0,262 529,96 29,07 55,487
445 5 897,80 73,13 0,277 561,77 30,36 55,487
835 5 889,40 70,95 0,270 545,83 31,36 55,487
1 225 5 887,60 69,48 0,264 534,67 32,17 55,487
1 630 5 907,40 68,80 0,261 527,69 33,39 55,487
2 020 5 981,60 68,46 0,256 518,55 34,22 55,487
2 355 5 915,20 64,49 0,244 493,95 34,09 55,487
2 755 5 896,60 63,76 0,242 489,92 34,99 55,487
3 150 5 967,60 63,29 0,237 480,50 36,24 55,487
3 576 5 893,60 61,66 0,234 474,05 36,29 55,487
3 973 5 830,20 56,80 0,218 441,40 35,67 55,487
La eficiencia térmica obtenida con la ecuación 1.26 es 55,487% (Fuente: propia)
En la Tabla 3.15 se aplican los factores de corrección del apartado 1, para comparar la
potencia obtenida a nivel del mar con la potencia obtenida a diferentes altitudes
multiplicada por el factor de corrección.
76
Tabla 3.15. Potencia obtenida con los factores de corrección.
Altitud (m)
Tamb
(°C) Patm
(hPa)
Potencia obtenida
(hp)
ISO 2534 Pcorr (hp)
65 33 1 001,81 68,75 1,00
445 25 967,16 73,13 1,03 849 22 915,25 70,95 1,09
1 212 20,75 874,46 69,48 1,15 1 648 19,3 833,64 68,80 1,21 2 021 19 795,24 68,46 1,28 2 353 18,3 765,56 64,49 1,34 2 790 18,1 729,74 63,76 1,42 3 150 18,30 693,84 63,29 1,51 3 576 12,8 665,4 61,66 1,57 3 973 7,1 624,62 56,80 1,67
(Fuente: propia)
En las Figuras 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se muestran las curvas de potencia,
presión media indicada y trabajo neto obtenidos a diferentes altitudes.
Figura 3.15. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
4000 msnm
0 msnm
77
Figura 3.16. Curvas de potencia indicada en altitudes geográficas de 400 msnm a 3 600 msnm.
(Fuente: propia)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Potencia (hp)
rpm
3200 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
3600 msnm
Polinómica
(2000 msnm)Polinómica
(1200 msnm)
78
Figura 3.17. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a
4 000 msnm.
(Fuente: propia)
300
350
400
450
500
550
600
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
pmi (kPa)
rpm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
79
Figura 3.18. Curvas de presión media indicada obtenidas en altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm.
(Fuente: propia)
300
350
400
450
500
550
600
650
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
pmi (kPa)
rpm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
80
Figura 3.19. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 0 msnm a 4 000 msnm.
(Fuente: propia)
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,270
0,290
0,310
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Trabajo neto (kJ)
rpm
4000 msnm
3200 msnm
2400 msnm
1600 msnm
800 msnm
0 msnm
81
Figura 3.20. Curvas de trabajo neto obtenidas en altitudes geográficas de 400 msnm a
3 600 msnm.
(Fuente: propia)
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,270
0,290
0,310
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500
Trabajo neto (kJ)
rpm
3600 msnm
2800 msnm
2000 msnm
1200 msnm
400 msnm
82
3.1.8. Análisis de resultados de las pruebas estáticas para el Hyundai
Tucson 2010
Al analizar los datos obtenidos durante las pruebas (Anexo II) se pueden observar las
siguientes tendencias con respecto a la temperatura de entrada de aire, presión en el
múltiple de admisión y factor lambda obtenido por el analizador de gases, ver Tabla 3.16.
Tabla 3.16. Variación de las variables de entrada con respecto a la altitud.
AltItud (m)
Temperatura de entrada
(K)
Presión manométrica en el múltiple de admisión
(kPa) Lambda
65 335,117 26,984 1,006
445 315,950 25,883 1,012
849 314,675 25,632 1,010
1212 312,275 25,191 1,010
1648 315,075 25,084 1,008
2021 315,075 23,831 1,010
2353 313,700 22,805 1,012
2790 311,325 21,732 1,008
3150 320,300 21,613 1,008
3576 306,250 20,726 1,007
3973 300,625 19,885 1,006 (Fuente: propia)
Los valores de la Tabla 3.16 muestran una variación de la temperatura de entrada del
aire menor a los 35 K, mayor al primer caso, que puede deberse a la temperatura del IAT.
La presión en el múltiple de admisión es afectada por la altitud, teniendo una presión
mayor a 0 msnm. El valor del factor lambda muestra un comportamiento similar en todas
las mediciones, predominando una mezcla pobre dentro del cilindro a todas las alturas.
En las Figuras 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se puede apreciar también las líneas de
tendencia del comportamiento de los parámetros indicados para todas las altitudes, en el
Anexo V se incluirán por separado cada uno de los gráficos obtenidos. Las líneas de
tendencia son cuadráticas para la potencia mientras que para la presión media indicada y
el trabajo neto son polinómicas de cuarto grado.
En las Figuras 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se observa como el trabajo neto y la presión media
indicada es menor desde 2 000 rpm a 5 000 rpm en todos los casos.
Se puede apreciar que las pérdidas de potencia son proporcionales a la altura, aunque a
ciertas alturas se muestra un aumento como muestran los datos de la Tabla 3.17.
83
Figura 3.21. Porcentaje de pérdidas de potencia respecto a la altitud geográfica.
(Fuente: propia)
En la Figura 3.15 se observa pérdidas de potencia de hasta 17,38 % a 4 000 metros de
altitud, siendo las pérdidas proporcionales en altura. El comportamiento se ajusta de
mejor manera con la regresión lineal, obteniendo un valor de R2 de 0,9479, que
demuestra que se acomoda de manera muy adecuada a la ecuación lineal.
Tabla 3.17. Variación de la potencia respecto a la altitud.
AltItud (m)
Potencia (hp)
ΔP (hp)
% pérdida de potencia
Δ% pérdidas
65 68,75 - - - 445 73,13 -4,38 -6,37 -6,37 849 70,95 2,18 -3,20 3,17
1 212 69,48 1,47 -1,06 2,14 1 648 68,80 0,68 -0,08 0,98 2 021 68,46 0,34 0,42 0,50 2 353 64,49 3,97 6,20 5,78 2 790 63,76 0,73 7,26 1,06 3 150 63,29 0,47 7,94 0,69 3 576 61,66 1,62 10,31 2,36 3 973 56,80 4,86 17,38 7,08
(Fuente: propia)
En la Tabla 3.17 se muestran las variaciones de pérdidas de potencia que se generan
cada 400 msnm, donde se puede apreciar que las variaciones de potencia oscilan entre
- 6,37 % y 17,38 % cada 400 metros de variación teniendo como promedio 1,58 % cada
400 msnm.
La eficiencia volumétrica a régimen de 6 000 rpm varía de 24,83 % a 0 msnm y 29,07 % a
4 000 msnm, siendo afectada por la altitud y las condiciones ambientales. Los valores
más altos de eficiencia volumétrica se logran entre 4 000 rpm y 5 000 rpm.
-6,366-3,201
-1,061 -,077 ,423
6,199 7,257 7,94410,306
17,382
y = 0,0059x - 9,137
R² = 0,9479
-15,000
-10,000
-5,000
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Perdida potencia
(%)
altitud
84
Comparando los valores de potencia obtenidos por la prueba estática con los
suministrados por el fabricante del vehículo se observa una variación de 50,5 %, siendo
menor el valor del catálogo (139 hp a 5 800 rpm) ante 73,13 hp a 6 000 rpm de la prueba
estática a 400 msnm.
En la Tabla 3.15 se observa que los valores de potencia obtenidos con el factor de
corrección sufren variaciones considerables en referencia a los obtenidos a nivel del mar.
Al observar los resultados de la prueba estática se puede observar que el vehículo Kia
Rio, que dispone de un sistema de distribución variable, es más eficiente
volumétricamente que los vehículos Hyundai que disponen de un sistema de distribución
de generación anterior.
La variación de los parámetros indicados con respecto a la altura resultó ser semejante
en ambos vehículos Hyundai.
El comportamiento de los parámetros indicados de los vehículos equipados con sensor
MAP difieren del comportamiento de los parámetros indicados del vehículo con sensor
MAF, probablemente influya la ubicación de los sensores en el sistema de admisión del
motor de los vehículos.
3.2. Prueba dinámica
En las Tablas 3.18 y 3.19 se muestran los resultados obtenidos de la prueba dinámica
realizada en el banco de pruebas del CCICEV a una altitud de 2 800 msnm, la potencia
real (Preal) es la obtenida en la prueba mientras que la Potencia corregida (Pcorr) es el
valor corregido de potencia con el factor de corrección de SAE J1349.
Para esta prueba se realizan las pruebas en dos vehículos, en el Kia Rio y en el Hyundai
Tucson 2008 que cuenta con sensor MAF en su sistema de inyección electrónica.
85
Tabla 3.18. Resultados promedio de la prueba dinámica para el Kia Rio.
Rpm P real
(hp) P corr
(hp) rpm P real
(hp) P corr
(hp) rpm P real
(hp) P corr
(hp)
2 300 22,73 32,77 3 800 39,13 56,47 5 300 56,90 82,13
2 400 23,83 34,43 3 900 40,57 58,47 5 400 58,17 83,93
2 500 24,97 36,03 4 000 41,87 60,40 5 500 59,27 85,50
2 600 26,20 37,83 4 100 42,97 62,00 5 600 60,23 86,87
2 700 27,37 39,53 4 200 44,03 63,47 5 700 61,07 88,10
2 800 28,40 41,33 4 300 45,17 65,13 5 800 61,87 89,27
2 900 29,53 42,57 4 400 46,43 67,00 5 900 62,60 90,30
3 000 30,77 44,40 4 500 47,93 69,17 6 000 63,20 91,20
3 100 32,03 46,20 4 600 49,63 71,60 6 100 64,20 92,63
3 200 33,13 47,83 4 700 51,30 74,03 6 200 65,17 94,00
3 300 34,17 49,23 4 800 52,53 75,77 6 300 65,83 95,03
3 400 35,13 50,67 4 900 53,37 76,97 6 400 66,33 95,63
3 500 36,10 52,03 5 000 54,17 78,10 6 500 66,83 96,40
3 600 36,97 53,33 5 100 54,93 79,30 6 600 67,20 96,85
3 700 37,93 54,77 5 200 55,87 80,63 - Pcorr, es la potencia aplicada con el factor de corrección de la norma SAE J1349.
- Preal, es la potencia real obtenida a 2 800 rpm (Fuente: propia)
Tabla 3.19. Resultados de la prueba dinámica para el Hyundai Tucson.
Rpm P real (hp)
P corr (hp) rpm
P real (hp)
P corr (hp) rpm
P real (hp)
P corr (hp)
2 000 32,43 46,90 3 400 53,30 77,17 4 800 75,90 109,73
2 100 33,20 48,00 3 500 55,43 80,23 4 900 77,10 111,53
2 200 34,30 49,60 3 600 57,53 83,20 5 000 78,17 113,00
2 300 35,87 51,87 3 700 59,37 85,90 5 100 79,23 114,53
2 400 37,60 54,47 3 800 61,00 88,23 5 200 80,20 115,93
2 500 39,43 57,13 3 900 62,27 90,10 5 300 80,83 116,90
2 600 41,30 59,70 4 000 63,67 92,07 5 400 81,37 117,67
2 700 42,73 61,80 4 100 65,33 94,47 5 500 81,97 118,57
2 800 44,03 63,73 4 200 68,60 97,23 5 600 82,03 118,70
2 900 45,33 65,60 4 300 69,27 100,17 5 700 81,80 118,33
3 000 46,70 67,57 4 400 71,07 102,80 5 800 79,53 115,03
3 100 48,17 69,63 4 500 72,67 105,07 5 900 76,70 110,80
3 200 49,67 71,83 4 600 73,90 106,80
3 300 51,40 74,37 4 700 74,97 108,43 (Fuente: propia)
En las Figuras 3.20 y 3.21 se muestran las curvas obtenidas de potencia con respecto a
las revoluciones por minuto. Dentro de la misma se muestran las curvas obtenidas a
2 800 msnm y la curva con la potencia corregida.
86
Figura 3.22. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Kia Rio.
(Fuente: propia)
Figura 3.23. Curvas de potencia neta obtenida con el banco de pruebas para el Hyundai Tucson.
(Fuente: propia)
La presentación de todos los resultados obtenidos se desarrolla en el Anexo V.
3.2.1. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Kia Rio
En la prueba dinámica se obtiene una potencia real de 67,2 hp a 6 600 rpm y un valor
corregido de 96,85 hp a 6 600 rpm. Este último valor varía en 10,48% del mostrado en el
catálogo (107 hp a 6 300 rpm), potencia declarada por el fabricante a nivel del mar. La
potencia obtenida a 2 800 msnm en el banco de pruebas varía en un 30,7% con respecto
a la potencia obtenida con el factor de corrección de SAE J1339. En cambio, al comparar
96,850
67,200
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1500 2500 3500 4500 5500 6500
P (hp)
rpm
Pcorr
Preal
118,700
82,033
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
1500 2500 3500 4500 5500 6500
P (hp)
rpm
Pcorr
Preal
87
la misma potencia con el valor del catálogo, se observa una variación del 38,2 % al
compararla con el valor del catálogo.
3.2.2. Análisis de resultados de las pruebas dinámicas para el Hyundai
Tucson
En la prueba dinámica se obtienen una potencia real de 82,03 hp a 5 600 rpm y un valor
corregido de 118,70 a 5 600 rpm. Este último varía en 17,1% del mostrado en el catálogo
del vehículo.
La potencia obtenida a 2 800 msnm en el banco de pruebas varía en un 30,8% con
respecto a la potencia obtenida con el factor de corrección de SAE J1349. En cambio, al
comparar la misma potencia con el valor del catálogo, se observa una variación del 41%.
3.3. Prueba discreta
En este apartado se mostrarán los resultados y el análisis de la prueba discreta realizada
en el dinamómetro y los resultados obtenidos del análisis termodinámico realizado con
los datos de los sensores. Los vehículos analizados son el Kia Rio y el Hyundai Tucson
2008.
3.3.1. Análisis de resultados de la prueba discreta para el Kia Rio
En las Tabla 3.20 y Figura 3.24 se muestran los resultados obtenidos de la prueba
discreta del Kia Rio realizada en el dinamómetro a una altitud de 2 800 msnm, la potencia
real (Preal) es la obtenida por el equipo mientras que la potencia corregida (Pcorr) es el
valor de potencia real multiplicado por el factor de corrección de SAE J1349.
Tabla 3.20. Resultados de la prueba discreta para el Kia Rio
rpm Preal (hp)
Pcorr (hp)
1 021 9,8 13,9
1 535 15,9 22,6
2 063 21,7 31,0
2 593 28,3 40,2
3 123 34,7 49,5
3 653 41,7 59,3
4 185 48,7 69,4
4 714 55,1 78,4
5 242 60,1 85,7
5 772 65,4 93,1
6 301 66,5 94,8 (Fuente: propia)
88
Figura 3.24. Potencia obtenida para el Kia Rio en la prueba discreta
(Fuente: propia)
Las curvas de la Figura 3.24 ascienden hasta llegar a las 5 700 rpm en donde la potencia
tiende a estabilizarse hasta lograr su valor máximo a las 6 300 rpm. Los datos obtenidos
en la prueba discreta se aproximan a los obtenidos en la prueba dinámica.
En la Tabla 3.21 se muestran los resultados de los parámetros indicados y las eficiencias
térmica y volumétrica calculados en el ciclo termodinámico con los datos de los sensores.
Tabla 3.21. Parámetros indicados para el Kia Rio obtenidos con los datos de los sensores en la
prueba discreta
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media indicada
(kPa)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%)
Eficiencia
volumétrica
(%)
1 038,600 23,775 1467,361 0,512 56,088 93,240
1 567,550 36,828 1505,970 0,526 56,088 94,361
2 082,450 49,119 1511,916 0,528 56,088 94,733
2 644,850 65,736 1593,167 0,556 56,088 95,750
3 183,300 78,889 1588,551 0,554 56,088 96,370
3 722,450 93,492 1609,922 0,562 56,088 96,553
4 262,350 112,379 1690,034 0,590 56,088 96,945
4 794,300 127,260 1701,473 0,594 56,088 97,218
5 330,550 150,244 1806,682 0,631 56,088 96,905
5 839,417 170,939 1876,414 0,655 56,088 96,787
6 392,800 188,586 1890,946 0,660 56,088 96,679 (Fuente: propia)
66,5
94,8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
P (hp) Pcorr (hp)
89
Los datos de la Tabla 3.21 muestran que la eficiencia volumétrica se mantiene en valores
superiores al 93,24 % en todo momento, obteniendo su máximo valor a las 4794 rpm, la
eficiencia térmica se mantiene constante durante todo el ciclo, los valores obtenidos de
potencia en esta prueba triplican los valores obtenidos en el dinamómetro.
Las Figuras 3.25, 3.26 y 3.27 muestran los parámetros indicados en función de las
revoluciones del motor, en todos los casos, las curvas muestran un comportamiento
semejante a las curvas obtenidas por el dinamómetro.
Figura 3.25. Potencia indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de los
sensores
(Fuente: propia)
Figura 3.26. Presión media indicada para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de
los sensores
(Fuente: propia)
23,77536,828
49,119
65,73678,889
93,492
112,379127,260
150,244
170,939
188,586
0,000
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
180,000
200,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
1467,361
1505,970
1511,916
1593,167
1588,551
1609,922
1690,0341701,473
1806,6821876,414
1890,946
1400,000
1500,000
1600,000
1700,000
1800,000
1900,000
2000,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Presión media indicada (kPa)
90
Figura 3.27. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba discreta utilizando los datos de los
sensores
(Fuente: propia)
3.3.2. Análisis de resultados de la pruebas discreta para el Hyundai Tucson
En la Tabla 3.22 y la Figura 3.28 se muestran los resultados obtenidos de la prueba
discreta del Hyundai Tucson realizada en el dinamómetro a una altitud de 2 800 msnm, la
potencia real es la obtenida por el equipo mientras que la potencia corregida (Pcorr) es el
valor de potencia real multiplicado por el factor de corrección de SAE J1349.
Tabla 3.22. Resultados de la prueba discreta para el Hyundai Tucson.
rpm P real (hp)
P corr (hp)
2 517 36,6 51,8 2 852 42,2 59,9
3 200 47,2 66,9
3 551 53,0 75,1
3 900 57,9 82,2
4 251 63,8 90,5
4 602 68,5 97,1
4 951 74,6 105,7
5 299 77,9 110,5
5 649 82,1 116,5
5 997 82,5 117,0 (Fuente: propia)
0,512
0,5260,528
0,5560,554 0,562
0,590 0,594
0,631
0,655 0,660
0,400
0,450
0,500
0,550
0,600
0,650
0,700
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (KJ)
91
Figura 3.28. Potencia obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta
(Fuente: propia)
Las curvas de la Figura 3.28 muestran una tendencia ascendente hasta llegar a las
5 700 rpm en donde la potencia tiende a estabilizarse hasta lograr su valor máximo a las
6 000 rpm. La potencia en la prueba discreta muestra el mismo comportamiento que en la
prueba dinámica.
En la Tabla 3.23 se muestran los resultados de los parámetros indicados y las eficiencias
térmica y volumétrica calculados en el ciclo termodinámico con los datos de los sensores.
Tabla 3.23. Parámetros indicados para el Hyundai Tucson obtenidos con los datos de los sensores
en la prueba discreta
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media indicada
(kPa)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%)
Eficiencia
volumétrica
(%) 3 527,00 112,27 1 442,08 0,712 55,487 87,272
3 900,57 128,94 1 497,77 0,740 55,487 90,462
4 276,71 138,63 1 468,70 0,725 55,487 88,544
4 668,38 158,76 1 540,80 0,761 55,487 92,482
5 060,43 181,15 1 621,91 0,80 55,487 93,015 5 446,75 203,46 1 692,41 0,84 55,487 93,42 5 828,14 226,69 1 762,25 0,87 55,487 93,098
(Fuente: propia)
Los datos de la Tabla 3.23 muestran que la eficiencia volumétrica se mantiene en valores
superiores al 87,272 % en todo momento, obteniendo su máximo valor a las 5 446,75
rpm, la eficiencia térmica se mantiene constante durante todo el ciclo, los valores
obtenidos de potencia en esta prueba triplican los valores obtenidos en el dinamómetro.
82,5
117
0
20
40
60
80
100
120
140
2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
P (hp) Pcorr (hp)
92
Las Figuras 3.29, 3.30 y 3.30 muestran los parámetros indicados en función de las
revoluciones del motor, en todos los casos, las curvas muestran un comportamiento
semejante a las curvas obtenidas por el dinamómetro.
Figura 3.29. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los datos de los
sensores
(Fuente: propia)
Figura 3.30. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con
los datos de los sensores
(Fuente: propia)
112,265
128,945138,630
158,757
181,150
203,457
226,691
100,000
120,000
140,000
160,000
180,000
200,000
220,000
240,000
3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000
Potencia (hp)
1442,077
1497,7721468,703
1540,804
1621,911
1692,409
1762,245
1200,000
1300,000
1400,000
1500,000
1600,000
1700,000
1800,000
3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000
Presión media indicada (kPa)
93
Figura 3.31. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba discreta con los datos de
los sensores
(Fuente: propia)
3.3.3. Análisis del comportamiento de los sensores del sistema de inyección
electrónica
Durante las pruebas discretas realizadas a 2 800 msnm en el dinamómetro del CCICEV,
se evidenció que el comportamiento del sensor MAP difiere considerablemente del que
presenta el MAF; en la Figura 3.32 se muestra gráficamente el comportamiento del
sensor MAP del vehículo KIA RIO 2015.
Figura 3.32. Comportamiento del sensor MAP con IAT
(Fuente: propia)
Cuando el motor se prueba a máxima aceleración (WOT), la presión que indica el sensor
MAP (línea azul) llega a 72,3 kPa, igualando la presión atmosférica y presenta una leve
disminución al alcanzar las máximas RPM.
0,7120,740
0,725
0,761
,801
,836
,870
0,600
0,650
0,700
0,750
0,800
0,850
0,900
3000,000 3500,000 4000,000 4500,000 5000,000 5500,000 6000,000
Trabajo neto (KJ)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
10
3
10
9
11
5
12
1
12
7
13
3
13
9
14
5
15
1
RP
M
Tiempo de prueba (Cuadros por segundo)
SENSOR MAP & IAT
Régimen RPM Presión del colector (kPa) Temp. Aire °C
94
Mientras que el sensor de temperatura IAT, presenta una disminución de temperatura a
medida que se incrementa la velocidad angular del motor, en el tiempo de duración del
ensayo.
Figura 3.33. Comportamiento del sensor MAF con IAT
(Fuente: propia)
El comportamiento del sensor IAT (línea gris) es similar al caso del primer vehículo de
pruebas, es decir a medida que incrementa la velocidad angular del motor, la temperatura
de entrada de aire disminuye.
En las pruebas discretas en el dinamómetro en ambos vehículos, el comportamiento del
factor lambda (λ) es similar, prevalece una mezcla rica debido a la condición de plena
carga a la cual fueron sometidos los motores, como se muestra en las Figura 3.34 y 3.35.
Figura 3.34. Comportamiento del factor Lambda - MAP
(Fuente: propia)
0
50
100
150
200
250
300
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 6
11
16
21
26
31
36
41
46
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
10
1
10
6
11
1
11
6
12
1
12
6
13
1
13
6
14
1
14
6
15
1
15
6
Tiempo de prueba (Cuadros por segundo)
SENSOR MAF & IAT
Régimen RPM Caudal de aire (kg/h) Temp. Aire °C
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
10
3
10
9
11
5
12
1
12
7
13
3
13
9
14
5
15
1
FACTOR LAMBDA CON SENSOR MAP
Régimen RPM Lambda (λ)
95
Figura 3.35. Comportamiento del factor Lambda - MAF
(Fuente: propia)
3.4. Prueba dinámica en carretera
A continuación, se muestran los datos obtenidos en la prueba dinámica en carretera para
el Kia Rio y el Hyundai Tucson 2008, esta prueba se realizó en dos vehículos, ya que se
ha constatado que el comportamiento de los vehículos equipados con MAP es muy
similar entre ambos. En este caso se hace la prueba con la aleta de aceleración
totalmente abierta.
3.4.1 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el Kia
Rio
En la tabla 3.24 y en las Figuras 3.36, 3.37 y 3.38 se pueden apreciar los resultados
obtenidos durante la prueba dinámica en carretera del Kia Rio, los cálculos se de la
misma forma que el ejemplo de cálculo en el numeral 3.1.1 y los resultados del ciclo
termodinámico se muestran en el Anexo VII.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
10
3
10
9
11
5
12
1
12
7
13
3
13
9
14
5
15
1
Tiempo de prueba (Cuadros por segundo)
FACTOR LAMBDA CON SENSOR MAF
Régimen RPM Lambda (λ)
96
Tabla 3.24. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Kia Rio
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media
indicada
(kPa)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%)
Eficiencia
volumétrica
(%)
% apertura de la aleta
(%)
2 575,75 61,644 0,535 1 534,077 56,088 91,207 100,00 2 611,75 62,677 0,537 1 538,291 56,088 91,143 100,00 2 750,75 65,767 0,535 1 532,557 56,088 91,012 100,00 2 887,25 69,008 0,535 1 532,061 56,088 90,983 99,61 3 023,75 72,654 0,538 1 540,199 56,088 91,151 99,61 3 190,25 75,631 0,530 1 519,621 56,088 91,280 99,61 3 345,50 79,263 0,530 1 518,699 56,088 91,225 99,61 3 489,75 82,663 0,530 1 518,378 56,088 91,206 99,61 3 644,25 86,189 0,529 1 516,020 56,088 91,064 99,61 3 781,00 89,618 0,530 1519,319 56,088 91,055 99,61 3 946,75 95,023 0,539 1 543,298 56,088 91,019 99,61 4 076,00 98,001 0,538 1 541,189 56,088 91,000 99,61 4 238,25 101,996 0,538 1 542,621 56,088 90,979 99,61 4 396,75 109,616 0,558 1 598,102 56,088 90,546 99,61 4 543,25 113,212 0,557 1 597,306 56,088 90,501 99,61 4 707,25 117,247 0,557 1 596,602 56,088 90,462 99,61 4 830,75 120,229 0,557 1595,352 56,088 90,391 99,61 4 984,00 126,899 0,570 1 632,074 56,088 90,134 99,61 5 119,25 130,892 0,572 1 638,960 56,088 90,180 100,00 5 221,75 133,877 0,574 1 643,422 56,088 90,201 100,00 5 354,25 139,464 0,583 1 669,646 56,088 90,388 99,61 5 480,25 146,093 0,596 1 708,794 56,088 89,944 99,61 5 591,75 154,309 0,617 1 768,901 56,088 90,213 100,00 5 712,00 157,370 0,616 1 766,010 56,088 90,066 99,61 5 847,75 161,340 0,617 1 768,536 56,088 90,195 99,61 5 976,00 165,723 0,620 1 777,592 56,088 90,293 99,61 6 118,50 169,785 0,621 1 778,745 56,088 89,988 99,61 6 260,25 173,917 0,621 1 780,785 56,088 90,091 100,00 6 391,00 177,491 0,621 1 780,194 56,088 90,061 28,24 6 499,00 182,237 0,627 1 797,422 56,088 90,443 26,67 6 548,75 106,795 0,365 1 045,326 56,088 61,650 25,10
(Fuente: propia)
Figura 3.36. Potencia indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera
(Fuente: propia)
182,237
40,000
90,000
140,000
190,000
240,000
,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
97
Figura 3.37. Trabajo neto obtenido para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera
(Fuente: propia)
Figura 3.38. Presión media indicada obtenida para el Kia Rio en la prueba dinámica en carretera
(Fuente: propia)
En las Figuras 3.36, 3.37 y 3.38 se observa que los parámetros indicados son
proporcionales al régimen del motor, la potencia tiene un comportamiento ascendente, el
trabajo y la presión media indicada suben progresivamente hasta llegar a su máximo, con
una pendiente de menor valor a de la potencia, la eficiencia térmica se mantiene
constante durante toda la prueba, la eficiencia volumétrica se mantiene casi constante en
toda la prueba, los valores caen al activarse el limitador de revoluciones del motor.
Los parámetros indicados obtenidos en la prueba discreta son mayores entre 3 % y 5% a
los obtenidos en la prueba dinámica de carretera. La eficiencia térmica se mantiene en el
mismo valor durante las dos pruebas.
3.4.2 Análisis de resultados de la pruebas dinámica en carretera para el
Hyundai Tucson 2008
En la Tabla 3.25 y en las Figuras 3.39, 3.40 y 3.41 se presentan los resultados obtenidos
durante la prueba dinámica en carretera del Hyundai Tucson 2008, los cálculos se
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo (kJ)
1000,000
1200,000
1400,000
1600,000
1800,000
2000,000
,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Presión media indicada (kPa)
98
realizaron como se muestra en el numeral 3.1.4 y los cálculos del ciclo termodinámico se
muestran en el Anexo VII.
Tabla 3.25. Parámetros indicados de la prueba dinámica en carretera para el Hyundai Tucson.
Velocidad del motor
(rpm)
Potencia
(hp)
Trabajo
(kJ)
Presión media
indicada
(kPa)
Eficiencia térmica
Ec. (1.13)
(%)
Eficiencia
volumétrica
(%)
% apertura de la aleta
(%)
687,000 7,044 0,229 464,588 55,487 34,019 0,00 717,000 15,366 0,479 971,020 55,487 66,892 8,90
1 573,000 44,110 0,627 1 270,551 55,487 78,075 69,36 2 088,000 63,665 0,682 1 381,501 55,487 84,797 90,91 2 063,000 62,254 0,675 1 367,252 55,487 83,923 92,79 2 152,000 63,573 0,661 1 338,482 55,487 81,691 95,60 2 281,000 67,229 0,659 1 335,389 55,487 81,224 95,60 2 418,000 69,655 0,644 1 305,193 55,487 82,019 95,60 2 650,000 75,753 0,639 1 295,184 55,487 80,309 95,60 2 892,000 89,969 0,696 1 409,525 55,487 87,399 95,60 3 135,000 97,089 0,693 1 403,180 55,487 86,908 95,60 3 380,000 101,719 0,673 1 363,524 55,487 84,452 95,60 3 613,000 110,196 0,682 1 381,901 55,487 84,822 95,60 3 853,000 122,084 0,709 1 435,617 55,487 88,319 95,60 4 121,000 130,855 0,710 1 438,686 55,487 88,307 95,60 4 377,000 139,902 0,715 1 448,195 55,487 88,690 95,60 4 603,000 147,511 0,717 1 451,989 55,487 88,417 95,60 4 837,000 154,767 0,716 1 449,708 55,487 87,573 95,60 5 063,000 165,609 0,732 1 482,019 55,487 89,525 95,60 5 282,000 172,869 0,732 1 482,855 55,487 89,575 95,60 5 488,000 182,270 0,743 1 504,808 55,487 90,901 95,60 5 699,000 184,206 0,723 1 464,481 55,487 88,364 95,60 5 890,000 193,925 0,737 1 491,751 55,487 90,113 95,60
(Fuente propia)
Figura 3.39. Potencia indicada para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de carretera
(Fuente: propia)
0,000
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000
Potencia (hp)
99
Figura 3.40. Trabajo neto obtenido para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de carretera
(Fuente: propia)
Figura 3.41. Presión media indicada obtenida para el Hyundai Tucson en la prueba dinámica de
carretera
(Fuente: propia)
En la Tabla 3.25 la apertura de la aleta no llega a ser del 100% en ningún momento
durante la prueba, esto puede deberse al desgaste de los componentes del mecanismo.
El comportamiento de la potencia entre la prueba discreta y la prueba dinámica es
proporcional y lineal, mientras que la presión media indicada y el trabajo indicado siguen
un comportamiento lineal y proporcional al régimen del motor en la prueba discreta, para
el caso de la prueba dinámica, el comportamiento sufre es lineal a partir de las 1500 rpm
hasta llegar al régimen máximo.
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000
Trabajo (kJ)
0,000
500,000
1000,000
1500,000
2000,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000
Presión media indicada (kPa)
100
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1. CONCLUSIONES
· Luego de concluido el análisis de resultados, se establece el cumplimiento satisfactorio
del propósito de la investigación, al hallar una correlación entre los parámetros
indicados (potencia, presión media y trabajo indicados) calculados a partir de los datos
de los sensores y la altitud geográfica.
· La altitud sobre el nivel del mar ejerce efectos sobre la presión y temperatura
atmosféricas, lo cual disminuye de forma notable la potencia indicada, y por tanto la
efectiva que puede desarrollar un motor Otto de aspiración natural; los resultados de
las pruebas estáticas demuestran un promedio de pérdidas del 0,51% por cada 100
metros de incremento en la altitud.
· Se ha demostrado que el vehículo Kia Rio R, cuyo motor está equipado con
distribución variable (CVVT) tiene mayor eficiencia volumétrica que los motores de los
vehículos Hyundai Tucson que poseen sistema de distribución con traslape fijo; esto
se debe a una mejor sincronización de las válvulas de acuerdo al régimen del motor lo
cual permite un mejor llenado del cilindro.
· Se obtienen resultados satisfactorios y semejantes al determinar los parámetros
indicados y las pérdidas de potencia en relación a la altitud para vehículos que en su
sistema electrónico incluyen sensores de flujo másico (MAF) o vehículos con sensores
de presión absoluta en el múltiple de admisión (MAP).
· El comportamiento de la potencia indicada del motor durante todas las pruebas fue
similar, mientras que la presión media indicada y el trabajo neto fueron diferentes entre
la prueba estática y las pruebas discreta y dinámica de carretera, en el cual el
acelerador estaba completamente abierto.
101
4.2. RECOMENDACIONES
· Se recomienda realizar un estudio para establecer una correlación entre la prueba
estática y la prueba dinámica, para que el método desarrollado en esta investigación
sea utilizado para determinar la potencia de los motores sin la necesidad de una
prueba de banco.
· Se recomienda realizar este estudio bajo condiciones controladas, haciendo que
parámetros como la temperatura ambiental y humedad relativa no afecten a la
densidad del aire salvo la presión atmosférica para determinar con un alto índice de
confiabilidad la densidad del aire, y de esta manera identificar cómo afecta la presión
atmosférica sobre los parámetros indicados.
· Con el propósito de ampliar el campo de análisis de este estudio, se recomienda
realizar este protocolo de pruebas, en vehículos con motores Otto sobrealimentados,
para poder determinar las diferencias significativas en cuanto a la eficiencia
volumétrica, geometría del turbo y el rendimiento comparado al motor de aspiración
natural.
· Se recomienda realizar este estudio con orientación a motores de motocicletas y
tricimotos, ya que actualmente la inyección electrónica de combustible también se
incorpora en este tipo de vehículos; considerando como variables para una misma
cilindrada, el número y disposición de cilindros.
· Con el propósito de corroborar si el análisis termodinámico es también aplicable al
motor Diésel, se recomienda realizarlo en vehículos equipados con estos motores.
102
4.3. BIBLIOGRAFÍA AEADE. (2017). Asociación de empresas automotrices del Ecuador. Obtenido de Anuario 2016:
http://www.aeade.net/anuario-2016/anuario2016.pdf
Badii, M., & Guillén, A. (Junio de 2011). Nociones Introductorias de Muestreo Estadístico.
Obtenido de http://www.spentamexico.org/v6-n1/89a105.pdf
Berenson, M., & Levine, D. (1996). Estadística básica en administración, conceptos y aplicaciones
(Sexta ed.). México: Prentice Hall.
California Environmental Protection Agency. (2017). Obtenido de
http://www.calepa.ca.gov/About/History01/
Cárdenas , E., & Kaslin, J. (2006). Caracterización tecnológica del parque automotor del DMQ y
propuesta para la reforma de la normativa ecuatoriana de emisiones en fuentes móviles
terrestres. Quito: 2006.
Chevrolet Ecuador. (20 de Mayo de 2017). Chevrolet Sitio Oficial. Obtenido de Chevrolet Sitio
Oficial: www.chevrolet.com.ec
Gil, H. (2000). Nuevo manual práctico del automóvil: reparación, mantenimiento y prácticas.
Barcelona: Cultural.
Hyundai Ecuador Ecuador. (20 de Mayo de 2017). Hyundai Ecuador. Obtenido de Hyundai
Ecuador: www.hyundai.com.ec
INEC. (2015). Compendio estadístico 2015. Quito.
Kia Motors Corp. (20 de Mayo de 2017). Kia Motors Ecuador| Autos, SUVS, Eléctricos y
Comerciales. Obtenido de Kia Motors Ecuador| Autos, SUVS, Eléctricos y Comerciales:
www.kia.com.ec
MAHA. (24 de Noviembre de 2005). Banco de Potencia LPS 3000. Manual del Usuario. Alemania.
Martínez Hermógenes, G. (2000). Manual práctico del automóvil, reparación, mantenimiento y
prácticas. Cultural S.A.
Miller. (2012). Manual de reparación de automóviles. Barcelona: Grafos .
Nissan Ecuador. (20 de Mayo de 2017). Nissan Ecuador. Obtenido de Nissan Ecuador:
www.nissan.com.ec
Ojeda, L. R. (2007). Probabilidad y estádistica basica para ingenieros. Guayaquil.
Payri, F., & Desantes, J. (2011). Motores de combustion interna altenativos. Barcelona: Reverté.
Peña Pérez, L. M., & Becerra Santiago, L. O. (2010). Impacto de la nueva fórmula de la densidad
del aire CIPM - 2007. Simposio de metrología 2010 (pág. 5). Querétaro: CENAM.
Pulkrabek, W. W. (1997). Engineering fundamentals of the internal combustion engine. New
Jersey: Prentice Hall.
Robert Bosch GmbH. (2005). Manual de la técnica del automovil. Alemania: Robert Bosch GmbH.
103
Rodríguez Ojeda, L. (2007). Probabilidad y estadística básica para ingenieros. Obtenido de
https://archuto.files.wordpress.com/2011/02/probabilidad_y_estadistica_basica.pdf
Rueda Santander, J. (2005). Manual técnico de Fuel injection. Guayaquil - Ecuador: Diseli Editores.
Rueda Santander, J. (2010). Técnico en mecánica & electrónica automotriz. Colombia: Diseli
Editores.
Sodré, J., & Soares, S. (Julio-Septiembre de 2003). Scielo. Obtenido de Scielo:
http://www.scielo.br/pdf/jbsmse/v25n3/a10v25n3.pdf
Toyota Ecuador. (20 de Mayo de 2017). Toyota Ecuador. Obtenido de Toyota Ecuador:
www.toyota.com.ec
104
ANEXOS
105
ANEXO I MODELOS MÁS VENDIDOS DE LAS MARCAS MÁS VENDIDAS EN
ECUADOR
106
En este anexo se detallan las características de los vehículos más vendidos de las
marcas de mayor participación en el mercado Ecuatoriano mostrados en la Tabla 2.5.
En la Tabla I.1 se muestran las características de los vehículos más vendidos por
Chevrolet.
Tabla I.1. Vehículos más vendidos de la marca Chevrolet.
SAIL
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 400 cc 16
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
AVEO FAMILY
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 500 cc 8
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
AVEO EMOTION
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 16
Alimentación Combustible # Cilindros Inyección
electrónica MPI
Gasolina 4
GRAND VITARA SZ
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 000 cc 2 400 cc
16
Alimentación Combustible #
Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
(Fuente: www.chevrolet.com.ec; 2017)
107
En la Tabla I.2 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Kia.
Tabla I.2. Vehículos más vendidos de la marca Kia.
SPORTAGE ACTIVE
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 975 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
RIO R
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 396 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
SPORTAGE R
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 999 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
CERATO
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 591 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
(Fuente: www.kia.com.ec; 2017)
En la Tabla I.3 se muestran las características de los vehículos más vendidos por
Hyundai.
108
Tabla I.3. Vehículos más vendidos de la marca Hyundai.
TUCSON
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 000 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
ACCENT
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible #
Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
SONATA
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico + Eléctrico
2 000 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
CRETA
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 16 CVVT
Alimentación Combustible # Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
(Fuente: www.hyundai.com.ec; 2017)
En la Tabla I.4 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Toyota.
109
Tabla I.4. Vehículos más vendidos de la marca Toyota.
HILUX 4X2
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 700 cc 16 VVT-i
Alimentación Combustible #
Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
FORTUNER
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 16 VVT-i
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
HILUX 4X4
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 700 cc 16 VVT-i
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
PRIUS C
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico + Eléctrico
1 500 cc 16 CVT
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
(Fuente: www.toyata.com.ec; 2017)
En la Tabla I.5 se muestran las características de los vehículos más vendidos por Nissan.
110
Tabla I.5. Vehículos más vendidos de la marca Nissan.
X-TRAIL
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 500 cc 16
Alimentación Combustible # Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
TIIDA
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 1 800 cc
16
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
VERSA
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 1 600 cc 16
Alimentación Combustible # Cilindros
Inyección electrónica
Gasolina 4
QASHQAI
Tipo Motor Cilindrada Válvulas
Atmosférico 2 000 cc 16
Alimentación Combustible # Cilindros Inyección
electrónica Gasolina 4
(Fuente: www.nissan.com.ec; 2017)
111
ANEXO II REGISTRO Y TABULACIÓN DE LOS DATOS OBTENIDOS POR
LOS EQUIPOS UTILIZADOS EN ESTA INVESTIGACIÓN EN LA PRUEBA ESTÁTICA
11
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129
ANEXO III CALCULOS DE LAS PRUEBAS ESTÁTICAS REALIZADAS A
DIFERENTES ALTURAS
130
En este anexo se detallan los cálculos obtenidos como se muestra con los ejemplos del
Capítulo 3. Se utilizan los valores promedio del Anexo II para realizar los cálculos del
análisis termodinámico.
Resultados obtenidos de las pruebas estáticas del Kia Rio R
En la Tabla III.1 se encuentran los valores de las constantes utilizadas en el cálculo.
En las Tablas III.2 a III.11 se encuentran los resultados obtenidos del análisis
termodinámico a diferentes altitudes.
Tabla III.1 Constantes utilizadas para el cálculo
V total 0,001 396 m3 k 1,35 rc 10,5 R 0,287 Vd 0,000 349 m3 QHV 46 264,05 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7
(Fuente: propia)
Tabla III.2 Datos calculados en la prueba estática a 0 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,002 1,013 1,011 1,000 1,005 1,005
P1(kPa) 31,645 23,448 25,148 22,805 22,554 26,572
T1 (K) 335,250 335,250 335,250 335,250 336,750 337,500
ma (kg) 0,000127 0,000094 0,000101 0,000091 0,000090 0,000106
P2(kPa) 756,668 560,666 601,334 545,305 539,294 635,375
T2 (K) 763,458 763,458 763,458 763,458 766,874 768,582
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 8,61301E-06 6,31265E-06 6,78394E-06 6,21952E-06 6,09309E-06 7,16269E-06
Qin (kJ) 0,379 0,277 0,298 0,273 0,268 0,315
P3 (kPa) 4363,189 3203,960 3441,971 3149,602 3090,652 3634,605
T3 (K) 4402,343 4362,829 4369,949 4409,621 4394,897 4396,604
T4 (K) 1933,159 1915,808 1918,934 1936,355 1929,889 1930,639
P4 (kPa) 182,473 133,993 143,947 131,720 129,254 152,003
W3-4 (KJ) 0,257 0,189 0,203 0,185 0,182 0,214
W1-2 (KJ) -0,045 -0,033 -0,035 -0,032 -0,032 -0,037
Wnet (KJ) 0,212 0,156 0,167 0,153 0,150 0,177
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 608,368 445,886 479,174 439,307 430,377 505,927
Potencia (kW) 4,680 10,165 16,690 20,829 25,264 36,139
Potencia (hp) 6,275 13,631 22,381 27,931 33,879 48,463
rpm 661,200 1959,650 2994,000 4075,550 5046,000 6140,250
densidad (kg/m3) 1,155 1,155 1,155 1,155 1,155 1,155
nv (%) 31,486 23,330 25,022 22,691 22,341 26,262
131
Tabla III.3 Datos calculados en la prueba estática a 400 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
Tabla III.4 Datos calculados en la prueba estática a 800 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,006 1,005 1,005 1,003 1,004 1,013
P1(kPa) 32,792 24,269 25,121 22,452 21,854 25,198
T1 (K) 335,250 335,250 335,250 336,750 336,750 337,950
ma (kg) 0,000131 0,000097 0,000101 0,000090 0,000087 0,000100
P2(kPa) 784,104 580,302 600,669 536,869 522,556 602,511
T2 (K) 763,458 763,458 763,458 766,874 766,874 769,606
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 8,88982E-06 6,58575E-06 6,8169E-06 6,0778E-06 5,90986E-06 6,7296E-06
Qin 0,391 0,289 0,300 0,267 0,260 0,296
P3 (kPa) 4506,533 3337,950 3455,107 3081,821 2997,190 3420,392
T3 (K) 4387,874 4391,481 4391,481 4402,131 4398,510 4368,978
T4 (K) 1926,806 1928,389 1928,389 1933,066 1931,476 1918,508
P4 (kPa) 188,468 139,596 144,496 128,885 125,345 143,044
W3-4 (KJ) 0,265 0,197 0,203 0,181 0,176 0,201
W1-2 (KJ) -0,046 -0,034 -0,035 -0,032 -0,031 -0,035
Wnet (KJ) 0,219 0,162 0,168 0,150 0,146 0,166
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 627,920 465,175 481,502 429,297 417,435 475,336
Potencia (kW) 6,202 11,109 18,086 20,138 24,398 33,262
Potencia (hp) 8,317 14,897 24,253 27,005 32,719 44,606
rpm 849,050 2052,750 3228,750 4032,300 5024,200 6015,200
densidad 1,108 1,108 1,108 1,108 1,108 1,108
nv (%) 33,983 25,150 26,033 23,164 22,547 25,904
lambda 1,012 1,019 1,017 0,998 1,001 1,002
P1(kPa) 32,291 23,198 24,303 20,831 21,513 25,461
T1 (K) 338,250 338,250 338,250 336,750 336,750 336,750
ma (kg) 0,000128 0,000092 0,000097 0,000083 0,000086 0,000102
P2(kPa) 772,119 554,707 581,124 498,089 514,416 608,804
T2 (K) 770,290 770,290 770,290 766,874 766,874 766,874
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 8,62487E-06 6,15372E-06 6,45947E-06 5,66703E-06 5,83525E-06 6,89904E-06
Qin 0,379 0,270 0,284 0,249 0,256 0,303
P3 (kPa) 4383,605 3131,452 3285,893 2871,042 2957,806 3497,635
T3 (K) 4373,217 4348,467 4355,504 4420,344 4409,394 4405,759
T4 (K) 1920,370 1909,501 1912,591 1941,064 1936,255 1934,659
P4 (kPa) 183,327 130,960 137,419 120,070 123,698 146,275
W3-4 (KJ) 0,258 0,184 0,193 0,169 0,174 0,206
W1-2 (KJ) -0,045 -0,033 -0,034 -0,029 -0,030 -0,036
Wnet (KJ) 0,213 0,152 0,159 0,140 0,144 0,170
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 609,205 434,660 456,255 400,283 412,165 487,304
Potencia (kW) 5,155 10,364 15,974 18,571 23,943 34,970
Potencia (hp) 6,913 13,899 21,421 24,904 32,108 46,895
rpm 727,400 2049,650 3009,550 3988,050 4993,450 6168,650
densidad 1,038 1,038 1,038 1,038 1,038 1,038
nv (%) 35,422 25,448 26,660 22,953 23,705 28,054
132
Tabla III.5 Datos calculados en la prueba estática a 1 200 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
Tabla III.6 Datos calculados en la prueba estática a 1 600 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,008 1,009 1,014 0,998 1,001 1,001
P1(kPa) 30,742 21,748 22,932 20,561 20,914 24,389
T1 (K) 340,500 340,500 340,500 339,450 338,250 338,250
ma (kg) 0,000121 0,000086 0,000091 0,000081 0,000083 0,000097
P2(kPa) 735,085 520,021 548,337 491,648 500,088 583,176
T2 (K) 775,414 775,414 775,414 773,022 770,290 770,290
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 8,18929E-06 5,78761E-06 6,07266E-06 5,54925E-06 5,64757E-06 6,58588E-06
Qin 0,360 0,254 0,267 0,244 0,248 0,289
P3 (kPa) 4164,183 2943,462 3091,137 2815,280 2864,890 3340,879
T3 (K) 4392,639 4389,054 4371,235 4426,492 4412,810 4412,810
T4 (K) 1928,898 1927,324 1919,499 1943,764 1937,755 1937,755
P4 (kPa) 174,150 123,099 129,274 117,738 119,813 139,719
W3-4 (KJ) 0,245 0,173 0,182 0,166 0,169 0,197
W1-2 (KJ) -0,043 -0,031 -0,032 -0,029 -0,029 -0,034
Wnet (KJ) 0,202 0,143 0,150 0,137 0,139 0,162
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 578,439 408,799 428,934 391,963 398,908 465,185
Potencia (kW) 4,434 9,508 15,086 18,296 23,413 33,160
Potencia (hp) 5,946 12,750 20,231 24,535 31,398 44,468
rpm 658,900 1999,250 3023,350 4012,400 5045,300 6127,450
densidad 1,007 1,007 1,007 1,007 1,007 1,007
nv (%) 34,523 24,422 25,752 23,161 23,642 27,570
lambda 0,998 1,005 1,009 0,998 1,001 1,007
P1(kPa) 31,601 21,219 21,779 19,514 19,782 22,679
T1 (K) 338,250 338,250 338,330 338,250 337,200 337,950
ma (kg) 0,000126 0,000084 0,000087 0,000078 0,000079 0,000090
P2(kPa) 755,635 507,367 520,767 466,612 473,016 542,283
T2 (K) 770,290 770,290 770,472 770,290 767,899 769,606
mezcla mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 8,55913E-06 5,70696E-06 5,83308E-06 5,28536E-06 5,35847E-06 6,09298E-06
Qin 0,376 0,251 0,256 0,232 0,236 0,268
P3 (kPa) 4339,596 2897,039 2963,250 2679,747 2716,763 3093,594
T3 (K) 4423,759 4398,312 4384,112 4423,759 4410,419 4390,424
T4 (K) 1942,564 1931,389 1925,154 1942,564 1936,705 1927,925
P4 (kPa) 181,486 121,157 123,926 112,070 113,618 129,377
W3-4 (KJ) 0,255 0,171 0,174 0,158 0,160 0,182
W1-2 (KJ) -0,044 -0,030 -0,031 -0,027 -0,028 -0,032
Wnet (KJ) 0,211 0,141 0,144 0,130 0,132 0,150
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 604,563 403,103 412,012 373,324 378,488 430,369
Potencia (kW) 4,618 8,919 14,083 17,694 22,032 30,204
Potencia (hp) 6,193 11,960 18,885 23,728 29,545 40,504
rpm 656,650 1901,900 2938,150 4074,150 5003,700 6032,750
densidad 0,955 0,955 0,955 0,955 0,955 0,955
nv (%) 37,665 25,290 25,952 23,259 23,651 27,055
133
Tabla III.7 Datos calculados en la prueba estática a 2 000 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
Tabla III.8 Datos calculados en la prueba estática a 2 400 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,011 1,012 1,014 0,996 0,998 1,000
P1(kPa) 30,066 20,907 21,605 19,313 19,242 21,727
T1 (K) 340,650 342,000 340,650 340,500 339,600 338,250
ma (kg) 0,000119 0,000082 0,000085 0,000076 0,000076 0,000086
P2(kPa) 718,931 499,921 516,616 461,806 460,109 519,514
T2 (K) 775,755 778,829 775,755 775,414 773,364 770,290
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica estequiométrica
mf (kg) 7,98204E-06 5,52308E-06 5,71884E-06 5,20679E-06 5,19097E-06 5,87281E-06
Qin 0,351 0,243 0,251 0,229 0,228 0,258
P3 (kPa) 4061,245 2812,596 2911,262 2642,040 2633,720 2978,632
T3 (K) 4382,247 4381,757 4371,577 4436,220 4426,834 4416,453
T4 (K) 1924,334 1924,120 1919,649 1948,035 1943,914 1939,355
P4 (kPa) 169,845 117,626 121,752 110,493 110,145 124,569
W3-4 (KJ) 0,239 0,166 0,171 0,156 0,155 0,175
W1-2 (KJ) -0,042 -0,029 -0,030 -0,027 -0,027 -0,031
Wnet (KJ) 0,197 0,136 0,141 0,128 0,128 0,145
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 563,800 390,115 403,942 367,774 366,657 414,818
Potencia (kW) 4,776 8,597 14,075 16,511 21,387 28,742
Potencia (hp) 6,405 11,529 18,874 22,141 28,680 38,544
rpm 728,150 1894,400 2995,100 3859,050 5014,000 5956,000
densidad 0,928 0,928 0,928 0,928 0,928 0,928
nv (%) 36,636 25,375 26,326 23,544 23,519 26,662
lambda 1,022 1,010 1,009 0,995 0,998 1,034
P1(kPa) 28,698 20,278 21,366 18,621 19,009 22,401
T1 (K) 335,250 335,250 334,650 333,000 332,250 333,000
ma (kg) 0,000115 0,000081 0,000086 0,000075 0,000077 0,000090
P2(kPa) 686,201 484,876 510,882 445,255 454,537 535,650
T2 (K) 763,458 763,458 762,091 758,334 756,626 758,334
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla pobre
mf (kg) 7,65804E-06 5,47554E-06 5,78529E-06 5,1384E-06 5,24156E-06 5,94843E-06
Qin 0,337 0,241 0,254 0,226 0,230 0,261
P3 (kPa) 3892,848 2777,645 2933,352 2596,852 2649,331 3026,432
T3 (K) 4331,132 4373,520 4375,732 4422,819 4410,096 4284,604
T4 (K) 1901,889 1920,502 1921,474 1942,151 1936,564 1881,457
P4 (kPa) 162,803 116,164 122,676 108,603 110,798 126,568
W3-4 (KJ) 0,229 0,164 0,173 0,153 0,156 0,178
W1-2 (KJ) -0,040 -0,029 -0,030 -0,026 -0,027 -0,032
Wnet (KJ) 0,189 0,135 0,143 0,127 0,129 0,147
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 540,915 386,757 408,636 362,943 370,230 420,159
Potencia (kW) 4,141 8,915 14,456 16,914 21,673 29,865
Potencia (hp) 5,553 11,955 19,385 22,682 29,064 40,050
rpm 658,050 1981,350 3040,850 4006,000 5032,100 6110,100
densidad 0,904 0,904 0,904 0,904 0,904 0,904
nv (%) 36,458 25,762 27,192 23,816 24,368 28,651
134
Tabla III.9 Datos calculados en la prueba estática a 2 800 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
Tabla III.10 Datos calculados en la prueba estática a 3 200 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,014 1,008 1,006 0,992 1,010 1,003
P1(kPa) 28,237 20,457 20,351 17,670 18,670 20,723
T1 (K) 340,500 340,050 338,250 337,650 335,550 333,450
ma (kg) 0,000111 0,000081 0,000081 0,000070 0,000075 0,000084
P2(kPa) 675,177 489,161 486,631 422,505 446,436 495,507
T2 (K) 775,414 774,389 770,290 768,923 764,141 759,359
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 7,4759E-06 5,45676E-06 5,46828E-06 4,82325E-06 5,03694E-06 5,66506E-06
Qin 0,329 0,240 0,240 0,212 0,221 0,249
P3 (kPa) 3805,557 2774,066 2776,359 2442,144 2555,552 2867,634
T3 (K) 4370,526 4391,614 4394,706 4444,491 4374,203 4394,616
T4 (K) 1919,188 1928,448 1929,806 1951,667 1920,802 1929,766
P4 (kPa) 159,152 116,014 116,110 102,133 106,876 119,927
W3-4 (KJ) 0,224 0,163 0,163 0,144 0,150 0,169
W1-2 (KJ) -0,040 -0,029 -0,029 -0,025 -0,026 -0,029
Wnet (KJ) 0,184 0,135 0,135 0,119 0,124 0,140
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 528,050 385,431 386,244 340,684 355,777 400,144
Potencia (kW) 4,077 8,772 13,334 16,500 21,049 27,708
Potencia (hp) 5,467 11,763 17,882 22,127 28,227 37,158
rpm 663,700 1956,350 2967,600 4163,150 5085,700 5952,400
densidad (kg/m3) 0,863 0,863 0,863 0,863 0,863 0,863
nv (%) 36,998 26,840 26,844 23,348 24,824 27,727
lambda 1,006 1,012 1,009 1,001 1,013 1,072
P1(kPa) 27,450 19,654 19,623 17,005 18,213 20,656
T1 (K) 333,000 333,000 332,246 332,250 330,750 329,700
ma (kg) 0,000111 0,000079 0,000079 0,000069 0,000074 0,000084
P2(kPa) 656,369 469,950 469,204 406,614 435,489 493,905
T2 (K) 758,334 758,334 756,617 756,626 753,210 750,819
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 7,4919E-06 5,33229E-06 5,35177E-06 4,67487E-06 4,96998E-06 5,34338E-06
Qin 0,329 0,234 0,235 0,205 0,218 0,235
P3 (kPa) 3793,448 2702,737 2710,148 2364,119 2516,566 2731,335
T3 (K) 4382,750 4361,262 4370,257 4399,146 4352,581 4152,090
T4 (K) 1924,556 1915,120 1919,070 1931,755 1911,308 1823,268
P4 (kPa) 158,646 113,031 113,341 98,870 105,245 114,227
W3-4 (KJ) 0,223 0,159 0,160 0,139 0,148 0,161
W1-2 (KJ) -0,039 -0,028 -0,028 -0,024 -0,026 -0,029
Wnet (KJ) 0,185 0,131 0,132 0,115 0,123 0,132
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 529,180 376,639 378,015 330,203 351,048 377,422
Potencia (kW) 4,042 9,269 13,522 16,152 20,907 26,460
Potencia (hp) 5,421 12,430 18,133 21,660 28,037 35,483
rpm 656,600 2115,500 3074,900 4204,800 5119,450 6026,300
densidad 0,824 0,824 0,824 0,824 0,824 0,824
nv (%) 38,506 27,570 27,588 23,908 25,722 29,265
135
Tabla III.11 Datos calculados en la prueba estática a 3 600 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
Tabla III.12 Datos calculados en la prueba estática a 4 000 msnm para el Kia Rio
(Fuente: propia)
lambda 1,010 1,020 1,010 0,992 1,013 1,001
P1(kPa) 27,151 21,547 19,853 17,338 17,938 21,280
T1 (K) 343,500 343,500 342,000 342,000 340,200 338,250
ma (kg) 0,000106 0,000084 0,000078 0,000068 0,000071 0,000085
P2(kPa) 649,219 515,220 474,714 414,586 428,928 508,845
T2 (K) 782,245 782,245 778,829 778,829 774,730 770,290
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 7,15533E-06 5,62279E-06 5,25497E-06 4,67265E-06 4,75912E-06 5,74645E-06
Qin 0,314 0,247 0,231 0,205 0,209 0,253
P3 (kPa) 3645,366 2869,647 2675,126 2371,161 2421,713 2915,053
T3 (K) 4392,308 4356,915 4388,892 4454,397 4374,101 4412,810
T4 (K) 1928,752 1913,211 1927,252 1956,017 1920,758 1937,755
P4 (kPa) 152,453 120,012 111,876 99,164 101,278 121,910
W3-4 (KJ) 0,215 0,169 0,157 0,140 0,143 0,172
W1-2 (KJ) -0,038 -0,030 -0,028 -0,024 -0,025 -0,030
Wnet (KJ) 0,176 0,139 0,130 0,115 0,117 0,142
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 505,407 397,158 371,178 330,046 336,154 405,893
Potencia (kW) 3,841 9,429 13,380 15,651 19,385 28,658
Potencia (hp) 5,151 12,645 17,943 20,989 25,995 38,431
rpm 653,300 2040,800 3098,600 4076,400 4957,000 6069,200
densidad 0,806 0,806 0,806 0,806 0,806 0,806
nv (%) 37,766 29,971 27,736 24,223 25,194 30,060
V1(m3) 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386 0,000386
V6(m3) 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037 0,000037
rpm 660,450 1938,490 2955,050 4064,100 5028,350 6063,050
lambda 1,011 1,015 1,009 0,995 0,996 1,016
P1(kPa) 25,854 20,498 19,038 16,789 17,392 19,893
T1 (K) 334,800 333,000 332,250 329,550 328,650 329,250
ma (kg) 0,000104 0,000083 0,000077 0,000068 0,000071 0,000081
P2(kPa) 618,201 490,132 455,216 401,449 415,858 475,670
T2 (K) 762,433 758,334 756,626 750,477 748,428 749,794
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla pobre
mf (kg) 6,98361E-06 5,54484E-06 5,19216E-06 4,67948E-06 4,85584E-06 5,43503E-06
Qin 0,307 0,244 0,228 0,206 0,213 0,239
P3 (kPa) 3542,442 2811,919 2629,326 2360,886 2449,140 2751,476
T3 (K) 4368,925 4350,613 4370,266 4413,490 4407,764 4337,125
T4 (K) 1918,484 1910,443 1919,074 1938,054 1935,540 1904,521
P4 (kPa) 148,148 117,597 109,961 98,735 102,425 115,069
W3-4 (KJ) 0,209 0,166 0,155 0,139 0,144 0,162
W1-2 (KJ) -0,036 -0,029 -0,027 -0,024 -0,024 -0,028
Wnet (KJ) 0,172 0,137 0,128 0,115 0,120 0,134
nt (%) 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088 56,088
imep (kPa) 493,277 391,652 366,741 330,529 342,985 383,896
Potencia (kW) 3,790 8,832 12,607 15,627 20,063 27,077
Potencia (hp) 5,082 11,844 16,907 20,956 26,905 36,311
rpm 660,450 1938,490 2955,050 4064,100 5028,350 6063,050
densidad 0,760 0,760 0,760 0,760 0,760 0,760
nv (%) 39,131 31,192 29,035 25,816 26,816 30,617
136
Cálculos obtenidos de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2008
En la Tabla III.13 se encuentran los valores de las constantes utilizadas en el cálculo.
En las Tablas III.14 a III.24 se encuentran los resultados obtenidos del análisis
termodinámico a diferentes altitudes.
Tabla III.13 Constantes utilizadas para el cálculo
V total 0,001 975 m3 k 1,35 rc 10,1 R 0,287
Vd 0,000 494 m3 QHV 45 002,59 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7 (Fuente: propia)
Tabla III.14 Datos calculados en la prueba estática a 0 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002472 0,006649 0,010238 0,014699 0,020368 0,027731
ma (kg) 0,000105 0,000100 0,000104 0,000110 0,000124 0,000140
lambda 0,999000 0,997000 1,000000 1,002000 1,002000 1,002000
mf (kg) 7,16572E-06 6,80897E-06 7,06432E-06 7,44936E-06 8,41994E-06 9,49071E-06
P1(kPa) 18,286 17,215 17,751 18,584 20,937 23,501
T1 (K) 331,800 329,400 326,400 323,400 322,350 321,000
P2(kPa) 414,904 390,612 402,779 421,670 475,062 533,234
T2 (K) 745,399 740,007 733,268 726,528 724,169 721,137
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
Qin (KJ) 0,306 0,291 0,302 0,318 0,360 0,406
T3 (K) 4295,694 4297,424 4280,013 4266,194 4263,835 4260,802
P3 (kPa) 2391,071 2268,393 2350,979 2476,059 2797,118 3150,587
T4 (K) 1912,145 1912,915 1905,165 1899,014 1897,964 1896,614
P4 (kPa) 105,380 99,973 103,613 109,126 123,276 138,854
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,206 0,195 0,202 0,213 0,241 0,271
W1-2 (KJ) -0,036 -0,034 -0,035 -0,036 -0,041 -0,046
Wnet (KJ) 0,170 0,162 0,168 0,177 0,200 0,225
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 344,274 327,134 339,402 357,902 404,533 455,978
Potencia (kW) 3,994 10,763 16,521 23,674 32,804 44,662
Potencia (hp) 5,355 14,433 22,155 31,747 43,990 59,892
rpm 704,800 1999,000 2957,600 4019,000 4927,000 5951,200
densidad (kg/m3) 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140
nv (%) 18,693 17,727 18,447 19,491 22,031 24,832
137
Tabla III.15 Datos calculados en la prueba estática a 400 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
Tabla III.16 Datos calculados en la prueba estática a 800 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002608 0,006597 0,009738 0,013657 0,019457 0,027242
ma (kg) 0,000113 0,000100 0,000097 0,000102 0,000118 0,000137
lambda 1,000000 0,997000 1,009000 1,001000 1,002000 0,997000
mf (kg) 7,67522E-06 6,80943E-06 6,53947E-06 6,96421E-06 8,01046E-06 9,34421E-06
P1(kPa) 18,214 16,025 15,658 16,584 19,094 22,162
T1 (K) 308,250 306,600 308,250 309,000 309,000 309,000
P2(kPa) 413,276 363,600 355,290 376,279 433,241 502,855
T2 (K) 692,493 688,787 692,493 694,178 694,178 694,178
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla estequiométrica mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica
Qin (KJ) 0,328 0,291 0,280 0,298 0,342 0,399
T3 (K) 4239,238 4246,203 4207,602 4237,380 4233,844 4251,595
P3 (kPa) 2529,950 2241,507 2158,747 2296,872 2642,370 3079,806
T4 (K) 1887,015 1890,115 1872,933 1886,188 1884,614 1892,515
P4 (kPa) 111,501 98,788 95,141 101,229 116,455 135,734
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,218 0,193 0,186 0,198 0,227 0,265
W1-2 (KJ) -0,036 -0,031 -0,031 -0,032 -0,037 -0,043
Wnet (KJ) 0,182 0,162 0,155 0,165 0,190 0,222
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 368,753 327,156 314,186 334,593 384,860 448,939
Potencia (kW) 4,208 10,677 15,575 22,016 31,336 44,093
Potencia (hp) 5,643 14,319 20,886 29,524 42,023 59,130
rpm 693,400 1983,000 3012,000 3998,000 4947,200 5967,600
densidad (kg/m3) 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130
nv (%) 20,216 17,882 17,380 18,362 21,142 24,539
mA (kg/s) 0,002788 0,006756 0,009588 0,014104 0,020241 0,027336
ma (kg) 0,000119 0,000102 0,000100 0,000106 0,000122 0,000138
lambda 0,997000 0,996000 0,997000 0,997000 0,998000 0,998000
mf (kg) 8,13976E-06 6,9692E-06 6,83198E-06 7,23089E-06 8,33223E-06 9,40485E-06
P1(kPa) 20,336 17,314 16,833 17,691 20,271 22,729
T1 (K) 325,500 324,000 321,000 318,750 316,650 314,550
P2(kPa) 461,428 392,856 381,938 401,405 459,957 515,725
T2 (K) 731,246 727,876 721,137 716,082 711,364 706,646
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,348 0,298 0,292 0,309 0,356 0,402
T3 (K) 4288,663 4288,865 4278,554 4273,499 4265,217 4260,499
P3 (kPa) 2706,214 2314,824 2266,064 2395,544 2757,822 3109,397
T4 (K) 1909,015 1909,105 1904,515 1902,265 1898,579 1896,479
P4 (kPa) 119,269 102,020 99,871 105,577 121,544 137,038
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,233 0,199 0,195 0,206 0,237 0,267
W1-2 (KJ) -0,040 -0,034 -0,033 -0,035 -0,040 -0,044
Wnet (KJ) 0,193 0,165 0,162 0,172 0,198 0,223
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 391,072 334,832 328,240 347,405 400,319 451,852
Potencia (kW) 4,513 10,946 15,520 22,829 32,729 44,201
Potencia (hp) 6,052 14,678 20,812 30,614 43,891 59,274
rpm 701,200 1986,200 2872,800 3992,600 4967,600 5943,600
densidad (kg/m3) 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081
nv (%) 22,361 19,126 18,768 19,864 22,912 25,862
138
Tabla III.17 Datos calculados en la prueba estática a 1 200 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
Tabla III.18 Datos calculados en la prueba estática a 1 600 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002474 0,006573 0,009285 0,013088 0,018821 0,026783
ma (kg) 0,000103 0,000097 0,000095 0,000099 0,000115 0,000134
lambda 0,996000 0,994000 0,994000 0,996000 0,999000 0,998000
mf (kg) 7,06742E-06 6,63331E-06 6,47313E-06 6,77945E-06 7,81481E-06 9,16152E-06
P1(kPa) 17,152 15,997 15,574 16,180 18,716 21,803
T1 (K) 316,500 315,150 314,400 311,250 311,400 309,750
P2(kPa) 389,171 362,978 353,370 367,121 424,667 494,715
T2 (K) 711,027 707,994 706,309 699,233 699,570 695,863
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,302 0,284 0,277 0,290 0,334 0,392
T3 (K) 4272,016 4276,148 4274,463 4260,222 4249,865 4249,715
P3 (kPa) 2338,227 2192,314 2138,531 2236,761 2579,840 3021,283
T4 (K) 1901,605 1903,445 1902,695 1896,355 1891,745 1891,679
P4 (kPa) 103,051 96,620 94,250 98,579 113,700 133,155
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,201 0,189 0,184 0,192 0,222 0,260
W1-2 (KJ) -0,033 -0,031 -0,030 -0,032 -0,037 -0,043
Wnet (KJ) 0,168 0,157 0,154 0,161 0,185 0,217
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 339,551 318,695 310,999 325,716 375,460 440,162
Potencia (kW) 4,009 10,671 15,074 21,206 30,403 43,308
Potencia (hp) 5,376 14,310 20,215 28,438 40,771 58,077
rpm 717,400 2034,400 2945,000 3955,800 4920,000 5978,200
densidad (kg/m3) 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037
nv (%) 20,214 18,934 18,477 19,390 22,419 26,256
mA (kg/s) 0,002840 0,006088 0,009476 0,013431 0,018883 0,026417
ma (kg) 0,000120 0,000094 0,000094 0,000101 0,000114 0,000133
lambda 0,999000 0,996000 0,993000 0,996000 0,997000 0,998000
mf (kg) 8,16914E-06 6,4484E-06 6,45862E-06 6,8826E-06 7,78275E-06 9,0372E-06
P1(kPa) 19,744 15,434 15,368 16,418 18,512 21,622
T1 (K) 314,250 312,150 311,250 311,100 309,900 311,400
P2(kPa) 447,984 350,204 348,694 372,527 420,045 490,601
T2 (K) 705,972 701,255 699,233 698,896 696,200 699,570
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,349 0,276 0,276 0,294 0,333 0,386
T3 (K) 4256,267 4262,243 4270,980 4259,885 4253,617 4253,422
P3 (kPa) 2700,872 2128,545 2129,856 2270,612 2566,374 2982,883
T4 (K) 1894,595 1897,255 1901,144 1896,205 1893,415 1893,329
P4 (kPa) 119,034 93,810 93,868 100,071 113,106 131,463
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,232 0,183 0,183 0,195 0,221 0,257
W1-2 (KJ) -0,039 -0,030 -0,030 -0,032 -0,036 -0,042
Wnet (KJ) 0,194 0,153 0,153 0,163 0,185 0,214
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 392,483 309,811 310,302 330,672 373,919 434,189
Potencia (kW) 4,588 9,864 15,400 21,761 30,564 42,716
Potencia (hp) 6,152 13,228 20,651 29,181 40,986 57,283
rpm 710,200 1934,600 3015,400 3998,400 4966,400 5977,600
densidad (kg/m3) 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993
nv (%) 24,462 19,251 19,223 20,547 23,258 27,034
139
Tabla III.19 Datos calculados en la prueba estática a 2 000 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
Tabla III.20 Datos calculados en la prueba estática a 2 400 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002239 0,006703 0,009497 0,013725 0,018758 0,026660
ma (kg) 0,000096 0,000097 0,000095 0,000101 0,000112 0,000132
lambda 0,995000 0,993000 0,995000 0,997000 0,998000 0,998000
mf (kg) 6,57119E-06 6,678E-06 6,49885E-06 6,86672E-06 7,64977E-06 8,99653E-06
P1(kPa) 15,818 15,936 15,495 16,397 18,214 21,525
T1 (K) 314,250 312,150 311,250 311,100 309,900 311,400
P2(kPa) 358,912 361,580 351,572 372,041 413,282 488,394
T2 (K) 705,972 701,255 699,233 698,896 696,200 699,570
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,281 0,286 0,278 0,294 0,327 0,385
T3 (K) 4270,540 4273,002 4263,800 4256,313 4250,052 4253,422
P3 (kPa) 2171,118 2203,241 2143,827 2265,747 2522,940 2969,462
T4 (K) 1900,948 1902,044 1897,948 1894,615 1891,829 1893,329
P4 (kPa) 95,686 97,102 94,483 99,857 111,192 130,871
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,187 0,190 0,184 0,195 0,217 0,255
W1-2 (KJ) -0,031 -0,031 -0,030 -0,032 -0,036 -0,042
Wnet (KJ) 0,156 0,158 0,154 0,163 0,181 0,213
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 315,710 320,842 312,235 329,909 367,530 432,235
Potencia (kW) 3,632 10,894 15,402 22,215 30,332 43,109
Potencia (hp) 4,871 14,609 20,655 29,791 40,676 57,810
rpm 699,000 2063,000 2997,200 4091,400 5014,400 6059,800
densidad (kg/m3) 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948
nv (%) 20,523 20,815 20,297 21,489 23,964 28,183
mA (kg/s) 0,002767 0,006644 0,009468 0,013632 0,018533 0,025298
ma (kg) 0,000119 0,000098 0,000093 0,000101 0,000111 0,000128
lambda 1,002000 0,993000 0,993000 0,995000 0,996000 0,993000
mf (kg) 8,08394E-06 6,72164E-06 6,40068E-06 6,88008E-06 7,57508E-06 8,77493E-06
P1(kPa) 19,587 16,078 15,274 16,396 17,965 20,658
T1 (K) 314,100 312,900 312,150 311,100 309,300 307,950
P2(kPa) 444,431 364,818 346,565 372,017 407,636 468,726
T2 (K) 705,635 702,940 701,255 698,896 694,852 691,819
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,346 0,287 0,274 0,294 0,324 0,375
T3 (K) 4245,301 4274,687 4273,002 4263,463 4255,841 4263,566
P3 (kPa) 2673,822 2218,514 2111,747 2269,410 2496,696 2888,679
T4 (K) 1889,714 1902,794 1902,044 1897,798 1894,405 1897,844
P4 (kPa) 117,842 97,775 93,070 100,018 110,035 127,311
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,230 0,191 0,182 0,195 0,215 0,248
W1-2 (KJ) -0,038 -0,031 -0,030 -0,032 -0,035 -0,040
Wnet (KJ) 0,192 0,159 0,152 0,163 0,180 0,208
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 388,390 322,939 307,518 330,551 363,942 421,588
Potencia (kW) 4,457 10,798 15,387 22,109 30,027 41,113
Potencia (hp) 5,976 14,480 20,635 29,649 40,267 55,133
rpm 697,200 2031,600 3040,200 4064,000 5013,000 5925,200
densidad (kg/m3) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915
nv (%) 26,348 21,711 20,674 22,268 24,542 28,343
140
Tabla III.21 Datos calculados en la prueba estática a 2 800 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
Tabla III.22 Datos calculados en la prueba estática a 3 200 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002354 0,006660 0,009423 0,012577 0,018374 0,024738
ma (kg) 0,000099 0,000095 0,000095 0,000096 0,000110 0,000125
lambda 0,993000 0,994000 0,997000 0,997000 0,996000 0,998000
mf (kg) 6,78853E-06 6,48789E-06 6,49948E-06 6,55996E-06 7,48885E-06 8,5148E-06
P1(kPa) 16,612 15,542 15,535 15,566 17,744 20,048
T1 (K) 320,100 313,050 311,400 309,150 309,000 306,450
P2(kPa) 376,926 352,655 352,483 353,192 402,605 454,894
T2 (K) 719,115 703,277 699,570 694,515 694,178 688,450
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,290 0,277 0,278 0,280 0,320 0,364
T3 (K) 4290,862 4271,430 4256,987 4251,932 4255,167 4242,302
P3 (kPa) 2249,069 2141,888 2144,913 2162,300 2467,884 2803,110
T4 (K) 1909,994 1901,345 1894,915 1892,665 1894,105 1888,379
P4 (kPa) 99,122 94,398 94,531 95,298 108,765 123,540
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,193 0,184 0,185 0,186 0,212 0,241
W1-2 (KJ) -0,032 -0,030 -0,030 -0,030 -0,035 -0,039
Wnet (KJ) 0,161 0,154 0,154 0,156 0,178 0,202
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 326,152 311,708 312,265 315,171 359,799 409,090
Potencia (kW) 3,826 10,812 15,253 20,357 29,771 40,000
Potencia (hp) 5,131 14,500 20,454 27,299 39,923 53,641
rpm 712,800 2107,600 2967,800 3924,400 5027,400 5941,000
densidad (kg/m3) 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873
nv (%) 22,987 21,991 22,097 22,303 25,435 28,978
mA (kg/s) 0,001976 0,006390 0,008739 0,011886 0,017043 0,023919
ma (kg) 0,000084 0,000090 0,000085 0,000089 0,000103 0,000119
lambda 1,010000 0,996000 0,997000 0,997000 0,997000 0,998000
mf (kg) 5,63658E-06 6,13034E-06 5,82106E-06 6,08596E-06 7,00317E-06 8,13184E-06
P1(kPa) 12,991 14,031 13,337 13,937 15,973 18,659
T1 (K) 296,400 298,500 298,500 298,350 297,150 298,650
P2(kPa) 294,755 318,372 302,613 316,225 362,419 423,378
T2 (K) 665,872 670,590 670,590 670,253 667,557 670,927
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla pobre mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,241 0,262 0,249 0,260 0,299 0,348
T3 (K) 4177,500 4231,578 4228,007 4227,670 4224,974 4224,779
P3 (kPa) 1849,212 2009,001 1907,946 1994,613 2293,756 2665,980
T4 (K) 1859,534 1883,605 1882,015 1881,865 1880,665 1880,579
P4 (kPa) 81,499 88,541 84,088 87,907 101,091 117,496
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,159 0,173 0,164 0,172 0,197 0,229
W1-2 (KJ) -0,025 -0,027 -0,026 -0,027 -0,031 -0,036
Wnet (KJ) 0,134 0,145 0,138 0,144 0,166 0,193
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 270,807 294,530 279,670 292,397 336,464 390,691
Potencia (kW) 3,157 10,353 14,146 19,238 27,586 38,677
Potencia (hp) 4,234 13,884 18,970 25,798 36,994 51,867
rpm 708,400 2135,800 3073,200 3997,600 4981,600 6015,000
densidad (kg/m3) 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830
nv (%) 20,432 21,913 20,829 21,777 25,059 29,126
141
Tabla III.23 Datos calculados en la prueba estática a 3 600 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
Tabla III.24 Datos calculados en la prueba estática a 4 000 msnm para el Hyundai Tucson 2008
(Fuente: propia)
mA (kg/s) 0,002052 0,005431 0,007966 0,011871 0,017306 0,023719
ma (kg) 0,000087 0,000081 0,000082 0,000088 0,000104 0,000119
lambda 0,994000 0,993000 0,994000 1,005000 0,997000 0,997000
mf (kg) 5,98507E-06 5,53341E-06 5,62934E-06 5,97785E-06 7,06322E-06 8,12687E-06
P1(kPa) 14,187 13,071 13,247 14,104 16,427 18,854
T1 (K) 309,750 309,000 307,500 304,950 303,000 302,250
P2(kPa) 321,894 296,583 300,563 320,027 372,723 427,790
T2 (K) 695,863 694,178 690,808 685,080 680,699 679,014
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla pobre mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,256 0,237 0,241 0,256 0,302 0,347
T3 (K) 4264,017 4265,925 4258,962 4214,179 4238,116 4236,431
P3 (kPa) 1972,459 1822,590 1853,025 1968,602 2320,621 2669,022
T4 (K) 1898,045 1898,894 1895,795 1875,860 1886,515 1885,765
P4 (kPa) 86,931 80,326 81,667 86,761 102,275 117,630
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,170 0,157 0,159 0,169 0,200 0,230
W1-2 (KJ) -0,028 -0,026 -0,026 -0,028 -0,032 -0,037
Wnet (KJ) 0,142 0,131 0,134 0,142 0,168 0,193
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 287,550 265,851 270,460 287,204 339,350 390,452
Potencia (kW) 3,332 8,825 12,932 19,061 28,012 38,391
Potencia (hp) 4,468 11,835 17,342 25,561 37,564 51,484
rpm 704,000 2017,000 2905,200 4032,400 5015,400 5974,200
densidad (kg/m3) 0,748 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811
nv (%) 23,677 20,175 20,545 22,058 25,856 29,750
mA (kg/s) 0,001962 0,005497 0,007597 0,011304 0,016606 0,022459
ma (kg) 0,000083 0,000079 0,000079 0,000086 0,000100 0,000114
lambda 0,998000 0,994000 0,998000 0,996000 0,996000 0,997000
mf (kg) 5,66586E-06 5,38477E-06 5,39131E-06 5,85515E-06 6,79734E-06 7,77401E-06
P1(kPa) 12,949 12,115 12,141 13,132 15,300 17,543
T1 (K) 297,450 294,000 293,100 292,500 293,550 294,000
P2(kPa) 293,803 274,882 275,478 297,968 347,157 398,046
T2 (K) 668,231 660,480 658,458 657,110 659,469 660,480
V2 (m3) 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05 5,42582E-05
tipo de mezcla mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica mezcla rica
Qin (KJ) 0,242 0,230 0,230 0,250 0,291 0,332
T3 (K) 4222,083 4228,634 4212,311 4218,099 4220,458 4217,897
P3 (kPa) 1856,336 1759,896 1762,296 1912,704 2221,731 2541,966
T4 (K) 1879,379 1882,295 1875,029 1877,605 1878,655 1877,515
P4 (kPa) 81,813 77,563 77,669 84,297 97,917 112,030
V4(m3) 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548 0,000548
W3-4 (KJ) 0,160 0,151 0,152 0,165 0,191 0,219
W1-2 (KJ) -0,025 -0,024 -0,024 -0,026 -0,030 -0,034
Wnet (KJ) 0,134 0,128 0,128 0,139 0,161 0,184
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 272,214 258,709 259,024 281,309 326,576 373,499
Potencia (kW) 3,173 8,924 12,285 18,315 26,906 36,352
Potencia (hp) 4,255 11,967 16,474 24,561 36,081 48,749
rpm 708,200 2095,800 2881,600 3955,800 5005,800 5913,600
densidad (kg/m3) 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777
nv (%) 21,676 20,518 20,626 22,355 25,952 29,711
142
Cálculos obtenidos de las pruebas estáticas del Hyundai Tucson 2010
En la Tabla III.25 se encuentran los valores de las constantes utilizadas en el cálculo.
En las Tablas III.26 a III.36 se encuentran los resultados obtenidos del análisis
termodinámico a diferentes altitudes.
Tabla III.25 Constantes utilizadas para el cálculo
V total 0,001 975 m3 k 1,35 rc 10,1 R 0,287
Vd 0,000 494 m3 QHV 45 002,59 kJ/kg nc 0,95 mezcla estequiométrica 14,7 (Fuente: propia)
Tabla III.26 Datos calculados en la prueba estática a 0 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,006 1,007 1,002 1,003 1,007 1,009
P1(kPa) 31,964 25,087 27,115 25,041 24,344 28,351T1 (K) 339,000 338,350 336,150 333,750 332,700 330,750
ma (kg) 0,000180 0,000142 0,000154 0,000143 0,000140 0,000164
P2(kPa) 725,258 569,228 615,238 568,170 552,360 643,292
T2 (K) 761,574 760,114 755,172 749,780 747,421 743,040
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,21793E-05 9,56221E-06 1,04547E-05 9,71264E-06 9,4383E-06 1,10306E-05
Qin (kJ) 0,521 0,409 0,447 0,415 0,404 0,472P3 (kPa) 4084,062 3206,297 3498,429 3246,726 3155,260 3685,316
T3 (K) 4288,568 4281,505 4294,130 4284,506 4269,511 4256,756
T4 (K) 1908,973 1905,829 1911,449 1907,165 1900,490 1894,813
P4 (kPa) 179,994 141,309 154,184 143,091 139,060 162,421
W3-4 (KJ) 0,351 0,276 0,301 0,279 0,271 0,317
W1-2 (KJ) -0,062 -0,049 -0,053 -0,049 -0,048 -0,055
Wnet (KJ) 0,289 0,227 0,248 0,230 0,224 0,262
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 585,148 459,413 502,290 466,640 453,460 529,961
Potencia (kW) 6,803 15,396 24,779 30,373 36,413 51,266
Potencia (hp) 9,123 20,646 33,229 40,731 48,830 68,749
rpm 706,400 2036,200 2997,400 3954,800 4879,000 5877,600
densidad (kg/m3) 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140 1,140nv (%) 31,981 25,149 27,360 25,449 24,818 29,075
143
Tabla III.27 Datos calculados en la prueba estática a 400 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
Tabla III.28 Datos calculados en la prueba estática a 800 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,008 1,016 1,016 1,007 1,019 1,006
P1(kPa) 28,722 24,643 26,227 24,220 23,580 27,909
T1 (K) 316,800 317,250 316,500 315,600 315,000 314,550
ma (kg) 0,000173 0,000148 0,000158 0,000147 0,000143 0,000169
P2(kPa) 651,697 559,140 595,090 549,560 535,038 633,245
T2 (K) 711,701 712,712 711,027 709,005 707,657 706,646
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,16784E-05 9,93459E-06 1,05901E-05 9,90123E-06 9,54045E-06 1,14516E-05
Qin (kJ) 0,510 0,434 0,462 0,432 0,416 0,500
P3 (kPa) 3940,161 3356,585 3577,104 3337,610 3221,500 3857,855
T3 (K) 4302,948 4278,499 4274,007 4305,959 4260,849 4305,030
T4 (K) 1915,374 1904,491 1902,492 1916,714 1896,635 1916,301
P4 (kPa) 173,652 147,933 157,651 147,096 141,979 170,025
W3-4 (KJ) 0,339 0,289 0,308 0,287 0,277 0,332
W1-2 (KJ) -0,056 -0,048 -0,051 -0,047 -0,046 -0,054
Wnet (KJ) 0,283 0,241 0,257 0,240 0,231 0,277
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 572,894 487,352 519,506 485,715 468,017 561,770
Potencia (kW) 6,793 15,485 25,155 32,123 37,736 54,530
Potencia (hp) 9,109 20,766 33,733 43,078 50,605 73,126
rpm 720,400 1930,600 2942,000 4018,400 4899,000 5897,800
densidad (kg/m3) 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130 1,130
nv (%) 31,019 26,576 28,351 26,257 25,612 30,356
lambda 1,011 1,008 1,017 1,001 1,020 1,002
P1(kPa) 29,590 23,727 25,630 23,851 23,456 27,535
T1 (K) 312,900 316,500 315,000 315,000 314,400 314,250
ma (kg) 0,000181 0,000143 0,000155 0,000145 0,000142 0,000167
P2(kPa) 671,405 538,374 581,548 541,174 532,207 624,759
T2 (K) 702,940 711,027 707,657 707,657 706,309 705,972
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,2155E-05 9,65676E-06 1,03963E-05 9,82335E-06 9,50248E-06 1,13608E-05
Qin (kJ) 0,520 0,413 0,444 0,420 0,406 0,486
P3 (kPa) 4023,508 3201,519 3448,647 3250,260 3152,804 3757,856
T3 (K) 4212,483 4228,227 4196,487 4250,151 4184,192 4246,344
T4 (K) 1875,105 1882,114 1867,985 1891,873 1862,512 1890,178
P4 (kPa) 177,325 141,098 151,990 143,247 138,951 165,618
W3-4 (KJ) 0,346 0,275 0,297 0,280 0,271 0,323
W1-2 (KJ) -0,058 -0,046 -0,050 -0,047 -0,046 -0,054
Wnet (KJ) 0,288 0,229 0,247 0,233 0,225 0,270
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 583,981 463,955 499,487 471,959 456,543 545,827
Potencia (kW) 6,949 15,548 23,903 31,052 37,346 52,907
Potencia (hp) 9,319 20,851 32,054 41,641 50,081 70,949
rpm 723,000 2036,200 2907,600 3997,600 4970,200 5889,400
densidad (kg/m3) 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081 1,081
nv (%) 33,846 26,831 29,121 27,099 26,701 31,360
144
Tabla III.29 Datos calculados en la prueba estática a 1 200 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
Tabla III.30 Datos calculados en la prueba estática a 1 600 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,010 1,011 1,012 1,012 1,009 1,007
P1(kPa) 30,603 23,358 24,493 23,234 22,612 26,842
T1 (K) 312,750 312,900 312,750 312,000 312,000 311,250
ma (kg) 0,000187 0,000143 0,000150 0,000142 0,000138 0,000165
P2(kPa) 694,390 529,992 555,754 527,174 513,066 609,053
T2 (K) 702,603 702,940 702,603 700,918 700,918 699,233
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,25796E-05 9,59296E-06 1,00541E-05 9,56191E-06 9,32814E-06 1,11287E-05
Qin (kJ) 0,538 0,410 0,430 0,409 0,399 0,476
P3 (kPa) 4163,598 3175,543 3328,490 3164,162 3085,584 3678,120
T3 (K) 4212,841 4211,789 4207,984 4206,992 4215,330 4222,723
T4 (K) 1875,265 1874,796 1873,103 1872,661 1876,373 1879,663
P4 (kPa) 183,500 139,954 146,694 139,452 135,989 162,103
W3-4 (KJ) 0,358 0,273 0,286 0,272 0,265 0,316
W1-2 (KJ) -0,060 -0,046 -0,048 -0,045 -0,044 -0,052
Wnet (KJ) 0,298 0,228 0,239 0,227 0,221 0,264
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 604,382 460,890 483,047 459,398 448,167 534,672
Potencia (kW) 7,098 15,699 24,626 29,501 36,200 51,810
Potencia (hp) 9,519 21,053 33,024 39,562 48,545 69,478
rpm 713,600 2069,600 3097,600 3901,800 4907,800 5887,600
densidad (kg/m3) 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037 1,037
nv (%) 36,500 27,845 29,213 27,777 27,034 32,169
lambda 1,004 1,006 1,013 1,001 1,009 1,014
P1(kPa) 29,144 23,557 24,393 23,556 23,009 26,846
T1 (K) 317,250 316,950 315,300 314,550 313,350 313,050
ma (kg) 0,000175 0,000142 0,000148 0,000143 0,000140 0,000164
P2(kPa) 661,285 534,512 553,485 534,476 522,069 609,144
T2 (K) 712,712 712,038 708,331 706,646 703,951 703,277
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,189E-05 9,59672E-06 9,9223E-06 9,7137E-06 9,44906E-06 1,09834E-05
Qin (kJ) 0,508 0,410 0,424 0,415 0,404 0,470
P3 (kPa) 3940,306 3181,099 3289,863 3213,325 3127,936 3638,149
T3 (K) 4246,734 4237,629 4210,251 4248,433 4217,666 4200,363
T4 (K) 1890,352 1886,299 1874,112 1891,108 1877,413 1869,710
P4 (kPa) 173,659 140,199 144,992 141,619 137,855 160,342
W3-4 (KJ) 0,339 0,274 0,283 0,276 0,269 0,313
W1-2 (KJ) -0,057 -0,046 -0,048 -0,046 -0,045 -0,052
Wnet (KJ) 0,282 0,228 0,235 0,230 0,224 0,261
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 571,249 461,071 476,713 466,691 453,977 527,693
Potencia (kW) 6,542 13,986 22,540 29,994 37,006 51,305
Potencia (hp) 8,773 18,755 30,226 40,223 49,626 68,802
rpm 695,800 1843,000 2872,800 3905,000 4952,800 5907,400
densidad (kg/m3) 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993 0,993
nv (%) 35,767 28,938 30,122 29,156 28,589 33,389
145
Tabla III.31 Datos calculados en la prueba estática a 2 000 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
Tabla III.32 Datos calculados en la prueba estática a 2 400 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,008 1,009 1,019 1,008 1,005 1,010
P1(kPa) 27,981 21,922 22,886 21,822 22,097 26,277
T1 (K) 317,250 316,950 315,300 314,550 313,350 313,050
ma (kg) 0,000168 0,000132 0,000139 0,000132 0,000135 0,000160
P2(kPa) 634,883 497,419 519,287 495,150 501,371 596,224
T2 (K) 712,712 712,038 708,331 706,646 703,951 703,277
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,13654E-05 8,90065E-06 9,25259E-06 8,94183E-06 9,11599E-06 1,0793E-05
Qin (kJ) 0,486 0,381 0,396 0,382 0,390 0,461
P3 (kPa) 3769,246 2952,045 3070,971 2961,131 3015,384 3572,725
T3 (K) 4231,308 4225,754 4188,944 4225,941 4233,752 4214,210
T4 (K) 1883,485 1881,013 1864,628 1881,096 1884,573 1875,874
P4 (kPa) 166,120 130,104 135,345 130,504 132,895 157,458
W3-4 (KJ) 0,324 0,254 0,264 0,255 0,259 0,307
W1-2 (KJ) -0,055 -0,043 -0,045 -0,043 -0,043 -0,051
Wnet (KJ) 0,270 0,211 0,219 0,212 0,216 0,256
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 546,048 427,628 444,537 429,607 437,974 518,546
Potencia (kW) 6,343 14,580 22,644 28,469 35,807 51,049
Potencia (hp) 8,506 19,552 30,366 38,178 48,017 68,458
rpm 705,800 2071,600 3095,000 4026,400 4967,400 5981,600
densidad (kg/m3) 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948
nv (%) 35,961 28,201 29,595 28,287 28,752 34,224
lambda 1,021 1,009 1,013 0,996 1,011 1,019
P1(kPa) 26,574 20,882 22,326 21,203 20,783 25,065
T1 (K) 315,750 316,350 314,700 313,200 311,550 310,650
ma (kg) 0,000161 0,000126 0,000135 0,000129 0,000127 0,000154
P2(kPa) 602,959 473,803 506,576 481,095 471,566 568,719
T2 (K) 709,342 710,690 706,983 703,614 699,907 697,885
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla rica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 1,07029E-05 8,49584E-06 9,09868E-06 8,82708E-06 8,57241E-06 1,0281E-05
Qin (kJ) 0,458 0,363 0,389 0,377 0,366 0,440
P3 (kPa) 3554,615 2816,790 3015,814 2915,430 2835,669 3404,023
T3 (K) 4181,777 4225,102 4208,904 4263,887 4208,756 4177,132
T4 (K) 1861,437 1880,723 1873,512 1897,987 1873,446 1859,370
P4 (kPa) 156,660 124,143 132,914 128,490 124,975 150,023
W3-4 (KJ) 0,306 0,242 0,259 0,251 0,244 0,293
W1-2 (KJ) -0,052 -0,041 -0,044 -0,041 -0,041 -0,049
Wnet (KJ) 0,254 0,202 0,216 0,209 0,203 0,244
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 514,218 408,180 437,143 424,093 411,858 493,948
Potencia (kW) 6,053 13,474 21,752 27,108 32,786 48,088
Potencia (hp) 8,117 18,068 29,170 36,353 43,967 64,487
rpm 715,200 2005,600 3023,400 3883,800 4836,800 5915,200
densidad (kg/m3) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915
nv (%) 35,559 27,890 29,975 28,604 28,186 34,091
146
Tabla III.33 Datos calculados en la prueba estática a 2 800 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
Tabla III.34 Datos calculados en la prueba estática a 3 200 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,005 1,009 1,013 1,003 1,011 1,006
P1(kPa) 23,752 20,289 21,204 20,314 20,363 24,467
T1 (K) 312,600 312,750 311,550 311,250 310,050 309,750
ma (kg) 0,000145 0,000124 0,000130 0,000125 0,000125 0,000151
P2(kPa) 538,941 460,357 481,109 460,924 462,040 555,164
T2 (K) 702,266 702,603 699,907 699,233 696,537 695,863
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 9,82065E-06 8,35307E-06 8,72518E-06 8,45564E-06 8,43489E-06 1,01972E-05
Qin (kJ) 0,420 0,357 0,373 0,361 0,361 0,436
P3 (kPa) 3247,285 2763,970 2887,344 2792,823 2788,217 3367,347
T3 (K) 4231,365 4218,408 4200,444 4236,780 4203,305 4220,753
T4 (K) 1883,510 1877,743 1869,747 1885,921 1871,020 1878,787
P4 (kPa) 143,115 121,815 127,252 123,086 122,883 148,407
W3-4 (KJ) 0,279 0,238 0,248 0,240 0,240 0,290
W1-2 (KJ) -0,046 -0,040 -0,041 -0,040 -0,040 -0,048
Wnet (KJ) 0,233 0,198 0,207 0,201 0,200 0,242
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 471,829 401,320 419,198 406,248 405,251 489,920
Potencia (kW) 5,465 13,231 21,163 26,786 32,814 47,546
Potencia (hp) 7,329 17,743 28,380 35,921 44,004 63,760
rpm 703,800 2003,200 3067,400 4006,200 4919,800 5896,600
densidad (kg/m3) 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873 0,873
nv (%) 33,657 28,735 30,146 28,909 29,091 34,989
lambda 1,006 1,015 1,004 1,003 1,010 1,010
P1(kPa) 23,333 20,339 20,809 19,942 20,511 24,743
T1 (K) 323,250 322,200 321,000 319,200 317,850 318,300
ma (kg) 0,000138 0,000121 0,000124 0,000119 0,000123 0,000148
P2(kPa) 529,425 461,491 472,151 452,492 465,394 561,413
T2 (K) 726,191 723,832 721,137 717,093 714,060 715,071
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 9,32198E-06 8,07841E-06 8,38513E-06 8,09421E-06 8,30075E-06 1,00012E-05
Qin (kJ) 0,399 0,345 0,358 0,346 0,355 0,428
P3 (kPa) 3100,245 2689,359 2784,605 2684,718 2754,577 3319,540
T3 (K) 4252,483 4218,162 4253,047 4254,640 4226,384 4228,091
T4 (K) 1892,911 1877,633 1893,162 1893,871 1881,293 1882,053
P4 (kPa) 136,635 118,526 122,724 118,322 121,401 146,300
W3-4 (KJ) 0,267 0,231 0,240 0,231 0,237 0,286
W1-2 (KJ) -0,046 -0,040 -0,041 -0,039 -0,040 -0,048
Wnet (KJ) 0,221 0,192 0,199 0,192 0,197 0,237
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 447,871 388,124 402,860 388,883 398,806 480,502
Potencia (kW) 5,178 12,444 19,521 25,383 31,699 47,193
Potencia (hp) 6,943 16,687 26,178 34,039 42,509 63,287
rpm 702,400 1948,000 2944,200 3965,800 4829,400 5967,600
densidad (kg/m3) 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830 0,830
nv (%) 33,650 29,428 30,220 29,125 30,083 36,238
147
Tabla III.35 Datos calculados en la prueba estática a 3 600 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
Tabla III.36 Datos calculados en la prueba estática a 4 000 msnm para el Hyundai Tucson 2010
(Fuente: propia)
lambda 1,008 1,008 1,012 1,005 1,009 1,002
P1(kPa) 23,109 19,573 19,743 19,205 19,595 23,133
T1 (K) 306,450 307,500 307,350 306,150 306,000 304,050
ma (kg) 0,000144 0,000122 0,000123 0,000120 0,000122 0,000145
P2(kPa) 524,338 444,106 447,968 435,761 444,619 524,887
T2 (K) 688,450 690,808 690,471 687,776 687,439 683,058
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 9,71729E-06 8,20392E-06 8,2482E-06 8,11101E-06 8,24384E-06 9,86689E-06
Qin (kJ) 0,415 0,351 0,353 0,347 0,352 0,422
P3 (kPa) 3204,176 2706,586 2722,659 2672,618 2718,108 3245,983
T3 (K) 4207,045 4210,103 4196,546 4218,280 4202,547 4224,137
T4 (K) 1872,685 1874,046 1868,011 1877,686 1870,683 1880,293
P4 (kPa) 141,216 119,286 119,994 117,789 119,793 143,058
W3-4 (KJ) 0,276 0,233 0,234 0,230 0,234 0,279
W1-2 (KJ) -0,045 -0,038 -0,039 -0,037 -0,038 -0,045
Wnet (KJ) 0,231 0,195 0,196 0,192 0,196 0,234
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 466,863 394,154 396,281 389,690 396,072 474,051
Potencia (kW) 5,463 12,863 19,030 25,515 32,421 45,982
Potencia (hp) 7,326 17,249 25,520 34,216 43,478 61,663
rpm 711,000 1982,800 2917,800 3978,200 4973,600 5893,600
densidad (kg/m3) 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811 0,811
nv (%) 35,964 30,357 30,636 29,918 30,541 36,286
lambda 1,002 1,011 1,005 1,000 1,006 1,013
P1(kPa) 22,692 20,586 18,681 17,758 18,264 21,329
T1 (K) 304,800 302,850 300,600 299,850 297,900 297,750
ma (kg) 0,000142 0,000130 0,000119 0,000113 0,000117 0,000137
P2(kPa) 514,876 467,096 423,867 402,928 414,405 483,963
T2 (K) 684,743 680,362 675,307 673,622 669,242 668,905
mezcla mezcla pobre mezcla pobre mezcla pobre estequiométrica mezcla pobre mezcla pobre
mf (kg) 9,65297E-06 8,73335E-06 8,03049E-06 7,69268E-06 7,91924E-06 9,18737E-06
Qin (kJ) 0,413 0,373 0,343 0,329 0,339 0,393
P3 (kPa) 3176,976 2875,584 2638,518 2524,420 2598,375 3017,659
T3 (K) 4225,115 4188,517 4203,704 4220,367 4196,235 4170,825
T4 (K) 1880,728 1864,437 1871,198 1878,615 1867,873 1856,562
P4 (kPa) 140,017 126,734 116,286 111,257 114,516 132,995
W3-4 (KJ) 0,273 0,247 0,227 0,217 0,224 0,260
W1-2 (KJ) -0,044 -0,040 -0,036 -0,035 -0,036 -0,042
Wnet (KJ) 0,229 0,207 0,190 0,182 0,188 0,218
nt (%) 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487 55,487
imep (kPa) 463,773 419,591 385,822 369,592 380,477 441,403
Potencia (kW) 5,375 13,672 19,275 23,886 30,648 42,355
Potencia (hp) 7,208 18,334 25,848 32,032 41,099 56,799
rpm 704,200 1979,800 3035,400 3926,800 4894,200 5830,200
densidad (kg/m3) 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777 0,777
nv (%) 37,070 33,846 30,944 29,489 30,527 35,669
148
ANEXO IV RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DINÁMICAS REALIZADAS A
2 800 MSNM EN EL BANCO DE PRUEBAS DEL CCICEV
149
Se realizaron tres pruebas dinámicas a los vehículos Kia Rio R y Hyundai Tucson 2008
según el procedimiento de la SAE J1349, datos que serán utilizados para compararlos
con los datos obtenidos en la prueba estática. En los resultados se muestran los valores
de potencia, torque. Las pruebas dinámicas se realizaron en el banco de pruebas del
CCICEV.
Resultados obtenidos de las pruebas dinámicas del Kia Rio R
En las Figuras IV.1, IV.3 y IV.5 se muestran las curvas obtenidas por el dinamómetro en
función de los datos mostrados en las Figuras IV.2, IV.4 y IV.6.
Figura IV.1. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.2.
(Fuente: propia)
150
Figura IV.2. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
151
Figura IV.3. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.4.
(Fuente: propia)
152
Figura IV.4. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
153
Figura IV.5. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.6.
(Fuente: propia)
154
Figura IV.6. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
155
Resultados obtenidos de las pruebas dinámicas del Hyundai Tucson 2008
En las Figuras IV.7, IV.9 y IV.11 se muestran las curvas obtenidas por el dinamómetro en
función de los datos mostrados en las Figuras IV.8, IV.10 y IV.12.
Figura IV.7. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.8.
(Fuente: propia)
156
Figura IV.8. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
157
Figura IV.9. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.10.
(Fuente: propia)
158
Figura IV.10. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
159
Figura IV.11. Curvas obtenidas por el dinamómetro en función de los datos de la Figura IV.12.
(Fuente: propia)
160
Figura IV.12. Datos obtenidos por el banco de pruebas en la prueba dinámica.
(Fuente: propia)
161
ANEXO V RESUMEN DE RESULTADOS CALCULADOS DE LAS PRUEBAS
ESTÁTICAS MEDIANTE EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO
162
En el presente anexo se adjuntarán los resultados calculados para cada uno de los tres
vehículos utilizados en la prueba estática, a diferentes altitudes a nivel del mar, también
se incluyen los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2008 que cuenta en su
sistema electrónico con un sensor MAF aplicando el factor de ajuste encontrado en el
apartado 3.
Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Kia Rio R
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Kia Rio R, en el cual se
muestran los parámetros indicados del motor y sus variaciones. Los resultados se
muestran a partir de los 0 msnm hasta los 4 000 msnm.
En la Tabla V.1 se muestran los parámetros indicados calculados a 0 msnm y en las
Figuras V.1, V.2 y V.3 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor.
Tabla V.1. Parámetros indicados obtenidos a 0 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
661,20 6,275 608,368 0,212 56,088 31,486
1 959,65 13,631 445,886 0,156 56,088 23,330
2 994,00 22,381 479,174 0,167 56,088 25,022
4 075,55 27,931 439,307 0,153 56,088 22,691
5 046,00 33,879 430,377 0,150 56,088 22,341
6 140,25 48,463 505,927 0,177 56,088 26,262
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.1. Curva de potencia indicada a 0 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
6,275
13,631
22,38127,931
33,879
48,463
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
163
Figura V.2. Curva de presión media indicada a 0 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.3. Curva de trabajo neto a 0 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.2 se muestran los parámetros indicados calculados a 400 msnm y en las
Figuras V.4, V.5 y V.6 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.2. Parámetros indicados obtenidos a 400 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
849,05 8,317 627,920 0,219 56,088 33,983
2 052,75 14,897 465,175 0,162 56,088 25,150
3 228,75 24,253 481,502 0,168 56,088 26,033
4 032,30 27,005 429,297 0,150 56,088 23,164
5 024,20 32,719 417,435 0,146 56,088 22,547
6 015,20 44,606 475,336 0,166 56,088 25,904
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
608,368
445,886479,174
439,307 430,377
505,927
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
650,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,212
0,1560,167
0,153 0,1500,177
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
164
Figura V.4. Curva de potencia indicada a 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.5. Curva de presión media indicada a 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.6. Curva de trabajo neto a 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la tabla V.3 se muestran los parámetros indicados calculados a 800 msnm y en las
Figuras V.7, V.8 y V.9 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
8,317
14,897
24,25327,005
32,719
44,606
0,0005,000
10,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
627,920
465,175481,502
429,297 417,435
475,336
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
650,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,219
0,162 0,168
0,150 0,146
0,166
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,240
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
165
Tabla V.3. Parámetros indicados obtenidos a 800 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
727,40 6,913 609,205 0,213 56,088 35,422
2 049,65 13,899 434,660 0,152 56,088 25,448
3 009,55 21,421 456,255 0,159 56,088 26,660
3 988,05 24,904 400,283 0,140 56,088 22,953
4 993,45 32,108 412,165 0,144 56,088 23,705
6 168,65 46,895 487,304 0,170 56,088 28,054
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.7. Curva de potencia indicada a 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.8. Curva de presión media indicada a 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
6,913
13,899
21,42124,904
32,108
46,895
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
609,205
434,660456,255
400,283 412,165
487,304
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
650,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
166
Figura V.9. Curva de trabajo neto a 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.4 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 200 msnm y en las
Figuras V.10, V.11 y V.12 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.4. Parámetros indicados obtenidos a 1 200 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
658,90 5,946 578,439 0,202 56,088 34,523
1 999,25 12,750 408,799 0,143 56,088 24,422
3 023,35 20,231 428,934 0,150 56,088 25,752
4 012,40 24,535 391,963 0,137 56,088 23,161
5 045,30 31,398 398,908 0,139 56,088 23,642
6 127,45 44,468 465,185 0,162 56,088 27,570
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.10. Curva de potencia indicada a 1 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
0,213
0,1520,159
0,140 0,144
0,170
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
5,946
12,750
20,23124,535
31,398
44,468
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
167
Figura V.11. Curva de presión media indicada a 1 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.12. Curva de trabajo neto a 1 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.5 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 600 msnm y en las
Figuras V.13, V.14 y V.15 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.5. Parámetros indicados obtenidos a 1 600 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%) 656,65 6,193 604,563 0,211 56,088 37,665
1 901,90 11,960 403,103 0,141 56,088 25,290 2 938,15 18,885 412,012 0,144 56,088 25,952 4 074,15 23,728 373,324 0,130 56,088 23,259 5 003,70 29,545 378,488 0,132 56,088 23,651 6 032,75 40,504 430,369 0,150 56,088 37,665
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
578,439
408,799428,934
391,963 398,908
465,185
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,202
0,1430,150
0,137 0,139
0,162
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
168
Figura V.13. Curva de potencia indicada a 1 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.14. Curva de presión media indicada a 1 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.15. Curva de trabajo neto a 1 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.6 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 000 msnm y en las
Figuras V.16, V.17 y V.18 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
6,193
11,960
18,885
23,728
29,545
40,504
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
604,563
403,103 412,012373,324 378,488
430,369
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,211
0,141 0,144
0,130 0,132
0,150
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
169
Tabla V.6. Parámetros indicados obtenidos a 2 000 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
728,15 6,405 563,800 0,197 56,088 36,636
1 894,40 11,529 390,115 0,136 56,088 25,375
2 995,10 18,874 403,942 0,141 56,088 26,326
3 859,05 22,141 367,774 0,128 56,088 23,544
5 014,00 28,680 366,657 0,128 56,088 23,519
5 956,00 38,544 414,818 0,145 56,088 26,662
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.16. Curva de potencia indicada a 2 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.17. Curva de presión media indicada a 2 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
6,405
11,529
18,87422,141
28,680
38,544
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
563,800
390,115403,942
367,774 366,657
414,818
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
170
Figura V.18. Curva de trabajo neto a 2 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.7 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 400 msnm y en las
Figuras V.19, V.20 y V.21 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.7. Parámetros indicados obtenidos a 2 400 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
658,05 5,553 540,915 0,189 56,088 36,458
1981,35 11,955 386,757 0,135 56,088 25,762
3040,85 19,385 408,636 0,143 56,088 27,192
4006,00 22,682 362,943 0,127 56,088 23,816
5032,10 29,064 370,230 0,129 56,088 24,368
6110,10 40,050 420,159 0,147 56,088 28,651
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.19. Curva de potencia indicada a 2 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
0,197
0,136 0,1410,128 0,128
0,145
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
5,553
11,955
19,38522,682
29,064
40,050
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
171
Figura V.20. Curva de presión media indicada a 2 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.21. Curva de trabajo neto a 2 400 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.8 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 800 msnm y en las
Figuras V.22, V.23 y V.24 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.8. Parámetros indicados obtenidos a 2 800 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
663,70 5,467 528,050 0,184 56,088 36,998
1 956,35 11,763 385,431 0,135 56,088 26,840
2 967,60 17,882 386,244 0,135 56,088 26,844
4 163,15 22,127 340,684 0,119 56,088 23,348
5 085,70 28,227 355,777 0,124 56,088 24,824
5 952,40 37,158 400,144 0,140 56,088 27,727
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
540,915
386,757408,636
362,943 370,230
420,159
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,189
0,1350,143
0,127 0,129
0,147
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
172
Figura V.22. Curva de potencia indicada a 2 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.23. Curva de presión media indicada a 2 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.24. Curva de trabajo neto a 2 800 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.9 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 200 msnm y en las
Figuras V.25, V.26 y V.27 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
5,467
11,763
17,882
22,127
28,227
37,158
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
528,050
385,431 386,244
340,684355,777
400,144
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,184
0,135 0,135
0,1190,124
0,140
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
173
Tabla V.9. Parámetros indicados obtenidos a 3 200 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
656,60 5,421 529,180 0,185 56,088 38,506
2 115,50 12,430 376,639 0,131 56,088 27,570
3 074,90 18,133 378,015 0,132 56,088 27,588
4 204,80 21,660 330,203 0,115 56,088 23,908
5 119,45 28,037 351,048 0,123 56,088 25,722
6 026,30 35,483 377,422 0,132 56,088 29,265
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.25. Curva de potencia indicada a 3 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.26. Curva de presión media indicada a 3 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
5,421
12,430
18,13321,660
28,037
35,483
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
529,180
376,639 378,015
330,203351,048
377,422
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
174
Figura V.27. Curva de trabajo neto a 3 200 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.10 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 600 msnm y en las
Figuras V.28, V.29 y V.30 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.10. Parámetros indicados obtenidos a 3 600 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
653,30 5,151 505,407 0,176 56,088 37,766
2 040,80 12,645 397,158 0,139 56,088 29,971
3 098,60 17,943 371,178 0,130 56,088 27,736
4 076,40 20,989 330,046 0,115 56,088 24,223
4 957,00 25,995 336,154 0,117 56,088 25,194
6 069,20 38,431 405,893 0,142 56,088 30,060
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
Figura V.28. Curva de potencia indicada a 3 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
0,185
0,131 0,132
0,1150,123
0,132
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
5,151
12,64517,943
20,98925,995
38,431
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
175
Figura V.29. Curva de presión media indicada a 3 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.30. Curva de trabajo neto a 3 600 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.11 se muestran los parámetros indicados calculados a 4 000 msnm y en las
Figuras V.31, V.32 y V.33 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.11. Parámetros indicados obtenidos a 4 000 msnm del Kia Rio R.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
660,45 5,082 493,277 0,172 56,088 39,131
1 938,49 11,844 391,652 0,137 56,088 31,192
2 955,05 16,907 366,741 0,128 56,088 29,035
4 064,10 20,956 330,529 0,115 56,088 25,816
5 028,35 26,905 342,985 0,120 56,088 26,816
6 063,05 36,311 383,896 0,134 56,088 30,617
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión (Ec. 1.26): 56,088% (Fuente: propia)
505,407
397,158371,178
330,046 336,154
405,893
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,176
0,1390,130
0,115 0,117
0,142
0,100
0,110
0,120
0,130
0,140
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
176
Figura V.31. Curva de potencia indicada a 4 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.32. Curva de presión media indicada a 4 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
Figura V.33. Curva de trabajo neto a 4 000 msnm del Kia Rio R.
(Fuente: propia)
5,082
11,847
16,907
20,956
26,905
36,311
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
493,277
391,652
366,741
330,529342,985
383,896
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,172
0,137
0,128
0,1150,120
0,134
0,100
0,110
0,120
0,130
0,140
0,150
0,160
0,170
0,180
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
177
Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2008
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2008, que
dispone de un sensor MAF en su sistema de inyección electrónica. Los resultados se
muestran a partir de los 0 msnm hasta los 4 000 msnm.
En la Tabla V.12 se muestran los parámetros indicados calculados a 0 msnm y en las
Figuras V.34, V.35 y V.36 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor.
Tabla V.12. Parámetros indicados obtenidos a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
704,80 5,36 344,27 0,170 55,487 18,693
1 999,00 14,43 327,13 0,162 55,487 17,727
2 957,60 22,16 339,40 0,168 55,487 18,447
4 019,00 31,75 357,90 0,177 55,487 19,491
4 927,00 43,99 404,53 0,200 55,487 22,031
5 951,20 59,89 455,98 0,225 55,487 24,832
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.34. Curva de potencia indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
5,355
14,433
22,155
31,747
43,990
59,892
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
178
Figura V.35. Curva de presión media indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.36. Curva de trabajo neto a 0 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.13 se muestran los parámetros indicados calculados a 400 msnm y en las
Figuras V.37, V.38 y V.39 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.13. Parámetros indicados obtenidos a 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
693,40 5,64 368,75 0,182 55,487 20,216
1983,00 14,32 327,16 0,162 55,487 17,882
3012,00 20,89 314,19 0,155 55,487 17,380
3998,00 29,52 334,59 0,165 55,487 18,362
4947,20 42,02 384,86 0,190 55,487 21,142
5967,60 59,13 448,94 0,222 55,487 24,539
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
344,274327,134
339,402357,902
404,533
455,978
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,170 0,162 0,168 0,1770,200
0,225
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
179
Figura V.37. Curva de potencia indicada a 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.38. Curva de presión media indicada a 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.39. Curva de trabajo neto a 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
5,643
14,319
20,886
29,524
42,023
59,130
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
368,753
327,156314,186
334,593
384,860
448,939
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
460,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,182
0,1620,155
0,165
0,190
0,222
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,230
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
180
En la Tabla V.14 se muestran los parámetros indicados calculados a 800 msnm y en las
Figuras V.40, V.41 y V.42 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V 14. Parámetros indicados obtenidos a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
701,20 6,05 391,07 0,193 55,487 22,361
1986,20 14,68 334,83 0,165 55,487 19,126
2872,80 20,81 328,24 0,162 55,487 18,768
3992,60 30,61 347,41 0,172 55,487 19,864
4967,60 43,89 400,32 0,198 55,487 22,912
5943,60 59,27 451,85 0,223 55,487 25,862
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.40. Curva de potencia indicada a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.41 Curva de presión media indicada a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
6,052
14,67820,812
30,614
43,891
59,274
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
391,072
334,832328,240
347,405
400,319
451,852
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
460,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
181
Figura V.42. Curva de trabajo neto a 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.15 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 200 msnm y en las
Figuras V.43, V.44 y V.43 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.15. Parámetros indicados obtenidos a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
717,40 5,38 339,55 0,168 55,487 20,214
2 034,40 14,31 318,69 0,157 55,487 18,934
2 945,00 20,21 311,00 0,154 55,487 18,477
3 955,80 28,44 325,72 0,161 55,487 19,390
4 920,00 40,77 375,46 0,185 55,487 22,419
5 978,20 58,08 440,16 0,217 55,487 26,256
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.43. Curva de potencia indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
0,193
0,1650,162
0,172
0,198
0,223
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,230
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
5,376
14,310
20,215
28,438
40,771
58,077
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
182
Figura V.44. Curva de presión media indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.45. Curva de trabajo neto a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.16 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 600 msnm y en las
Figuras V.46, V.47 y V.48 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.16. Parámetros indicados obtenidos a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
710,20 6,15 392,48 0,194 55,487 24,462
1 934,60 13,23 309,81 0,153 55,487 19,251
3 015,40 20,65 310,30 0,153 55,487 19,223
3 998,40 29,18 330,67 0,163 55,487 20,547
4 966,40 40,99 373,92 0,185 55,487 23,258
5 977,60 57,28 434,19 0,214 55,487 27,034
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
339,551
318,695310,999
325,716
375,460
440,162
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
460,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,168
0,1570,154
0,161
0,185
0,217
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,230
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
183
Figura V.46. Curva de potencia indicada a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.47. Curva de presión media indicada a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.48. Curva de trabajo neto a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
6,152
13,228
20,651
29,181
40,986
57,283
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
392,483
309,811 310,302
330,672
373,919
434,189
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
460,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,194
0,153 0,1530,163
0,185
0,214
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
184
En la Tabla V.17 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 000 msnm y en las
Figuras V.49, V.50 y V.51 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.17. Parámetros indicados obtenidos a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
699,00 4,87 315,71 0,156 55,487 20,523
2 063,00 14,61 320,84 0,158 55,487 20,815
2 997,20 20,65 312,23 0,154 55,487 20,297
4 091,40 29,79 329,91 0,163 55,487 21,489
5 014,40 40,68 367,53 0,181 55,487 23,964
6 059,80 57,81 432,24 0,213 55,487 28,183
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.49. Curva de potencia indicada a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.50. Curva de presión media indicada a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
4,871
14,60920,655
29,791
40,676
57,810
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
315,710 320,842312,235
329,909
367,530
432,235
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
185
Figura V.51. Curva de trabajo neto a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.18 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 400 msnm y en las
Figuras V.52, V53 y V.54 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.18. Parámetros indicados obtenidos a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
697,20 5,98 388,39 0,192 55,487 26,348
2 031,60 14,48 322,94 0,159 55,487 21,711
3 040,20 20,63 307,52 0,152 55,487 20,674
4 064,00 29,65 330,55 0,163 55,487 22,268
5 013,00 40,27 363,94 0,180 55,487 24,542
5 925,20 55,13 421,59 0,208 55,487 28,343
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.52. Curva de potencia indicada a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
0,156 0,1580,154
0,163
0,181
0,213
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
5,976
14,480
20,635
29,649
40,267
55,133
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
P (hp)
rpm
186
Figura V.53. Curva de presión media indicada a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.54. Curva de trabajo neto a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.19 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 800 msnm y en las
Figuras V.55, V.56 y V.57 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.19 Parámetros indicados obtenidos a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
712,80 5,13 326,15 0,161 55,487 22,987
2 107,60 14,50 311,71 0,154 55,487 21,991
2 967,80 20,45 312,27 0,154 55,487 22,097
3 924,40 27,30 315,17 0,156 55,487 22,303
5 027,40 39,92 359,80 0,178 55,487 25,435
5 941,00 53,64 409,09 0,202 55,487 28,978
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
388,390
322,939
307,518
330,551
363,942
421,588
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
440,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,192
0,159
0,152
0,163
0,180
0,208
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
187
Figura V.55. Curva de potencia indicada a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.56. Curva de presión media indicada a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.57. Curva de trabajo neto a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
5,131
14,500
20,454
27,299
39,923
53,641
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
326,152
311,708 312,265 315,171
359,799
409,090
300,000
320,000
340,000
360,000
380,000
400,000
420,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,161
0,154 0,154 0,156
0,178
0,202
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
188
En la Tabla V.20 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 200 msnm y en las
Figuras V.58, V.59 y V.60 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.20. Parámetros indicados obtenidos a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
708,40 4,23 270,81 0,134 55,487 20,432
2 135,80 13,88 294,53 0,145 55,487 21,913
3 073,20 18,97 279,67 0,138 55,487 20,829
3 997,60 25,80 292,40 0,144 55,487 21,777
4 981,60 36,99 336,46 0,166 55,487 25,059
6 015,00 51,87 390,69 0,193 55,487 29,126
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.58. Curva de potencia indicada a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.59. Curva de presión media indicada a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
4,234
13,88418,970
25,798
36,994
51,867
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
270,807
294,530279,670
292,397
336,464
390,691
250,000
270,000
290,000
310,000
330,000
350,000
370,000
390,000
410,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
189
Figura V.60. Curva de trabajo neto a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.21 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 600 msnm y en las
Figuras V.61, V.62 y V.63 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.21. Parámetros indicados obtenidos a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
704,00 4,47 287,55 0,142 55,487 23,677
2 017,00 11,83 265,85 0,131 55,487 20,175
2 905,20 17,34 270,46 0,134 55,487 20,545
4 032,40 25,56 287,20 0,142 55,487 22,058
5 015,40 37,56 339,35 0,168 55,487 25,856
5 974,20 51,48 390,45 0,193 55,487 29,750
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.61. Curva de potencia indicada a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
0,134
0,1450,138
0,144
0,166
0,193
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
4,468
11,835
17,342
25,561
37,564
51,484
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
190
Figura V.62. Curva de presión media indicada a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.63. Curva de trabajo neto a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.22 se muestran los parámetros indicados calculados a 4 000 msnm y en las
Figuras V.64, V.65 y V.66 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.22. Parámetros indicados obtenidos a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
708,20 4,25 272,21 0,134 55,487 21,676
2 095,80 11,97 258,71 0,128 55,487 20,518
2 881,60 16,47 259,02 0,128 55,487 20,626
3 955,80 24,56 281,31 0,139 55,487 22,355
5 005,80 36,08 326,58 0,161 55,487 25,952
5 913,60 48,75 373,50 0,184 55,487 29,711
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
287,550
265,851 270,460287,204
339,350
390,452
250,000
270,000
290,000
310,000
330,000
350,000
370,000
390,000
410,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,142
0,131 0,134
0,142
0,168
0,193
0,120
0,130
0,140
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
191
Figura V.64. Curva de potencia indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.65. Curva de presión media indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
Figura V.66. Curva de trabajo neto a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2008.
(Fuente: propia)
4,255
11,96716,474
24,561
36,081
48,749
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
P (hp)
rpm
272,214258,709 259,024
281,309
326,576
373,499
0,000
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,1340,128 0,128
0,139
0,161
0,184
0,100
0,110
0,120
0,130
0,140
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
192
Resultados calculados de las pruebas estáticas para el Hyundai Tucson 2010
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el Hyundai Tucson 2010, que
dispone de un sensor MAP en su sistema de inyección electrónica. Los resultados se
muestran a partir de los 0 msnm hasta los 4 000 msnm.
En la Tabla V.23 se muestran los parámetros indicados calculados a 0 msnm y en las
Figuras V.67, V.68 y V.69 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor.
Tabla V.23. Parámetros indicados obtenidos a 0 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
706,40 9,123 585,148 0,289 55,487 31,981
2 036,20 20,646 459,413 0,227 55,487 25,149
2 997,40 33,229 502,290 0,248 55,487 27,360
3 954,80 40,731 466,640 0,230 55,487 25,449
4 879,00 48,830 453,460 0,224 55,487 24,818
5 877,60 68,749 529,961 0,262 55,487 29,075
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.67. Curva de potencia indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
9,123
20,646
33,229
40,731
48,830
68,749
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
193
Figura V.68. Curva de presión media indicada a 0 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.69. Curva de trabajo neto a 0 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.24 se muestran los parámetros indicados calculados a 400 msnm y en las
Figuras V.70, V.71 y V.72 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.24. Parámetros indicados obtenidos a 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
720,40 9,109 572,894 0,283 55,487 31,019
1 930,60 20,766 487,352 0,241 55,487 26,576
2 942,00 33,733 519,506 0,257 55,487 28,351
4 018,40 43,078 485,715 0,240 55,487 26,257
4 899,00 50,605 468,017 0,231 55,487 25,612
5 897,80 73,126 561,770 0,277 55,487 30,356
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
585,148
459,413
502,290
466,640453,460
529,961
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,289
0,227
0,248
0,2300,224
0,262
0,200
0,220
0,240
0,260
0,280
0,300
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
194
Figura V.70. Curva de potencia indicada a 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.71. Curva de presión media indicada a 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.72. Curva de trabajo neto a 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
9,109
20,766
33,733
43,07850,605
73,126
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
572,894
487,352
519,506
485,715
468,017
561,770
400,000
420,000
440,000
460,000
480,000
500,000
520,000
540,000
560,000
580,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,283
0,241
0,257
0,2400,231
0,277
0,200
0,210
0,220
0,230
0,240
0,250
0,260
0,270
0,280
0,290
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
195
En la Tabla V.25 se muestran los parámetros indicados calculados a 800 msnm y en las
Figuras V.73, V.74 y V.75 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.25. Parámetros indicados obtenidos a 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
723,00 9,319 583,981 0,288 55,487 33,846
2 036,20 20,851 463,955 0,229 55,487 26,831
2 907,60 32,054 499,487 0,247 55,487 29,121
3 997,60 41,641 471,959 0,233 55,487 27,099
4 970,20 50,081 456,543 0,225 55,487 26,701
5 889,40 70,949 545,827 0,270 55,487 31,360
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.73. Curva de potencia indicada a 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.74. Curva de presión media indicada a 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
9,319
20,851
32,054
41,64150,081
70,949
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
583,981
463,955
499,487
471,959456,543
545,827
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
196
Figura V.75. Curva de trabajo neto a 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.26 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 200 msnm y en las
Figuras V.76, V.77 y V.78 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.26. Parámetros indicados obtenidos a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
713,60 9,519 604,382 0,298 55,487 36,500
2 069,60 21,053 460,890 0,228 55,487 27,845
3 097,60 33,024 483,047 0,239 55,487 29,213
3 901,80 39,562 459,398 0,227 55,487 27,777
4 907,80 48,545 448,167 0,221 55,487 27,034
5 887,60 69,478 534,672 0,264 55,487 32,169
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.76. Curva de potencia indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
0,288
0,229
0,247
0,2330,225
0,270
0,200
0,220
0,240
0,260
0,280
0,300
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
9,519
21,053
33,02439,562
48,545
69,478
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
197
Figura V.77. Curva de presión media indicada a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.78. Curva de trabajo neto a 1 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.27 se muestran los parámetros indicados calculados a 1 600 msnm y en las
Figuras V.79, V.80 y V.81 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.27. Parámetros indicados obtenidos a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
695,80 8,773 571,249 0,282 55,487 35,767
1 843,00 18,755 461,071 0,228 55,487 28,938
2 872,80 30,226 476,713 0,235 55,487 30,122
3 905,00 40,223 466,691 0,230 55,487 29,156
4 952,80 49,626 453,977 0,224 55,487 28,589
5 907,40 68,802 527,693 0,261 55,487 33,389
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
604,382
460,890483,047
459,398448,167
534,672
400,000
450,000
500,000
550,000
600,000
650,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,298
0,2280,239
0,2270,221
0,264
0,200
0,220
0,240
0,260
0,280
0,300
0,320
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
198
Figura V.79. Curva de potencia indicada a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.80. Curva de presión media indicada a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.81. Curva de trabajo neto a 1 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
8,773
18,755
30,226
40,223
49,626
68,802
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
571,249
461,071
476,713466,691
453,977
527,693
400,000
420,000
440,000
460,000
480,000
500,000
520,000
540,000
560,000
580,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,282
0,2280,235
0,2300,224
0,261
0,200
0,210
0,220
0,230
0,240
0,250
0,260
0,270
0,280
0,290
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
199
En la Tabla V.28 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 000 msnm y en las
Figuras V.82, V.83 y V.84 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.28. Parámetros indicados obtenidos a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
705,80 8,506 546,048 0,270 55,487 35,961
2 071,60 19,552 427,628 0,211 55,487 28,201
3 095,00 30,366 444,537 0,219 55,487 29,595
4 026,40 38,178 429,607 0,212 55,487 28,287
4 967,40 48,017 437,974 0,216 55,487 28,752
5 981,60 68,458 518,546 0,256 55,487 34,224
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.82. Curva de potencia indicada a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.83. Curva de presión media indicada a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
8,506
19,552
30,36638,178
48,017
68,458
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
546,048
427,628
444,537429,607
437,974
518,546
400,000
420,000
440,000
460,000
480,000
500,000
520,000
540,000
560,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
200
Figura V.84. Curva de trabajo neto a 2 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.29 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 400 msnm y en las
Figuras V.85, V.86 y V.87 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.29. Parámetros indicados obtenidos a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
715,20 8,117 514,218 0,254 55,487 35,559
2 005,60 18,068 408,180 0,202 55,487 27,890
3 023,40 29,170 437,143 0,216 55,487 29,975
3 883,80 36,353 424,093 0,209 55,487 28,604
4 836,80 43,967 411,858 0,203 55,487 28,186
5 915,20 64,487 493,948 0,244 55,487 34,091
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.85. Curva de potencia indicada a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
0,270
0,2110,219
0,212 0,216
0,256
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,270
0,290
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
8,117
18,068
29,17036,353
43,967
64,487
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
201
Figura V.86. Curva de presión media indicada a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.87. Curva de trabajo neto a 2 400 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.30 se muestran los parámetros indicados calculados a 2 800 msnm y en las
Figuras V.88, V.89 y V.90 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.30. Parámetros indicados obtenidos a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
703,80 7,329 471,829 0,233 55,487 33,657
2 003,20 17,743 401,320 0,198 55,487 28,735
3 067,40 28,380 419,198 0,207 55,487 30,146
4 006,20 35,921 406,248 0,201 55,487 28,909
4 919,80 44,004 405,251 0,200 55,487 29,091
5 896,60 63,760 489,920 0,242 55,487 34,989
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
514,218
408,180
437,143424,093
411,858
493,948
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
550,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,254
0,202
0,2160,209
0,203
0,244
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,270
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto (kJ)
rpm
202
Figura V.88. Curva de potencia indicada a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.89. Curva de presión media indicada a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.90. Curva de trabajo neto a 2 800 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
7,329
17,743
28,380
35,921
44,004
63,760
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
471,829
401,320
419,198406,248 405,251
489,920
350,000
370,000
390,000
410,000
430,000
450,000
470,000
490,000
510,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,233
0,1980,207
0,201 0,200
0,242
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
203
En la Tabla V.31 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 200 msnm y en las
Figuras V.91, V.92 y V.93 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.31. Parámetros indicados obtenidos a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
702,40 6,943 447,871 0,221 55,487 33,650
1 948,00 16,687 388,124 0,192 55,487 29,428
2 944,20 26,178 402,860 0,199 55,487 30,220
3 965,80 34,039 388,883 0,192 55,487 29,125
4 829,40 42,509 398,806 0,197 55,487 30,083
5 967,60 63,287 480,502 0,237 55,487 36,238
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.91. Curva de potencia indicada a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.92. Curva de presión media indicada a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
6,943
16,687
26,178
34,039
42,509
63,287
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
447,871
388,124402,860
388,883398,806
480,502
300,000
350,000
400,000
450,000
500,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
204
Figura V.93. Curva de trabajo neto a 3 200 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.32 se muestran los parámetros indicados calculados a 3 600 msnm y en las
Figuras V.94, V.95 y V.96 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.32. Parámetros indicados obtenidos a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
711,00 7,326 466,863 0,231 55,487 35,964
1 982,80 17,249 394,154 0,195 55,487 30,357
2 917,80 25,520 396,281 0,196 55,487 30,636
3 978,20 34,216 389,690 0,192 55,487 29,918
4 973,60 43,478 396,072 0,196 55,487 30,541
5 893,60 61,663 474,051 0,234 55,487 36,286
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
Figura V.94. Curva de potencia indicada a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
0,221
0,1920,199
0,1920,197
0,237
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
7,326
17,249
25,520
34,216
43,478
61,663
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia (hp)
rpm
205
Figura V.95. Curva de presión media indicada a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura V.96. Curva de trabajo neto a 3 600 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
En la Tabla V.33 se muestran los parámetros indicados calculados a 4 000 msnm y en las
Figuras V.97, V.98 y V.99 se muestra la variación de la potencia indicada, presión media
indicada y trabajo neto en función del régimen del motor respectivamente.
Tabla V.33. Parámetros indicados obtenidos a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
Régimen del motor (rpm)
Potencia (hp)
Presión media indicada (kPa)
Trabajo neto (KJ)
Rendimiento térmico
(Ec. 1.13) (%)
Rendimiento volumétrico
(%)
704,20 7,208 463,773 0,229 55,487 37,070
1 979,80 18,334 419,591 0,207 55,487 33,846
3 035,40 25,848 385,822 0,190 55,487 30,944
3 926,80 32,032 369,592 0,182 55,487 29,489
4 894,20 41,099 380,477 0,188 55,487 30,527
5 830,20 56,799 441,403 0,218 55,487 35,669
Rendimiento térmico (%) calculado con relación de compresión: 55,487% (Fuente: propia)
466,863
394,154 396,281389,690
396,072
474,051
350,000
370,000
390,000
410,000
430,000
450,000
470,000
490,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,231
0,195 0,196 0,192 0,196
0,234
0,150
0,170
0,190
0,210
0,230
0,250
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Trabajo neto (kJ)
rpm
206
Figura IV.97. Curva de potencia indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura IV.98. Curva de presión media indicada a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
Figura IV.99. Curva de trabajo neto a 4 000 msnm del Hyundai Tucson 2010.
(Fuente: propia)
7,208
18,334
25,848
32,032
41,099
56,799
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Potencia
(hp)
rpm
463,773
419,591
385,822
369,592
380,477
441,403
350,000
370,000
390,000
410,000
430,000
450,000
470,000
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
pmi (kPa)
rpm
0,229
0,207
0,1900,182
0,188
0,218
0,150
0,160
0,170
0,180
0,190
0,200
0,210
0,220
0,230
0,240
0,000 1000,000 2000,000 3000,000 4000,000 5000,000 6000,000 7000,000
Trabajo neto
(kJ)
rpm
207
ANEXO VI RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DISCRETAS OBTENIDOS POR
LOS EQUIPOS DEL CCICEV
208
En este Anexo se mostrarán los resultados obtenidos en la prueba discreta por los equipos del CCICEV.
Figura VI.1. Resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para el Kia Rio
(Fuente: propia)
209
Figura VI.2. Continuación de resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para
el Kia Rio
(Fuente: propia)
210
Figura VI.3. Resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300 para el Hyundai
Tucson
(Fuente: propia)
211
Figura VI.4. Continuación de los resultados obtenidos en la prueba discreta en el LPS300
para el Kia Rio
(Fuente: propia)
212
ANEXO VII DATOS OBTENIDOS Y RESULTADOS CALCULADOS DE LA
PRUEBAS DINÁMICA DE CARRETERA MEDIANTE EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO
21
3 E
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d (
kg
/m3)
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
0,8
73
nv
(%)
84
,82
28
8,3
19
88
,30
78
8,6
90
88
,41
78
7,5
73
89
,52
58
9,5
759
0,9
01
88
,36
49
0,1
13
218
ANEXO VIII INFORME DE RESULTADOS DEL CALOR ESPECÍFICO DE LOS
COMBUSTIBLES SUPER Y EXTRA
219
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