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SECCIÓN INGENIERÍA MECÁNICA
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LABORATORIO No. 1 – DESMONTAJE, VERIFICACIÓN Y MONTAJE DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA 1. OBJETIVOS • • • •
Desmontar un MECH y realizar las mediciones de las dimensiones geométricas que definen la cámara de combustión y el conjunto cinemático pistón-biela-cigüeñal. Identificar y verificar los principales componentes que conforman un motor de combustión interna alternativo, cuatro tiempos, encendido por chispa (MECH). Ensamblar un MECH siguiendo las especificaciones técnicas recomendadas por el fabricante. Verificar el diagrama de distribución para determinar los instantes de aperturas y cierres de válvulas del MECH.
2. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR • • • • • • • • • •
MECH de cuatro tiempos y cuatro cilindros en línea. Juegos de llaves de boca y corona. Juego de dados y ratchet extensible. Destornilladores ((planos, de estrella, con punta intercambiable, etc.) Herramientas de impacto (mazas, martillos de acero, plástico o madera, destornilladores de impacto, etc.) Micrómetro. Vernier. Galgas para calibrar válvulas. Medidor de nivel. Jeringa y líquido hidráulico.
Durante el proceso de montaje es también importante contar con una llave dinamométrica (torquímetro), que sirve para dar a los tornillos el par de apriete adecuado. Asimismo, se recomienda que el alumno traiga consigo una cámara fotográfica. CONSEJOS SOBRE EL USO DE HERRAMIENTAS • • • •
Las llaves usadas para apretar o aflojar un tornillo deben ser de la medida adecuada. Cada herramienta debe usarse con el fin para el que está diseñada. No olvide mantener el orden y limpieza del carrito de herramientas. Atención con los elementos de fijación de la estructura de anclaje del motor.
3. PROCEDIMIENTOS Realizar el desarmado y el armado de un MECH, siguiendo las secuencias recomendadas por el Manual del Servicio y el Jefe de Práctica (JP).
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Recuerde que en primer lugar se desarman las piezas y sistemas externos, como pueden ser la correa de distribución. Después se comienza a desmontar el bloque motor, comenzando por el cárter y siguiendo por las culatas de los cilindros y las tapas de las válvulas. A continuación, en este orden se retiran y se revisan el pistón, el cigüeñal y el árbol de levas. 3.1 Mediciones para determinar la relación de compresión Para conocer el volumen de la cámara de combustión se deben considerar tres mediciones: volumen de cámara de la culata, volumen de la cámara del cilindro (situado entre el plano del bloque, anillo de explosión y cavidad de la cabeza del pistón, cuando este se encuentre posicionado en el PMS) y el volumen correspondiente a la empaquetadura de la culata. Para medir las cámaras de la culata y el cilindro se deberán llenar los referidos espacios con líquido hidráulico, usando una jeringa y midiendo, al mismo tiempo, el volumen utilizado. En cuanto al empaque de la culata, su volumen será calculado a partir de las mediciones del diámetro y espesor obtenido con micrómetro o vernier. El volumen desplazado será determinado a través de las mediciones del diámetro del cilindro y carrera del pistón. 3.2 Verificación del diagrama de distribución Para medir los momentos de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape se deberá utilizar el disco graduado y la flecha de indicación angular. Luego, proceder del siguiente modo: • • • • • • •
utilizando galgas, calibrar las holguras de las válvulas de admisión y escape (motor en “frio”) del cilindro No. 1, de acuerdo a los valores originales informados en el manual de servicio del fabricante; posicionar el disco graduado en el cigüeñal y fijar la flecha indicadora en el bloque del motor; girar el cigüeñal hasta verificar que el pistón del cilindro No. 1 esté efectivamente en el PMS de la carrera de compresión (con válvulas cerradas); alinear la punta de la flecha con el cero del PMS sobre el disco graduado; ateniéndose al diagrama de distribución, verificar las fases de apertura y cierre de la válvula de admisión, de acuerdo a los valores originales informados en el manual de servicio del fabricante. repetir las operaciones descritas anteriormente para la válvula de escape; una vez realizado la verificación, anotar los valores obtenidos (AA, CA, AE, CE) y completar el montaje.
Nota: si no fuera posible realizar la verificación del diagrama de distribución, se deberá recurrir a la información técnica del fabricante para diseñar la gráfica de distribución de aperturas y cierres de válvulas respectiva.
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4. MEDIDAS Y CÁLCULOS (10%) Con los componentes desarmados, medir lo siguiente: a) b) c) d)
diámetro del cilindro y carrera del pistón; volumen de la cámara de combustión (volumen muerto); longitudes de la biela y la manivela del cigüeñal; ángulos de giro del eje cigüeñal correspondientes a la apertura y cierre de la válvula de admisión; e) ángulos de giro del eje cigüeñal correspondientes a la apertura y cierre de la válvula de escape. Luego, calcular: a) b) c) d)
volumen desplazado (cilindrada unitaria); relación de compresión. presión y temperatura indicada máxima, sin combustión. máxima presión media efectiva (utilizando datos del fabricante del MECH asignado).
5. RESULTADOS y ANALISIS (60%) 5.1 Clasifique las piezas del motor evaluado y ordénelas, según recomendaciones de la literatura, formando varios grupos. Luego, describa detalladamente cada uno de estos grupos, así como de cada uno de sus componentes (10%). 5.2 Utilizando los datos medidos y calculados realice un análisis (ecuaciones, gráficos e interpretación) de 5 parámetros asociados a la operación del motor evaluado (10%). 5.3 Dibujar el esquema de los sistemas (4) de admisión, escape, refrigeración y lubricación del MECH asignado, indicando cuales son los diferentes elementos que lo componen. Indicar, además, que otros elementos pueden existir en motores de otras aplicaciones (10%). 5.4 Dibujar el sistema de distribución del MECH asignado y comente acerca de sus ventajas e inconvenientes. Además, describa el intervalo de encendido en el motor evaluado (10%). 5.5 Describa la cámara de combustión del motor asignado y mencione cuales son las principales características de ese diseño. ¿Qué forma tiene, que elementos incluye y que materiales lo constituyen? (10%). 5.6 Prueba de entrada sobre la guía (10%).
6. CONCLUSIONES Y REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS – citar con las Normas APA (20%).
7. OTROS (10%): Redacción y presentación del informe.