Notas Del Funcionamiento Del Motor Diesel

BASIC ENGINE: NOTAS

PRINCIPIOS DE OPERACION DE MOTORES DE 4 TIEMPOS 1. EN LA ETAPA DE COMPRESION CUANDO EL PISTON LLEGA A SU PUNTO MUERTO SUPERIOR, LA PRESION DE COMPRESION ES DE 30 A 40 kg/cm2 (427 A 569 PSI), LA TEMPERATURA SE ELEVA DE 400 A 500 ºC (752 A 932 ºF). 2. EL RADIO DE COMPRESION DE UN MOTOR DIESEL VARIA DE 14 A 22 kg/cm2 (200 A 313 PSI). 3. EL RADIO DE COMPRESION DE UN MOTOR DE GASOLINA VARIA DE 5 A 10 kg/cm2 (71 A 142 PSI). 4. LA PRESION DE COMBUSTION (ETAPA DE EXPLOSION) SE TOMA UN VALOR ENTRE 80 Y 110 kg/cm2 (1,138 A 1,565 PSI).

PRINCIPIOS DE OPERACION DE MOTORES DE 2 TIEMPOS 1. LAS 4 FUNCIONES DE ESCAPE, ADMISION, COMPRESION Y EXPLOSION SE CUMPLEN EN UNA VUELTA DEL CIGUENAL. 2. LAS VALVULAS DE ESCAPE Y ADMISION NO EXISTEN, SALVO EN ALGUNOS DISENOS QUE EXISTEN VALVULAS DE ESCAPE. 3. EL PUERTO DE ENTRADA SIEMPRE SE ENCUENTRA EN EL PUNTO MUERTO BAJO DEL MOVIMIENTO DEL PISTON.

TIPOS DE CAMARAS DE COMBUSTION 1. OVERHEAD TYPE VALVE. EL TIPO MAS COMUN. 2. SIDE VALVE TYPE. LA EFICIENCIA DE LA COMBUSTION ES INFERIOR, SON AMPLIAMENTE USADAS 3. F-HEAD VALVE. RARAMENTE USADA. 4. T-HEAD VALVE. EFICIENCIA TERMICA ES INFERIOR, ESTE TIPO DE CAMARA NO ES USADA AMPLIAMENTE.

TIPOS DE INYECCION 1. PRE-COMBUSTION TYPE. 2. DIRECT INYECTION TYPE.

TIPOS DE ORDENES DE ENCENDIDO 1. 2-CYLINDER FIRING ORDERS. LOS PISTONES ESTAN A UNA DISTANCIA DE 180º. 2. 3-CYLINDER FIRING ORDERS. LOS PISTONES ESTAN A UNA DISTANCIA DE 120º. a. 1-3-2 b. 3-1-2 3. 4-CYLINDER FIRING ORDERS. a. LOS PISTONES 1 Y 4 ESTAN EN EL MISMO PLANO, LOS PISTONES 2 Y 3 ESTAN EN EL MISMO PLANO, ESTOS 2 PLANES ESTAN OPUESTOS UNA DISTANCIA DE 180º. b. 1-3-4-2 c. 1-2-4-3 4. 6-CYLINDER FIRING ORDERS. a. LOS PISTONES 1Y 6, 2 Y 5, Y 3 Y 4 ESTAN EN EL MISMO PLANO RESPECTIVAMENTE, SEPARADOS A UNA DISTANCIA DE 120 º. b. 1-4-2-6-3-5 c. 1-5-3-6-2-4. USADO POR KOMATSU POR SER EL MAS COMUN. 5. 8-CYLINDER V-TYPE FIRING ORDERS. a. COLOCANDO EL ABANICO DEL MOTOR AL FRENTE Y NUMERANDO DEL FRENTE HACIA ATRAS, EL ORDEN DE ENCENDIDO SERIA R1-R2-L2-R3-L3-L1-R4-L4. 6. 12-CYLINDER V-TYPE FIRING ORDERS. a. ORDEN DE ENCENDIDO PARA EL MOTOR KOMATSU 12V140 R1-L1-R5-L5-R3-L3-R6-L6-R2-L2-R4-L4 b. ORDEN DE ENCENDIDO PARA EL CUMMINS V28 MANO DERECHA: 1L-6R-2L-5R-4L-3R-6L-1R-5L-2R-3L-4R. MANO IZQUIERDA: 1L-4R-3L-2R-5L-1R-6L-3R-4L-5R-2L-6R. c. ORDEN DE ENCENDIDO PARA EL CUMMINS V38 KT/A2300 1R-1L-3R-3L-2R-2L-5R-4L-8R-8L-6R-6L-7R-7L-4R-5L.

FACTORES QUE AFECTAN QUE EL COMBUSTIBLE SE CONSUMA 1. AIRE. 20 % DE OXIGENE QUE ES EL ELEMENTO QUE SE COMBINA DURANTE LA COMBUSTION CON EL CARBONO O EL HIDROGENO DEL COMBUSTIBLE. a. CUANDO EL COMBUSTIBLE SE QUEMA SU CONTENIDO DE CARBON E HIDROGENO SE COMBINA CON EL OXIGENO DEL AIRE PARA FORMAR ACIDO CARBONICO EN GAS (DIOXIDO DE CARBONO).

b. SI TODOS LOS ATOMOS DE CARBONO SE COMBINAN CON EL OXIGENO DEL AIRE SE REALIZA UNA COMBUSTION COMPLETA. c. SI ALGUNOS ATOMOS DE CARBONO NO SE COMBINAN DURANTE EL PROCESO DE COMBUSTION, SE PUEDE FORMAR MONOXIDO DE CARBONO (GAS VENENOSO INODORO) O EL CARBONO SE QUEDA LIBRE (CAUSANDO EL ESCAPE DE GAS NEGRO, GAS NO VENENOSO). ESTO ES LO QUE SE CONOCE COMO COMBUSTION INCOMPLETA. d. LA MAS COMPLETA COMBUSTION OCURRE SI EL 100% DEL COMBUSTIBLE SE CAMBIA A DIOXIDO DE CARBONO Y VAPOR. e. NO SIEMPRE TODO EL CARBONO EN EL COMBUSTIBLE SE COMBINA CON EL OXIGENO DEL AIRE, POR ESO ES NECESARIO MAS AIRE QUE LA CATIDAD TEORICA DE ESTE (EXCESS AIR RATIO). f. LA CANTIDAD DE AIRE REQUERIDA POR UN MOTOR EN SUS CILINDROS ES CONSTANTE DEBIDO A QUE EL NUMERO DE CILINDROS EN ESTE ES CONSTANTE. DE LA MISMA FORMA QUE LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE. g. LA ALIMENTACION EXCESIVA DE COMBUSTIBLE TRATANDO DE INCREMENTAR EL CABALLAJE DEL MOTOR NO SOLO CAUSA COMBUSTION INCOMPLETA (HUMO NEGRO) SINO QUE ADEMAS CAUSA TEMPERATURAS DE ESCAPE MUY ALTAS Y EN EL PEOR DE LOS CASOS CAUSA GRIETAS EN LOS PISTONES Y LAS CABEZAS DE LOS CILINDROS. h. OTRO FACTOR A CONSIDERAR EL LA ALTURA, YA QUE HAY MENOS MOLECULAS DE OXIGENO EN EL AIRE EN GRANDES ALTITUDES QUE AL NIVEL DEL MAR. MIENTRAS MAS GRANDE ES LA ALTITUD MAS BAJA ES LA PRESION ATMOSFERICA Y LA DENSIDAD DEL AIRE. (EL PESO DE UN LITRO DE AIRE AL NIVEL DEL MAR ES DE 1.2 gr Y A UNA ALTURA DE 3,776 m ES DE .77 gr). i. SI UN MOTOR ES OPERADO EN GRAN ALTITUD DE LA MISMA FORMA COMO LO ES A BAJA ALTITUD, ESTO PUEDE RESULTAR EL SALIDA DEL MOTOR REDUCIDA, HUMO DE ESCAPE NEGRO, Y ALTA TEMPERATURA DE ESCAPE. j. LA CAIDA DE CABALLAJE EN LOS MOTORES EN GRANDES ALTURAS ES INNEVITABLE. LA MAYORIA DE LOS MOTORES ASPIRADOS NATURALMENTE PUEDEN SER OPERADOS SATISFACTORIAMENTE A UNA ELEVACION DE 1,000 m (3,300 ft). LA OPERACION DE ESTOS MOTORES A UNA ALTITUD PUEDE REQUERIR AJUSTE DE COMBUSTIBLE, PERO DE TODAS FORMAS VA A EXISTIR UNA PERDIDA DE POTENCIA (CABALLOS DE FUERZA).

k. PARA MANTENER LA SALIDA NORMAL A GRANDES ALTITUDES EL AIRE PUEDE SER FORZADO DENTRO DE LOS CILIDNROS POR MEDIO DE SUPERCARGADORES. CUANDO SE HACE ADECUADAMENTE, EL SUPERCARGADO PROVEE AL MOTOR CON LA MISMA CANTIDAD DE MOLECULAS DE OXIGENO COMO AL NIVEL DEL MAR, EN LUGAR DE REALIZAR AJUSTES DE COMBUSTIBLE DE FORMA INNECESARIA. l. CUANDO SE DESEA MAS POTENCIA DE UN MOTOR, PUEDE SER SUPERCARGADO, ADEMAS SI SE AUMENTA LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE, LA POTENCIA TANBIEN SE PUEDE INCREMENTAR. NORMALMENTE EL PORCENTAJE QUE SE PUEDE INCREMENTAR LA POTENCIA ES DE UN 30 %. m. EN GENERAL HAY DOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA EL PROCESO DE SUPERCARGA, EL TIPO TURBO (TURBOCARGADOR), Y EL TIPO ROTOR (SOPLADOR). EL TIPO TURBO UTILIZA LOS GASES DE ESCAPE PARA MANEJAR EL CARGADOR CAUSANDO CON ESTO MUY POCA PERDIDA DE LA POTENCIA DE SALIDA DEL MOTOR. EN EL TIPO ROTOR QUE ES MANIPULADO POR BANDA O CADENA, HAY MAS PERDIDA DE LA POTENCIA DE SALIDA DEL MOTOR. 2. COMBUSTIBLE a. EL COMBUSTIBLE ESPRAYADO EN LA ATMOSFERA ORDINARIA NO SE QUEMA. SE REQUIERE OXIGENO Y ALTA TEMPERATURA. ESTOS REQUERIMIENTOS SE ALCANZAN POR MEDIO DE LA COMPRESION DE UNA CANTIDAD APROPIADA DE AIRE EN EL CILINDRO DEL MOTOR. EL PROCESO DE QUEMADO DE COMBUSTIBLE PUEDE SER VISTO EN 3 ETAPAS SUCESIVAS: 1) FORMACION DE LA MEZCLA, LOS GLOBULOS DE COMBUSTIBLE SE VAPORIZAN Y SE MEZCLAN CON EL AIRE, 2) IGNICION, Y 3) COMBUSTION FINAL. EL PERIODO CORTO DESDE EL MOMENTO EN QUE EL COMBUSTIBLE ES INYECTADO HASTA EL MOMENTO EN QUE SE INICIA LA COMBUSTION ES UNA PAUSA O PERIODO DE EXCITACION. CON GLOBULOS MAS FINOS ESTE PERIODO SE ACORTA. FINALMENTE MIENTRAS MAS FINA SEA LA PARTICULA, MAS FACIL Y RAPIDA SERA LA COMBUSTION. b. PARA PROMOVER LA VAPORIZACION DE COMBUSTIBLE, LA SUPERFICIE TOTAL DE UNA PORCION DADA DE COMBUSTIBLE NECESITA SER INCREMENTADA. LA SUPERFICIE DE UNA GOTA PUEDE INCREMENTARSE CIENTOS DE VECES DIVIDIENDOLA EN PARTICULAS FINAS. ESTA ES LA RAZON POR LA CUAL UNA BOQUILLA DE INJECCION O UN INJECTOR ES USADA PARA ADMINISTRAR COMBUSTIBLE A CADA CILINDRO. c. SIN EMBARGO SI EL COMBUSTIBLE INYECTADO ES EXTREMADAMENTE FINO, LA VAPORIZACION TIENE QUE SER

d.

e.

f.

g.

h.

i.

COMPLETADA EN UN PERIODO DE TIEMPO EXTREMAMENTE CORTO Y EL COMBUSTIBLE COMPLETO EXPLOTARA MAS RAPIDO, LO CUAL CAUSARA GRIETAS EN EL CILINDRO Y/O PISTONES. POR OTRO LADO, LAS GOTAS GRANDES DE COMBUSTIBLE SE VAN A QUEMAR MAS LENTAMENTE. LA COMBUSTION LENTA NO DESARROLLA ALTA PRESION (POTENCIA), COMO SERIA CAPAZ DE HACERLA EL COMBUSTIBLE EN CONDICIONES NORMALES. ALGUNA PORCION DEL COMBUSTIBLE NO SE QUEMARA, PERO SE TRANSFORMARA EN HOLLIN, EL CUAL SERA MOSTRADO EN EL EXTERIOR COMO HUMO NEGRO. ASI QUE, LA ADECUADA ATOMIZACION DEL COMBUSTIBLE ES MUY IMPORTANTE PARA LA LIMPIA COMBUSTION DEL COMBUSTIBLE Y OBTENCION DE LA MAXIMA POTENCIA. EN UNA BOQUILLA DE INYECCION DADA, MIENTRAS MAS ALTA SEA LA PRESION DE INYECCION, MAS FINAS SERAN LAS GOTAS PRODUCIDAS EN LA INYECCION. LA PRESION DE INYECCION ES AQUELLA CON LA CUAL SE FORZA EL COMBUSTIBLE A SALIR POR EL ORIFICIO DE LA BOQUILLA. CON UNA PRESION DE INYECCION MUY BAJA, EL COMBUSTIBLE SALE DE LA BOQUILLA SIN CONVERTIRSE EN BURBUJAS FINAS. LAS BOQUILLAS E INYECTORES UTILIZADOS EN LOS MOTORES KOMATSU ESTAN DISENADOS PARA GENERAR SPRAY A PRESION CONSTANTE. JUSTO ANTES DE QUE LOS PISTONES ALCANZAN SU POSICION MAS ALTA, EN EL PUNTO MUERTO ALTO, SE INDUCE TURBULENCIA EN LA CAMARA DE COMBUSTION. ASI EL COMBUSTIBLE INYECTADO PUEDE SER MEZCLADO COMPLETAMENTE CON EL AIRE COMPRIMIDO DE MANERA QUE PUEDA SER QUEMADO COMPLETAMENTE. CADA MOTOR DIESEL TIENE LA FORMA DE SU PROPIA CAMARA DE COMBUSTION PARA UN DETERMINADO TIPO DE BOQUILLA DE INYECCION QUE GENERA LA ATOMIZACION DEL COMBUSTIBLE EN UN DETERMINADO PATRON. UN ANGULO DE ATOMIZACION ESTRECHO ES TAN MALO COMO UN AMPLIO ANGULO. UN PATRON CORRECTO DE ATOMIZACION DE COMBUSTIBLE EN UN CILINDRO LLENO CON UNA ADECUADA CANTIDAD DE OXIGENO NO GARANTIZA LA MAXIMA SALIDA DE POTENCIA. OTRA CONSIDERACION IMPORTANTE ES EL TIEMPO DE INYECCION. EL TIEMPO DE INYECCION ES MUY IMPORTANTE, PERO EL AJUSTE DE DICHO TIEMPO NO ES NECESARIO A MENOS QUE UNA DE LAS SIGUENTES COSAS HAYA OCURRIDO.

i. EL COPLE DE LA BOMBA DE INYECCION ESTA EXCESIVAMENTE FUERA DE AJUSTE. ii. EL TIMER, QUE CUANDO ESTA INCLUIDO EN LA BOMBA DE INYECCION ESTA DEFECTUOSO. iii. CUANDO EL MOTOR FUE ENSAMBLEDO DE MANERA INCORRECTA DURANTE UN REACONDICIONAMIENTO. j. SI EL TIEMPO DE INYECCION ESTA ADELANTADO, EL COLOR DE LOS GASES DE ESCAPE ES BUENO Y PUEDE HABER UN LIGERO INCREMENTO EN LAS RPM Y LA POTENCIA. SIN EMBARGO EN ESTE CASO, MAS CALOR Y PRESION SON GENERADAS DENTRO DEL CILINDRO. CON LO CUAL SE PUEDEN CAUSAR LOS SIGUIENTES PROBLEMAS. i. SOBRECALENTAMIENTO. ii. QUEMADO DE LA ENTRADA DE LA CAMARA DE PRECOMBUSTION. iii. FUGA EN EMPAQUES. iv. SONIDO DE GOLPETEO EN EL MOTOR. k. CUANDO EL TIEMPO DE INYECCION ESTA RETARDADO, LA PRESION DEL CILIDRO DISMINUYE, COMO CONSECUENCIA HAY UNA PERDIDA DE CALOR Y POSIBLEMENTE NO TODO EL COMBUSTIBLE SE QUEME. RESULTANDO ESTO EN: i. HUMO DE ESCAPE NEGRO. ii. PERDIDA DE POTENCIA. 3. CALOR a. LA VELOCIDAD DE COMPRESION DEL AIRE HACE LA DIFERENCIA EN EL IMCREMENTO DE TEMPERATURA Y LA PRESION. i. CUANDO EL AIRE SE COMPRIME LENTAMENTE, LA TEMPERATURA SE MANTIENE RELATIVAMENTE CONSTANTE POR QUE EL CALOR SE ESCAPA A TRAVES DE LAS PARERED DEL CILINDRO PERO LA PRESION SE INCREMENTA PROPORCIONALMENTE A LA REDUCCION DEL VOLUMEN. EL TERMINO INGENIERIL PARA ESTE TIPO DE COMPRESION ES “ISOTERMICA” ii. CUANDO EL AIRE SE COMPRIME RAPIDAMENTE, HAY MUY POCO TIEMPO PARA QUE EL AIRE SE ESCAPE Y EL INCREMENTO EN TEMPERATURA ES GRANDE. ESTE TIPO DE COMPRESION ES CONOCIDA COMO “ADIABATICA”. iii. SE HA ESTADO ASUMIENTO QUE EL DISPOSITIVO DE COMPRESION SE ENCUENTRA PERFECTAMENTE SELLADO LIBRE DE FUGAS. LA OPERACION ACTUAL DEL MOTOR, LA COMPRESION DEL AIRE POR EL PISTON SE ENCUENTRA ENTRE ISOTERMICA O ADIABATICA.

b. UN MOTOR FUNCIONANDO A ALTA VELOCIDAD SE ASUME QUE ESTA FUNCIONANDO EN COMPRESION ADIABATICA. POR EJEMPLO A 2000 RPM, LA COMPRESION SE TERMINA EN 1.5/1000 SEGUNDOS. PRACTICAMENTE NO HAY TIEMPO PARA QUE EL AIRE SE ESCAPE. EL CALOR DE LA COMPRESION NO SE PUEDE ESCAPAR FACILMENTE POR QUE EL MOTOR GENERALMENTE ESTA CALIENTE CUANDO ESTA TRABAJANDO A ALTA VELOCIDAD.

MEDIDAS DE MOTORES 1. DIAMETRO Y CARRERA. EL TAMANO DEL PISTON DE UN CILINDRO ESTA USUALMENTE INDICADO EN TERMINOS DE SU DIAMETRO Y CARRERA. CUANDO SE HACE REFERENCIA A ESTAS MEDIDAS EL DIAMETRO DEL CILINDRO SIEMPRE SE DA PRIMERO, EJ 95 X 115 mm (3.74” X 4.52”) 2. DESPLAZAMIENTO DEL PISTON. ES EL VOLUMEN DE ESPACIO QUE EL PISTON DESPLAZA CUANDO ESTE SE MUEVE DESDE EL PUNTO MUERTO BAJO HASTA EL PUNTO MUERTO ALTO. EL VOLUMEN SE OBTIENE MULTIPLICANDO EL VALOR DE LA CARRERA POR EL AREA DEL CIRCULO TENIENDO EL DIAMETRO DEL MISMO. EJEMPLO, SI TENEMOS UN DIAMETRO DE 95 mm2 (3.75”) TENEMOS UN AREA DE 70.88 cm2 (10.98 in2), POSTERIORMENTE SI MULTIPLICAMOS ESTO POR 11.5 cm (4.52”) QUE ES LA LONGITUD DE LA CARRERA NOS PROPORCIONA 815.12 cm3. SI EL MOTOR TIENE 4 CILINDROS ESTE MOTOR SERIA UN MOTOR DE 3.26 l (199 in3). 3. EFICIENCIA VOLUMETRICA. CUANDO EL PISTON EMPIEZA A MOVERSE HACIA ABAJO EN EL CILINDRO EN LA FUNCION DE ADMISION, SE PRODUCE UN VACIO EN EL CILINDRO. SI AMBAS VALVULAS DE ADMISION Y ESCAPE ESTUVIERAN CERRADAS, ENTONCES NINGUNA SUSTANCIA PODRIA ENTRAR EN ESTE VACIO. EL CILINDRO SE MANTENDRIA VACIO. SIN EMBARGO, EN EL TIEMPO QUE EL PISTON COMIENZA A MOVERSE HACIA ABAJO, LA VALVULA DE ADMISION ES ABIERTA. AIRE DE LA ATMOSFERA PASA HACIA EL CILINDRO, ENTONCES EL CILINDRO SE ENCUENTRA LLENO DE AIRE. a. TOMA TIEMPO PARA QUE EL AIRE FLUYA A TRAVES DEL MANIFOLD DE ADMISION Y PASE LA VALVULA DE ADMISION. SI SE DA SUFICIENTE TIEMPO, ENTRARA AIRE SUFICIENTE PARA LLENARLA. A EL AIRE SE LE DA MUY POCO TIEMPO PARA QUE HAGA ESTO, POR EJEMPLO EN UN MOTOR QUE ESTA TRABAJANDO A 1,200 RPM, LA FUNCION DE ADMISION DURA SOLAMENTE 0.025 seg. ES EN ESTE BREVE TIEMPO QUE TODO EL AIRE QUE PODRIA ENTRAR NO TIENE TIEMPO

PARA FLUIR DENTRO DEL CILINDRO. LA FUNCION DE ADMISION TERMINA MUY RAPIDO. b. LOS DISENADORES DE MOTORES TOMAN EN CUENTA EL FACTOR ANTERIOR PARA QUE UNA EXISTE UNA BUENA OPERACION INCLUSO A ALTA VELOCIDAD DEL MOTOR. i. MIDIENDO LA EFICIENCIA VOLUMETRICA. LA MEDIDA DE LA CANTIDAD DE AIRE O MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE QUE ACTUALMENTE ENTRA AL CILINDRO ESTA REFERIDA EN TERMINOS DE EFICIENCIA VOLUMETRICA. LA EFICIENCIA VOLUMETRICA ES EL COCIENTE DE LA CANTIDAD DE AIRE O MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE QUE ACTUALMENTE ENTRA EN EL CILINDRO CONPARADO CON LA CANTIDAD DE AIRE O MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE QUE DEBERIA DE ENTRAR EN CONDICIONES IDEALES. MIEMTRAS MAS GRANDE SEA LA EFICIENCIA VOLUMETRICA, MAS GRANDE SERA LA CANTIDAD DE AIRE O MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE QUE ENTRA AL CILINDRO. MIENTRAS MAS CANTIDAD DE AIRE O MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE ENTRE EN EL CILINDRO, EL MOTOR ES CAPAZ DE PRODUCIR LA MAYOR CANTIDAD DE POTENCIA. ii. INCREMENTANDO LA EFICIENCIA VOLUMETRICA. LA EFICIENCIA VOLUMETRICA ES MAYOR CUANDO EL MOTOR TRABAJA A VELOCIDAD LENTA, POR QUE ENTRA MAS AIRE AL CILINDRO. LA EFICIENCIA VOLUMETRICA SE PUEDE MEJORAR EN DIFERENTES FORMAS. ALGUNOS FABRICANTES DE MOTORES HAN INSTALADO MANIFOLDS DE ADMISION DISENADOS PARA INCREMENTAR LA TEMPERATURA DEL AIRE ENTRANTE. ESTO CAUSA QUE EL AIRE FLUYA HACIA EL CILINDRO DE FORMA RAPIDA. LA MAYORIA DE LOS DISENADORES INSTALAN UN SOPLADOR O UN COMPRESOR (SUPERCARGADOR) DE AIRE YA SEA IMPULSADO POR UNA BANDA O IMPULSADO POR LOS GASES DE ESCAPE (TURBOCARGADOR). 4. RADIO DE COMPRESION. ES EL VOLUMEN EN UN CILINDRO CON EL PISTON EN EL PUNTO MUERTO INFERIOR (VOLUMEN DE DESPLASAMIENTO MAS VOLUMEN DE CLARIDAD) COMPARADO CON EL VOLUMEN CON EL PISTON EN EL PUNTO MUERTO SUPERIOR (VOLUMEN DE CLARIDAD.) a. INCRMENTANDO EL RADIO DE COMPRESION, SE INCREMENTA EL LA POTENCIA DE UN MOTOR.

SALIDA DE UN MOTOR 1. PARA COMPARAR MOTORES NO SOLO SE COMPARAN POR SU TAMANO, SINO POR EL TRAAJO QUE ESTOS PUEDEN HACER. a. TRABAJO. ES EL MOVIMIENTO DE UN CUERPO EN CONTRA DE UNA FUERZA OPUESTA. CUANDO UN PESO ES LEVANTADO DEL SUELO, SE HACE TRABAJO SOBRE EL PESO, YA QUE ESTE ES MOVIDO HACIA ARRIBA, EN CONTRA DE LA FUERZA DE GRAVEDAD. CUANDO UN TRACTOR EMPUJE SOBRE UN ARBOL, HACE TRABAJO SOBRE EL ARBOL Y LO FORZA A CAER SOBRE EL PISO. SI UN PESO DE UNA LIBRA ES LEVANTADO UN PIE, UNA LIBRA PIE DE TRABAJO ES REALIZADA. b. ENERGIA. ES LA HABILIDAD PARA HACER TRABAJO. SI LA VELOCIDAD DE UN TRACTOR SE INCREMENTA, LA ENERGIA EN EL MOVIMIENTO DEL TRACTOR SE INCREMENTA. ES ENTONCES CUANDO PUEDE DERRIBAR EL ARBOL DE UNA MANERA MAS FACIL. LO ALTO QUE UN PESO ES LEVANTADO DEL SUELO, SE ALMACENA MAS ENERGIA EN EL PESO. ES ENTONCES QUE CUANTO ESTE CAE, ESTE PUEDE GOLPEAR EL SUELO MAS FUERTEMENTE, CON LO CUAL SE HARIA MAS TRABAJO EN EL PISO. IMAGINE QUE UNA ESTACA SE VA A CLAVAR EN EL PISO. MIENTRAS MAS GRANDE SEA LA DISTANCIA QUE EL PESO DEL MARTILLO SE RETIRA CUANDO ESTE GOLPEA LA ESTACA, MAS TRABAJO ES REALIZADO EN LA ESTACA Y EL DESPLAZAMIENTO QUE ESTA TIENE EN EL SUELO. c. POTENCIA. ES LA TAZA DE LA VELOCIDAD EN LA CUAL UN TRABAJO PUEDE SER REALIZADO. i. POTENCIA = TRABAJO REALIZADO / TIEMPO. d. CABALLOS DE FUERZA. EN EL PASADO LA HABILIDAD DE UN MOTOR PARA REALIZAR TRABAJO ERA COMPARADA CON LA HABILIDAD DE TRABAJO DE LOS CABALLOS. ENTONCES UN CABALLO DE FUERZA (HP) ES LA POTENCIA DE UN CABALLO. DESDE QUE LOS CABALLOS SON DIFERENTES, SE VOLVIO NECESARIO ESTABLECER UN ESTANDARD PARA EXPRESAR LA POTENCIA DE UN CABALLO. EL ESTANDARD INGLES (HP) ES QUE SI UN CABALLO PUEDE LEVANTAR UN PESO DE 550 LIBRAS EN UN PIE POR SEGUNDO; ESTO ERA IGUAL A UN CABALLO DE FUERZA. i. EL EQUIVALENTE METRICO DEL ESTANDARD INGLES (HP). EL CONCEPTO ES IDENTICO. SIN EMBARGO, LAS UNIDADES DE MEDIDA SON DIFERENTES. SE UTILIZA UN METRO EN LUGAR DEL PIE PARA LA DISTANCIA, Y 75 KG EN LUGAR DE LAS 550 LIBRAS EN EL PESO. ii. LA UNIDAD DE MEDIDA ACTUAL PARA MEDIR LA POTENCIA DE UN MOTOR ES EL CABALLO DE FUERZA.

MAS ESPECIFICAMENTE, EL CABALLO DE FUERZA ES EL TRABAJO REALIZADO CUANDO UNA REVOLUCION DEL MOTOR SE COMPLETA EN 1 SEGUNDO. 1. 1 HP = 550 FT.-LBS/SEC 2. 1 HP = 1.014 PS 3. 1 PS = 75 KG-M/SEC 4. 1 PS = 0.986 HP e. DINAMOMETRO. ES LA HERRAMIENTA MAS COMUN PARA MEDIR LOS CABALLOS DE FUERZA DEL MOTOR Y EL TORQUE. ES ESCENCIALMENTE UN DINAMO DE TIPO ESPECIAL, QUE PUEDE SER IMPULSADO POR UN MOTOR. ESTE DINAMO ESPECIAL PUEDE ABSORVER TODA LA POTENCIA QUE EL MOTOR PUEDE GENERAR E INDICAR SU POTENCIA EN SUS INSTRUMENTOS. EL DINAMOMETRO PUEDE USARSE TAMBIEN PARA MOVER EL MOTOR Y DETERMINAR ASI LA FRICCION PROPIA DEL MOTOR Y DE VARIOS DE SUS ACCESORIOS. f. EFECTO DEL TORQUE. EL TORQUE ES UN ESFUERZO GIRATORIO. CUANDO LA TAPA DE UN RECIPIENTE ES AFLOJADA, UNA FUERZA DE TORQUE, ES APLICADA. EL TORQUE SE MIDE EN LIBRAS-PIE (NO SE CONFUNDA CON EL TRABAJO, EL CUAL SE MIDE EN PIE-LIBRA). IMAGINE QUE UN TORQUIMETRO ES UTILIZADO PARA APRETAR UNA TUERCA EN UN PERNO. SI EL LARGO DE LA MANIJA DEL TORQUIMETRO FUERA DE 1 PIE Y SE APLICARA UNA FUERZA DE 10 LIBRAS, SE APLICARIA UN TORQUE DE 10 LBS-PIE. SI LA MANIJA FUERA DE 2 PIES DE LARGO Y SE PUSIERA LA MISMA FUERZA, SE APLICARIA UN TORQUE DE 20 LIBRASPIE. i. EL TORQUE SE PUEDE CONVERTIR EN TRABAJO. LA FORMULA ES: 1. PIE-LIBRA (TRABAJO) = RPM (VELOCIDAD) X 6.2832 X LIBRA-PIE (TORQUE). ii. POR EJEMPLO, SI UN MOTOR FUERA CHECADO CON UN DINAMOMETRO Y SE ENCONTRARA QUE ENTREGA UN TORQUE DE 100 LIBRAS-PIE A UNA REVOLUCION DE 1000 RPM, ESTARIA HACIENDO 628,320 PIE-LIBRAS DE TRABAJO CADA MINUTO. ESTO SE PUEDE CONVERTIR A CABALLOS DE FUERZA DIVIDIENDOLOS POR 33,000. iii. EL MOTOR EJERCE TORQUE A TRAVES DE LOS ENGRANES Y FLECHAS CONECTADOS A LAS LLANTAS, DE FORMA QUE LAS LLANTAS GIRAN Y EL VEHICULO SE MUEVE. LA CANTIDAD DE TORQUE QUE UN MOTOR PRODUCE VERIA CON LA VELOCIDAD DEL MOTOR. ADVIERTA QUE EL TORQUE AUMENTA, Y A UNA

VELOCIDAD INTERMEDIA EMPIEZA A DECAER. LA EXPLICACION DE ESTO ES QUE INCREMENTANDO LA VELOCIDAD, EL MOTOR GIRA MAS RAPIDO Y ES CAPAZ DE APORTAR UNA MAYOR CANTIDAD DE TORQUE. SIN EMBARGO CON ALTAS VELOCIDADES , LA EFICIENCIA VOLUMETRICA DECAE. CONSECUENTEMENTE MIENTRAS MENOS MEZCLA DE COMBUSTIBLE CON AIRE SE INTRODUZCA EN EL CILINDRO EN CADA ETAPA DE ADMISION. CAUSANDO BAJA POTENCIA EN LA ETAPA DE EXPLOSION, DISMINUYENDO EL TORQUE. g. RELACION ENTRE TORQUE-CABALLOS DE FUERZAVELOCIDAD. i. EL TORQUE SE INCREMENTA CON LA VELOCIDAD. LOS CABALLOS DE FUERZA TAMBIEN MUESTRAN UN INCREMENTO CON EL INCREMENTO DE LA VELOCIDAD. LOS CABALLOS DE FUERZA ESTAN DIRECTAMENTE RELACIONADOS CON EL TORQUE Y LA VELOCIDAD. EN CALCULOS INGENIERILES EL TERMINO CABALLO DE FUERZA (HP) ES FRECUENTEMENTE UTILIZADO COMO UNA MEDIDA DE POTENCIA. UN CABALLO DE FUERZA SON 33,000 PIELIBRA POR MINUTO O 550 FT-LB POR SEGUNDO. LA FORMULA MAS COMUNMENTE USADA PARA ENCONTRAR LOS CABALLOS DE FUERZA ES LA SIGUIENTE: HP = (TORQUE X RPM) / 5,252 ii. ASD h. GROSS Y CABALLOS DE FUERZA NETOS. LOS CABALLOS DE FUERZA (GROSS) DE UN MOTOR ES LA CANTIDAD DE POTENCIA QUE EL MOTOR ENTREGA DESPUES DE QUE SE LE QUITA EL SILENCIADOR, ABANICO, ALTERNADOR, BOMBAS, Y OTROS ACCESORIOS QUE REQUIEREN POTENCIA PARA OPERAR. LOS CABALLOS DE FUERZA NETOS ES LA POTENCIA REMANENTE Y ACTUALMENTE DISPONIBLE PARA IMPULSAR EL VEHICULO O HACER TRABAJO. EN OTRAS PALABRAS, LOS CABALLOS DE FUERZA NETOS ES LA POTENCIA DISPONIBLE EN LA RUEDA VOLANTE CON TODOS LOS ACCESIORIOS INSTALADOS. i. CABALLOS DE FUERZA INDICADOS. LOS CABALLOS DE FUERZA INDICADOS, SON LOS CABALLOS DESARROLLADOS ACTUALMENTE DENTRO DE LOS CILINDROS DEL MOTOR. ESTOS SON LLAMADOS CABALLOS DE FUERZA INDICADOS POR QUE UN DISPOSITIVO ESPECIAL DE INDICACION ES REQUERIDO. ESTE DIPOSITIVO MIDE LAS PRESIONES DESARROLLADAS EN LOS CILINDROS DEL MOTOR Y POR MEDIO DE UNA SERIE DE CALCULOS, TRANSFORMA ESTOS

DATOS EN LOS CABALLOS DE FUERZA INDICADOS. LOS CABALLOS DE FUERZA INDICADOS SE CONSIDERAN MAYORES QUE LOS CABALLOS DE FUERZA ENTREGADOS POR EL MOTOR, YA QUE LA POTENCIA EN EL MOTOR ES PERDIDA EN UN NUMERO DIFERENTE DE FORMAS, COMO FRICCION, PERDIDA DE CALOR, ACCESORIOS, ETC. j. CABALLOS DE FUERZA SAE. LA SOCIEDAD DE INGENIEROS AUTOMOTRICES (SAE) DESARROLLARON UN METODO SIMPLIFICADO PARA CALCULAR LOS CABALLOS DE FUERZA, BASADO EN LAS DIMENSIONES DEL MOTOR. LA FORMULA ES: i. HP= DN/2.5 DONDE D ES EL DIAMETRO DEL CILINDRO Y N EL NUMERO DE CILINDROS.

EFICIENCIA DEL MOTOR 1. EL TERMINO EFICIENCIA SIGNIFICA LA RELACION ENTRE LOS RESULTADOS OBTENIDOS Y EL ESFUERZO REQUERIDO PARA OBTENER ESTOS RESULTADOS. ESTA ES EXPRESADA COMO: EFICIENCIA=SALIDA/ENTRADA. 2. SUPONGA POR EJEMPLO QUE UNA SERIE DE POLEAS ES UTILIZADA PARA LEVANTAR UN PESO DE 450 LIBRAS UNA ALTURA DE 2 PIES, REQUIRIENDO PARA ESTO UNA FUERZA DE 100 LBS EN 10 PIES. ESTE RADIO SERIA 900/1000, OR 0.90 3. EN OTRAS PALABRAS, LA EFICIENCIA DE LAS POLEAS SERIA DEL 90%. CON ESTO SE TUVO UNA PERDIDA DEL 10% DEL TRABAJO REALIZADO. a. PERDIDA POR FRICCION. ES UNA PERDIDA DE ENERGIA EN CUALQUIER SISTEMA MECANICO. SI UN TABLON PESADO ES EMPUJADO POR EL PISO, ESTE OFRECE RESISTENCIA AL MOVIMIENTO. ESTA RESISTENCIA SERIA MENOR SI EL TABLON Y EL PISO ESTUVIERAN MAS LISOS. LA RESISTENCIA SERIA AUN MENOR SI EL TABLON FLOTARA EN EL AGUA. LA RESISTENCIA AL MOVIMIENTO SE LLAMA FRICCION. LA FRICCION SE PUEDE VISUALIZAR COMO CAUSADA POR MINUSCULAS IRREGULARIDADES, O PUNTOS ALTOS EN LAS SUPERFICIES DE MOVIMIENTO DE LOS OBJETOS. b. EFICIENCIA MECANICA.

CABEZA