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FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERASECCIN DE INGENIERA MECNICALABORATORIO DE ENERGA1. INFORMECURSOMotores de Combustin InternaHORARIOH - 1013
TEMAMOTORES DE ENCENDIDO POR CHISPA (MECH)
CDIGONOMBRE Y APELLIDONOTA FINAL
20100936Diego Fernando Flores Heredia
FECHA DE REALIZACIN:FECHA DE ENTREGA:
JEFE DE PRCTICALPEZ BONILLA, JOEL MARTN
FIRMA DEL JEFE DE PRCTICA
2.
3. EVALUACIN:
Nombres y ApellidosPRUEBA DE ENTRADA(0 5) x 1.5ptsCLCULOS( 0 5) x 1 ptGRFICOS(0 5)x 0.5ptsCONCLUSIONES(0 5) x 1 ptNOTA
4. OBSERVACIONES:
5. 6. Objetivos Obtencin y anlisis de las curvas caractersticas de velocidad y de carga de un MECH de carburador. Evaluacin de parmetros efectivos en funcin de la variacin de presin de admisin 7. Datos medidos
En la presente tabla se aprecia los datos obtenidos del ensayo de variacin de presin de admisin (-5, -10, -20 y -30 kPa).PuntoPman(Adm kPa)COCO2O2HC
1-4.30.9622.2313.80.79209
2-10.791.0191.4913.92.47170
3-200.8994.4412.50.93234
4-30.760.66413.566.81.27379
En la siguiente tabla se apreciara los datos obtenidos del ensayo a plena carga en el que se vara la velocidad del cigeal desde 2000 hasta 5000 rpm.PuntoRPMCOCO2O2HC
119950.9622.2313.80.79209
224671.3240.0511.40.6145
321501.0950.2413.52.24159
435001.0151.2413.91.3228
540000.951.7913.61.22243
644451.0810.6813.52.19199
750001.0430.8613.71.65177
En la ltima tabla se aprecia los datos obtenidos del ensayo a carga parcial en el que se vara el porcentaje de torque mximo (75, 50, 25 %) en cuatro diferentes velocidades de giro del eje del cigeal (2000, 3000, 4000 y 5000 rpm).PuntoRPMCOCO2O2HC
25%20532.8913.51.962870.942
30162.7213.80.592330.94
39813.113.40.472230.927
49833.0813.20.672150.925
50%20622.3613.81.392370.963
29472.5513.80.582260.942
40232.7713.70.522110.936
49283.44130.383100.909
75%19981.9314.20.892170.971
30152.8214.20.372370.932
40023.2113.40.312480.928
50041.9414.40.942370.961
8. Clculos, Grficos y anlisis 8.1. Ensayo de variacin de la presin de admisinLos clculos de todas las etapas se llevaron a cabo con la ayuda del software Excel.a) Potencia efectiva kW(rad/s)Potencia efectiva(W)Pe(kW)
208.915917548.936617.5489
211.324515743.672715.7437
209.439513299.408913.2994
210.486710945.308810.9453
b) Consumo especifico de combustible (g/kWh)
mc(L/h)Consumo especifico de combustible(g/kWh)
7.12030.4057405.7370
6.16230.3914391.4127
6.04840.4548454.7862
7.21730.6594659.3986
c) Presin media efectiva (bar)
iWe(kJ)Vt(m3)Pme(bar)
0.51.055580.001507.05127
0.50.936190.001506.25381
0.50.797960.001505.33042
0.50.653450.001504.36507
d) Rendimiento Volumtrico (%)
P(Pa)aireQreal(m3/s)Mareal(g/s)ma.ref(g/s)Rendimiento VolumetricoRendimiento Volumetrico(%)
343.351.149890.011913.656728.61790.47747.72
264.871.069330.010811.567126.92000.43042.97
176.580.960550.00938.951223.96570.37437.35
86.3280.833460.00705.830020.89880.27927.90
e) Rendimiento efectivo (%)
PCI(kJ/kg)mc(kg/s)Ne(%)
422750.0019820.98815
422750.0017121.75625
422750.0016818.72456
422750.0020012.91430
f) Factor lambda
FfeFrcalculadomedido
0.1448257980.0641025642.2592824460.4426184080.962
0.147983910.0641025642.3085489960.4331725261.019
0.1876959810.0641025642.928057310.341523370.899
0.3438774770.0641025645.3644886420.1864110570.664
8.2. Ensayo a plena cargaLos clculos de todas las etapas se llevaron a cabo con la ayuda del software Excel.a) Potencia efectiva kW
PuntorpsPe(w)Pe(kW)
133.250017548.936617.5489
241.116718859.085418.8591
335.833317561.502917.5615
458.333328588.493128.5885
566.666730368.729030.3687
674.083330488.894930.4889
783.333333510.321633.5103
b) Consumo especifico de combustible (g/kWh)
Puntomc(L/h)mc(g/h)cec
17.12037120.2532405.7370
26.82856828.5281362.0816
39.24979249.7431526.7057
410.315210315.1862360.8160
511.363611363.6364374.1887
611.718811718.7500384.3613
713.323513323.4641397.5928
c) Presin media efectiva(bar)
PuntoiWe(kJ)Vt(m3)Pme(kPa)Pme(Bar)
10.51.05560.0015705.12707.0513
20.50.91730.0015612.78896.1279
30.50.98020.0015654.76086.5476
40.50.98020.0015654.76086.5476
50.50.91110.0015608.59186.0859
60.50.82310.0015549.83125.4983
70.50.80420.0015537.23965.3724
d) Rendimiento Volumtrico (%)
PuntoVt(m3)P(Pa)aireQreal(m3/s)Mareal(g/s)ma.ref(g/s)Rendimiento VolumetricoRendimiento Volumetrico(%)
10.0015343.351.150.011913.656728.61790.477247.7210
20.0015539.551.140.015017.028835.01420.486348.6340
30.0015784.81.110.018220.323229.88150.680168.0127
40.0015907.4251.10.019821.702247.97380.452445.2377
50.00151079.11.080.021723.511754.11340.434543.4490
60.00151373.41.070.024626.337059.28490.444244.4244
70.00151569.61.040.026627.834365.17470.427142.7072
e) Rendimiento efectivo (%)
PuntoPCI(kJ/kg)mc(kg/s)Ne(%)
1422750.002020.9882
2422750.001923.5187
3422750.002616.1678
4422750.002923.6011
5422750.003222.7577
6422750.003322.1554
7422750.003721.4181
f) Factor lambda
PuntoFfeFrcalculadomedido
10.14480.06412.25930.44260.962
20.11140.06411.73770.57551.324
30.12640.06411.97220.50701.095
40.13200.06412.05970.48551.015
50.13430.06412.09440.47750.95
60.12360.06411.92810.51861.081
70.13300.06412.07420.48211.043
8.3. Ensayo a Carga ParcialLos clculos de todas las etapas se llevaron a cabo con la ayuda del software Excel.a) Potencia efectiva kW
PuntorpsPe(w)Pe(kW)
25%34.21674514.78284.5148
50%34.36679069.14979.0691
75%33.300013181.494513.1815
25%50.26676316.69566.3167
50%49.116712035.755612.0358
75%50.250019101.668719.1017
25%66.35007504.00827.5040
50%67.050015166.352715.1664
75%66.700022630.776822.6308
25%83.05008870.91528.8709
50%82.133316513.886516.5139
75%83.400025152.847425.1528
b) Consumo especifico de combustible (g/kWh)
Puntomc(L/h)mc(g/h)cec
25%3.5023501.946775.662
50%4.7384738.089522.440
75%5.5205519.779418.752
25%4.9264926.108779.855
50%6.2986298.111523.283
75%8.4118411.215440.339
25%6.4426442.377858.525
50%8.7858784.773579.228
75%10.68910688.836472.314
25%7.7357735.281871.982
50%10.19310192.525617.209
75%11.82711826.544470.187
c) Presin media efectiva(bar)
PuntoiWe(kJ)Vt(m3)Pme(kPa)Pme(Bar)
25%0.50.26390.0015176.28181.7628
50%0.50.52780.0015352.56353.5256
75%0.50.79170.0015528.84535.2885
25%0.50.25130.0015167.88741.6789
50%0.50.49010.0015327.38043.2738
75%0.50.76030.0015507.85935.0786
25%0.50.22620.0015151.09861.5110
50%0.50.45240.0015302.19733.0220
75%0.50.67860.0015453.29594.5330
25%0.50.21360.0015142.70431.4270
50%0.50.40210.0015268.61982.6862
75%0.50.60320.0015402.92974.0293
d) Rendimiento Volumtrico (%)
PuntoP(Pa)aireQreal(m3/s)Mareal(g/s)ma.ref(g/s)Rendimiento VolumtricoRendimiento Volumtrico (%)
25%61.310.538250.00733.948413.78510.28628.642
50%137.30.780740.00917.117120.08320.35435.438
75%2060.89880.01049.352522.40270.41741.747
25%147.20.532390.01146.083420.03100.30430.370
50%269.80.696210.01359.419425.59550.36836.801
75%470.90.890160.015814.071533.48060.42042.029
25%284.50.558850.01558.666327.75410.31231.225
50%490.50.721020.017912.925436.18570.35735.720
75%711.20.894090.019417.331944.63760.38838.828
25%416.90.569990.018610.595335.43200.29929.903
50%637.70.702320.020714.544943.17630.33733.687
75%10300.859960.023820.455953.68270.38138.105
e) Rendimiento efectivo (%)
PuntoPCI(kJ/kg)mc(kg/s)Ne(%)
25%422750.001010.9786
50%422750.001316.2998
75%422750.001520.3358
25%422750.001410.9196
50%422750.001716.2735
75%422750.002319.3389
25%422750.00189.9190
50%422750.002414.7018
75%422750.003018.0297
25%422750.00219.7659
50%422750.002813.7971
75%422750.003318.1112
f) Factor lambda
PuntoFfeFrcalculadomedido
25%0.24640.06410.24644.05890.942
50%0.18490.06410.18495.40760.963
75%0.16390.06410.16396.09970.971
25%0.22490.06410.22494.44580.94
50%0.18570.06410.18575.38410.942
75%0.16600.06410.16606.02260.932
25%0.20650.06410.20654.84270.927
50%0.18880.06410.18885.29680.936
75%0.17130.06410.17135.83740.928
25%0.20280.06410.20284.93100.925
50%0.19470.06410.19475.13720.909
75%0.16060.06410.16066.22680.961
8.4. Graficas del ensayo de variacin de la presin de admisin 8.4.1. Potencia Efectiva (kW)
Se puede observar que la potencia efectiva es creciente en todo momento. Por otro lado tambin se nota que cuando aumenta la presin tambin crece el factor lambda medido con una pendiente mayor. Este fenmeno ocurre debido a que el aumento de la presin genera un mayor ingreso de combustible en el ingreso.8.4.2. Consumo especifico de combustible (g/kWh)
Se puede ver que el cec disminuye con la diferencia de presiones. Adems, como se sabe a mayor diferencia de presin ocurre mayor admisin de combustible porque genera un mayor vaco. 8.4.3. Presin media efectiva
En estas graficas se puede apreciar que la presin media efectiva aumenta con la diferencia de presin. Adems se aprecia que existe una similitud entre estas graficas con as de potencia efectiva debido a que ambas guardan una relacin directa.8.4.4. Rendimiento Volumtrico
Se aprecia que el rendimiento volumtrico aumenta con la diferencia de presiones; sin embargo, para variaciones de lambda se aprecia un crecimiento tambin del rendimiento volumtrico, pero se aprecia que hay un error en medida del ltimo punto de lambda, ya que disminuyo con el aumento de presin cuando debi ser al revs. 8.4.5. Rendimiento Efectivo
Se aprecia que el rendimiento efectivo aumenta con el aumento de las presiones y adems aumenta con el aumento de lambda. Esto es de esperarse , ya que el rendimiento aumenta conforme se trabaja cerca del dosado estequiometrico.8.4.6. Factor Lambda
Se aprecia de los datos obtenidos que el lambda calculo tiene gran diferencia con los medidos por el instrumento, esto se puede deber a errores en las medidas de los datos que sirvieron de base para calcular el lambda. 8.4.7. Emisiones
Se puede apreciar que las emisiones de CO2 aumentan cuando la presin crece y por otro lado tambin crecen estas emisiones cuando aumenta el lambda. Por otro lado el CO disminuye con el aumento de las presiones y con el aumento de lambda. A este fenmeno de que el CO2 aumente y el CO disminuya se le conoce como efecto espejo.
Se aprecia que las emisiones de HC disminuyen con el aumento de presin y adems con el aumento de lambda. 8.5. Graficas del ensayo a Plena Carga8.5.1. Potencia efectiva
Se aprecia que la relacin de crecimiento entre la velocidad del cigeal y la potencia efectiva es lineal.
8.5.2. Consumo especifico de Combustible
Se aprecia que por un lado que al aumentar la velocidad de giro del cigeal el consumo de combustible aumenta lo que es de esperarse; sin embargo, se aprecia que luego del punto (215,526.71) el consumo disminuye con el aumento de la velocidad lo cual se deber a un error en al toma de datos en el laboratorio.
8.5.3. presin media efectiva
Se sabe que la presin media efectiva no depende de la velocidad del motor, pero por otro lado se ve una extraa variacin en la grfica por lo que se debera a una mala toma de datos en el laboratorio.8.5.4. Rendimiento Volumtrico
Se aprecia que el rendimiento volumtrico disminuye en ciertos puntos como se espera con el aumento de la velocidad del cigeal. Sin embargo, como se mencion anteriormente al parecer se tiene un punto en que al toam de datos no ha sido correcta. 8.5.5. Rendimiento efectivo
Se aprecia que el rendimiento vara con la velocidad del cigeal.8.5.6. Factor Lambda Calculado
Se aprecia de los clculos que el lambda calculada difiere en gran medida con respecto al lambda medido.8.5.7. Emisiones
Se aprecia que la relacin entre la grfica de emisin de CO y CO2 es que cuando una es mxima la otra es mnima.
Se puede decir de la grfica que no tiene una lnea de tendencia fija.8.6. Graficas del ensayo a Carga Parcial8.6.1. Potencia efectiva
Se aprecia que la relacin de crecimiento entre la velocidad del cigeal y la potencia efectiva es lineal y que adems a diferentes porcentajes de torques existe una relacin de crecimiento similar entre graficas.8.6.2. Consumo especifico de combustible
Se aprecia que por un lado que al aumentar la velocidad de giro del cigeal el consumo de combustible aumenta lo que es de esperarse.8.6.3. Presin media efectiva
Se sabe que la presin media efectiva no depende de la velocidad del motor y se puede apreciar en la grfica que las diferentes tienen una tendencia similar. 8.6.4. Rendimiento Volumtrico
Se aprecia que el rendimiento volumtrico disminuye en ciertos puntos como se espera con el aumento de la velocidad del cigeal. Adems se aprecia una similitud en al tendencia de las diferentes graficas a diferentes porcentajes de torque.
8.6.5. Rendimiento Efectivo
Se aprecia que el rendimiento vara con la velocidad del cigeal y que adems existe una tendencia en las diferentes graficas a diferentes porcentajes de torque.8.6.6. Factor Lambda calculado
Se aprecia de los clculos del lambda calculada difiere en gran medida con respecto al lambda medido. Adems de las grficas se puede apreciar que existe una diferencia en las tendencias.8.6.7. Emisiones
Se aprecia que la relacin entre la grfica de emisin de CO y CO2 es que cuando una es mxima la otra es mnima y se puede ver este fenmeno en las diferentes rectas de la imagen mostrada.
Se puede apreciar que la lnea de tendencia a diferentes porcentajes de torque varia y que no se tiene una tendencia fija entre las tres.9. Conclusiones Se concluye que las emisiones de CO2 disminuyen conforme se trabaja con mayor cercana al dosado estequiometrico, por otro lado las emisioens de CO aumentan Existe una gran diferencia entre los valores calculados de lambda y los medidos debido a diferentes factores como mediciones no correctas y equipos que no se encuentran en su mejor estado as como el tiempo ya de vida del motor de laboratorio10. Observaciones Se puede notar que existen variaciones en las diferentes mediadas y clculos hecho debido a que las medidas que se tomaron no fueron las ms correctas Los medidores usados no se encontraban en su mejor estado, ya que por un lado las medidas que se tomaban de ingreso y salida de aire a veces no tenan mucho sentido debido a que la diferencia entre ambas no era la que deba ser 11. Evaluacin Extra Cmo el rendimiento efectivo y las emisiones de un MECH cambian cuando es utilizada la inyeccin electrnica en comparacin al uso del carburador?
Cuando se usa la inyeccin electrnica es con el fin de reducir las emisiones por un lado y mejorar el rendimiento. Su importancia radica en que tiene una mejor capacidad para la dosificacin de combustible, lo que genera una mezcla aire/ combustible muy cercana a la estequiometria. Esto genera una mejor combustin y emisin posterior de gases menor. Este sistema cumple esta funcin mediante la toma de aire del ambiente, mide este e introduce al motor, para luego de acuerdo a la medida inyecte la cantidad de combustible adecuado y segn el comportamiento del motor este sistema vara los porcentajes de combustible o aire para que se lleve a cabo una combustin lo ms completa posible.
Cmo el trabajo de bombeo cambia para un MECH turboalimentado en comparacin a un motor naturalmente aspirado?
En un motor MECH turboalimentado el funcionamiento es muchas ms eficiente ya que el aire de ingreso en la admisin a los cilindros, ya se encuentra pre-comprimido lo que provoca que la masa de ingreso de aire sea mayor. En consecuencia el motor realiza una combustin mayor, ya que se quema ms combustible. Por otro lado, un motor naturalmente aspirado es aquel que para la admisin de aire usa simplemente la presin atmosfrica aire usa simplemente la presin atmosfrica.
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