lmt8 - Eugenio Gonzalez Bernal

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laboratorio de maquinas termicas
Motor encendido por compresión
Actividad #8
Pepe Pecas III
Grupo 8
10 de octubre de 2014
Profesor: Ing. Jaime Aguilar
1.- Funcionamiento y partes de los sistemas de alimentación en motores encendidos por compresión:
1. Sistema de bomba individual o de Bomba-inyector en el que se integra la bomba y el inyector en el mismo cuerpo con eso se consigue alcanzar presiones de inyección muy altas (2000 Bares), con lo que se consigue una mayor eficacia y rendimiento del motor. Existe una bomba-inyector por cada cilindro. Este sistema es utilizado por el grupo Volkswagen en sus motores TDI de segunda generación
2. Sistema de distribuidor o de bomba de inyección rotativa; que utiliza la tecnología tradicional de los motores diésel de "inyección indirecta" basado en una bomba rotativa (por ejemplo la bomba "tipo VE" de BOSCH) que dosifica y distribuye el combustible a cada uno de los cilindros del motor. Esta bomba se adapta a la gestión electrónica sustituyendo las partes mecánicas que controlan la "dosificación de combustible" así como la "variación de avance a la inyección" por unos elementos electrónicos que van a permitir un control más preciso de la bomba que se traduce en una mayor potencia del motor con un menor consumo. Este sistema es utilizado por los motores TDI del grupo Volkswagen y los DTI de Opel y de Renault, así como los TDdi de FORD. 
Válvula reductora de presión 2- Bomba de alimentación 3- Plato portarrodillos 4- Plato de levas 5- Muelle de retroceso 6- Pistón distribuidor 7-Corredera de regulación 8- Cabeza Hidráulica 9- Rodillo 10- Eje de arrastre de la bomba 11- Variador de avance de inyección 12- Válvula de reaspiración 13- Cámara de combustible a presión 14- Electroválvula de STOP
3. En los sistemas de inyección de conducto común o common rail podemos destacar dos zonas, la zona de baja y la zona de alta presión. La zona de baja presión está compuesta por una bomba de pre elevación de combustible y, en caso de un motor de gran cilindrada y alto número de cilindros, por una bomba de aspiración por engranajes. La zona de alta presión la componen la bomba de alta presión, con sus elementos reguladores y sensores electrónicos, los conductos de alta presión, o Rail, y los inyectores.
El funcionamiento del sistema es el siguiente: Una vez conectado el encendido la bomba eléctrica de alimentación genera la presión suficiente para elevar el combustible desde el depósito hasta la bomba de engranajes, en caso de equipar.
Al arrancar el motor la bomba de aspiración alimenta la bomba de alta presión de combustible.
La bomba de alta presión genera la presión solicitada y regulada por la unidad de mando, gracias a los sensores y actuadores ubicados sobre la misma. Una vez generada la presión, ésta queda regulada en la rampa o Rail, dónde es dispuesta sobre los inyectores. Los inyectores electromagnéticos son alimentados por la unidad de mando del motor, en dependencia del caudal dictaminado por la misma, así como el momento de inyección. Esto genera un nivel sonoro mucho más bajo y un mejor rendimiento del motor.
En su composición encontramos un grupo de sensores desde temperaturas, presiones y de otros instrumentos y estados; así como un grupo de actuadores que van desde inyectores reguladores, válvulas, réles y mariposas
2.- Alternativas de cogeneración en motores de combustión interna 
Los motores de combustión interna son una de las tecnologías más utilizadas en los sistemas de cogeneración y existen dos tipos que son relevantes en aplicaciones estacionarias para la generación de electricidad: el motor Otto y el motor Diesel. 
Usándose por ejemplo en: � Industria alimentaria
� Industria textil
� Industria química
Y un sin fin más de sectores e industrias
SISTEMA DE RECUPERACIÓN DEL CALOR DE DESECHO
El sistema de recuperación de calor consta de dos intercambiadores de calor, uno para recuperar calor del refrigerante de las camisas del motor y el otro para recuperar calor de los gases de escape. El primero, es un intercambiador líquido – líquido y lo más adecuado para este tipo de equipo son los de tubo y carcaza, el segundo, es un intercambiador liquido – gas y lo más adecuado para este tipo de equipo son los de flujo cruzado.
Como se ilustra en la figura.2, el fluido de trabajo circula en un circuito cerrado que se inicia con el paso por el intercambiador de calor del agua de las camisas y luego por el intercambiador de calor de los gases de escape, para finalmente pasar por el generador del sistema de refrigeración por absorción. A continuación se caracterizarán ambos intercambiadores de calor.
A. El intercambiador de Calor del agua de camisa
En la figura 10 se ilustra esquemáticamente el intercambiador, en ella se representan las temperaturas de entrada y salida tanto del agua de camisa, como la del fluido de trabajo
B. El intercambiador de calor de los Gases de Escape:
En la figura 11 se ilustra esquemáticamente el intercambiador, en ella se representan las temperaturas de entrada y salida tanto de los gases de escape, como la del fluido de trabajo.
SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO POR ABSORCIÓN
El resultado del proceso de recuperación de los desechos térmicos del motor de combustión interna contenido en el fluido de trabajo, constituye la potencia térmica recuperada y llevada al generador de un sistema de refrigeración por absorción a Bromuro de Litio y agua.
Este sistema de refrigeración es el más adecuado para acondicionamiento de ambiente, debido a que éste utiliza agua como refrigerante y al mismo tiempo no es un fluido contaminante para el ambiente, sus presiones de trabajo tanto en el generador, como en el absorbedor son inferiores a la presión atmosférica y por tal motivo, las especificaciones de diseño de estos equipos no son exigentes como aquellas que puedan proporcionar los sistemas de amoniaco y agua.
Un sistema de absorción a bromuro de litio y agua, utiliza energía térmica de baja calidad para elevar la presión del refrigerante en el generador, que en nuestro caso es agua; y la baja presión necesaria en el absorbedor se mantiene mediante el uso de otra sustancia llamada absorbente, que no es mas que una sal de bromuro de litio.
Es posible encontrar motores de distintos tipos para los arreglos de cogeneración, los mas comunes son a diésel y a gas debido a las características que presentan; pero otros son:
	Gas Natural.
	Diesel.
	Bio- Diesel.
	Combustóleo.
	Gasóleo.
	Bio - Gas.
Uno de los ejemplos de motor y el uso se le dará debido a características como las que tenemos en el de tipo Diesel que van de:
Eficiencia Eléctrica:
30 – 50% 
Tamaño
0.05 – 15 MW
Espacio Requerido
Aprox: 0.021 m^2 / kW
Costo Instalado
US $850 – 1600 / kW
Operación y mantenimiento.
US $0.007 – 0.01/kWh 
Disponibilidad:
Muy alta
Hay una ampliación del concepto de cogeneración que permite disponer aparte del calor y la energía mecánica/eléctrica habituales, frío a partir de calor residual. Lo cual se le llama Trigeneración. Como sabemos además es posible obtener frío a partir de una fuente de calor mediante sistemas de absorción. Como resultado se obtiene eficiencia mayor: en la mayoría de los climas, la calefacción no es necesaria más que unos meses al año, mientras que con la trigeneración se utiliza el sistema también la estación cálida, lo que mejora (disminuye) el tiempo de amortización del sistema. Un sistema de refrigeración por absorción necesita una temperatura mínima de unos 80°C para funcionar, del que se obtiene el agua de descarga a unos 40º o 50 °C y el agua de refrigeración a unos 0º a 4º C.
Como sabemos la utilización de este sistema en general nos permitirá obtener muchos beneficios como:
· Pueden instalarse en el mismo sitio en donde se requiere aprovechar la energía.
· Sus usos son dependiendo de la necesidad.
· Reduce las emisiones de CO2 asociadas a la quema de combustibles fósiles, así como de otros contaminantes que son dañinos para la salud del ser humano y del medio ambiente.
· Permiten posponer o sustituir la nueva capacidadde generación, así como la reducción de la inversión.
· No sufren desgaste por arranques y paros, por lo que pueden utilizarse durante períodos específicos sin afectar su rendimiento y vida útil.
· Tienen la respuesta más rápida a los cambios súbitos por picos o caídas de fuerza.
· Menor pérdida de potencia por altitud sobre el nivel del mar.
3.-Calculos de balance térmico y grafica de barras
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	E´s
	kW
	
	
	E1
	112.534
	
	
	E2
	20.68725
	
	
	E3
	0.06233
	
	
	E4
	4.646
	
	
	E5
	0.4737
	
	
	E6
	17.67
	
	
	E7
	6.635
	
	
	E8
	46.015
	
	
	E9
	16.298
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
4.- Comentarios y fuentes consultadas
Algunos de las alternativas que nos permitirán el ahorro de energía desde el punto de vista de la energía no aprovechada podríamos encontrarlas en opciones muy simples como sería:
La cogeneración y trigeneración son opciones muy viables para el caso del ahorro energético; lo que representaría el accionamiento de sistemas necesarios, aprovechando la energía proveniente de los gases de escape que comúnmente es superior a los 300 grados, que en caso contrario representaría un gasto desde otra fuente energética. Otro punto que podría ser de utilidad seria diseñar un sistema que minimice perdidas mecánicas por fricciones, rozamientos y otros, aprovechando al máximo tecnologías de materiales, diseño y sustancias disponibles. Incluso la realización del proceso a condiciones muy controladas buscando que la quema del combustible aproveche al máximo la energía, en el movimiento de pistones.
En otro punto importante estaría el uso de sistemas como turbos que podrán aumentar la entrada de aire al proceso en caso de que así lo requiera, quitando la limitante que podría existir; o de intercoolers que cambiaran el estado del aire a la entrada del motor para así hacer mas eficiente el proceso o simplemente con darle un mantenimiento adecuado al sistema en ocasiones que lo requiera. Además de un sistema de frenado regenerativo que aprovecha la energía cinética del vehículo y la convierte en electricidad. Esta electricidad se utilice para alimentar el sistema electrónico en caso que lo requiera o pueda ser almacenada, o llevada a otro sistema.
Todos estos puntos pueden ser de utilidad a la hora de planear un sistema a la medida y con máximo desempeño.
AGUER, Mario y JUTGLAR, Luis (2004) El Ahorro Energético, Ediciones
Díaz de Santos, España.
BONNY, Antonio (2000) Energías Alternativas, Editorial Acento 
 BURGHARDT, David (1984 ) Ingeniería Termodinámica, 2da edición,
Editorial Harla
http://www.monografias.com/trabajos38/sistema-cogeneracion/sistema-cogeneracion2.shtml#ixzz3FcVKV9Yp
http://materias.fi.uba.ar/6737/pdf/Cap15.pdf
http://automocionefa.files.wordpress.com/2012/06/curso-de-gestion-electronica-diesel2.pdf
Grafica de E´s
Kw	E1	E2	E3	E4	E5	E6	E7	E8	E9	112.53400000000001	20.687249999999999	6.2330000000000003E-2	4.6459999999999999	0.47370000000000001	17.670000000000002	6.6349999999999998	46.015000000000001	16.297999999999998