Prctica2_IMTA_Procesodeadmisin

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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA AGRICOLA 
 
ASIGNATURA: MOTORES Y TRACTORES AGRÍCOLAS 
 
 
GUÍA DE PRÁCTICA No. 2 
 
PROCESO DE ADMISIÓN DE LOS MOTORES DE 
COMBUSTIÓN INTERNA 
 
 
 
 
Autor 
José Ramón Soca Cabrera 
 
 
 
Chapingo, México, 2021 
 
2 
 
 
ÍNDICE 
 1 
 1 
INTRODUCCIÓN 3 
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 3 
INDICACIONES METODOLÓGICAS 3 
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 4 
1. Cálculo del proceso de admisión 4 
1.1 Rendimiento volumétrico del motor 4 
1.2 Densidad de la carga fresca 𝜌𝑎 5 
1.3 Presión en el cilindro durante el llenado de mezcla fresca 𝑃𝑎 6 
1.4 Calentamiento de la carga ∆𝑻 8 
1.5 Coeficiente de gases residuales 𝜸𝒓 9 
1.6 Flujo de la carga fresca 11 
1.7 Temperatura de la carga al final de la admisión 𝑇𝑎 12 
1.8 Rendimiento volumétrico 𝜼𝒗 12 
1.9 Factores que influyen en el rendimiento volumétrico 𝜼𝒗 13 
a) Influencia de la carga de los MECh 13 
b) Influencia de la carga en los MEC 13 
c) Influencia del régimen de velocidad en los MECh 15 
1.10 Medición de la depresión (“vacío”) en la admisión 19 
CONTENIDO DE LA PRÁCTICA 26 
BIBLIOGRAFÍA 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
INTRODUCCIÓN 
El proceso de admisión de los motores de combustión interna alternativos tiene la 
finalidad de llenar lo más posible los cilindros del motor de carga fresca, ya sea 
mezcla de aire y combustible como es el caso de la mayoría de los motores de 
encendido por chispa (MECh) o solamente aire para el caso de los motores de 
encendido por compresión (MEC). Este proceso está muy vinculado al último 
proceso del ciclo de trabajo real: el de escape de los gases productos de la 
combustión del ciclo anterior y depende también del tipo de ciclo de trabajo de dos 
(2T) o cuatro tiempos (4T); además del procedimiento utilizado para hacer llegar la 
carga fresca a los cilindros del motor: a) si es aspirada desde el exterior por el 
desplazamiento de los pistones desde el PMS al PMI, conocidos como motores 
atmosféricos o de aspiración natural o, b) si es introducida a presión por un sistema 
de alimentación forzado, utilizando compresores o turbocompresores, llamados 
motores sobrealimentados. 
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 
1. Calcular los parámetros principales del proceso de admisión de los MCI, 
analizando los valores obtenidos y la influencia que poseen los diferentes 
factores que lo afectan. 
2. Identificar los sensores y actuadores que se relacionan con el proceso de 
admisión de carga fresca y su importancia para el trabajo eficiente del MCI. 
3. Analizar la importancia del valor de la depresión “vacío” en el proceso de 
admisión, mediante la valoración de los valores obtenidos durante su 
medición en un motor real, realizando las propuestas de corrección de 
posibles fallas y averías. 
 
INDICACIONES METODOLÓGICAS 
El contenido de esta práctica se desarrollará tomando los datos y la estructura del 
motor prototipo que cada estudiante eligió. 
Se deben utilizar catálogos, manuales, revistas, folletos e información fiable 
disponible de manera impresa o bien en internet, del fabricante del vehículo, 
distribuidores, concesionarios o casas comerciales, incluyendo páginas Web y blog 
de aficionados a la automoción donde se analizan resultados de pruebas, análisis, 
comparaciones, etc. siempre analizando la información de manera crítica para ser 
considerada fiable. 
Los resultados de los cálculos deben ser comparados con valores lógicos reales y 
analizados para determinar ¿qué factores están involucrados y cómo influyen en los 
resultados obtenidos?. Siempre debe estar presente la reflexión crítica de cómo 
mejorar la calidad del proceso mediante el control y la automatización de las 
variables del proceso o del sistema. 
4 
 
Recuerde, verificar la calidad del informe escrito de la práctica, según la rúbrica de 
evaluación, antes de enviar el producto para su evaluación. 
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 
En el proceso de admisión de carga fresca al MCI intervienen varios factores: 
• La temperatura y presión atmosférica (del aire). 
• La temperatura del combustible 
• Del grado de calentamiento (o enfriamiento) de la carga fresca durante el 
proceso. 
• La existencia de sobrealimentación 
• La calidad del proceso de limpieza del aire que ingresa a los cilindros y los 
filtros que se utilizan. 
• La presión o depresión (vacío) que se genera durante el proceso. 
• La calidad del proceso de expulsión y limpieza de los productos de la 
combustión de los cilindros. 
• Las resistencias hidráulicas existentes durante el proceso de admisión (filtro, 
cambios de sección, rugosidad de paredes de los conductos, restricciones 
en el área ubicada entre las cabezas de las válvulas de admisión (o 
lumbreras) y sus asientos. 
• La configuración de los conductos de admisión, especialmente del múltiple, 
la existencia de suplementos para generar movimientos de la carga que 
mejores el mezclado del aire con el combustible, etc. 
• La posición de la válvula de mariposa (papalote) ubicada en los antiguos 
carburadores o en el cuerpo de aceleración de los actuales MECh y que se 
relaciona con la carga que se desea suministrar al motor. 
• El régimen de velocidad al que trabaja el motor y que influye de manera 
importante en su rendimiento volumétrico (evalúa la calidad del proceso de 
admisión. 
 
1. Cálculo del proceso de admisión 
1.1 Rendimiento volumétrico del motor 
Este parámetro evalúa la calidad integral del proceso de admisión de un motor e 
influye directamente en la variación y valores de los parámetros de salida del motor 
como el par motor (y por tanto en la potencia) y el rendimiento indicado (término del 
ciclo real) que tiene en cuenta el grado de aprovechamiento del calor que se 
desprende del proceso de la combustión del combustible con el oxígeno del aire. 
Se puede definir como el grado de eficacia con que se logra llenar el cilindro de 
carga fresca. Se expresa como la relación entre la masa de aire o mezcla que es 
introducida en el cilindro (𝐺𝑟.𝑐 ) en un ciclo y la masa que teóricamente cabe en el 
volumen del cilindro (𝐺0). 
5 
 
𝜂𝑣 =
𝐺𝑟.𝑐
𝐺0
=
𝐺𝑟.𝑐
𝑉ℎ ∙ 𝜌𝑎
, 
Donde 
𝜌𝑎 − densidad de la carga fresca al inicio del proceso de la compresión o final de la 
admisión 
1.2 Densidad de la carga fresca 𝝆𝒂 
Este parámetro es fundamental. Se conoce que la densidad de una sustancia 
depende de la presión y la temperatura y representa la cantidad de masa que se 
aloja en un volumen determinado. La densidad del aire se calcula por la ecuación: 
𝜌𝑎 =
𝑃
𝑅𝑎 ∙ 𝑇
∙ 106, [
𝑘𝑔
𝑚3
] ; (1) 
Donde 
𝑃 − Presión del gas, [MPa], 
𝑇 − Temperatura del gas, [K], 
𝑅𝑎 − Constante del aire, 𝑅𝑎 = 287 [
𝐽
𝑘𝑔 ∙𝐾
]. 
La densidad de la carga fresca depende de la presión P, cuando el motor trabaja al 
nivel del mar (0 msnm) la presión se considera normal y su valor es 1 atm, 1 bar, 1 
kgf/cm2, 14.2 psi, 101 kPa, o 0.1 MPa (en los cálculos de MCI se prefiere trabajar 
en esta unidad). En la medida que se eleva la altura sobre el nivel del mar, la presión 
atmosférica disminuye y la densidad del aire y por tanto de la mezcla disminuye. 
El aire húmedo contiene aproximadamente el 23% de Oxígeno y 77% de Nitrógeno, 
además de gases nobles y CO2. El Oxígeno es el elemento fundamental para que 
ocurra la combustión y se libere calor. 
Es por ello que un MCI de aspiración natural o atmosférico pierde 1% de potencia 
por cada 100 m de altura sobre el nivel del mar, debido a con la altura el aire es 
menos denso y por tanto contiene menos Oxígeno, por lo que entrará menos 
Oxigeno al interior de los cilindros del motor. 
Para compensar esta situación es que se utiliza la sobrealimentación (ya sea con 
turbocompresores o compresores accionados mecánicamente) de manera que 
estos dispositivos absorben el aire de la atmósfera a una temperatura ambiental 𝑇0 
y presión atmosférica𝑃0 y la elevan a los valores 𝑃𝑘 y 𝑇𝑘 consideradas presión de 
sobrealimentación, con lo cual, solo por este motivo los MCI pueden elevar la 
potencia de salida hasta un 40% con relación a ese mismo propulsor atmosférico, 
dependiendo de las características y tipo de compresor y si posee o no post 
enfriamiento de la carga. 
6 
 
1.3 Presión en el cilindro durante el llenado de mezcla fresca 𝑷𝒂 
La influencia que ejercen las resistencias hidráulicas determina que durante la 
admisión exista una depresión ∆𝑃𝑎 . Esta depresión depende de las restricciones 
que existen en las secciones de paso por donde circula la carga fresca, 
especialmente entre la garganta de las válvulas de admisión y su asiento, donde la 
velocidad de la carga es mayor (debido al área más reducida). Estas restricciones 
en el conducto de admisión se valoran por un coeficiente 𝐾𝑎. 
La caída de presión o depresión durante la admisión se puede expresar por la 
ecuación: 
∆𝑃𝑎 = 𝑃0 − 𝑃𝑎 = 𝐾𝑎 ∙
𝜔𝑎𝑑
2
2
∙ 𝜌𝑎 ∙ 10
−6; [𝑀𝑃𝑎], (2) 
Donde 
𝐾𝑎 − coeficiente que tiene en cuenta las resistencias hidráulicas y de la velocidad 
de movimiento de la carga 𝜔𝑎𝑑 en su sección más estrecha. Este valor se encuentra 
entre 2.5 y 4. 
𝜔𝑎𝑑 − velocidad de la carga fresca en la sección más estrecha del conducto de 
admisión. 𝜔𝑎𝑑 = 50 – 130 m/s y dependen del valor del régimen de velocidad, de la 
cantidad de válvulas de admisión y sus dimensiones, del diámetro de los cilindros, 
tipos de cámaras de combustión, etc. 
 
De esta manera, la presión al final del proceso de admisión, cuando está por 
comenzar el proceso de compresión, la presión 𝑃𝑎 se determina: 
𝑃𝑎 = 𝑃0 − ∆𝑃𝑎; (3) 
 
En los motores sobrealimentados, durante la admisión existen pérdidas de presión 
con relación a la presión que se genera en el compresor 𝑃𝑘, incluso si se utiliza un 
enfriador de la carga, este dispositivo ofrece una resistencia adicional que debe 
considerarse. En ese caso en la ecuación (3) 𝑃0 = 𝑃𝑘. 
El valor de la depresión ∆𝑃𝑎 es muy importante para garantizar la calidad del trabajo 
del ciclo y la obtención de parámetro indicados y efectivos adecuados a los 
requerimientos de las actuales exigencias ecológicas. Para ello en el conducto de 
admisión se instala un sensor MAP (sensor de presión absoluta del múltiple 
admisión o Manifold Absolute Pressure), en los sistemas de gestión electrónica del 
motor. El filtro de aire de los motores que tiene la finalidad de depurar el aire de 
polvos de partículas de diámetros establecidos de acuerdo con la finalidad del motor 
y otras materias sólidas suspendidas en el aire ambiental constituye una resistencia 
hidráulica considerable, mientras más finas sean las partículas que depura, mayor 
será la depresión que provoca. Por ello siempre se debe utilizar el filtro que indica 
el fabricante y sustituirlo según lo indica el mantenimiento o según su estado. En los 
vehículos actuales existe una luz en el tablero que enciende cuando es ya necesario 
7 
 
sustituir el filtro de aire o limpiarlo (si es posible) porque se ha alcanzado el valor 
permisible de depresión ∆𝑃𝑎, o sea, un sensor de depresión en la admisión. 
Otro sensor importante es el sensor se presión barométrica BARO 𝑃0, el cual 
entrega una señal a la ECU, para que, junto a la señal del sensor MAP, ajusten la 
entrega (inyección) de combustible idónea. 
Los valores empíricos de la presión al final del proceso de admisión 𝑃𝑎 se encuentra 
entre los siguientes valores: 
• Para motores 4T de aspiración natural: 𝑃𝑎 = (0.8 − 0.9) ∙ 𝑃0, 
• Para motores sobrealimentados: 𝑃𝑎 = (0.9 − 0.96) ∙ 𝑃𝑘 . 
La sobrealimentación permite aumentar la presión durante la admisión con relación 
a la presión del mismo motor de aspiración natural entre las siguientes magnitudes, 
dependiendo del tipo de sobrealimentadores: 
La sobrealimentación se puede lograr utilizando turbocompresores de 
accionamiento centrífugos de dos tipos: de geometría fija y de geometría variable. 
Otra manera de lograr la sobrealimentación es utilizando compresores de 
accionamiento mecánico, pudiendo ser de tipo comprex y los volumétricos, éstos 
pueden ser compresores roots, lysholm y G, entre otros. 
La presión de sobrealimentación se calcula: 
𝑃𝑘 = (𝑘) ∙ 𝑃0; 
Donde 
𝑘 − Coeficiente que depende del grado de elevación de la presión de 
sobrealimentación 
El grado de sobrealimentación 𝑖𝑘 se calcula 
𝑖𝑘 =
𝑃𝑘
𝑃0
; 
EL grado de sobrealimentador depende del tipo de compresor: 
• Si 𝑖𝑘 < 1.5 − grado de elevación de la presión bajo, 𝑘 = 1.3 − 2.0; 
• Si 𝑖𝑘 = (1.5 − 2.0) − grado de sobrealimentación medio, 𝑘 = 2.0 − 2.2; 
• Si 𝑖𝑘 > 2.0 − grado de sobrealimentación alto, 𝑘 = 2.2 − 2.5; 
• Si se utiliza el sistema cártel – bomba (el pistón en su carrera hacia el PMI 
comprime la carga fresca, 𝑘 = 1.1 − 1.2. 
8 
 
Los fabricantes muchas veces dan los valores de la presión de sobrealimentación 
𝑃𝑘 a régimen nominal (máxima) en sus especificaciones técnicas o el tipo de 
compresor. 
En el caso de motores sobrealimentados, además se instalan otros sensores 
electrónicos: uno es el sensor de presión de sobrealimentación, que comunica a la 
ECU la presión de carga fresca en cada momento de funcionamiento del motor. 
En un motor turbocargado, cuando se deja de pisar el acelerador y disminuye la 
carga (se inyecta menos combustible, el turbo continúa comprimiendo la carga (a 
régimen nominal el turbo puede girar a 200 000 r.p.m. y más), por lo que la mezcla 
se empobrece demasiado y se producen compuestos oxigenados en el escape 
tóxicos, especialmente NOx, para ello se utilizan válvulas de alivio o wastegate que 
es un dispositivo integrado en el turbocompresor que controla la presión de 
sobrealimentación máxima permitida, según las condiciones de funcionamiento del 
motor o vehículo. 
La temperatura 𝑇0 se debe sustituir por 𝑇𝑘 después del sobrealimentador. Ésta se 
determina: 
𝑇𝑘 = 𝑇0 ∙ (
𝑃𝑘+ ∆𝑃𝑘
𝑃0
)
𝑛𝑘−1
𝑛𝑘 − ∆𝑇𝑥; 
La resistencia aerodinámica del enfriador (intercooler) ∆𝑃𝑘 = 0.001 − 0.006 𝑀𝑃𝑎, si 
es que lo posee el motor. El exponente politrópico del compresor 𝑛𝑘 depende del 
tipo de sobrealimentador y su grado de enfriamiento: 
• Para compresores de pistones, 𝑛𝑘 = 1.4 − 1.6, 
• Para compresores centrífugos con enfriamiento del cuerpo, 𝑛𝑘 = 1.4 − 1.8, 
• Para compresores centrífugos sin enfriamiento del cuerpo, 𝑛𝑘 = 1.8 − 2.0, 
• Para compresores volumétricos, 𝑛𝑘 = 1.5 − 1.9, 
• Para compresores de tornillo (axiales), 𝑛𝑘 = 1.5 − 1.55 
 1.4 Calentamiento de la carga ∆𝑻 
El calentamiento de la carga durante su paso por los conductos de admisión 
(tubería, múltiple, válvulas y sus asientos, etc. se incrementa en los MCI 
atmosféricos, lo que influye en que también disminuya la densidad con las 
repercusiones negativas. En los sobrealimentados ocurre que producto de la 
compresión de la carga por el compresor el incremento de temperatura se eleva, 
pero también la presión, y esta última crece más, dando como resultado que la 
densidad de la carga se eleve. Existe la tecnología para enfriar la carga después 
del compresor y se circula por un enfriador (radiador o intercooler) donde disminuye 
la temperatura y aumenta otro tanto la densidad de la carga fresca y se incrementa 
el rendimiento volumétrico y la potencia del MCI. 
9 
 
El calentamiento ∆𝑇 deben estar entre (los valores empíricos recomendados están 
referidos a condiciones normales de ensayo de presión 0.1 MPa y temperatura de 
20 °C): 
• Para MECh de aspiración natural y 4T: ∆𝑇 = 10 − 30 𝐾, 
• Para MEC de aspiración natural y 4T: ∆𝑇 = 15 − 40 𝐾, 
• Para MEC de 2T y 4Tsobrealimentado: ∆𝑇 = 5 − 10 𝐾. 
El calentamiento y la temperatura de la carga que pasa por el conducto de la 
admisión influye en la calidaddel funcionamiento del motor, por ello en los MCI 
modernos se instala un sensor de temperatura de la carga fresca 
IAT (Intake Air Temperature). 
1.5 Coeficiente de gases residuales 𝜸𝒓 
En el proceso de escape no se logra expulsar todos los productos de la combustión 
del ciclo anterior y estos gases ocupan una parte del volumen del cilindro. Estos 
gases residuales poseen una presión 𝑃𝑟 y una temperatura 𝑇𝑟. Estos gases 
residuales 𝑀𝑟 se mezclan con la carga fresca 𝑀1 que entra durante la admisión 
formándose así la mezcla de trabajo 𝑀1 + 𝑀𝑟 . 
La calidad del barrido o expulsión de los gases residuales del cilindro de un motor 
se evalúa a través del coeficiente de gases residuales 𝛾𝑟 que es la relación entre la 
cantidad de gases residuales 𝑀𝑟 y la carga fresca 𝑀1 que ingresa a los cilindros: 
𝛾𝑟 =
𝑀𝑟
𝑀1
, (4) 
En los motores de 4T con traslape de válvulas (válvulas de admisión y escape 
abiertas al mismo tiempo) cerca del PMS no mayos a 30 - 40° de giro del cigüeñal 
y que excluye la posibilidad del barrido total se considera que los gases residuales 
ocupan el volumen de la cámara de combustión 𝑉𝑐 que se determina por la ecuación: 
𝑉𝑐 =
𝑉ℎ
𝜀 −1
; [𝐿], (5) 
Donde 
𝑉ℎ − volumen de trabajo de un cilindro, [𝐿], 
𝜀 − relación de compresión del motor. 
 
El volumen de trabajo del motor se determina 𝑉ℎ : 
𝑉ℎ =
𝜋 ∙ 𝐷2
4
∙ 𝑆; [𝐿], (6) 
Donde 
𝐷 − diámetro de los cilindros del motor, [𝑑𝑚], 
𝑆 − carrera de trabajo, [𝑑𝑚]. 
10 
 
La cilindrada 𝑉𝑙 o desplazamiento del motor es la suma de los volúmenes de trabajo 
de todos los cilindros. 
𝑉𝑙 = 𝑉ℎ ∙ 𝑖; [𝐿], (7) 
Donde 
i − cantidad de cilindros del motor. 
Los motores pequeños, como los de motocicletas y de equipos de jardinería, las 
unidades de cilindrada y de volumen de trabajo se expresan en cm3, que 
comúnmente de escriben como cc (cm3). 
La cantidad de gases residuales se pueden calcular por la ecuación: 
𝑀𝑟 =
𝑃𝑟 ∙ 𝑉𝑐
𝑅𝑟 ∙ 𝑇𝑟
; [𝑚𝑜𝑙], (8) 
Donde 
𝑃𝑟 , 𝑇𝑟 − Presión y temperatura de los gases residuales, [𝑀𝑃𝑎, 𝐾], 
𝑅𝑟 − Constante universal de los gases residuales, [
𝐽
𝑘𝑔 ∙𝐾
]. 
La presión de los gases residuales queda definida por la presión a donde se 
expulsan esos gases, pudiendo ser el medio ambiente, el sistema de escape (con 
tubería, silenciadores, convertidores catalíticos, filtros de partículas sólidas (DOF), 
SCR, etc. o bien la resistencia de la turbina del turbocompresor cuando exista 
sobrealimentación. 
La temperatura de los gases de escape depende de la composición de la mezcla, 
del grado de expansión y del intercambio de calor durante el proceso de expansión 
(proceso politrópico) y el escape. 
Los valores de la presión de los gases residuales 𝑃𝑟 se encuentran: 
• Para motores de aspiración natural 𝑃𝑟 = (1.1 − 1.25) ∙ 𝑃0, 
• Para motores sobrealimentados 𝑃𝑟 = (1.1 − 1.25) ∙ 𝑃𝑘, 
La temperatura de los gases residuales 𝑇𝑟 se encuentra: 
• Para motores MECh: 𝑇𝑟 = 900 − 1000 𝐾, 
• Para motores MEC: 𝑇𝑟 = 700 − 900 𝐾, 
• Para motores a gas: 𝑇𝑟 = 750 − 1000 𝐾. 
El coeficiente de gases residuales se puede determinar por la ecuación: 
𝛾𝑟 =
𝑇0 + ∆𝑇
𝑇𝑟
∙
𝑃𝑟
𝜀 ∙ 𝑃𝑎−𝑃𝑟
; (9) 
Los valores empíricos del coeficiente de gases residuales típicos son los siguientes: 
• Para motores MECh: 𝛾𝑟 =0.06 – 0.1, 
• Para motores MEC: 𝛾𝑟 =0.03 – 0.06 
11 
 
1.6 Flujo de la carga fresca 
La cantidad de masa de carga fresca que entra al motor en cada instante es un 
factor esencial para lograr una composición de la mezcla aire y combustible que 
garantice las menores emisiones de gases contaminantes en los gases de escape, 
que se queme todo el combustible, se libere la mayor cantidad de calor sin que con 
ello aparezcan compuestos NOx. 
La forma más común de controlar el caudal másico de aire en los MECh es mediante 
una placa redonda que gira dentro del colector o ducto de admisión (cuerpo de 
aceleración misma que es accionada a voluntad por el conductor mediante un cable 
conectado al acelerador o mediante actuador electrónico inalámbrico (más 
recientemente), dicho sistema es llamado válvula de mariposa. La mariposa crea 
una pérdida de carga variable de modo que antes de la mariposa la presión es 
atmosférica y después de la mariposa la presión siempre será menor (figura 1). 
El flujo másico medio 𝐹𝑚 que circula por el ducto de admisión se puede calcular por 
la ecuación: 
𝐹𝑚 = 𝜌𝑎 ∙ 𝑣𝑚𝑒𝑑 ∙ 𝐴𝑠𝑒𝑐; [
𝑘𝑔
𝑠
], (10) 
Donde 
𝑣𝑚𝑒𝑑 − velocidad media de la carga fresca en una sección del ducto de admisión, 
[m/s], 
𝐴𝑠𝑒𝑐 − área de la sección de paso del ducto donde se mide la velocidad, [m
2]. 
La velocidad media de la carga fresca 𝑣𝑚𝑒𝑑 se puede determinar por la ecuación: 
𝑣𝑚𝑒𝑑 = 2 ∙ 𝑆 ∙ 𝑛; (11) 
 
Figura 1. Conducto de admisión convencional. 
El flujo másico teórico (gasto de aire) que puede ingresar a un motor de acuerdo 
con su régimen de funcionamiento se puede calcular: 
𝐺𝑎 =
𝜌𝑎 ∙ 𝑉ℎ ∙ 𝑖 ∙ 𝑛 
60 ∙ 𝜏
; [
𝑔
𝑠
], (12) 
Donde 
12 
 
𝜌𝑎 − densidad del aire, [
𝑘𝑔
𝑚3
], 
𝑉ℎ ∙ 𝑖 − cilindrada, [𝐿], 
𝑛 − velocidad de giro del motor, [𝑚𝑖𝑛−1]. 
𝜏 − Tipo de ciclo: 4T → 4𝑇 → 𝜏 = 2; 2T → 𝜏 = 1. 
Este parámetro del flujo másico es muy importante para formar el tipo de mezcla 
aire y combustible necesario para cada exigencia de operación del motor, que antes 
estaba a la decisión del conductor. 
La electrónica ha permitido establecer distintas estrategias de operación automática 
con el propósito de optimizar los procesos de combustión y necesidades de 
operación. Para este fin se ha dispuesto de un sensor de Flujo Másico de Aire -MAF 
(Mass Air Flow) en el conducto de admisión de los motores modernos. 
1.7 Temperatura de la carga al final de la admisión 𝑻𝒂 
A consecuencia del calentamiento de la carga fresca por conducción durante su 
paso por la tubería de admisión, el múltiple, la culata, y el pistón y cilindro, etc. una 
vez ya dentro del cilindro y al mezclarse con los gases residuales calientes que se 
quedaron dentro del cilindro, la temperatura de la carga aumenta según la ecuación. 
𝑇𝑎 =
𝑇0 + ∆𝑇 + 𝛾𝑟 ∙ 𝑇𝑟
1 + 𝛾𝑟
; [𝐾], (13) 
Los valores empíricos obtenidos de 𝑇𝑎 se encuentran: 
• Para MCI de 4T de aspiración natural: 𝑇𝑎 = 310 − 350 𝐾, 
• Para motores sobrealimentados de 2T y 4T: 𝑇𝑎 = 320 − 400 𝐾. 
1.8 Rendimiento volumétrico 𝜼𝒗 
Este índice evalúa el grado de perfeccionamiento del proceso de admisión. Este 
parámetro se determina mediante el análisis del proceso termodinámico de la ley 
de gases ideales y se puede determinar con bastante exactitud mediante la 
siguiente relación: 
𝜂𝑣 =
𝜀
𝜀−1
 ∙ 
𝑃𝑎
𝑃0
 ∙ 
𝑇0
𝑇0 + ∆𝑇 + 𝛾𝑟 ∙ 𝑇𝑟 
; (14) 
O también 
𝜂𝑣 =
𝜀
𝜀−1
 ∙ 
𝑃𝑎
𝑃0
 ∙ 
𝑇0
𝑇𝑎 ∙ (1+ 𝛾𝑟 ) 
; (15) 
Los valores empíricos típicos del rendimiento volumétrico para diferentes motores 
se encuentran: 
• Para MECh: 𝜂𝑣 = 0.75 – 0.85, 
• Para MEC: 𝜂𝑣 = 0.85 – 0.95 (valores superiores para sobrealimentados). 
13 
 
1.9 Factores que influyen en el rendimiento volumétrico 𝜼𝒗 
a) Influencia de la carga de los MECh 
La carga en el motor MECh es la cantidad de carga fresca que se introduce al motor, 
en los motores modernos se mide con el sensor MAF. Estacarga depende de la 
posición de la mariposa de gases que se encuentra en la tubería de admisión, antes 
dentro del carburador, formando parte de este aparato; hoy en el cuerpo de 
aceleración (figura 1). Esta mariposa es accionada por el conductor con el pedal de 
acelerador mediante un chicote o bien en los vehículos con control electrónico 
mediante el sensor del pedal del acelerador APP o APS (Acelerator Pedal Position, 
Acelerator Pedal Sensor) se acciona dicha mariposa. 
Cuando se analiza la influencia que ejerce la carga en el rendimiento volumétrico 
se debe aceptar que el motor mantiene constante su régimen de velocidad (las 
r.p.m. del motor permanecen constante cuando se abre y cierra la mariposa de 
gases). 
En la figura 2 se muestra la influencia que ejerce la carga del motor sobre el 
diagrama indicador P – V, observe el área entre las politrópicas de expansión y 
compresión equivalentes al trabajo del ciclo. 
Cuando no se presiona el pedal del acelerador, la mariposa esta casi cerrada, 
obstruyendo al máximo el flujo de aire y las resistencias hidráulicas tienen su valor 
máximo. A medida que se presiona el acelerador la mariposa se entorna, deja pasar 
con mayor facilidad el aire para formar la mezcla y así se va aumentando la carga 
hasta que la mariposa se sitúa en el eje del tubo de admisión (plena carga). Esta 
función la realiza el sensor de posición de la mariposa TPS (throttle position sensor) 
ubicado en el cuerpo de aceleración. 
Al abrir poco a poco la mariposa de gases (aumentar la carga), el valor de las 
resistencias hidráulicas va disminuyendo, el flujo de carga se incrementa, mejora la 
limpieza del cilindro de gases residuales por lo que disminuye el coeficiente 𝛾𝑟 y por 
tanto la depresión ∆𝑃𝑎 decrece y aumenta el valor de la presión el final de la 
admisión 𝑃𝑎 (ecuación (3). Al incrementarse el valor de 𝑃𝑎, pues se incrementará el 
rendimiento volumétrico como se indica en la figura 3. 
En el cuerpo de aceleración ya se encuentra integrada la válvula IAC (Idle Air 
Control) que tiene como función controlar el ralentí del motor. Mediante un motor 
paso a paso regula la sección de paso de un canal auxiliar para la regulación de la 
cantidad de aire en la admisión para garantizar el dosado necesario para el arranque 
y ralentí, fundamentalmente. En algunos sistemas se integra como elemento 
(actuador) separado. 
b) Influencia de la carga en los MEC 
En el caso de los MEC de 4T no existe la mariposa de gases en el conducto de 
admisión para variar la carga fresca que se introduce al motor. Por tanto, al oprimir 
14 
 
el acelerador (aumentar la carga a velocidad constante) no se modifican las 
resistencias hidráulicas en el sistema de admisión de aire. La carga en los MEC está 
relacionada con el suministro de combustible a los cilindros del motor a través de 
los mecanismos o sistemas de mandos a la bomba de inyección de alta presión, 
bien sea por varillas, chicotes o por actuadores electrónicos controlados por la PCM 
o ECU, según sea el caso. 
 
Figura 2. Influencia de la carga en el diagrama indicador de la variación de la 
presión de trabajo en el cilindro de los MCI. 
 
Figura 3. Curvas de variación de parámetros de la admisión y esquema de la 
ubicación de la mariposa de gases en el cuerpo de aceleración de un motor 
MECh. 
Al aumentar la carga se inyecta más combustible, aumenta la liberación de calor de 
la combustión, se eleva la temperatura y se cede más calor a las superficies del 
15 
 
motor, incrementándose el valor del calentamiento ∆𝑇 del aire que ingresa por la 
admisión y por tanto su densidad disminuye. Como resultado de la combinación de 
los factores analizados, al aumentar la carga en los MEC, el rendimiento volumétrico 
𝜂𝑣 disminuye (figura 4). 
La cantidad de carga fresca que entra al motor es medida por el MAF, tanto en los 
MECh, como en los MEC. 
 
Figura 4. Curva de variación del rendimiento volumétrico y esquema de la bomba 
de inyección rotativa VP con controles electrónicos de motores MEC. 
c) Influencia del régimen de velocidad en los MECh 
Para analizar la influencia de la velocidad del motor (r.p.m.) sobre el rendimiento 
volumétrico es necesario mantener constante la carga, que para este tipo de motor 
significa mantener inmóvil la mariposa de gases. Si la mariposa esta abierta al 
máximo se considera plena carga, si está abierta al 75, 50, 30% se considera cargas 
parciales, y si esta entornada (abertura mínima, sin pisar el acelerador) se considera 
mínima carga. 
Sobre la calidad del proceso de admisión influyen las resistencias hidráulicas, el 
calentamiento de la carga y la presencia de gases residuales; además, tienen gran 
influencia las fases de distribución de gases (adelantos y retrasos en la apertura y 
cierre de las válvulas de admisión y escape en los PMS y PMI), así como los 
fenómenos ondulatorios que se diseñan y surgen en los sistemas de admisión y 
escape para aprovecharlos convenientemente, entre otros factores. 
A medida que se incrementa la frecuencia de rotación del motor desde el ralentí 
(velocidad mínima estable del motor) la velocidad de circulación de la carga fresca 
por el conducto de admisión aumenta, por lo que el tiempo de contacto con las 
paredes disminuye y el calentamiento ∆𝑇 disminuye, con lo cual la densidad 
aumenta e ingresa más masa de aire al motor y aumenta el rendimiento volumétrico 
𝜂𝑣 hasta un punto máximo, a partir del cual, ahora lo predominante lo ejerce las 
16 
 
resistencias hidráulicas (choques, rozamientos, remolinos, etc. que se forman en la 
carga fresca) que incrementan la depresión ∆𝑃𝑎 y por tanto disminuye la presión al 
final de la admisión 𝑃𝑎, con lo cual decrece el rendimiento volumétrico o coeficiente 
de llenado de los cilindros 𝜂𝑣 del motor. 
En la figura 5 se observa cómo se modifica el diagrama indicador de ambos tipos 
de motores cuando trabajan a altos y bajos regímenes de velocidad. Observe el 
área entre las curvas politrópicas de expansión y compresión, equivalentes al 
trabajo del ciclo. 
 
Figura 5. Diagramas P – V para MECh y MEC en función del régimen de 
velocidad. 
En la figura 6 se observa que cuando la carga es máxima, se obtienen los máximos 
valores posibles del coeficiente de llenado. A medida que disminuye la apertura de 
la mariposa se obtienen menores valores de 𝜂𝑣 y el valor máximo se desplaza hacia 
la izquierda de la gráfica, o sea, menor valor de velocidad del motor; y ya cuando la 
carga es mínima casi coincide su valor máximo con el ralentí. 
La variación del rendimiento volumétrico 𝜂𝑣 en función del régimen de giro de los 
MEC ocurre similar a los MECh. La diferencia mayor está en que los valores 
máximos se obtienen con cargas bajas (cuando se inyecta menos cantidad de 
combustible) y que los valores máximos para cada carga no varían 
considerablemente, también la variación de las curvas es más suave. 
Debido a la importancia que posee el régimen de giro en la calidad del proceso de 
admisión es que los MCI disponen de dispositivos para corregir el ángulo de avance 
al encendido 𝜑𝑒 en los MECh, o el ángulo de avance al comienzo de la inyección de 
combustible 𝜑𝑖𝑛𝑦 en los MEC en función de las r.p.m. del motor. Actualmente, con 
la electrónica esta función la realiza la Unidad de Control Electrónico ECU 
17 
 
(Electronic Control Unit) utilizando el sensor de posición del cigüeñal CKP 
(Crankshaft Position Sensor). 
 
Figura 6. Curvas del rendimiento volumétrico de un MCI en función de la velocidad 
de giro para diferentes cargas constantes y la característica de velocidad de un 
motor MECh. 
Con el objetivo de contribuir a mejorar el llenado del cilindro de carga fresca todos 
los motores realizan el intercambio de gases (admisión y escape) con la apertura y 
el cierre de válvulas con ciertos adelantos y atrasos a los PMI y PMS. Así, 
aprovechando la inercia de los gases se entrar más cargafresca y se expulsan más 
gases residuales. Lo anterior se representa mediante el diagrama de distribución de 
fases de un motor (figura 7). 
Las fases de distribución para cada MCI tienen sus valores establecidos, estos 
valores dependen del perfil de las levas del árbol de distribución. Así se establecen 
los siguientes ángulos (medidos en el cigüeñal): el avance a la apertura de la 
admisión AAA = 10 – 60° (antes de que el pistón alcance el PMS, durante el proceso 
de escape; retardo al cierre de la admisión RCA = 20 – 40°, después del PMI, 
cuando el pistón se desplaza hacia el PMS en su carrera de compresión; adelanto 
a la apertura del escape AAE = 40 – 80°, antes que el pistón alcance el PMI, en su 
carrera de trabajo o expansión; y el retardo al cierre del escape RCE = 15 – 30°, 
después del PMS, durante la carrera de admisión. Se observa que todos los motores 
poseen un traslape o cruce de válvulas alrededor del PMS, cuando las válvulas de 
admisión y escape se encuentran abiertas, para aprovechar la inercia de los gases 
y mejorar el llenado de los cilindros con carga fresca. 
Si desea encontrar datos de su prototipo, visite o descargue: 
• Manuales TF-Victor: https://www.datacar-manualrepair.com/tf-victor-20a-
edicion/; tomos I y II. 
• Manuales autos: https://www.angelvf.com/datos-tecnicos/ 
https://www.datacar-manualrepair.com/tf-victor-20a-edicion/
https://www.datacar-manualrepair.com/tf-victor-20a-edicion/
https://www.angelvf.com/datos-tecnicos/
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• Manuales de mecánica automotriz: https://www.angelvf.com/manuales-de-
mecanica/ 
• Manuales en manualzz.com: https://manualzz.com/doc/5511755/descarga---
refaccionaria-mario-garcia 
 
 
Figura 7. Fases de distribución de gases en el diagrama indicador P-V y de 
distribución de un MCI. 
Por la importancia que tiene las fases de distribución del motor (diseñadas de 
manera fija en la forma del perfil de las levas en el árbol de levas) se introduce un 
mecanismo “convertidor de fase”, pudiendo ser variados sus diseños, pero igual 
función: obtener una alzada variable en función del régimen de giro del motor. Así 
existen las tecnologías VANOS y Bi-VANOS de BMW, el Variocam de Porsche o 
los motores TwinSpark de Alfa Romeo, el Valvetronic de BMW, el VTEC de 
Honda o el VVTI-i de Toyota. 
Si desea saber más, consulte: 
https://issuu.com/walteraliagagarcia/docs/distribucion_variable_automotriz 
Otro elemento muy importante que informa a la ECU el estado térmico del motor en 
todo momento (si está frío al momento del arranque, o si no logra alcanzar la 
https://www.angelvf.com/manuales-de-mecanica/
https://www.angelvf.com/manuales-de-mecanica/
https://manualzz.com/doc/5511755/descarga---refaccionaria-mario-garcia
https://manualzz.com/doc/5511755/descarga---refaccionaria-mario-garcia
https://issuu.com/walteraliagagarcia/docs/distribucion_variable_automotriz
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temperatura de trabajo por bajas temperaturas ambientales (época invernal), tiempo 
relativamente corto de trabajo (taxis), etc. que influye en la calidad del proceso de 
admisión y la calidad de la formación de la mezcla y del proceso de combustión es 
el sensor de temperatura de trabajo del motor ECT (Engine Coolant Temperature 
Sensor). Siempre ha existido ese bulbo (sensor), aunque el vehículo no tenga 
control electrónico, indicando una alarma (señal) cuando el motor sobrepasa su 
temperatura normal de trabajo para prevenir averías. 
Durante el ciclo de funcionamiento del motor se producen diversos gases. Entre 
estos, los que se acumulan en el cárter son especialmente nocivos debido a la 
presión interna que generan —la cual podría ocasionar fugas de aceite en juntas y 
retenes— y su capacidad de contaminar el aceite, haciendo modificar sus 
propiedades. Los vapores del lubricante se mezclan con los gases de la combustión 
y los vapores del combustible, que pasan al cárter como consecuencia del 
imperfecto sellado de los segmentos (anillos o aros) -fenómeno conocido 
como blowby en inglés-. Para lograr su evacuación y recirculación —impidiendo la 
emisión de contaminantes a la atmósfera— se ideó el sistema de ventilación de 
gases del cárter. Se trata de un conducto por el que escapan dichos gases, que son 
reconducidos hasta los colectores de admisión con el propósito de quemarlos en la 
cámara de combustión. Este conducto tiene una válvula —válvula PCV 
(positive crankcase ventilation) — que se encarga de que el flujo vaya en un solo 
sentido. También dispone de un decantador de aceite para evitar que este 
contamine el filtro de aire durante la recirculación de los gases del cárter. 
En los motores más antiguos, el sistema era abierto, carecía del mecanismo de 
reciclaje de gases y estos eran directamente expulsados a la atmósfera sin ser 
debidamente depurados, causando graves problemas de contaminación ambiental. 
1.10 Medición de la depresión (“vacío”) en la admisión 
La prueba de vacío en el conducto de admisión de los motores es muy útil para 
conocer el estado técnico de los elementos relacionados con el intercambio de 
gases (admisión y escape), de los anillos (aros o segmentos) de los pistones o 
émbolos, junta de la culata o cabeza de cilindros, etc. 
Este procedimiento de diagnóstico (mantenimiento predictivo) se implementó antes 
de que aparecieran los sistemas de diagnóstico electrónico OBD I y II. 
La prueba se realiza con un instrumento que se denomina vacuómetro, que es un 
“manómetro de vacío”, o sea, la escala del instrumento mide la depresión ∆𝑃𝑎 (vacío) 
en el conducto de admisión (figura 8). Los vacuómetros tienen sus escalas en mm 
Hg (mercurio), pulgadas de Hg, psi, kgf/cm2, etc. 
20 
 
 
Figura 8. Vacuómetro para medir depresión en la admisión del MCI. 
En la figura 4 se observa que el vacuómetro tiene a la izquierda del valor 0 la escala 
de vacío desde 0 hasta 30 pulgadas de Mercurio (in Hg) con rangos de tres colores 
(verde, amarillo y rojo), lo cuál nos indica si el MCI se encuentra en buen estado o 
si se está presentando algunas fallas por hermeticidad o desgaste. La escala de los 
vacuómetros está trazada con relación a una presión atmosférica normal de 29.92 
in Hg o 760 mm Hg. Si la prueba se realiza con otra presión atmosférica distinta, el 
vacuómetro registra valores diferentes a los que se analizan en la tabla de 
diagnóstico. 
La depresión (“vacío”) surge en el motor, cuando los pistones se desplazan del PMS 
al PMI, cuando las válvulas de admisión están abiertas. Los anillos de compresión 
se encuentran expandidos contra las paredes del cilindro y junto con una muy fina 
capa de lubricante logra un sello de estanqueidad, casi no dejan pasar gases de la 
compresión y de la combustión al cárter del motor, tampoco dejan pasar lubricante 
(especialmente el anillo rascador de aceite) a la parte superior del pistón donde se 
encuentra la cámara de combustión. 
Los MECh tienen la válvula de mariposa o TPS (sistemas electrónicos), cuando el 
acelerador no está oprimido (carga mínima), trabajando en ralentí (mínimas r.p.m.) 
esta válvula está casi cerrada y se genera una gran depresión; al oprimirse el 
acelerador se va abriendo la mariposa (la carga aumenta) y la depresión va 
disminuyendo. 
Cuando se conecta el vacuómetro al conducto de admisión, no solo se debe leer el 
valor de “vacío” sino también el comportamiento dinámico de la aguja. Para 
comenzar que un vacío normal con motor regulando es de 15 a 20 pulgadas de 
mercurio (sin oprimir acelerador y motor con filtro de aire). 
21 
 
En condición de plena carga (mariposa totalmente abierta) la lectura 
de vacío tenderá a cero (casi coincide la presión en el ducto de admisión con la 
atmosférica) y al generar una rápida desacelerada, el valor que muestra 
el vacuómetro será de 25 a 30 pulgadas de mercurio. 
Una primera comprobación que se debe hacer es desconectar el encendido del auto 
para verificar el “vacío” del motor en acción de arranque. Para hacer esta pruebase 
debe oprimir el acelerador a fondo (se abre la mariposa de gases al máximo para 
MECh), se enciende (pone en marcha) el motor y se mide la lectura de vacío, la cual 
debe estar entre 1 y 4 pulgadas de mercurio mientras dure la prueba. 
Una vez verificado el punto anterior, se debe volver a conectar el encendido y 
arrancar el motor. Con el mismo en ralentí el vacío deberá ser de 15 a 20 pulgadas 
de mercurio. 
Después se procede a elevar la velocidad del motor a 2 500 – 2 700 r.p.m., el valor 
medido deberá ser de 19 a 21 pulgadas de mercurio. 
Hasta aquí se ha comprobado un comportamiento "normal" del motor. 
Pero ahora se supone que el vacuómetro muestra algo distinto. ¿Cómo 
interpretarlo?: 
• Si la medición del instrumento con motor regulando es baja y constante 
(poco vacío), esto puede deberse a una fuga entre el cuerpo de inyección y 
el múltiple de admisión, o bien a fugas en mangueras de vacío o 
eventualmente una puesta a punto atrasada del encendido o también a un 
corrimiento de la correa dentada debido a una incorrecta colocación o floja. 
• Por el contrario, si la aguja oscila en forma constante con una amplitud de 2 
a 4 pulgadas de mercurio debajo de lo normal, podría tratarse de un 
problema de válvulas en el vehículo. 
• Otra lectura de aguja que puede presentarse es una oscilación corta e 
irregular que podría representar un problema de encendido. 
• Si hay humo en el escape y la aguja del vacuómetro oscila rápidamente con 
una amplitud de 4 pulgadas de mercurio, podríamos tener un problema de 
fuga de compresión por las guías de válvulas. 
• Si la oscilación que se observa es lenta y de una amplitud grande (léase 4 
pulgadas de mercurio) podríamos estar ante una PCV (positive crankcase 
ventilation) tapada. 
• Si la fluctuación de la aguja es muy grande (aproximadamente de 10 a 15 
pulgadas de variación) puede que el motor tenga problemas de compresión. 
Se debe verificar presión de compresión y también la posibilidad de tener 
que cambiar la junta de tapa de cilindros. 
22 
 
Cuando existe vacío irregular en la admisión, pueden presentarse los siguientes 
problemas: 
 
• Alto consumo de combustible 
• Alta temperatura del motor 
• Ralentí inestable por mezcla de aire y combustible inadecuada 
• Problemas de arranque en frío 
• Paradas bruscas del motor 
 
Procedimiento general 
a) Revisar que todos los elementos del sistema de admisión se encuentren bien 
unidos o sujetados, limpios de suciedad, especialmente el filtro de aire (debe 
estar limpio de suciedad y mejor si se quita para la prueba). 
b) Encender el motor y esperar hasta que alcance su temperatura normal de 
operación, la cual es de 80 ºC a 90 ºC. 
c) Verificar la temperatura normal de operación (80 ºC a 90 ºC) seleccionando 
una de las siguientes 3 opciones, dependiendo del vehículo: a) con el 
indicador de temperatura analógico; b) cuando se enciende el motor 
ventilador; c) dejando trabajar el motor por un período de 5 minutos. 
d) Apagar el motor. 
e) Identificar una toma de vacío directa al múltiple de admisión. Por ejemplo, la 
línea de alimentación del servofreno o booster del freno de poder hidráulico. 
f) Descubrir la entrada de la toma de vacío. 
g) Conectar el vacuómetro a la toma de vacío. 
h) Encender el motor. 
i) Tomar la lectura del vacuómetro y verifica que el vacío se encuentre entre 17 
y 22 pulgadas de mercurio y la aguja no tenga oscilaciones. Si esto ocurre el 
motor está en buen estado y por lo tanto en condiciones para ser afinado. 
j) En caso contrario realizar mediciones acelerando y decelerando de manera 
suave y brusca para comprobar las posibles averías o causales de fallas. 
Para ello debe revisar la tabla de “Diagnóstico de fallas por vacuómetro”, más 
abajo descrita. 
k) Apagar el motor. 
l) Desconecta el vacuómetro. 
m) Y, por último, cerrar la entrada de vacío. 
 
Análisis de resultados de la medición 
Observe los posibles resultados de mediciones y causales (tomados de: 
https://tumotor.mx/2017/03/diagnostico-de-fallas-por-vacuometro/ 
https://tumotor.mx/2017/03/diagnostico-de-fallas-por-vacuometro/
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25 
 
 
Otros “tips” 
• Motor bueno – encendido eficiente – mezcla correcta: La aguja debe 
estar estable entre 18” Hg y 22” Hg. 
• Válvula quemada: La lectura bajará entre 1″ Hg y 7” Hg por debajo de lo 
normal en intervalos (cada vez que le toque cerrar a la válvula quemada) y 
luego recuperará la lectura normal. 
• Válvula agarrotada: En este caso se repite el caso de “válvula quemada” , 
pero el movimiento de la aguja es más brusco. 
• Resorte de válvula con poca fuerza o roto: La lectura del vacuómetro 
fluctuará entre 10” Hg y la lectura normal, incrementándose al acelerar el 
motor. 
• Guía de válvula gastada: Las guías de válvulas gastadas introducen aire 
adicional al motor empobreciendo la mezcla. La lectura en el vacuómetro 
será inferior a la normal y variará entre 2″ Hg y 3 ” Hg , menos de lo normal. 
Al acelerar la aguja se estabiliza. 
• Cilindros con fugas: La lectura del vacuómetro será estable entre 12″ Hg y 
16” Hg . Acelere el motor hasta 2000 RPM y suelte el acelerador, la lectura 
debe ser entre 2″ Hg y 5 ” Hg , mayor a la tomada en ralentí, si esto no sucede 
, tomar compresión. 
• Junta de culata rota: La aguja indicará una lectura normal con fluctuaciones 
hasta 10″ Hg . en intervalos correspondientes al o los cilindros defectuosos. 
• Mezcla incorrecta: Cuando la aguja del vacuómetro oscila constantemente 
entre 3″ Hg a 5″ Hg en ambos sentidos de una lectura normal, indica que la 
mezcla es rica . Cuando en cambio la aguja tiende a bajar de una lectura 
normal a una inferior del orden de 3” Hg a 5” Hg indicará que la mezcla es 
pobre. 
26 
 
• Fugas de aire por la admisión: Cuando la aguja se mantiene estable en 
una lectura inferior a la normal, puede que exista una entrada de aire 
adicional en el múltiple de admisión (ver próximo punto). 
• Motor atrasado o válvulas cerradas: Al igual que cuando existen fugas en 
la admisión, cuando el motor se encuentra atrasado o las válvulas cerradas, 
la lectura en el vacuómetro será estable y por debajo de la lectura normal. 
Controlar en forma independiente cada uno de estos casos hasta recuperar 
el vacío normal. 
• Obstrucciones en el gas de escape: En general cuando un escape está 
obstruido no trae problemas en ralentí, pero sí cuando el motor se encuentra 
con carga o altas velocidades, trayendo un bajo rendimiento . Realice los 
siguientes controles: 
a) Con el motor en ralentí, acelere hasta 2500 r.p.m. aprox., si el vacío 
aumenta por encima de lo leído en ralentí, el sistema de escape no 
tiene obstrucciones. 
b) Si, por el contrario, al acelerar, hasta 2500 r.p.m., la aguja baja a 0″ 
Hg, el escape está obstruido. 
CONTENIDO DE LA PRÁCTICA 
1. Realizar el cálculo de los parámetros principales del proceso de admisión del 
motor prototipo elegido para el régimen nominal de trabajo. Realice el análisis y 
comentarios críticos de cada parámetro y de cada resultado del cálculo 
respectivo. 
Para ello se siguen los siguientes pasos: 
a) Pegar las especificaciones técnicas del vehículo prototipo, específicamente 
del motor que lo equipa, señalando tipo de sobrealimentador (si lo tiene), 
cantidad de válvulas por cilindro, tipo de cámara de combustión, tipo de 
sistema de inyección de combustible, entre otros. 
b) Seleccionar las condiciones atmosféricas donde trabaja el motor: Presión y 
temperatura atmosférica 𝑃0 y 𝑇0, en MPa y K, respectivamente. ¿Qué sensor 
mide la presión barométrica donde trabaja el vehículo? ¿Para qué es 
necesario medir la presión atmosférica? 
c) Representar el sistema de admisión del motor prototipo, señalando los 
elementos principales que lo integran. 
d) Si el motor es sobrealimentado, seleccionar o calcular la presión y 
temperatura después del compresor 𝑃𝑘 y 𝑇𝑘 , de acuerdo con el tipo de 
sobrealimentador queposee. 
e) Determinar la densidad de la carga fresca que entra a los cilindros del motor. 
Definir donde se inyecta el combustible al flujo de aire en su motor. 
f) Determinar el valor de la depresión que ocurre durante la admisión ∆𝑃𝑎 . 
27 
 
g) Seleccionar los valores del calentamiento de la carga durante la admisión ∆𝑇, 
la presión y temperatura de los gases de escape 𝑃𝑟 y 𝑇𝑟. 
h) Determinar el coeficiente de gases residuales que quedan dentro del cilindro 
del motor 𝛾𝑟, ocupando un % del volumen del cilindro. 
i) Determinar la temperatura de la carga fresca dentro del cilindro al momento 
de comenzar el proceso de compresión 𝑇𝑎. 
j) Determinar el rendimiento volumétrico del motor para el régimen nominal de 
cálculo 𝜂𝑣. 
k) Determine el flujo de carga fresca que ingresa al motor en el régimen nominal 
de trabajo 𝐹0. ¿Qué sensor mide este flujo y para qué? 
 
2. Prueba de vacío en la admisión 
Al no poder realizar esta práctica en el laboratorio, hemos acondicionado un vídeo 
donde se mide el vacío a un motor, mostrando las lecturas reales. 
Observa el vídeo: https://web.microsoftstream.com/video/ec7af50f-78fd-4f02-8e65-
e51aa338f61e 
A partir de las lecturas del vacuómetro realiza la interpretación de sus mediciones, 
tanto con la mariposa cerrada y abierta, como la aceleración brusca y las 
oscilaciones. Consulte la tabla de “Diagnóstico de fallas por vacuómetro” arriba 
señalada. 
¿Qué acciones correctivas sugiere hacerle a este motor? 
3. Busque y represente el diagrama de distribución de fases de su motor prototipo 
o uno parecido por el tipo de ciclo, tiempos, cantidad y disposición de válvulas, 
régimen nominal, cilindrada, etc. 
 
4. Encuentre los diferentes sensores y actuadores que posee su motor prototipo en 
el sistema de admisión de carga fresca, describa la función principal o finalidad 
y ubíquelo en el sistema mediante un esquema. 
 
BIBLIOGRAFÍA 
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educación. 
Arias-Paz, M. (2000). Manual del tractor. Madrid, España: Reverté, S.A. 
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gratuito. Atdiagnosis. com. Recuperado de 
http://www.atdiagnosis.com/codigosEOBD/ 
Bosch, R. (2005). Diesel-Engine Management, 4th Edition. Ed: Robert Bosch 
GmbH. 
https://web.microsoftstream.com/video/ec7af50f-78fd-4f02-8e65-e51aa338f61e
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Bosch, R. (2007). Automotive Handbook, 7th Edition. Ed: Robert Bosch GmbH. 
Electude Simulador Challenge. https://simulator.electude.com/ 
Gurevich, A. M., Sorokin, E.M. (1978). Tractores y automóviles, tomos I y II. 
Moscú: MIR. 
Sánchez, L. T., Muñoz, A. B., y Jiménez, E. F.J. (2009). Motores de Combustión 
Interna Alternativos, Sección de publicaciones ETSI, Universidad de Sevilla. 
Soca C, J. R. et al. (1989). Estructura de tractores y automóviles. La Habana, 
Cuba: ISCAH. 
Soca, C. J. R. et al. (2004). Motores de combustión interna. México: UACh-DIMA. 
 
Esta guía fue elaborada por José Ramón Soca Cabrera para ser utilizada por los 
estudiantes de la carrera de Ingeniería Mecatrónica Agrícola de la UACh durante el 
período del COVID 19 en la modalidad no escolarizada. 
Abril_2021 
 
 
 
 
 
 
 
https://simulator.electude.com/