UNIVERSIDAD_NACIONAL_DE_INGENIERIA_FACUL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO	: Desarmado, armado y determinación de los 
parámetros constructivos de un motor de combustión interna 
CURSO		 :	 Motores de combustión interna – MN136
DOCENTE		 : Ing. Jony Lazo
ALUMNO	 	 : 	 CAMPOS HUAMÁN, Renzo André
CÓDIGO		: 20131004D
SECCION : I	
2017-I
RESUMEN
En el presente informe de laboratorio se busca que el estudiante de ingeniería se familiarice con los diversos parámetros que identifican a un motor de combustión interna. Este trabajo trata sobre la medición realizada a un motor diésel NISSAN modelo SD22 de cuatro tiempos, así como el reconocimiento de los principales elementos de éste por medio del desmontaje. Posteriormente se determinarán parámetros que influyen en la aplicación de este motor, como el orden de encendido, volumen muerto, volumen desplazado, factor de compresión, el accionamiento de las válvulas de admisión y escape.
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………….1
2. OBJETIVOS.……………….……….………………………………………..2
3. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………………….3
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO………………………………….2
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ………………………………………….…5
6. CONCLUSIONES…………………………………………………………….5
7. REFERENCIAS………………………………………………………………6
8. ANEXOS………………………………………………………………………7
1. INTRODUCCIÓN
Los motores se utilizan con el fin de generar energía mecánica a partir de la energía química de combustibles para su uso inmediato. A pesar de las últimas tendencias por desarrollar tecnologías sostenibles, éstas aún no han logrado desplazar a los motores de combustión interna y esto se confirma en su liderazgo en el mercado. Entre las aplicaciones más comunes que podemos encontrar tenemos los diferentes usos en medios de transporte como en motocicletas, automóviles, aeronaves o barcos; asimismo los motores tienen un uso máquinas portátiles ligeras como motosierras y pequeños grupos electrógenos.
Sin duda, el estudio de los motores de combustión interna es una parte esencial en la formación de un ingeniero mecánico, ya que es el principal medio de energía con los que se encontrará en su vida profesional. Es por ello que este trabajo se encarga de brindar una perspectiva elemental de las características y el funcionamiento de los motores de combustión interna vistas en clase.
2. OBJETIVOS
Los objetivos del presente informe de laboratorio son los siguientes:
2.1. OBJETIVOS GENERALES
· Determinar los parámetros constructivos del motor e identificar sus principales componentes.
· Comprobar experimentalmente el orden de encendido de un motor.
· Montar y desmontar algunas partes importantes del motor.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Determinar características geométricas como el volumen muerto (Vc) y volumen de desplazamiento (Vh) del émbolo.
· Calcular la relación de compresión del motor (ε).
· Determinar la duración de la admisión y el escape en un ciclo de trabajo del motor.
· Determinar el orden de acción de los cilindros, indicando el desfase de los tiempos entre ellos. 
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA 
Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica a partir de la energía química de un combustible, este proceso de combustión ocurre dentro de una cámara.
3.2. COMPONENTES DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
a) Culata
Esta pieza se ubica encima del bloque del motor, está hecha de hierro fundido. Su función es asegurar la hermeticidad de la cámara de combustión y evitar pérdidas de compresión o fugas de los gases.
b) Bloque del motor
Hecho de hierro fundido, contiene los cilindros que alojan el pistón y forma la cámara de combustión.
c) Cigüeñal
Consiste en un eje con manivelas que se apoyan en una bancada que pertenecer al cárter y que queda cubierto por el bloque del motor. Las manivela que posee el cigüeñal, giran de forma excéntrica con respecto al eje. En cada una de las manivelas se fijan los cojinetes de las bielas que le transmiten al cigüeñal la fuerza que desarrollan los pistones durante el tiempo de explosión.
d) Biela
Une el pistón y el cigüeñal, transmitiendo el empuje necesario para accionar el pistón.
e) Pistón
Los pistones son fabricados de aluminio. Estos van dentro del bloque del motor, se mueven alrededor del cigüeñal para realizar el movimiento que permite realizar el ciclo de trabajo del motor. 
f) Válvulas
Las válvulas son fabricadas de aleaciones de acero. Podemos encontrar las válvulas de admisión que permiten el ingreso de la mezcla de aire y combustible, y las válvulas de escape que permiten la salida de los gases de combustión al exterior.
3.3. PARAMETROS DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
a) Volumen de desplazamiento ()
Corresponde al volumen que se desplaza el pistón cuando recorre desde el punto muerto superior (PMS) al punto muerto inferior (PMI).
b) Volumen muerto ()
Corresponde al volumen que sobra en la cámara de combustión cuando el pistón llega al PMI. En este volumen ocurre la combustión de la mezcla. 
c) Relación de compresión ()
Es un indicador que define la proporción entre el volumen de admisión y el volumen de compresión
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
4.1. MONTAJE Y DESMONTAJE DEL MOTOR
El motor utilizado en la experiencia es un motor Nissan SD22 de cuatro tiempos. Para la realización del montaje y desmontaje utilizamos herramientas, tales como llaves mixtas, rachet de ½”, extensión corta, extensión larga, dados poligonales, vernier, probeta graduada con hidrolina, nivel de burbuja, 
1. Desajustar los pernos de la tapa de la culata para retirarla.
2. Desajustar los pernos del eje de balancines y retirar los balancines.
3. Desajustar los colectores de escape y admisión de la culata para retirarlas.
4. Desajustar los pernos de la culata para retirar la culata y la empaquetadura del bloque del motor.
5. Girar la volante para ubicar el PMS y PMI en el primer cilindro.
6. Medir con el vernier el diámetro del cilindro y la longitud de la carrera del pistón.
7. En la culata se va a medir el volumen muerto con el uso de hidrolina, para ello se voltea la culata y se procede a nivelar la culata.
8. Llenar con hidrolina el agujero de la culata, se debe tener la bujía ajustado para evitar fugas. 
9. Procedemos a montar de nuevo el motor, para ello colocamos la culata encima del bloque del motor con la empaquetadura.
10. Colocamos los colectores de admisión y escape y ajustamos.
11. Calibrar los balancines y ajustarlos.
12. Colocar la tapa de la culata y ajustar los pernos.
4.2. DETERMINACIÓN DE LOS ÁNGULOS DE LAS VÁLVULAS DE ADMISIÓN Y ESCAPE
Para poder determinar los momentos de apertura y cierre de las válvulas tenemos que girar la volante del motor considerando el siguiente diagrama que relaciona el accionamiento de las válvulas respecto al PMS y PMI en un ciclo de trabajo:
Figura 1. Diagrama circular de apertura y cierre de válvulas
Considerando la figura anterior, seguir los siguientes pasos:
1. Establecer el PMS y el PMI en la volante. Esto nos lo indican las válvulas, si estás se encuentran flojas significa que están cerradas ya que los resortes no ejercen presión sobre ellas, mientras que se encuentran abiertas cuando los resortes presionan las válvulas.
2. Para facilitar el cálculo de los ángulos, procedemos a contar el número de dientes de la volante y por relaciones con el ángulo de 360º obtendremos las posiciones de las válvulas respecto al PMS y PMI.
3. La apertura de la válvula de admisión (AVA) se encuentra antes de llegar al PMS, es por ello que giramos la volante en sentido horario, en el momento que se abra la válvula tenemos el instante de AVA. Procedemos a medir el número de dientes respecto al PMS. 
4. Similar al paso anterior, reconoceremos el cierre de la válvula de escape (CVE) cuando giremos a la volante en sentido de antihorario y la válvula se cierre.
5. La apertura de la válvula de escape (AVE) se mide respecto al PMI girando a la volante en sentido horario hasta que la válvula se abra.
6. El cierre de laválvula de admisión (CVE) se determinar al girar a la volante en sentido de antihorario desde el PMI hasta que la válvula se cierre.
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
5.1. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN MUERTO Y VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO
Los datos obtenidos en la experiencia son:
D: Diámetro del cilindro = 8.3 cm
L: Longitud de carrera = 10.5 cm
D’: Diámetro de la empaquetadura = 8.5 cm
H: Altura de la empaquetadura= 1.8 mm
V2: Volumen de hidrolina = 35 mL
Con esta información podemos calcular los siguientes parámetros.
a) Volumen de desplazamiento (Vh)
También se puede obtener la cilindrada del motor:
b) Volumen muerto (Vc)
c) Relación de compresión ()
5.2. ORDEN DE ENCENDIDO 
El orden de encendido es el siguiente: 1-2-4-3. El ángulo de desfase () entre los procesos que ocurren en un motor de cuatro tiempos es:
Esto significa que cuando el inicio de la expansión en el primer cilindro sea en 0º, entonces el inicio de expansión en el siguiente cilindro será a 180º, de esta manera continuamos según el orden de encendido obtenido. Por lo expuesto previamente, obtenemos en nuestro caso el siguiente cuadro:
	Ángulo de vuelta
	CILINDROS DEL MOTOR
	
	1
	2
	3
	4
	0º-180º
	Admisión
	Escape
	Compresión
	Expansión
	180º-360º
	Compresión
	Admisión
	Expansión
	Escape
	360º-540º
	Expansión
	Compresión
	Escape
	Admisión
	540º-720º
	Escape
	Expansión
	Admisión
	Compresión
Cuadro 1. Ciclo de trabajo en los cilindros 
5.2. DETERMINACIÓN DE LOS ÁNGULOS DE LAS VÁLVULAS DE ADMISIÓN Y ESCAPE
El número de dientes del volante es 99. Los ángulos obtenidos son los siguientes:
AVA: 32.72º (9 dientes) antes del PMS.
CVE: 18.18º (5 dientes) después del PMS.
AVE: 80º (22 dientes) antes del PMI.
CVA: 72.72º (20 dientes) después del PMI.
En las siguientes figuras se aprecia gráficamente el accionamiento de válvulas de admisión y escape para una vuelta del árbol de levas.
Figura 2. Diagrama lineal del accionamiento de válvulas
Figura 3. Diagrama circular del accionamiento de válvulas
De la figura anterior se puede diferenciar la zona de traslape de las válvulas, la cual se ubica entre AVA y CVE. El ángulo correspondiente a esta zona es importante según las velocidades que requiere el trabajo del motor, por ejemplo, un motor convencional posee un ángulo pequeño y esto es debido a que, si ambas válvulas permanecen abiertas por un tiempo prolongado puede escapar la mezcla y no realizarse la combustión. Sin embargo, cuanto más rápido gira un motor, más difícil resulta llenar los cilindros, puesto que las válvulas abren y cierran mucho más deprisa. Es por ello que los automóviles de competencia que trabajan a altas velocidades pueden tener un mayor ángulo de traslape y así funcionar correctamente en este régimen. 
6. CONCLUSIONES
· La relación de compresión () está en el rango para un motor de encendido a chispa.
· La cilindrada del motor (998 cm3), la carrera (L=48.3 mm) y la razón de compresión (=6.895) que se obtuvieron concuerdan con las características de un motor Ford Kent (ver anexos).
7. REFERENCIAS
· M.S. Jovaj. Motores de automóviles. Editorial MIR, Moscú, 1982.
· Arias Paz. Manual de automóviles. Editorial Dossat, Madrid, 2004.
· http://www.carfolio.com/specifications/models/car/?car=66440
· http://www.todomotores.cl/competicion/comparacion_levas.htm
· http://www.todomotores.cl/competicion/leva_carrera_1.htm
· http://www.piratamotor.com/art%C3%ADculos-t%C3%A9cnicos/eleccion-y-calado-de-arbol-de-levas.html 
	
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