MOTORES a gasolina PRESENTACION principios de funcionamiento 5.pptx

Caracteristicas de los motores a gasolina

1. Ciclo de Trabajo del Motor Breve Introducción a la Termodinámica Es una rama de la ciencia que estudia los procesos de cambio de energía en los que interviene el calor y trata de los efectos mecánicos debidos al mismo. Al estudiar un proceso en particular, se esta estudiando un sistema termodinámico. En este caso el sistema que se va a estudiar es del Motor de Combustión Interna. La termodinámica tiene tres principios fundamentales: Primer principio de la termodinámica : también llamado principio de conservación, y dice que la energía no se crea ni se destruye, se transforma. Según este principio se puede transformar calor en trabajo y viceversa, proceso necesario para construir un motor térmico. Segundo principio de la termodinámica : es también llamado principio de degradación y dice que no es posible transformar totalmente el calor en trabajo. Tercer principio de la termodinámica : el menos conocido, y fue propuesto por Max Planck, y propone que la entropía de una sustancia cristalina perfecta es cero, en el cero absoluto de la temperatura. ( °K o -273°C) Los principios termodinámicos de un motor de combustión interna radian en; la primera y segunda ley.

2. Transformación de calor en trabajo F = P . A W = F . d RECUERDA QUE: La fuerza se mide en Newtons (N) y que 1kg de masa equivales a 9.8N La presión puede medirse en Pascales (Pa) y que 1 Pa = a 1N/1m2 Donde : P es la presión expresada en Pa o N/m2 F es la fuerza expresada en N A es el área expresada en m2 Donde: W es el trabajo expresado en N.m o bien en Julios (J) F es la fuerza en N “d” es la distancia expresada en, m.

3. Ciclo de trabajo del motor Las maquinas térmicas como es el caso de los motores de combustión interna, evolucionan a través de una serie de transformaciones termodinámica, que forman una línea cerrada llamada ciclo. Estas transformaciones, asi como los ciclos termodinámicos que generan, se suelen representar en un diagrama presión-volumen o diagrama P-V

4. Ciclo de trabajo del motor Las transformaciones termodinámicas pueden ser: Isocoras o a volumen constante (V= cte ); el sistema evoluciona sin variar su volumen Isobaras o a presión constante (P= cte ); el sistema evolución sin variar la presión. Isotérmico, o a temperatura constante (T= cte.); el sistema evoluciona sin variar la temperatura. Adiabáticas, el sistema evoluciona sin cambiar calor con el exterior

5. CICLOS TEORICOS DE TRABAJO Para iniciar el análisis de los motores térmicos hay que partir de los ciclos teóricos de trabajo. El estudio de los ciclos reales es complejo y por ello hay que hacer una serie de hipótesis que simplifiquen el estudio. Además de la necesidad de definir algunos elementos básicos para que el ciclo sea posible. CILINDRO, elemento que contiene el fluido que sufrirá las transformaciones termodinámicas necesarias para realizar el ciclo. El volumen del cilindro va a variar a fin de comprimir y expandir dicho fluido.

6. Ciclo de trabajo del motor Punto Muerto S uperior ( P.M.S.) : Es el punto más cercano a la culata (MAS ALTO) que alcanza el pistón en su movimiento alternativo dentro del cilindro. Antes de llegar a ese punto, el pistón reduce su velocidad, se para, e inicia un nuevo recorrido en sentido contrario en constante aceleración hasta que alcanza su velocidad lineal máxima . En el recorrido alternativo del pistón, el punto muerto superior es el más alejado del cigüeñal. Punto Muerto Inferior (P.M.I.) Es el punto más cercano al cigüeñal (MAS BAJO) que alcanza el pistón en su movimiento alternativo dentro del cilindro. Antes de llegar a ese punto, el pistón reduce su velocidad, se para, e inicia un nuevo recorrido en sentido contrario en constante aceleración hasta que alcanza su velocidad lineal máxima. En el recorrido alternativo del pistón, el punto muerto inferior es el más alejado de la culata.

7. Ciclo de trabajo del motor PISTON , que comprimirá el fluido en su carrera ascendente y después será empujado por los gases tras la combustión, en su carrera descendente. El movimiento del pistón es lineal y alternativo, comprendidas entre el punto muerto superior y el punto muerto inferior. MECANISMO BIELA - MANIVELA , que convertirá el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo del cigüeña con la finalidad de obtener un par torsional o par motor. Este mecanismo consta de la biela que une el pistón con la muñequilla del cigüeñal y del brazo del cigüeñal, que une la muñequilla con el apoyo del mismo.

8. Ciclo de trabajo del motor Sistema de admisión de gases frescos y de gases quemados ; en el estudio de motores de cuatro tiempos se realizara mediante válvulas de admisión y válvulas de escape.

9. Ciclo de trabajo del motor ADMISION El pistón desciende desde el PMS hasta el PMI (180° de giro del cigüeñal), por la depresión que se genera al interior del cilindro se succiona la masa de aire, en ese instante la válvula de escape se cierra y la válvula de admisión se abre permitiendo el ingreso de la mezcla de aire y combustible. Baja el pistón del PMS al PMI. Depresión de admisión de aire 0,1 a 0,2 bar. Angulo de rotación 180°

10. Ciclo de trabajo del motor COMPRESION El pistón sube desde el PMI hasta el PMS (180° de giro del cigüeñal), comprime la masa de aire que no puede salir del cilindro porque las válvulas de admisión y escape están cerradas, se aumenta la presión y temperatura de la mezcla de combustible y aire. Sube el pistón del PMI al PMS. Comprime la masa de aire de 7 a 10 veces el volumen inicial. Temperatura de la masa de aire de 400 a 500°C. Presión interna dentro del cilindro de hasta 18 bares Aprox.

11. Ciclo de trabajo del motor EXPLOSION En esta fase el aire y combustible que ingresan al cilindro, al estar comprimidos, se calientan incrementan su presión, y en la bujía se produce una corriente que genera el salto de una chispa, iniciando una explosión, llegando a quemarla mezcla de aire y combustible, debido a la explosión se genera una fuerza elevada que recibe el pistón y causa movimiento en el cigüeñal. Baja el pistón desde el PMS hasta el PMI. Velocidad de combustión de 20m/s Temperatura de 2000 hasta 2500 °C Presión de 30 hasta 60 Bar

12. Ciclo de trabajo del motor ESCAPE Producto de la combustión se queman los gases en el cilindro, la válvula de escape se abre antes que el pistón llegue al PMI, los gases quemados son expulsados a través del orificio de salida de la válvula de escape, gracias al empuje del pistón en este ultimo tramo ascendente. Se abre la válvula de escape El pistón sube desde el PMI hasta el PMS. Las presión residual alcanza hasta 0.2 bar Temperatura de 350 a 600°C

13. Ciclo de mando teórico del motor El funcionamiento de un motor se efectúa mediante el desplazamiento del pistón en el cilindro desde el PMS hasta el PMI. A este movimiento se llama carrera. El motor cumple los cuatro tiempos (Admisión, Compresión, Explosión, Escape) para completar el ciclo de trabajo el cigüeñal dará dos vueltas completas (720°) cada carrera corresponde a media vuelta, es decir; 180 grados. En los motores de ciclo OTTO lo produce la chispa eléctrica que genera la explosión – combustión de la mezcla de aire y combustible.

14. Ciclo de trabajo del motor