Potencia Indicada y Potencia Efectiva en Motores Diesel

Potencia indicada y potencia efectiva en motores diesel.Introducción. La potencia de cualquier motor es su capacidad para realizar un trabajo. Ese trabajo, en un coche, consiste en moverlo. Tanto acelerar como mantenerse a velocidad constante implican un trabajo a realizar por el motor. Potencia es el producto de dos factores: par y régimen de giro.  Par de giro es la fuerza con la que da vueltas el motor. Cuanta más fuerza tenga al dar cada vuelta, más capacidad tendrá para realizar un trabajo.  Régimen de giro es el número de vueltas que da por unidad de tiempo, en general, revoluciones por minuto. Cuantas más vueltas dé por minuto, más capacidad tendrá, también, para realizar un trabajo. Un motor muy potente ha de tener, o bien un elevado par de giro (mucho trabajo en cada vuelta) o bien un elevado régimen de giro (capacidad de girar muy rápido) o bien ambas cosas. Por el contrario, si sólo puede girar lentamente y con poca fuerza, será un motor de baja potencia. Investigación bibliográfica. Potencia indicada. La potencia desarrollada dentro del cilindro del motor por la expansión de los gases de la combustión se conoce como potencia indicada y la designamos como Ni. Parte de esta potencia es necesaria para vencer la fricción de las partes móviles de la máquina (perdidas mecánicas), mover los elementos y accesorios, cargar el aire fresco dentro del cilindro en la carrera de admisión y expulsar los gases residuales en la carrera de escape (trabajo de bombeo). Por lo tanto la potencia disponible en el eje En es inferior a la potencia desarrollada dentro del cilindro Ni. Siendo Nf la potencia de fricción. Ni será igual a: La potencia de fricción Nf es la suma de las pérdidas mecánicas y el trabajo de bombeo. Esta potencia varía según las condiciones de operación del motor y es difícil de estimar experimentalmente con exactitud. Un método aproximado consiste en acoplar el motor a un dinamómetro eléctrico y considerar que Nf es la potencia requerida para impulsar el motor apagado. Dentro de una serie de condiciones específicas (Velocidad, Temperatura de aceite y Agua, Grado de Apertura del Acelerador, etc.). Es la potencia neta disponible de la máquina. de un parámetro fundamental para valorar las prestaciones del motor.) y al trabajo de bombeo en los cilindros durante las fases de admisión y escape. Rendimiento mecánico (ηm). se obtiene la fuerza media que cada pistón desarrolla en la manivela del cigüeñal.m. La p.e por el área de la cabeza del pistón.m.Potencia efectiva. también se le denomina potencia al freno. que el medido por los frenos. arrastrado por el motor de puesta en marcha y con la mariposa totalmente abierta. . ya que en general esta potencia se mide con un dispositivo colocado en el eje del motor y denominado freno. para seguir en paralelismo con lo dicho con la potencia media indicada. Valor de la presión en el punto muerto superior.m. Todos ellos se basan en equilibrar mediante un momento de fuerzas externas medibles. pues multiplicando la p. El rendimiento mecánico considera las pérdidas debidas al trabajo de rozamiento desarrollado en los mecanismos y en los órganos auxiliares (bombas. Presión de compresión (Pc). así como de las pérdidas por calor o fricción durante un ciclo operativo en un motor. medida en el interior de la cámara de combustión por medio de un instrumento que se aplica al orificio de la bujía. Nos ofrece una indicación del empuje de los gases durante las fases de combustión y expansión. La potencia efectiva. la podemos poner en función de una hipotética presión media efectiva (pme). Se trata. es la potencia disponible a la salida del eje motor.e es proporcional al par motor y. para un régimen de rotación determinado. el momento en el eje producido por el motor. Esta potencia medida mediante estos sistemas. Dicha prueba se efectúa aplicando un manómetro especial al orificio de la bujía (un tapón de caucho asegura la retención) mientras el motor está girando (con las bujías desmontadas). Su valor da una indicación del estado de desgaste y de la eficacia del cilindro. El rendimiento mecánico se calcula como el cociente entre el trabajo útil obtenido en el cigüeñal y el trabajo del ciclo indicado. también a la potencia suministrada. por tanto. Presión media efectiva (p.e). Esta presión media efectiva corresponderá a la presión media que multiplicada por la cilindrada el mismo trabajo útil efectivo. Se mide por lo general en kilopascales (kPa) o kg/cm2. distribución. etc. Existen diversos tipos de frenos: Hidráulicos Eléctricos Aerodinámicos. a diferencia de la potencia indicada. del combustible suministrado durante el mismo tiempo. Obtener los parámetros indicados y efectivos de un motor de combustión interna. Material. Rendimiento indicado (ηi). Herramienta. Expresa "la calidad" con que se transforma la energía liberada por el combustible en energía mecánica en el eje (cigüeñal). Estando el motor caliente se cerró la llave de alimentación de combustible y se desconectó la tubería de retorno de combustible de los inyectores. Rendimiento efectivo (ηe). Se desconectó la línea de alimentación de combustible de todos los inyectores para luego extraer los 4 inyectores.Presión media indicada (p. .i). Desarrollo. Es el trabajo máximo de una cantidad determinada de combustible. o energía térmica. Motor. El cociente entre el trabajo efectuado por los gases dentro de los cilindros y la energía calorífica. Presión media calculada a partir del trabajo positivo medido que se realiza durante la fase cerrada del motor. Combustible. Objetivos. 2.m. Banco de pruebas. Determinación de compresión para cada cilindro del motor. 1. Se montaron los 4 inyectores . Se repitió el punto 3 y 4 para los inyectores 2. Se apretó a .3. Se conectó la herramienta mediante enchufe rápido a manómetro para luego dar marcha al motor hasta que se alcanzó el valor máximo . 3 y 4 para obtener 6. se registró el dato. 4. 5. la tubería de retorno de combustible y la línea de almacenamiento de los inyectores. Colocando la herramienta para la medición de compresión en el orificio del inyector 1. . Se abrió la llave de alimentación de combustible. 2. 3. método de desconexión sucesiva de cilindros. Se revisó y encendió interruptores de línea eléctrica para el banco de pruebas (bomba para refrigeración de motor y dinamómetro. Obteniendo 10 muestras de consumo de combustible. Se encendió la bomba de refrigerante y se aseguró que circulara por las líneas de abastecimiento (Se tuvo que purgar).7. . 1. el dinamómetro y componentes. Se puso en Marcha el Motor manteniendo cierta aceleración a fin de poner el motor a temperatura de operación para la prueba (50 °C). 5. así como tablero de control de instrumentos. medidor de flujo de combustible y equipo auxiliar de cómputo). 4. desvió del combustible a través del medidor de flujo. Mediante el tablero de control se llevó al motor a régimen nominal y se registró la potencia efectiva del motor . No. 8. Se checó el nivel de combustible en el depósito para asegurar el abastecimiento hacia el motor. Resultados de las presiones de los cilindros. De cilindro 1 2 3 4 Presión (psi) 340 psi 300 psi 300 psi 320 psi Potencia indicada del motor. Se puso en marcha el motor. no sin antes haber purgado la línea de combustible y haber puesto previamente el funcionamiento el dinamómetro. Se apagó el motor. Estando a régimen nominal . desacelerándolo para luego apagarlo. 7. . Se desconectó la tubería de alimentación de combustible del inyector 1 para luego estabilizar el motor a régimen Nominal. 8. mediante el dinamómetro se llevó el motor a régimen Nominal para obtener la potencia producida por los 3 cilindros restantes . se desconectó la tuerca de la tubería de alimentación de combustible del inyector 1. Al concluir la toma de parámetros se apagó el dinamómetro y sus componentes. De igual manera para el inyector 3 y se obtuvo y finalmente el inyector 4 en la cual se obtuvo . 9. Se repitió los puntos 6 y 7 para el inyector 2 y se obtuvo . Al terminar la práctica se desconectó la tubería de alimentación de combustible del inyector 4.6. El motor en este punto sufrió una pérdida de potencia. desde el dinamómetro descargando totalmente el motor. MPa. MPa. pero Luego: . Dónde: Presión al final de la compresión. Relación de compresión. Presión atmosférica.  Presión de compresión del motor . Dónde: Rendimiento mecánico (%) valore Potencia efectiva del motor Potencia indicada del motor Por teoría se obtiene: Para la obtención por medio de desconexión sucesiva de cilindros se obtiene: .Determinación de los parámetros indicados y efectivos de un motor diésel. Exponente politrópico de compresión  Rendimiento mecánico . Finalmente: 31 29 28 17 28 25 26 20 1590 101 1850 83 1570 94 1850 48 1550 93 1850 72 1553 89 1850 57  Presión media efectiva . . . Presión media indicada .  Consumo específico efectivo de combustible Dónde: Consumo Específico Efectivo de Combustible Consumo horario de Combustible a Régimen Nominal Potencia Efectiva del motor Valores Muestras de combustible a Régimen Nominal. Dónde: Presión Media Indicada Presión Media Efectiva Rendimiento Mecánico Valores . Consumo indicado de combustible Calor inferior de combustión valor para motor diésel 42.  Rendimiento efectivo . Dónde: Rendimiento efectivo Rendimiento mecánico Rendimiento indicado Valores . Consumo específico indicado de combustible . Dónde: Rendimiento indicado Valores Trabajo Cantidad de calor que se suministra. Dónde: Consumo Indicado de Combustible Valores Consumo Específico Efectivo de Combustible Rendimiento mecánico  Rendimiento indicado .5 MJ/kg. 3 3 1861 12.4 136 12.32 12.25 12.6 184.2 2 1862 12.3 188.87 12. Tabla de resultados elaborado en el equipo de cómputo al finalizar la práctica.Parámetros indicadores y efectivos del motor PERKINS modelo 4.01 12. Hp W N.43 12.07 48 35761.42 48 35968.875 in HUMEDAD RELATIVA: 83% DENSIDAD DEL COMBUSTIBLE (ρComb): AÑO DE FABRICACIÓN: 1984 0.87 49 36742.86 in2 MODELO: 4.236 CARRERA: 5 in POTENCIA (REVOLUCIONES NOMINALES): 1850 TEMPERATURA (TO): 20.5 139 12.3° rpm DIAMETRO DEL CILINDRO: 3.9 .81 kg/l NÚMERO DEL MOTOR: LD095M TEMP DEL MOTOR (MN-MAX): 50-95 % GASTO EN Lts/Hr POTENCIA TORQUE GASTO PRUEBA RPM MUESTRA MUESTRA MUESTRA PROMEDIO (Lb.9 12.m Lts/Hr 1 2 3 Pie) 1 1865 12. MARCA: Perkins CILINDRADA: 235.236.0 135 12.6 183. Bibliografía. E. Flórez.tecmovia. Editorial Reverté 1981. Como el motor ya está muy viejo algunos para metros no dieron de acuerdo al rango establecido previamente.com/diccionario/rendimiento-definicion-significado/gmxniv15-con195368. Universidad Politécnica de Catalunya. http://www.co/cursos/ingenieria/2001766/Temas/General/04_PotIndicada. http://www.com/2011/10/19/potencia-y-par-motor-electrico-y-diesel-culturageneral-para-el-s-xxi/ [8 de Octubre 2013]. Alvares Jesús Andrés. Motores Alternativos de Combustión Interna. Comentario. Primera edición. htm [9 de Octubre de 2013].motorgiga. Edgar y Luck. William.unal. En esta práctica se calcularon los parámetros indicados y efectivos de un MCI para ver si los valores dados por el fabricante coinciden con los datos obtenidos en el laboratorio. Motores Diesel y de Gas de Alta Compresión. Kates. http://diccionario.virtual. 2010.Conclusiones. Segunda edición.htm [8 de Octubre de 2013]. .edu. J. . PRACTICA: Potencia Indicada y Potencia Efectiva en Motores Diesel.MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. Encargado de la práctica: Ing. ELABORÓ Aguilar Pérez Fernando de Jesús. Enrique Espinoza.