INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA TÉRMICA LABORATORIO TERMODINÁMICA II PRÁCTICA NO. 3 Traslape Valvular Equipo: 1. Integrantes: *Carrillo Pichardo Ángel Humberto. *Cordero Mercado Jorge. *Romero Abad Enrique. *Vázquez Sedeño Adrian Samuel. *Vázquez Zarza David. Grupo: 5MM3. Profesor: Ing. Jesús Daniel Soriano. Fecha de entrega: 19 de Febrero del 2015. PRÁCTICA 3. TRASLAPE VALVULAR TRASLAPE VALVULAR .INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN INDICE PRÁCTICA 3 TRASLAPE VALVULAR Tema Objetivo Introducción Marco teórico Página 1 Ciclo Otto 1 Ciclo Diesel 1 Desarrollo 1 Procedimiento 3 Datos Ciclo Otto 5 Datos Ciclo Diesel 5 Conclusión 6 Bibliografía 7 8 8 3 PRÁCTICA 3. al mejorar la velocidad con la que se vacía el cilindro de los gases de la combustión. Marco Teórico: Ciclo Otto Ciclo Otto: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por chispa. así como el diagrama P-v para una máquina real de encendido por chispa de cuatro tiempos se presenta en la Figura 1.INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN PRÁCTICA 3 “TRASLAPE VALVULAR” Objetivo: Determinar de forma experimental los ángulos de avance en la apertura de la admisión. pero al adelantar las aperturas y retrasar los cierres. delante de la apertura de escape y el retraso del cierre de escape empleando los modelos de los motores de combustión interna del ciclo Otto y Diésel. Estas máquinas son llamadas máquinas de combustión interna de cuatro tiempos. construyó una exitosa máquina de cuatro tiempos utilizando el ciclo propuesto por el francés Beau de Rochas en 1862. Un diagrama esquemático de cada tiempo. retraso al cierre de la admisión. se consigue aumentar en forma significativa el rendimiento y las prestaciones del motor. en Alemania. y el cigüeñal completa dos revoluciones por cada ciclo termodinámico. con relación al momento teórico para hacerlo.1 a). TRASLAPE VALVULAR Página |3 . PRÁCTICA 3. y aumentar la cantidad de mezcla aire/combustible que ingresa al cilindro. Introducción: Se denomina avances y retrasos de válvulas a los cambios en los momentos en que abren y cierran las válvulas en los motores de combustión interna de cuatro tiempos. tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas y el émbolo se encuentra en su posición más baja (PMI). En la mayoría de las máquinas de encendido por chispa el émbolo ejecuta cuatro tiempos completos (dos ciclos mecánicos) dentro del cilindro. Recibe ese nombre en honor a Nikolaus A. quien en 1876. Otto. El ciclo de Otto es el ciclo ideal para las máquinas reciprocantes de encendido por chispa. El momento teórico para abrir y cerrar las válvulas es en el PMS y en el PMI (). Inicialmente. el émbolo se mueve hacia arriba y comprime la mezcla de aire y combustible. Figura 1.INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Durante la carrera de compresión. Observe que la presión en el cilindro está un poco arriba del valor atmosférico durante la carrera de escape y un poco abajo durante la carrera de admisión. el cual a su vez obliga a rotar al cigüeñal. para descender por segunda vez extrayendo una mezcla fresca de aire y combustible a través de la válvula de admisión (carrera de admisión). Al final de esta carrera. la bujía produce una chispa y la mezcla se enciende. Ciclos real e ideal en motores de encendido por chispa y sus diagramas P-v. Los gases de alta presión impulsan al émbolo hacia abajo. con lo cual aumenta la presión y la temperatura del sistema. Un poco antes de que el émbolo alcance su posición más alta (PMS). las cuatro funciones descritas anteriormente se ejecutan sólo en dos tiempos: el de potencia y el de compresión. el émbolo se encuentra en su posición más baja (la terminación del primer ciclo mecánico) y el cilindro se llena con los productos de la combustión. En estas máquinas el cárter se sella y el movimiento hacia PRÁCTICA 3. lo que produce una salida de trabajo útil durante la carrera de expansión o carrera de potencia. Después el émbolo se mueve hacia arriba una vez más y evacua los gases de escape por la válvula de escape (carrera de escape). TRASLAPE VALVULAR Página |4 . En las máquinas de dos tiempos. el émbolo descubre primero el puerto de escape permitiendo que los gases de escape sean parcialmente expelidos. por primera vez propuesto por Rudolph Diesel en la década de 1890. Diagrama esquemático de un motor reciprocante de dos tiempos. como se muestra en la figura 1. TRASLAPE VALVULAR Página |5 . El ciclo Diesel es el ciclo ideal para las máquinas reciprocantes ECOM. la diferencia principal está en el método de inicio de la combustión. Esta mezcla es entonces comprimida cuando el émbolo se mueve hacia arriba durante la carrera de compresión y se enciende subsecuentemente mediante una bujía. Figura 2. las válvulas de admisión y de escape se sustituyen por aberturas en la porción inferior de la pared del cilindro. Además. En los motores de encendido por chispa (conocidos también como motores de gasolina).INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN fuera del émbolo se emplea para presurizar ligeramente la mezcla de aire y combustible en el cárter. Durante la última parte de la carrera de potencia. es muy similar al motor ECH estudiado en la última sección. Ciclo Diesel Ciclo Diesel: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por compresión. El motor ECOM. En los motores ECOM (también conocidos como motores diesel) el aire se PRÁCTICA 3. entonces se abre el puerto de admisión permitiendo que la mezcla fresca de aire y combustible se precipite en el interior e impulse la mayor parte de los gases de escape restantes hacia fuera del cilindro. la mezcla de aire y combustible se comprime hasta una temperatura inferior a la temperatura de autoencendido del combustible y el proceso de combustión se inicia al encender una bujía.2. El proceso de inyección de combustible en los motores diesel empieza cuando el émbolo se aproxima al PMS y continúa durante la primera parte de la carrera de potencia. En los motores diesel la bujía se reemplaza por un inyector de combustible. en estos motores el proceso de combustión sucede durante un periodo más largo. y sólo se comprime el aire durante el proceso de compresión. 3). cuando el combustible se inyecta dentro de este aire caliente. En los diesel. generalmente entre 12 y 24. Por lo tanto. una mezcla de aire y combustible se comprime durante la carrera de compresión. Por lo tanto. de manera que los combustibles menos refinados (y por lo tanto menos costosos) pueden utilizarse en los motores diesel. el proceso de combustión en el ciclo Diesel ideal se obtiene como un proceso de adición de calor a presión constante. TRASLAPE VALVULAR Página |6 . En los motores de gasolina.INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN comprime hasta una temperatura que es superior a la temperatura de autoencendido del combustible. Debido a esta mayor duración. y la combustión inicia al contacto. solamente el aire se comprime durante la carrera de compresión. De hecho. éste es el único proceso donde los ciclos de Otto y Diesel difieren. No tener el problema del autoencendido conlleva otro beneficio: muchos de los exigentes requerimientos impuestos a la gasolina pueden ser eliminados. Figura 3. Los tres procesos restantes son los mismos para ambos ciclos PRÁCTICA 3. los motores diésel pueden ser diseñados para operar a relaciones de compresión mucho más altas. en los motores diesel la bujía y el carburador son sustituidos por un inyector de combustible (Fig. Por lo tanto. mientras que las relaciones de compresión están limitadas por el comienzo del autoencendido o el golpeteo del motor. eliminando la posibilidad de autoencendido. PRÁCTICA 3. el 2-3 adición de calor a presión constante. teniendo en cuenta que el centro del volante y el centro del transportador coincidan y que el 0° del transportador coincida con la línea del corte del motor. Comenzamos colocando mediante un abatelenguas el transportador. el proceso 1-2 es una compresión isentrópica. La similitud entre los dos ciclos es también evidente en los diagramas P-v y T-s el ciclo Diesel. TRASLAPE VALVULAR Página |7 .INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN ideales. Figura 4. mostrado en la Figura 4. Diagramas T-s y P-v para el ciclo Diesel ideal. Es decir. Desarrollo: Procedimiento 1. el 3-4 una expansión isentrópica y el 4-1 un rechazo de calor a volumen constante. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN 2. Repetir los pasos anteriores para cada uno de los modelos en este caso Diesel y Otto. Tomar la lectura de los grados a los cuales se produce el cambio de etapa de ciclo y el traslape valvular. 4. PRÁCTICA 3. Trazar las lecturas de los grados en el diagrama de cada ciclo. TRASLAPE VALVULAR Página |8 . 3. Girar en sentido de las manecillas del reloj el volante observando el comportamiento de la válvula de admisión y escape. 5. TRASLAPE VALVULAR Página |9 .INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Cálculos: Ciclo Diesel Traslape valvular: PRÁCTICA 3. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Ciclo Otto PRÁCTICA 3. TRASLAPE VALVULAR P á g i n a | 10 . TRASLAPE VALVULAR P á g i n a | 11 .INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Traslape valvular: PRÁCTICA 3. Se observó el comportamiento de las válvulas de admisión y escape en cada uno de los ciclos y esto nos llevó a determinar el traslape que existe entre ambas.INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Conclusión: En la realización de la práctica se presentaron varios problemas en la lectura de los grados que se generaban para cada etapa de los ciclos Diesel y Otto ya que existen factores que hacen que las lecturas tengan un error. Se comprendió en que consta cada ciclo. PRÁCTICA 3. cuales son las etapas de cada ciclo y en que se diferencian. la diferencia más importante es que el ciclo Otto es necesario de una chispa para realizar la fase de explosión a diferencia del ciclo Diesel ya que a base de compresión el combustible llega a la fase de explosión no es necesaria la ayuda de una chispa. TRASLAPE VALVULAR P á g i n a | 12 . Moran y Shapiro. Mc Graw Hill. TRASLAPE VALVULAR P á g i n a | 13 . PRÁCTICA 3. 1999. 2003. Reverté. México. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Termodinámica. 830 pp.INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN Bibliografía: Cengel y Boles. México.