Practica fluidos

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD TICOMÁN

LABORATORIO DE TÉRMICA

ING. SALVADOR CAUDILLO

PRÁCTICA NO. 1:

CINÉMATICA SISTEMA BIELA MANIVELA

ALUMNOS:

ARREGUI TORRES ANDREA VIVIANA

JUAN PABLO

GÓMEZ FERNÁNDEZ IRVING ENRIQUE

GRUPO: 5AM2

FECHA DE ELABORACIÓN: 2I DE AGOSTO DE 2013

FECHA DE ENTREGA: 28 DE AGOSTO DE 2013

MARCO TEÓRICO

El émbolo llamado comúnmente pistón, se mueve arriba y abajo en el interior del cilindro. Es la parte móvil de la cámara de combustión formada por el cilindro y la culata. Tiene 3 funciones importantes: comprimir la mezcla, transmitir la fuerza de las explosiones que provocan su movimiento de vaivén al cigüeñal a través de la biela, e impide que los gases quemados puedan filtrarse hacia el cárter después de la combustión. Generalmente son de aleaciones especiales de aluminio, para obtener ligereza, dureza y buena conductividad térmica, ya que deben resistir altas presiones, temperaturas elevadas y se someten a un gran desgaste por fricción. Los pistones de componen de la cabeza que soporta directamente el empuje de los gases después de la combustión y la falda o cuerpo, que es la parte inferior que se encarga de mantener al pistón recto en el interior del cilindro.

La biela es un órgano intermedio que se encarga de transmitir a la manivela del cigüeñal una parte de la fuerza motriz que recibe el émbolo. Une al pistón con dicha manivela. La biela debe tener una gran resistencia y rigidez, así como un peso ligero. Debe ser tan ligera como sea posible para que las fuerzas de inercia y centrifugas que transmite a los cojinetes no sean más grandes de los necesario. Generalmente las bielas se fabrican en acero templado mediante forja.

El cuerpo de la biela es sometido a esfuerzos de tracción y compresión, por lo que debe tener una longitud mínima para evitar la flexión, pero al mismo tiempo no debe ser muy corta para no tener esfuerzos laterales grandes y para no impedir la libertad de movimiento de la biela. La cabeza de la biela está dividida por un plano diametral, la parte desmontable se llama sombrerete. Para que el roce con la manivela sea más suave, se interponen cojinetes o metales recubiertos interiormente de metal antifricción llamado metal BABBIT, cuyas propiedades principales son un bajo coeficiente de fricción de rozamiento y un bajo punto de fusión.

Debemos considerar, que:

C=2r

Donde, C-carrera y r-radio de la manivela.

En el análisis de fuerzas del sistema biela-manivela, obtenemos que:

Desplazamiento del pistón

x=r(1-cos⁡∝ )+L(1-cos⁡β )

Velocidad

V=r[sin⁡〖∝+γ sin⁡〖2∝〗/2〗 ]ω

Aceleración

a=ω^2 r(cos⁡〖α+γ cos⁡〖2α)〗 〗

OBJETIVO

Que el alumno identifique, compare y realice las mediciones de los elementos del sistema biela manivela del motor de combustión interna.

EQUIPO Y/O MATERIALES UTILIZADOS

Balanza

Pie de rey (Vernier)

Partes de movimiento alterno (embolo, pie de biela, anillos de compresión y lubricación, cuerpo de biela y bulón).

Partes de movimiento rotativo (cabeza completa de la biela con tornillos y cojinetes, 1/3 de la biela, manivela del cigüeñal y cojinetes).

DESARROLLO

Se limpia la zona donde se llevaran a cabo las mediciones y los utensilios que se emplearan.

Se coloca la báscula previamente calibrada en la mesa de mármol con el fin de evitar cualquier variación en las mediciones.

Primero, se pesan los elementos con movimiento alterno, y se registra su peso en la tabla de componentes, también se miden las dimensiones de dichos componentes.

Después, se pesan las partes de movimiento circular y se registra el resultado obtenido en la tabla de componentes, así como las dimensiones de los mismos.

Con las dimensiones y pesos obtenidos durante la medición, se calculan y se realizan las gráficas de desplazamiento, velocidad y aceleración para los 4 tiempos de operación del motor.

Tabla de Componentes de Movimiento Alternativo

Componente Peso (kg) Diámetro (mm)

Pistón 0.4199 Di=55.14 ; De= 65.16

h=42.64

Anillos A1c=0.0556

A2c=0.6101

Aac=0.0076 D=2.44

Pie de biela 0.112 Di=22.02 ; De=36.84

2/3 Cuerpo de biela 0.0856 Ae=14 ; Ai=2.78

H=54.96

Perno 0.1055 Di=15.80 ; De=21.84

H=71.74

Conjunto 1.231

Tabla de Componentes de Movimiento Circular

Componente Peso (kg) Diámetro (mm)

Cabeza completa con tornillos y cojinetes 0.4035 Di=55.14 ; De=68.28

Dt=8.46

1/3 del Cuerpo de biela 0.0555 Ai=24.8 ; Ae=41.8

H=27.34

Manivela 2.2480 r=50

A anchura Dt diámetro del tornillo H altura

Ae anchura exterior De diámetro exterior

Ai anchura interior Di diámetro interior

CÁLCULOS Y RESULTADOS

CONCLUSIONES

Arregui Torres Andrea Viviana

Durante esta práctica, nos familiarizamos con los elementos que conforman el sistema biela manivela, así como también realizamos las mediciones pertinentes para calcular el desplazamiento, velocidad y aceleración del pistón. También, aprendimos a determinar la longitud de la carrera a partir de la medición del radio de la manivela.

GÓMEZ FERNÁNDEZ IRVING ENRIQUE

En esta práctica realizamos mediciones de peso y dimensiones de componentes de un motor de combustión interna alternativo, esto me pareció muy importante porque no sólo aplicamos conocimiento sobre metrología sino también observe con mucho detalle las piezas que componente dicho motor, algunas no las conocía físicamente pero lo curioso fue la simplicidad de una piezas que al integrarse con las demás forman una obra compleja en la ingeniería como es el motor.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Manual de automóviles

Manuel Arias Paz

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