MAQUINAS DE POTENCIA
Kelly Gineth RamírezDocumentos de Investigación18 de Octubre de 2017
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MAQUINAS DE POTENCIA
KAMILA ANDREA GARRIDO OLIVEROS
OMAR ANDRES PEREA MORALES
JULIÁN ALEXIS SALAMANCA PARRA
KELLY GINETH RAMIREZ ZAPATA
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TERCER SEMESTRE
BOGOTÁ, D.C.
2017
MAQUINAS DE POTENCIA
KAMILA GARRIDO OLIVEROS
OMAR PEREA MORALES
JULIAN SALAMANCA PARRA
KELLY RAMIREZ ZAPATA
TERMODINÁMICA
ING. GERMAN BERNAL SANTAMARÍA
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TERCER SEMESTRE
BOGOTÁ, D.C.
2017
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………… 5
- OBJETIVOS…………………………………………………………………….. 6
1.1. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………… …… 6
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………..…………………………… …… 6
2. JUSTIFICACIÓN…………………………………………...………….……. …… 7
3. CICLO OTTO…………………………...………………………….…………….. 8
4. EFICACIA DE LOS MOTORES OTTO……...……………….………..………. 15
4.1. Eficacia en función de la relación de comprensión…………………….. 15
4.2. Eficacia en función de la temperatura……...……………….…………….. 15
4.3. Eficacia en función del calor……...………………...………………………. 16
5. VENTAJAS DEL CICLO OTTO……...………………...……………………….. 17
5.1. Gasolina……...………………...………………...…………………………….. 17
5.2. Diésel……...………………...………………...……………..…...…………….. 17
6. DESVENTAJAS DEL CICLO OTTO……...……………....….………………... 18
6.1. Gasolina……...………………....….….….….….….….….….………………... 18
6.2. Diésel……...….….….….….….….………………...………….……………….. 18
7. CICLO OTTO EN MOTORES DE 4 TIEMPO.….….……….….……………… 19
7.1. POR DEFINICIÓN.….….………………………………..…………………..… 19
7.2. TIEMPO DE MOTOR…….….…………………………..……………………. 20
7.2.1. Primer tiempo o admisión……………………………….…………… 20
7.2.2. Segundo tiempo o compresión……….……………………………. 20
7.2.3. Tercer tiempo o explosión/expansión.……………..……………….. 20
7.2.4. Cuarto tiempo o escape………………………………………………… 21
8. CICLO OTTO EN MOTORES DE DOS TIEMPOS……………………………. 22
8.1. TIEMPOS………………………………………………………………………… 22
8.1.1. 1er tiempo (Admisión - Compresión)…………………………………….. 22
8.1.2. 2do Tiempo (expansión – escape de gases)……………………………. 23
9. PROPORCIÓN DE AIRE Y COMBUSTIBLE………………………………….. 24
10. CONTROL DEL PAR MOTOR…………………… …………………………… 24
CONCLUSIONES…………………………………………………………………….. 25
BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………. 26
INTRODUCCIÓN
Como bien se verá, el ciclo Otto es una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión. Estas máquinas son llamadas máquinas de trasferencia de energía interna de cuatro tiempos, se da para motores de alta combustión y se da en 4 fases: admisión, combustión, compresión y expansión.
- OBJETIVOS
- OBJETIVO GENERAL
- Proponer el análisis del ciclo de motores Otto, saber su funcionamiento y sus conceptos.
- OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Analizar el ciclo de motores de Otto desde todas sus generalidades.
- Explicar el funcionamiento de estos y relacionar las diferentes fases de estas.
- JUSTIFICACIÓN
Dada una investigación realizada por cada integrante del grupo y por lo aprendido en las clases de termo sobre los ciclos y las diferentes formas de la materia, se desarrolló este trabajo, mostrando lo aprendido y explicando de manera clara y concreta lo que significa, sus ventajas y desventajas y el funcionamiento del ciclo y los motores Otto
- CICLO DE OTTO
El ciclo de Otto es el ciclo ideal para las máquinas reciprocantes de encendido por chispa. Recibe ese nombre en honor a Nikolaus A. Otto, quien en 1876, en Alemania, construyó una exitosa máquina de cuatro tiempos utilizando el ciclo propuesto por Frenchman Beau de Rochas en 1862. En la mayoría de las máquinas de encendido por chispa el émbolo ejecuta cuatro tiempos completos (dos ciclos mecánicos) dentro del cilindro, y el cigüeñal completa dos revoluciones por cada ciclo termodinámico. Estas máquinas son llamadas máquinas de combustión interna de cuatro tiempos. Un diagrama esquemático de cada tiempo, así como el diagrama P-v para una máquina real de encendido por chispa de cuatro tiempos. Inicialmente, tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas y el émbolo se encuentra en su posición más baja (PMI). Durante la carrera de compresión, el émbolo se mueve hacia arriba y comprime la mezcla de aire y combustible.
[pic 1]
Ciclos real e ideal en motores de encendido por chispa y sus diagramas P-v.
Un poco antes de que el émbolo alcance su posición más alta (PMS), la bujía produce una chispa y la mezcla se enciende, con lo cual aumenta la presión y la temperatura del sistema. Los gases de alta presión impulsan al émbolo hacia abajo, el cual a su vez obliga a rotar al cigüeñal, lo que produce una salida de trabajo útil durante la carrera de expansión o carrera de potencia. Al final de esta carrera, 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. Después el émbolo se mueve hacia arriba una vez más y evacua los gases de escape por la válvula de escape (carrera de escape), para descender por segunda vez extrayendo una mezcla fresca de aire y combustible a través de la válvula de admisión (carrera de admisión). 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.
En las máquinas de dos tiempos, las cuatro funciones descritas anteriormente se ejecutan sólo en dos tiempos: el de potencia y el de compresión.
[pic 2]
Diagrama esquemático de un motor reciprocante de dos tiempos.
En estas máquinas el cárter se sella y el movimiento hacia fuera del émbolo se emplea para presurizar ligeramente la mezcla de aire y combustible en el cárter. Además, las válvulas de admisión y de escape se sustituyen por aberturas en la porción inferior de la pared del cilindro. Durante la última parte de la carrera de potencia, el émbolo descubre primero el puerto de escape permitiendo que los gases de escape sean parcialmente expelidos, 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. Esta mezcla es entonces comprimida cuando el émbolo se mueve hacia arriba durante la carrera de compresión y se enciende subsecuentemente mediante una bujía. Las máquinas de dos tiempos son generalmente menos eficientes que sus contrapartes de cuatro tiempos, debido a la expulsión incompleta de los gases de escape y la expulsión parcial de la mezcla fresca de aire y combustible con los gases de escape. Sin embargo, son más sencillas y económicas y tienen altas relaciones entre potencia y peso así como de entre potencia y volumen, lo cual las hace más adecuadas en aplicaciones que requieren tamaño y peso pequeños como motocicletas, sierras de cadena y podadoras de pasto.
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