Motores De Combustion Interna

Ensayo de motores de combustión interna alternativos

Introducción

Todos los motores de nueva construcción son sometidos a una larga serie de mediciones alternadas con severas pruebas de durabilidad y de carga, que se repiten hasta que tras una precisa puesta a punto, se alcanzan los resultados previstos en el proyecto.

Las pruebas principales son las que sirven para obtener los valores relativos al; par motor, la presión media efectiva; la potencia desarrollada; el consumo específico de combustible; los diferentes rendimientos así como la composición de los gases de escape.

Objeto

Conocer las técnicas de ensayo de los motores alternativos. Determinar la variación de distintos parámetros de funcionamiento del motor al variar sus condiciones operativas.

Material

-motor térmico alternativo

-banco de pruebas con la instrumentación correspondiente. Sistema de refrigeración y ventilación.

Banco de pruebas

Para ensayar un motor es necesario instalarlo en un banco de pruebas. Este consta básicamente de los siguientes elementos:

1. una cimentación que absorba las vibraciones que se producen debido a la existencia en el motor de fuerzas de inercia no equilibradas y de los correspondientes momentos resultantes.

2. bancada, cuya misión es soportar el motor.

3. soportes para montar y fijar el motor en la bancada, así como regular la altura y alinear el motor con el freno.

4. freno dinamometrito que absorba la potencia desarrollada por el motor, ofreciendo una resistencia al giro de este, y que este provisto de un dispositivo para medir el par motor.

5. transmisión que permita la conexión freno-motor con una cierta elasticidad y capacidad de absorber desalineaciones.

6. sistema de alimentación de combustible al motor con instrumentos de medición de consumo.

7. sistema de refrigeración del motor

-Si los motores son refrigerados por agua, normalmente se mantiene la bomba de agua del propio motor. Esta impulsa el agua a través del motor hacia un cambiador de calor, en general con regulación termostatica por medio de válvulas motorizadas. En instalaciones más económicas se suele recurrir a un depósito de mezcla en donde se añade una pequeña cantidad de agua fría a la caliente, que proviene del motor.

-Si los motores son refrigerados por aire se suele utilizar una soplante dirigida hacia las aletas del motor.

8. sistema de refrigeración de aceite

En ocasiones también se refrigera el aceite del motor. El sistema consta de un intercambiador aceite/agua y en ocasiones una bomba auxiliar.

9. red de agua

Los frenos dinamometritos transforman toda la energía mecánica que reciben del motor en calor. Este color es eliminado por el sistema de refrigeración del freno.

En los frenos hidráulicos se ha de mantener la presión del agua dentro de unos limites, cualquier variación de presión provocaría una variación en el par resistente y por tanto una variación en la medida.

El agua se caliente a su paso por el freno y en algunos casos se suele emplear un circuito cerrado, enfriándose el agua en una torre de refrigeración.

10. sistema de evacuación de gases de escape.

Los gases de escape son enviados tras pasar por un silenciador a la atmósfera.

11. sistema de ventilación de la sala

Debe evitar el sobrecalentamiento del local por la radiación de calor del motor. Cuando el banco se instala en una habitación o cámara cerrada y aislada se habla de una celda o cabina de ensayos de motores. En este caso existe un pupitre de instrumentos en el exterior de la celda con los órganos de puesta en marcha y de gobierno del motor y freno, así como los instrumentos de control y registro.

Mediciones de la potencia efectiva del motor

Cuando un motor en funcionamiento mueve algún conjunto de elementos mecánicos que ofrecen una resistencia a su propio movimiento, el trabajo lo realiza contra dicha resistencia que, por tanto, hace el efecto de freno del motor.

La potencia efectiva de un motor es:

Me: par motor (par disponible en el eje motor) x la vel. Angular

Siendo el par motor proporcional a la magnitud de la carga resistente aplicada al motor. La naturaleza física de la carga no tiene influencia sobre la producción de potencia siendo esta la misma si el par resistente es el mismo para la misma velocidad del giro del motor.

El par motor se mide acoplando al motor un dispositivo frenarte cuya característica resistente se puede variar, pudiéndose obtener, si medimos el régimen de vueltas del motor, la potencia correspondiente desarrollada por el mismo. Este dispositivo frenarte se denomina freno dinamometrito, y consta básicamente de una parte móvil (rotor), una fija (estator) y un dispositivo de medida de fuerza.

Tipos de frenos dinamometricos

Frenos de fricción

El freno de fricción mecánico por zapata y tambor fue el primero utilizado, si bien debido a su inestabilidad y dificultad de regulación y refrigeración, hoy solo es un antecedente histórico.

Frenos hidráulicos

Estos frenos son similares a un convertidor hidráulico de par, en el que se impidiese girar al eje de salida. Se compone de un rotor y una carcasa o estator llena de agua que sirve tanto de elementos frenarte como refrigerantes.

La potencia del motor absorbida por el freno se transforma en calor, necesitándose una alimentación continua de agua fría. Para una temperatura de entrada al freno de 200 ºC

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