Efecto Relacion Biela Manivela

8/17/2019 Efecto Relacion Biela Manivela

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA Facultad de ingeniería

Efecto de la relación biela-manivela en elcomportamiento del motor

de ciclo Otto

-Proyecto de motores-

I n te g ra n t e s :Botta, Diego Brsco!i,"art#! Po$o%e!$o,Se&asti'! Vera de %aCr() A%cira

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ÍndicePÁGINA

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3

2 MECANISMO BIELA-MANIELA ................................................................................................ 3

*)+ CINE"TICA DEL "ECANIS"O )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

*)* DIN"ICA DEL "ECANIS"O )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))).

3 IN!LUENCIA DE LA RELACIÓN R"L .......................................................................................... #

)+ SOBRE LA DIN,"ICA ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) /

)* SOBRE LA E0ICIENCIA VOLU"1TRICA ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) +2

) SOBRE LA E0ICIENCIA T1R"ICA )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ++

$CONCLUSIÓN ................................................................................................................................

1$% BIBLIOGRA!&A ............................................................................................................................. 1#

Índice de Imágenes Figura 2.1: Elementos y geometría del mecanismo 1) Pistón, 2) Manivela, 3) Biela 3 Figura 3.1.1: istema !iela manivela " Figura 3.1.2: Fuer#as de gases y tangenciales en $unción de la %osición del cig&e'al (

Figura 3.1.3: Esuema del em%u*e Fn del %istón so!re la %ared del cilindro y su e$ecto de sacudida + Figura 3.1.: -raslación lateral del e*e del cilindro con res%ecto al %lano vertical ue %asa %or el e*edel cig&e'al 1

Figura 3.3.1: Es%eci$icaciones del motor utili#ado %ara el e/%erimento 11 Figura 3.3.2: Es%eci$icaciones del motor e/%erimental 12

Figura 3.3.3: 0ongitudes de !iela del motor e/%erimental 12 Figura 3.3.: Balances de calor del motor e/%erimental 12

Figura 3.3.: onsumos es%ecí$icos del motor e/%erimental 13 Figura 3.3.": Balance de calor del motor e/%erimental, inyección indirecta 13

Figura 3.3.(: onsumos es%ecí$icos del motor e/%erimental, inyección indirecta 13

Figura 3.3.: 4vance de encendido límite antes de su$rir detonación 1


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1 Introducción

E! e% sigie!te te3to se e!ce!tra !a reco4i%aci5! de i!6ormaci5! e3tra#da de di7ersas6e!tes, orde!ada 4ara e!te!der %os e6ectos de %a re%aci5! &ie%a-ma!i7e%a so&re%os re!dimie!tos y es6er(os de ! motor a%ter!ati7o de com&sti5! i!ter!a de cic%oOtto)

A co!ti!aci5! se 8ar' ! a!'%isis de% meca!ismo i!7o%crado, !om&ra!do %osas4ectos de %a ci!em'tica y %a di!'mica m's im4orta!tes) Lego se ti%i(ara! a%g!osres%tados de% a!terior a!'%isis 4ara determi!ar %a i!6%e!cia de %a re%aci5! &ie%a-carrera so&re %a e6icie!cia 7o%m9trica y t9rmica)

2 Mecanismo Biela-Manivela

2.1 Cinemática del mecanismo

0igra *)+: E%eme!tos y geometr#a de% meca!ismo + Pist5!, * "a!i7e%a, Bie%a

Sea r e% radio de %a ma!i7e%a y % %a %o!gitd de %a &ie%a) E% '!g%o de %a ma!i7e%a es ;y e% '!g%o es ?) Para ca%


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La Posici5! i!sta!t'!ea de% 4ist5! es 3) Se co!strye! dos tri'!g%os rect'!g%os rsy

lu) E!to!ces, 4or geometr#a:

*)+

La ecaci5! *)+ es !a e34resi5! e3acta 4ara %a 4osici5! de% 4ist5! 3 como 6!ci5! der, % y @t) 1sta 4ede deri7arse co! res4ecto a% tiem4o 4ara o&te!er %as e34resio!es 4ara%a 7e%ocidad y ace%eraci5! de% 4ist5!:

*)*

*)

La re%aci5! r% es %a i!7ersa de %a re%aci5! Bie%a "a!i7e%a ) e!era%me!teLam&da

toma 7a%ores e!tre *). y F segG! e% ti4o demotor)


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2.2 Dinámica del mecanismo

Las 6er(as y tor


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Las 6er(as !etas acta!tes so!:

Si se a!a%i(a! dete!idame!te %as 6er(as acta!tes so&re e% 4ist5!, se o&ser7a


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E! %a 0igra )+)* se mestra %a 6er(a ta!ge!cia% de&ida a %as gases 0g, de&ido a %as masas a%ter!ati7as 0a y %a 6er(a ta!ge!cia% tota% 0t ) E! e%mismo gra6ico se 8a 4rese!tado %a esca%a H6


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!'er(as e)e*t+,as s-.re e/ .-tn e /a an+,e/aSo&re e% &ot5! de %a ma!i7e%a y segG! e% e=e de% ci%i!dro actGa!sim%t'!eame!te:

- 0er(a de&ido a %a 4resi5! de% gas cyo 7a%or i!sta!t'!eo es e% de %a e34resi5!:

- La 6er(a de i!ercia de %a masa de% 4ist5! com4%eto y de %a 4arte de %a masa de%a &ie%aco!ce!trado e! HB a!imado de mo7imie!to a%ter!ati7o y cyo 7a%ori!sta!t'!eo es:

- La com4o!e!te segG! 3 de %a 6er(a de i!ercia de %a 4arte de %a masa de %a &ie%a co!ce!trada e! e% 4!to HC, " &8 & L, a!imado de mo7imie!to derotaci5! y cyo 7a%or es:

SegG! e% e=e 4er4e!dic%ar e=e y actGa %a 6er(a 0 N y %a com4o!e!te de%a 6er(a de i!ercia de %a masa co!ce!trada e! HC " &8 & L, cyo 7a%or es:

C-ns+era*+-nes s-.re /a ra(n Ca!to mayor es %a ra(5! LR *LC ta!to me!or es e% em4=e de%

4ist5! so&re %a 4ared de% ci%i!dro, %o


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ci%i!dro de&ido a% desgaste 4or ro(amie!to y e%e7a %as i!e6icie!cias de% sistema)U!a a%ter!ati7a a este 4ro&%ema es dotar a% 4ist5! de ! rec&rimie!to e! %a H4o%%era

4ara dismi!ir %as 6riccio!es)

Otro e6ecto se 7e e!


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10

0igra )+): Tras%aci5! %atera% de% e=e de% ci%i!dro co! res4ecto a% 4%a!o 7ertica%


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%ograr %a misma 4er6orma!ce


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0igra ))*: Es4eci6icacio!es de% motor e34erime!ta%

0igra )): Lo!gitdes de &ie%a de% motor e34erime!ta%

La com4araci5! de %os e!sayos dio %os argme!tos 4ara %%egar a %a co!c%si5!


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0igra )).: Co!smos es4ec#6icos de% motor e34erime!ta%

0igra ))/: Ba%a!ce de ca%or de% motor e34eri me!ta%, i!yecci5!i!directa

0igra )): Co!smos es4ec#6icos de% motor e34erime!ta%, i!yecci5!i!directa


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Los res%tados !m9ricos est'! a 6a7or de %a re%aci5! r% mayor ca!do se a%ime!ta e%mismo media!te i!yecci5! i!directa, tie!e ! re!dimie!to t9rmico m's a%to y a s 7e(6a7orece %a te!de!cia de% motor a so4ortar %a deto!aci5!) Esto se de&e a


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0igra ))F4 "otor de aeromode%ismo) Re%aci5! &ie%a-ma!i7e%a 4e


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5 Biliograf!a

- Vehicular Engine Design (Kevin L. Hoag), SAE 200

- !n"ernal #o$%us"ion Engine &un'a$en"als (ohn . He*+oo'), c -ra+Hill /

- achiner* Design (1e"er 2or"on), c -ra+ Hill 2003

- Design an' Si$ula"ion o4 &our S"ro5e Engines (-or'on lair), SAE ///

- E44ec" o4 "he 6a"io e"+een #onnec"ing7ro' Leng"h an' #ran5 6a'ius on 8her$al

E44icienc* (Su9u5i, Li:i$a, aehara, ori*oshi), SAE ;a;er200

- 6o' Leng"h 6ela"ionshi;s (ere S"ahl), 2o"a 8

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