Motores de Combustión Interna Tema IV: “Procesos Reales de los motores de Pistón. Proceso de Compresión” Conferencia No 5: Proceso de Compresión Profesor: MSC. Nayví Ferrer Frontela

SUMARIO Bibliografía Proceso de compresión. Influencia de algunos factores en el exponente politrópico de compresión. Movimiento de la carga fresca. Bibliografía Jovaj, Motores de Automovil José Luis Reyes, Teoría de MCI

OBJETIVOS Conocer la forma que se desarrolla el proceso de compresión. Conocer los factores que influyen en el proceso de compresión.

Cómo ocurre este proceso? Se alcanza un aumento de la diferencia de temperatura Se realizan los ciclos reales Se mejora la inflamabilidad y la combustión del combustible. Permite obtener un gran trabajo durante la expansión de los productos de la combustión Mejora la economía en el funcionamiento del motor. 4

Comienza cuando termina la admisión Proceso de compresión Comienza cuando termina la admisión Aumento de la temperatura y presión de la mezcla fresca dentro del cilindro. El valor de la presión y temperatura en el proceso de compresión depende fundamentalmente de la relación de compresión En los motores de carburación como se comprime una mezcla de aire combustible el valor de la relación de compresión está limitado. Antes de que el pistón llegue al punto muerto superior salta la chispa. El ángulo de giro del cigüeñal desde que salta la chispa hasta que el pistón llegue al punto muerto superior se denomina ángulo de Avance al Encendido. El tramo d-c’se denomina período de demora a la inflamación. El aprovechamiento óptimo del calor se consigue cuando la masa fundamental de la mezcla se quema cuándo el émbolo está cerca del PMS; es decir con un avance al encendido. 5

El exponente politrópico durante la compresión es variable aunque para los cálculos termodinámicos se supone constante Adiabática irreversible PvK = cte Pvn = cte n = K Tg > Tpared, n>K Tg < Tpared, n<K Tg = Tpared, n=K Comp. Q = VA Q1 Suministrado al gas < Q2 Expulsión de calor (Q2C – Q1C) No es grande 6

Durante todo el proceso de compresión El suministro de calor al gas Q1c es menor que la expulsión de calor Q2c, La diferencia entre las magnitudes no es grande y el proceso real de compresión es cercano al adiabático. Las pequeñas pérdidas (Q2c – Q1c) que tienen lugar durante la compresión, existen fugas, es decir, escape de gases a través de los lugares no hermetizados (aros y válvulas). 7

Parámetros del Proceso de Compresión Temperatura. Presión al final de la compresión, si se supone que la compresión termina en el PMS y además el proceso es politrópico con un índice politrópico medio n1 8

Dificultad en el proceso de combustión Aumento de la relación entre la superficie de las paredes de la cámara de combustión y el volumen del cilindro. Aumento de la velocidad del movimiento de la carga. Aumento de la fuga de gases Aumento de la extracción de calor de la carga Disminución de n1 Dificultad en el proceso de combustión

Factores que Influyen en el proceso de compresión Intensidad de Enfriamiento. Enfriamiento es por aire, Las superficies de las paredes tienen altos valores de temperaturas y las pérdidas en calor es menor. (Es mayor la temperatura de transmisión de calor, el Qext de la carga es menor y aumenta n1) Enfriamiento es por agua La pérdida de calor depende de la temperatura de esta y el de las paredes un aumento de la intensidad de enfriamiento, provoca una disminución de n1. 10

La razón entre la superficie de la cámara de combustión y el volumen del cilindro (Ac/Vh) ¿Qué sucede si los pistones y culata del motor son confeccionados de aluminio?. Si Ac/Vh aumenta, n1 disminuye ya que al aumentar las pérdidas de calor la relación Ac/Vh mínima se logra para cámara esféricas 11

Estado técnico del grupo cilindro – pistón El desgaste del cilindro provoca fuga de mezcla durante la compresión y n1 disminuye 12

Aumento de las RPM Reduce el tiempo de extracción del calor y disminuyen las fugas de mezclas a través de los aros y n1 aumenta. 13

Cantidad de carga que entra en el cilindro. Si aumenta Gc / As, disminuye las pérdidas de calor y n1 aumenta Diesel Si Gc aumenta, disminuye Gc / As, aumenta las pérdidas de calor y n1 disminuye. Carburación, Si Gc aumenta, aumenta Gc / As, disminuye las pérdidas de calor y n1 aumenta 14

Sobrealimentación Pk, Tk. Si aumenta Pk, aumenta Gc / As, disminuye las pérdidas de calor y n1 aumenta 15

16 Resumen Factores Argumentación n1 Intensidad del enfriamiento Enfriamiento es por aire, Las superficies de las paredes tienen altos valores de temperaturas y las pérdidas en el Qext de la carga es menor ) aumenta Enfriamiento es por agua La pérdida de calor depende de la temperatura de esta y el de las paredes un aumento de la intensidad de enfriamiento, provoca una disminución de n1. Disminuye (Ac/Vh) si los pistones y culata del motor son confeccionados de aluminio Si Ac/Vh aumenta, ya que al aumentar las pérdidas de calor la relación Ac/Vh mínima se logra para cámara esféricas disminuye Estrada técnico del grupo cilindr-pistón El desgaste del cilindro provoca fuga de mezcla durante la compresión Aumento de las RPM Reduce el tiempo de extracción del calor y disminuyen las fugas de mezclas a través de los aros Cantidad de carga que entra al cilindro Carburación : Si Gc aumenta, aumenta Gc / As, disminuye las pérdidas de calor Aumenta Si Gc aumenta, disminuye Gc / As, aumenta las pérdidas de calor y. Sobrealimentación Si aumenta Pk, aumenta Gc / As, disminuye las pérdidas de calor 16

Forma que se desarrolla el proceso de compresión. Conclusiones Forma que se desarrolla el proceso de compresión. Factores que influyen en el proceso de compresión. 17