Examen 2017, preguntas y respuestas PDF

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idem anterior....

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Preguntas de examen de motores Indicar en qué casos (según se desee mucha o poca potencia y/o baja o alta velocidad) se utiliza el motor de DOS o CUATRO tiempos y GASOLINA o DIESEL (Tachar en la tabla para los cuatro casos LAS DOS OPCIONES que NO procedan)

Muy poca potencia/velocidad alta Dos Diésel Gasolina tiempo Cuatro tiempos

Potencia media/ velocidad media Diésel Dos Gasolina tiempo Cuatro tiempos

Alta potencia/velocidad baja Diésel Dos Gasolina tiempo Cuatro tiempos

Potencia muy elevada/velocidad muy pequeña Diésel Dos Gasolina tiempo Cuatro tiempos

Razone por que los pistones (émbolos) del motor de un automóvil se realizan de aleaciones de aluminio y no en fundiciones de acero El émbolo o pistón se desplaza dentro del cilindro y recibe la fuerza de los gases durante la combustión. Se construyen de aluminio y no de fundición o acero porque es un material buen conductor del calor y de poca densidad, para que presente menor inercia en su movimiento alternativo. Si las válvulas de admisión y escape de un motor son de distinto diámetro. ¿Cuáles son mayores, las de admisión o las de escape? RAZONE Las de admisión son siempre mayor que las de escape, si se montan válvulas impares serán siempre mayor el número de admisión. Es más fácil sacar los gases quemados de una cámara de una combustión que meter aire fresco.

Que misión tiene la corona dentada que posee el volante de un motor La corona dentada engrana el piñón del motor de arranque, y en su cara opuesta al motor lleva un alojamiento donde se acopla el mecanismo del embrague. DOBLE PUNTACION. Un motor de cuatro cilindros tiene Carrera = 80 mm Calibre = 75 mm Volumen de la cámara de combustión = 36 cm3 Se pide: PONER LA AQUÍ LA SOLUCION Y LOS CALCULOS EN LA PARTE POSTERIOR DE LA HOJA. 𝑪𝒊𝒍𝒊𝒏𝒅𝒓𝒂𝒅𝒂 𝒖𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂 =

𝝅𝑫𝟐 · 𝑳 𝝅(𝟕, 𝟓)𝟐 · 𝟖 = 𝟑𝟓𝟑. 𝟒𝟑𝒄𝒎𝟑 → 𝟒 𝟒

Cilindrada del motor: 353.43 𝑐𝑚3 X 4 cilindros = 1413.68 𝑐𝑚3

.Relación de compresión: 𝑅𝑐 =

36 + 353.43 𝑉𝑐𝑐 + 𝑉𝑢 → = 10.81 𝑉𝑐𝑐 36

CUATRO PUNTOS: Obtener, deducir la ecuación que permite determinar el espacio recorrido por el pistón en función del ángulo girado por el cigüeñal, los parámetros geométricos del motor (longitud biela y carrera) PONER LA SOLUCION AQUÍ *Diapositiva 71/309

¿Cuándo durante el funcionamiento de un motor la aceleración de uno de sus émbolos es NULA en qué posición (PMS,PMI, mitad de la carrera….) aproximada se encuentra este embolo? RAZONES

Cuando la aceleración es nula, la velocidad es máxima, por lo que habrá 2 puntos de aceleración nula que estarán aproximadamente en Punto 1  L/2 Punto 2  3L/2 En el INSTANTE JUSTO de cerrarse la válvula de admisión en el cilindro número 3 de un motor cuyo orden de encendido es 1-3-4-2 que está ocurriendo en el cilindro DOS

Si en cilindro 3 se acaba de producir la admisión, en el cilindro 2 se acaba de producir la explosión o expansión (proceso 4) Dibujar el ciclo de OTTO y el ciclo DIESEL indicando las diferencias básicas entre ambas.

El diagrama circular de la distribución de un motor de gasolina, esta definido por los siguientes ángulos: AAA=45O , RCA= 600 ; AAE=600 ; RCE=300 ¿Qué ángulo recorre el volante de inercia desde que se abre la válvula de admisión de un cilindro hasta que se cierra la de escape del mismo cilindro

2 vueltas completas + 750 = 2·360+75=7950 Razone la necesidad del llamado retraso al cierre de la válvula de admisión de un motor. Se retrasa el cierre de la válvula debido que si al final de la primera carrera está ya cerrada la válvula de admisión, la presión dentro del cilindro seria inferior a la atmosfera, y por tanto si retrasamos el cierre de la válvula, seguirá cargándose el cilindro a causa de la inercia del flujo en el conducto de admisión.

¿Cuál es la diferencia básica entre un motor de cuatro tiempos y otro de dos tiempos? Los motores de 4 tiempos, son los que utilizan cuatro carreras del pistón para realizar las cuatro fases características (admisión, compresión, expansión, escape) y los motores de dos tiempos realizan las cuatro fases características en solo dos carreras del émbolo

¿Qué efecto se produce sobre el rendimiento de un motor de gasolina al aumentar la relación de compresión? En un motor de gasolina aumenta el rendimiento al aumentar la relación de compresión ƞ =1−

1 𝑟´(𝛾−1)

Donde r´es la relación de compresión El trabajo efectivo por ciclo y cilindro se obtiene con la siguiente expresión.

Indique el significado/ denominación de cada uno de los términos Vu: cilindrada Ρa: masa teórica de aire Ƞv: masa real del aire F: masa del combustible H: calor generado en la combustión ȠT: trabajo termodinámico Ƞd: trabajo indicado Ƞm: trabajo efectivo

DOBLE PUNTUACIÓN: Calcular el consumo especifico (gr/Kw·h) de un motor siendo n=4000rpm, par motor: 130 N·M, consumo: 18 Kg/hora 1. Primero calculo la potencia. P=T·ω

𝑃 = 130 ·

2𝜋·4000 60

= 54454,27 𝑊 → 54,454 𝐾𝑊

2. Una vez calculada la potencia, calculo el consumo 𝑚𝑐 𝑚𝑐 18 · 1000 𝒈 𝐶𝑒 = 𝑡 = ·𝒉 = = 𝟑𝟑𝟎. 𝟓𝟓 𝑇 𝑲𝒘 𝑝 54.454 𝑡

Concepto de trabajo indicado de un motor ¿Qué representa? Cuando se aplica una fuerza que vence una resistencia y produce movimiento. En el motor, es la fuerza que se aplica y hace mover el cuerpo. T (Julios)=2πr·F

DOBLE PUNTUACIÓN: Dibujar y comentar las TRES curvas características de un motor y sus puntos fundamentales



El par máximo coincide con el máximo llenado de los cilindors ~ƞv max  máxima fuerza de los gases



Este punto tangente a la potencia por el origen 𝑇 = 𝐾



No coinciden el régimen de: o Par máximo o Potencia máxima o Consumo minimo La potencia aumenta inicialmente hasta un máximo y luego decrece 𝜏𝑒𝑐𝑐 𝑁𝑒 = ; 𝑁𝑒 = 𝐾 · ƞ𝑣 · ƞ𝑚 · 𝑛 𝑡1𝑐





𝑁 𝑛

= 𝐾 · 𝑡𝑔𝛼

El consumo especifico es mínimo cuando el rendimiento es máximo.

DOBLE PUNTUACIÓN: Un motor de 4 tiempos con una potencia de 50 CV a 4000 rpm ¿Qué trabajo (en julios) realiza en media hora? Sabiendo que 1 watio = 1 J/s 1 CV=735.5 W 50·735.5 = 36775 W  36775 (J/s) 𝜔=

2𝜋 · 4000 = 418.88 𝑟𝑎𝑑/𝑠 60

30min·60 S = 1800 S *REVISAR-FALTA RESOLVER-Falta saber si hay que dividir, multiplicar o se queda así ¿Qué combustible es más volátil? ¿La gasolina o el gasoil? Indique la importancia que tiene esta circunstancia con la relación al sistema de alimentación del motor de gasolina y diésel El combustible más volátil es la gasolina, al no necesitar temperatura muy elevada, la alimentación es la mezcla de combustible-aire, sin embargo, el gasoil al ser mucho menos volátil, la inyección se realiza a porte debido a que necesita unas elevadas temperaturas para su evaporación   

Gasolina más volátil que el gasoil Gasoil más denso que la gasolina Gasoil menos volátil que la gasolina

¿Qué representa el índice de octano de un combustible? Utilidad El octanaje es una forma de hacer referencia a la capacidad de un combustible para no detonar cuando se halla sometido a grandes presiones. Cuánto más tarde en detonar, más octanaje. El índice de octano es una escala que mide la resistencia que presenta un combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando es comprimido dentro del cilindro de un motor. Cuanto mayor sea el índice de octano, mayores presiones soportara sin detonar, lo cual permite mayores relaciones de compresión. Esto hace que el rendimiento del motor sea mayor. El índice de octano mide la capacidad antidetonante de la gasolina, a mayor índice, mayor poder antidetonante. Diferencia fundamental entre el sistema de alimentación MONOPUNTO y MULTIPUNTO de un gasolina En el sistema multipunto hay tantos inyectores como cilindros, mientras que en el monopunto solo hay inyectores de gasolina en la admisión.

Que misión tiene el depósito de expansión del sistema de refrigeración RAZONAR Sirve de canal de escape de gases, evitando problemas de cavitación en radiadores Cite y explique brevemente DOS diferencias fundamentales y básicas entre sistema de inyector de gasolina y del motor de un coche usual Sistema de inyección diésel del motor de un camión A que se llama riqueza relativa de una mezcla de aire-combustible ¿es mayor en el motor de gasolina o en el motor de gasoil? RAZONE De que parámetros depende el rendimiento termodinámico de un motor de gasoil y como varia al modificar cada uno de ellos

¿Qué pasa si echamos gasolina a un motor diésel y viceversa? RAZONE Si echamos gasoil a un motor de gasolina, al ser menos volátil que la gasolina, no se produce la explosión, mientras que si echamos gasolina a un motor a un motor diésel, al ser más volátil, haría combustión antes de tiempo. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------El diésel hace combustión por fricción no por chispa por eso se necesita un cilindro largo, distinto con la gasolina que hace explosión con chispa, si le pones diésel a un motor de gasolina, primero se pueden tapar los inyectores y después nunca hará combustión, y el de diésel no podrá hacer explotar la gasolina porque no tiene el sistema de combustión necesario. Es por compresión, no por fricción...

TRES PUNTOS: Conocidas las coordenadas termodinámicas del punto correspondiente al final de la compresión (punto 2) en un ciclo OTTO, calcule las coordenadas termodinámicas del punto. Suponga los datos necesarios Explique el significado del par motor de un motor de 4 tiempos y 4 cilindros de gasolina ¿Cómo se podría obtener su valor conocido las características geométricas del motor y la presión de los gases en la cámara de combustión?

De un motor diésel de 6 cilindros, 4 tiempos se conocen los siguientes datos:    

Potencia efectiva: 180 CV Consumo específico: 160 g/CV·h Velocidad de giro del motor: 2400 rpm Densidad del combustible: 0.85 g/cm3

Se pide: masa, volumen de combustible suministrado por la bomba de inyección a cada cilindro durante el ciclo

Diferencial (misión) El diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda de un vehículo giren a velocidades distintas, según se encuentre tomando una curva hacia un lado u otro. Materiales de émbolos, radiadores y cigüeñal. RAZONE

Velocidad media en (m/s) de un pistón conocido   

Carrera: 160 mm N: 3000 rpm Potencia: 50 CV

Sabiendo que L=2r λ=R/L

P=T·ω 𝝎=

𝒓𝒂𝒅 𝟐𝝅 · 𝒏 𝟐𝝅 · 𝟑𝟎𝟎𝟎 → = 𝟑𝟏𝟒. 𝟏𝟔 𝟔𝟎 𝟔𝟎 𝒔

Tomo como ángulo α=900 De esta forma se me queda bastante simplificado quedando la velocidad lineal media como la velocidad angular por el radio del pistón siendo este la mitad de la carrera, tomando como un pistón cuadrado. 𝑣 =𝑟·𝜔 →

1𝑚 𝑚 160 𝑚𝑚 · · 314.16 = 25.13 2 1000𝑚𝑚 𝑠

Sistemas mecánicos para mover el árbol de levas. Dibujar 3 tipos, indicar las diferencias. Relación entre el par motor y el momento de vuelco de un motor. RAZONE Un motor cuya relación de compresión es 10, tiene una cilindrada de 1440 CC con 4 cilindros. ¿Qué relación de compresión tendrá si redujésemos la cámara de compresión de combustión en 4 CC mediante un rectificado?

Razona la necesidad del denominado avance a la inyección de un motor diésel.

Definir los siguientes parámetros en el ciclo de Atkinson    

Relación de compresión geometrica Relación de compresión efectiva Relación de corte Relación de presiones

Determinar en el ciclo Atkinson adjunto el valor de T6/T1 en función de los parámetros r,r´,rc y/o rp

Al aumentar la relación de corte de un motor diesel, que le ocurre al rendimiento. Pon un ejemplo práctico

¿La presión media efectiva de un motor es mayor cuando obtenemos el par máximo o cuando obtenemos la potencia máxima? RAZONA

En el banco de ensayos ¿Dónde y cómo se mide el gasoil?   

El consumo de gasoil Las rpm del motor El par motor

Indicar los elementos básicos representados en el dibujo adjunto ¿Qué diferencia de voltaje produce aproximadamente, entre el borne de una bujía de un motor típica de un turismo para provocar el salto de la chispa?

Tipos de cámaras de combustión

4 tiempos, P:50 CV, n: 4000 rpm, trabajo en julios en 30 min Según viene 1 min 60 seg. 30 min 60·30=1800 seg 𝑻 = 𝒎 · 𝟐𝝅 =

𝟓𝟎·𝟕𝟑𝟓,𝟓·𝟐𝝅 𝟐𝝅 𝟔𝟎

𝟒𝟎𝟎𝟎·

=551.63 J/vuelta

Si la carrera de un motor tiene 4 tiempos y vale 75 mm y el eje del árbol de levas gira a 2000 rpm ¿Qué velocidad media lleva el piloto? 𝑒 2𝐿 = 𝑉𝑚 = = 𝑡 𝑡𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎𝑠

𝑚 2 · 0,075 =5 1 60 𝑠 𝑠 𝑟𝑒𝑣 · 1𝑚 2000 𝑚

4 tiempos, válvula de escape abre 0.012 seg/rev, la velocidad del árbol de levas?? ω= 0.012 s/rev

1 60 𝑠𝑒𝑔 0.012 1 𝑚𝑖𝑛

= 5000 𝑟𝑝𝑚

Un motor de 4 tiempos cuando el cigüeñal de 2 vueltas completas el árbol de levas da una vuelta. La velocidad del cigüeñal será 1000 rpm, el doble Potencia?? Consumo?? Datos: n:2000rpm, 600Km, 60 Km/h,ρ: 0.8 Kg/l, saco los datos de la gráfica

𝒓𝒂𝒅 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒓𝒆𝒗 𝟐𝝅 𝟏 𝒎𝒊𝒏 · · = 𝟐𝟎𝟗. 𝟒𝟒 𝟏 𝒎𝒊𝒏 𝟏𝒓𝒆𝒗 𝟔𝟎 𝒔 𝒔

𝑷

P=T·𝝎  𝑻 = 𝝎 →

𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒘 𝟐𝟎𝟗.𝟒𝟒

=381.97 N·m

Ce: mc/Ne  mc=Ce·Ne  230 g/Kw·h · 80 Kw = 18400 g/h 𝟏𝒉

t: 600 km·𝟔𝟎𝒌𝒎 = 𝟏𝟎 𝒉

consumo 18400 g/h · 10 h= 184000 g= 184 Kg consumo en litros:

𝟏𝟖𝟒𝑲𝒈 𝟎.𝟖𝑲𝒈/𝒍

= 𝟐𝟑𝟎 𝒍

Explique el significado físico del rendimiento volumétrico de un motor

Riqueza relativa ¿mayor en gasolina o gasoil? Mayor riqueza en gasolina (0.85-1.15) mietras que en gasoil es de (0.2-0.7) Que efecto produce si a un motor de gasolina que utiliza normalmente gasolina súper le pones gasolina normal SI el vehículo es inyectado (sin carburador) necesita gasolinas de alto octanaje para poder funcionar correctamente. Estas gasolinas tiene retardadores y aditivos necesarios para una correcta combustión, en una auto moderno con una compresión alta una gasolina de bajo octanaje (Súper) generaría posibilidades de detonaciones y combustiones a destiempo. Eso en el auto se expresaría como tironeo o golpes por mala combustión

Explique brevemente el funcionamiento de turbina-compresor SIETE PUNTOS: A un régimen de velocidad de 3000 rpm la potencia efectiva de un motor Diésel de 4 tiempos es de 120 Kw y un consumo especifico es de 280 gr/Kw·h Otros datos:    

Velocidad de aire: 1,23 Kg/m3 Rendimiento volumétrico: 0,79 Riqueza relativa d 0,79 Riqueza estequiometrica:1/15

Se pide: 1. Cilindrada del motor 2. Carrera de un cilindros

¿A qué se le denomina cámara de turbulencia en un motor diésel? Justifica la necesidad de su utilización? Procesos que se está produciendo en el cilindro de un motor de 2 tiempos cuando el pistón esta YA HA INICIADO LA CARRERA DE ASCENSO, muy cerca del punto muerto inferior

Razone la necesidad del denominado avance a la inyección en un motor DIESEL

Al aumentar la relación de corte en un motor diesel que le ocurre al rendimiento. Poner un ejemplo práctico.

Examen de motores 2014 Para los motores de turismos de potencia similar, el volante de inercia es:   

+ grande de gasoil + grande de gasolina Igual

Necesita más fuerza y más potencia. Para mover a partir de del cigüeñal el distribuidor del motor se usan 3 tipos de de mecanismos, indica los tres y diferencia entre ellos.

Consumo especifico de turismo de 5 plazas con 0.245 g/Kw·h 245 Par motor: 100 N·m Potencia: 10.000 W -100.000 W Conocidas coordenadas finales de compresión del ciclo diésel, decir coordenadas termodinámicas punto 3. Suponer datos

Parámetros de los que depende el rendimiento termodinámico global y como varia cada uno al modificarlos: ƞ𝒕 =

𝑾𝒕 (𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐 𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐) 𝑸𝒔𝒆 (𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒐𝒃𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒐)

Problemas y solución al ciclo de Carnot. Los problemas están en el punto 4-1 (compresión) ya que es difícil el proceso de condensación (3-4) y llegar justo al punto 4, por lo que llegar al punto inicial, también es difícil u aunque consigamos esto, no existe compresión que funcione para que toda la mezcla liquido-vapor, se convierte en liquido saturado. La solución es condensar hasta vaporización (punto 5) y se sustituye el compresor por una bomba que comprime el líquido hasta la presión de entrada de la caldera.

De entre los siguientes valores de par de motor cual puede ser el correcto para el motor de un vehículo tipo turismo de 5 plazas. 10 Kp·m De entre los siguientes valores de cilindrada de un motor, indica cual puede ser el correcto para el motor de un vehículo tipo turismo de 5 plazas. 1500 cm3 De entre los siguientes valores de consumo especifico de un motor, cual puede ser el correcto para el motor de un vehículo tipo turismo de 5 plazas. 185 g/Kw·h De entre los siguientes valores de potencia cual puede ser el correcto para un motor de un turismo de 5 puertas. 80 Kw ¿Qué función tienen las bujías de precalentamiento en el motor diésel? Razone la respuesta Son dispositivos que se utilizan para facilitar el arranque de los motores diésel, cuando el motor está apagado, la cámara de combustión esta fría y el gasoil no se inflama, por ello esta bujía aporta un aporte de calor en la cámara de combustión que al entrar en contacto el aire con el gasoil inyectado lo evaporado e inflama, provocando el arranque de motor de combustión interna de diésel. Tipos de distribución:   

Lateral OHV Cabeza OHC Doble en cabeza DOHC

Consumo especifico de un turismo con 0.245 g/Kw·h Par motor 100 N·m Diferencia entre inyección de gasoil y gasolina Qué pasa si el cigüeñal gira 90º?? Que el árbol de levas gira 45ª Tipos de engranajes entre el cigüeñal y el árbol de levas:   

Engranajes Correas Cadenas

Función de las bujías de los motores diésel: Facilitan el arranque calentando previamente el aire que se encuentra en la cámara de combustión

Riqueza: es la relación entre la masa de combustible y la masa de aire en la mezcla. F=mc/ma Riqueza estequiometria para que ni sobre ni falte tanto combustible como aire. ¿Por qué es necesaria una relación de compresión en los motores diésel? Se necesita que el aire este caliente Rendimiento volumétrico Relación entre la masa del cilindro real al cerrar la válvula, y la masa ideal que podríamos tener en condiciones idóneas.

Instante justo de cerrarse la válvula de admisión en cilindro de 3 de motor orden encendido 1-3-4-2 (¿Qué ocurre en el 2? Diagrama circular distribución en gasolina AAA:45º RCA:60º RCE: 30º ¿ángulo que recorre el volante desde la apertura de admisión hasta que cierra del mismo cilindro.

Razone el retraso en cierre de la válvula de admisión de un motor. Para evitar que la presión dentro del cilindro caiga debajo de la atmosférica. Con este retraso seguirá cargándose el cilindro debido a la inercia del fluido.

Poca potencia y velocidad alta  gasolina/dos tiempos Potencia media y velocidad media  gasolina/4 tiempos Alta potencia y velocidad baja  diésel/cuatro tiempos Potencia muy elevada y velocidad muy baja  Diésel/dos tiempos

Razone porque los pistones del motor de un automóvil se realizan en aleación de aluminio y no de acero o fundición.

¿Son más grandes las válvulas de admisión o las de escape? Razone Son mayores las de admisión. Para el escape no es necesaria una válvula de mayor diámetro ya que los gases son empujados por el pistón. En la admisión nada empuja al aire o al combustible a entrar y se hace más grande para facilitar la entrada. Misión de la corona dentada del volante de un motor. Para engranar el motor eléctrico de arranque. Motor 4 cilindros /carrera de 80 mm/ calibre 75 mm/Vcc: 32 cm^3 Diferencia entre un motor de 4 tiempos y uno de 2 tiempos. U...