Facultad de Ingeniería Naval y Ciencias del Mar SÍLABO 1. GENERALIDADES 1.1. Denominación de Asignatura 1.2. Código 1.3. Fecha de Aprobación 1.4. Aplicado en el Periodo 1.5. Versión 1.6. Autor 1.7. Régimen de Estudio 1.8. Obligatorio/Electivo 1.9. Área Académica/Escuela 1.10. Ciclo 1.11. Créditos 1.12. Total de horas semanales 1.13. Horas de Teoría 1.14. Horas de Práctica/Laboratorio 1.15. Tipo de Evaluación 1.16. Pre-requisitos : MOTORES MARINOS I : MMM801 : 22/07/2010 :2010-II :1 :FINMAR :REGULAR :OBLIGATORIO : ING. MARITIMA : VIII : 3 : 4 : 2 : 2 : B : PRACTICA DE TALLER DE MAQUINAS 2. SUMILLA El desarrollo de esta asignatura tiene el propósito de alcanzar logros significativos en los alumnos, para hacerlos más competentes en el aprendizaje de Motores de combustión interna y sus Aplicaciones a bordo y donde estudiaremos los siguientes temas: Ciclo Otto, diesel y mixto Motores de dos y cuatro tiempos Diagramas Componentes principales de un motor Potencia Eficiencia Cámara de combustión, gases Inyectores, bomba de inyección Sistema de refrigeración y lubricación Vibraciones, fallas Nuevos diseños de motores de combustión interna Reducción de niveles de porcentajes de azufre en los gases de combustión, para evitar la contaminación atmosférica 3. OBJETIVOS GENERALES Que cada alumno comprenda las transformaciones de energía en los motores de Combustión Interna especialmente los Diesel y los problemas mecánicos que los afectan. 4. LA METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA El desarrollo de la asignatura se efectuara mediante exposiciones orales de la teoría, prácticas en laboratorio, visitas a bordo, talleres y fundiciones, separatas y trabajos de investigación de los alumnos. 5. EVALUACIÓN DE APRENDIZAJE: B Asignaturas de especialidad cuyo contenido temático comprende teoría y/o tecnología profesional y que por su naturaleza requieren de trabajos supervisados. El Promedio final de la Asignatura será: PF EP 2 EF PP 4 Donde: EP = Examen Parcial EF = Examen Final PP = Promedio de Prácticas El número de prácticas es 5 (cinco). Puede eliminarse la nota más baja de las cinco. El promedio de prácticas de las Asignaturas tipo B se determina en función de las prácticas desarrolladas en las horas asignadas para este fin. La programación de estas prácticas debe comprender: 3 prácticas de Aula antes del Examen Parcial. 2 prácticas de Aula antes del Examen Final. Entonces, el promedio de Prácticas será: 4 PP P i 1 4 i 6. UNIDADES Y CONTENIDOS TEMÁTICOS POR SESIÓN 6.1. PROGRAMA SEMANAL (CLASES) SEM. 01 02 HRS. 03 03 TEMAS INTRODUCCIÓN Componentes principales de un motor de combustión interna reciprocante.- Nomenclatura Clasificación de los motores de combustión interna (MCI) Nomenclatura a utilizarse CONCEPTOS BASICOS DEL MCI RECIPROCANTE El motor de encendido por chispa ciclo OTTO teórico.Ciclo real.- Eficiencias El motor de encendido por compresión.- Ciclo DIESEL teórico.- Ciclo real.- Eficiencias Comparación entre los motores de encendido por compresión. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA 7.1-7.6 7.1-7.6 PASO 1 03 04 05 06 03 03 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA Campos de aplicación de los motores de encendido por chispa y de encendido por compresión El motor Diesel de propulsión marina.- Estado de la técnica actual, potencias máximas por unidad de velocidad de rotación Breve descripción de motor de propulsión marina de media y alta potencia tipo. FACTORES DE FUNCIONAMIENTO Diagrama indicado.- El indicador de diagramas.- Presión media indicada.- Potencia indicada. Potencia efectiva o potencia al freno.- Medición de la potencia al freno.- Dinamómetros Presión media efectiva al freno Potencia absorbida por las resistencias previas 7.1-7.6 7.1-7.6 03 PERDIDAS, BALANCE TERMICO Pérdidas en la combustión Pérdidas en los gases de escape Pérdidas en el agua de refrigeración Balance térmico y eficiencias.- Diagrama de Sankey Energética de un motor marino tipo 7.1-7.6 03 COMBUSTIBLES Y COMBUSTION Combustibles utilizados en los motores de combustión interna.- Características La detonación número de octanos aditivos antidetonantes Auto ignición de los petróleos.- Número de cetano Poder calorífico Balance estequiométrico de la combustión El aire atmosférico como agente comburente 7.1-7.6 COMBUSTIBLES Y COMBUSTION (Continuación) El exceso de aire y la relación de aire/combustible 7.1-7.6 PASO 2 07 03 Pérdidas en el proceso de combustión Gases de combustión.- Analizador de gases de escape y sus aplicaciones Problemas resueltos mediante el uso de tablas y diagramas de gases. 08 03 DIMENSIONAMIENTO DEL DIAMETRO Y CARRERA DE UN IMCI Potencia al freno requerida.- Consumo de combustibles Volumen de aire real requerida para combustión Relación carrera diámetro Determinación del diámetro y la carrera de los cilindros Influencia del número de cilindros y velocidad de rotación Estudio de caso tipo en los motores marinos. 09 03 DIMENSIONAMIENTO DEL DIAMETRO Y CARRERA DE UN IMCI Potencia al freno requerida.- Consumo de combustibles Volumen de aire real requerida para combustión Relación carrera diámetro Determinación del diámetro y la carrera de los cilindros Influencia del número de cilindros y velocidad de rotación Estudio de caso tipo en los motores marinos. 10 03 EXAMEN PARCIAL 11 03 VARIACIONES Y EQUILIBRIO DE UN MCI Vibraciones del motor Equilibrio del cigüeñal Fuerzas alternativas del primer orden y segundo orden Orden de encendido Vibraciones de torsión y de flexión Análisis del cigüeñal de un motor marino tipo 7.1-7.6 7.1-7.6 7.1-7.6 EL SISTEMA DE REFRIGERACION Objeto de la refrigeración Refrigeración por agua.- Sistemas usados Refrigeración por aire Regulación de la refrigeración 12 03 EL SISTEMA DE LUBRICACION .- EL SISTEMA DE SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE Objeto de la lubricación Cómo se realiza la lubricación Cálculo de la variación del TBN Sistemas de lubricación Componentes del sistema de suministro de combustible del motor. PASO 3 13 03 EL SISTEMA DE INYECCION Y CONTROL Objetivo del sistema de inyección de combustible Análisis gráfico del proceso de inyección Descripción detallada del sistema de inyección de un motor marino tipo Descripción de los diferentes sistemas de inyección y sus componentes Bombas de inyección.- Descripción de bombas tipos Toberas de inyección.- Descripción de toberas tipo PASO 4 7.1-7.6 14 15 03 OPERACIÓN DE LOS MCI A CONDICIONES VARIABLES Curvas de operación características Influencia de la velocidad de rotación sobre la potencia desarrollada, el troqué y la eficiencia. Influencia de las condiciones ambientales La sobrealimentación.- Sobrealimentadores tipo. 7.1-7.6 03 OPERACIÓN DE LOS MCI A CONDICIONES VARIABLES (CONTINUACIÓN) Operación de los motores a cargas variables Sistemas de regulación Análisis de otros factores que influyen sobre el funcionamiento del motor. 7.1-7.6 16 03 17 03 18 03 19 20 03 03 REQUERIMIENTOS DE MAQUINAS AUXILIARES PARA LA OPERACIÓN DE UN MOTOR DE PROPULSION MARINO TIPICO Sistema de Lubricación Sistema de Combustible Sistema de aire comprimido Sistema de agua de mar Sistema de agua dulce PASO 5 VISITA ABORDO PARA RECONOCIMIENTO DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE LA MAQUINA PRINCIPAL INSTRUMENTOS DE MEDIDA Y CONTROL NECESARIOS PARA LA PLANTA DE PROPULSION Y VALORES TIPICOS Termómetros, Manómetros, Termostatos, Presos tatos, Servomecanismos, Electroválvulas, Tacómetros, Analizadores de gases, Torquímetros y otros dispositivos de protección. DESMONTAJE Y MONTAJE DEL MOTOR DIESEL Laboratorio 7.1-7.6 7.1-7.6 7.1-7.6 EXAMEN FINAL EXAMEN SUSTITUTORIO 6.2. PROGRAMA SEMANAL (PRÁCTICAS) SEM. HRS TEMAS 1 02 Componentes principales de un motor de combustión interna reciprocante.Nomenclatura TIPO DE PRÁCTICA 2 02 CONCEPTOS BASICOS RECIPROCANTE 3 02 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DEL MCI 4 02 5 02 6 02 7 02 El indicador de diagramas PERDIDAS, BALANCE TERMICO COMBUSTIBLES Y COMBUSTION Gases de combustión.- Analizador de gases de escape y sus aplicaciones Potencia al freno requerida.- Consumo de combustibles Volumen de aire real requerida para combustión 8 02 9 02 10 02 EXAMEN PARCIAL 11 02 Vibraciones del motor Equilibrio del cigüeñal Fuerzas alternativas del primer orden y segundo orden Orden de encendido 12 02 Refrigeración por agua.- Sistemas usados 13 02 EL SISTEMA DE INYECCION Y CONTROL CONFERENCIA CASTROL OPERACIÓN DE LOS CONDICIONES VARIABLES MCI A 14 02 15 02 Análisis de otros factores que influyen sobre el funcionamiento del motor. 02 REQUERIMIENTOS DE MAQUINAS AUXILIARES PARA LA OPERACIÓN DE UN MOTOR DE PROPULSION MARINO TIPICO 17 02 VISITA ABORDO PARA RECONOCIMIENTO DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE LA MAQUINA PRINCIPAL 18 02 DESMONTAJE Y MONTAJE DEL MOTOR DIESEL Laboratorio 19 20 02 02 EXAMEN FINAL EXAMEN SUSTITUTORIO 16 - 7. BIBLIOGRAFIA 7.1 ADAMS, ORVILLE. MOTORES DIESEL. BARCELONA, GUSTAVO GILI, 1967 7.2 ERPELDING, NL. REPARACION Y PUESTA A PUNTO DE MOTORES DIESEL. BARCELONA, MARCOMBO, 1976 7.3 SCHWARZBOCK, ERNESTO. ESCUELA DE MOTORES DIESEL. BUENOS AIRES, BORCHARDT, 1952 7.4 THIESSEN, FRANK; DALES, DAVIS. MANUAL DE MECANICA DISEL. MEXICO D.F., PRENTICE-HALL, 1990 7.5 OBERT, EDAWARD F. MOTORES DE COMBUSTION INTERNA ANALISIS Y APLICACIONES. MEXICO D.F. CONTINENTAL 1970 7.6 GIACOSA, DANTE. MOTORES ENDOTERMICOS BARCELONA, HOEPLI, 1970 8. REQUERIMIENTO DE EQUPOS Se usará medios y materiales didácticos como: Multimedia Separatas. Guías de trabajo. Videos de instrucción.