EJERCICIO Nº 1

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
IIMPI – FING – UDELAR
PRACTICO Nº 4
EJERCICIO Nº 1
Examen Julio 2002 – Parte a.
Un motor de encendido por chispa de cuatro tiempos y 8 cilindros DxL=90x95 mm, girando a 3700rpm y
con una relación de compresión de 9:1 entrega 120hp al freno.
Las condiciones en el múltiple de admisión son: pi=0,9kg/cm2 y Ti=35ºC.
Siendo el rendimiento volumétrico referido a éste de 80%. Considerar que el combustible tiene un Qvi de
10.200kcal/kg.
a) Calcular la relación de equivalencia combustible aire (Φ)
b) Determinar el consumo específico (Ce).
EJERCICIO Nº 2
Se esta diseñando un motor Diesel con las siguientes características:
Diámetro del pistón D=90mm; Carrera del pistón L=95mm; Relación de compresión r=21.
En el múltiple de admisión se tendrá una pi=1,5bar y Ti=20ºC, mientras que el rendimiento volumétrico
será de 110%.
Se trabajará con un combustible con Qpi de 45.420,35kJ/kg y r q=0,0672.
La relación de presiones p3/p1=80 y el Φ=0,75. Para este diseño se desea obtener un Torque de 36kgm
girando el motor a 2000rpm.
a) Calcular el número de cilindros (Z) necesarios para poder suministrar el torque requerido. Hallar
para esa cantidad de cilindros cual será el torque realmente entregado (Treal).
b) Si se quiere que el motor alcance los 110hp a 2000 rpm, calcular cual debe ser la relación de
equivalencia combustible aire (Φ)
c) Determinar la composición de los humos en las condiciones de b.
d) Hallar la temperatura de los humos en el múltiple de escape si las pérdidas de calor se estiman en
un 30% de la energía que ingresa con el combustible.
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PRACTICO Nº 4
EJERCICIO Nº 3
Examen 20 Diciembre 2004 - modificado
Un motor Diesel cuatro tiempos, turboalimentado y post-enfriado, tiene las siguientes características
geométricas: DxL=132mmx145mm; r=14; Z=6
El mismo trabaja con una relación de presiones p3/p1=50; entregando una potencia (bhp) de 300kW;
girando a una velocidad N=2100rpm; Su consumo específico es Ce=214g/kWh; y el combustible tiene un
Qpi=10.200kcal/kg.
Las condiciones del ambiente son po=103kPa y To=15ºC. El rendimiento volumétrico referido al múltiple es
85%. El combustible se encuentra a 25ºC.
a) Calcular la relación de equivalencia combustible aire en el punto de funcionamiento dado
b) Calcular la densidad del aire en las condiciones del múltiple (ρi) y la relación de compresión del
turboalimentador (pi/po) sabiendo que la temperatura en el múltiple de admisión es de 45ºC.
c) Determinar el calor que es intercambiado en el post-enfriador siendo el rendimiento adiabática
del compresor es 0,85. Sabiendo que las pérdidas por la refrigeración se estiman en el 25% de la
energía que ingresa con el combustible, a la vez que las pérdidas debido a radiación y convección
son del orden del 2% de la energía que ingresa con el combustible hallar la energía de los humos.
Dibujar un diagrama de Sankey del motor.
EJERCICIO Nº 4
Examen 24 Febrero 2007 - modificado.
Un motor Diesel cuatro tiempos con las siguientes características geométricas:
DxL=97mmx133mm; r=17; Z=4.
Trabaja con p3/p1=70; entregando bhp= 67hp; a una velocidad N=2000rpm;
El combustible tiene un Qpi=10.200kcal/kg.
Las condiciones en el múltiple son pi=101,3kPa y Ti=25ºC. El rendimiento volumétrico referido al múltiple
es 80%.
a) Calcular la relación de equivalencia combustible aire y el consumo específico de combustible en el
punto de funcionamiento dado.
b) Determinar cual será la temperatura luego de la compresión suponiendo que esta es isentrópica.
c) Calcular la temperatura adiabática de llama y la composición de los humos de combustión.
d) Sabiendo que las pérdidas totales por refrigeración, radiación y convección son el 32% de la
energía que ingresa con el combustible, calcular la temperatura de los gases en el escape.
MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
IIMPI – FING – UDELAR
PRACTICO Nº 4
EJERCICIO Nº 5
Se dispone de un motor cuatro tiempos de encendido por chispa con las siguientes características
geométricas: DxL=82mmx75,1mm; Z=4. En éste, el combustible ingresa con una relación de equivalencia
combustible aire de 1,1 y puede considerarse iso-octano (r q=0,0683 ; Qvi=44.821,9kJ/kg).
Se sabe que el motor entrega una potencia máxima de 72hp girando a 5600rpm. En estas condiciones de
operación la mezcla ingresa al cilindro a una presión pi=0,95bar y a una temperatura Ti=15ºC. El
rendimiento volumétrico referido al múltiple de admisión es ηv=0,805.
a) Calcular la relación de compresión.
b) Determinar cual será la temperatura luego de la compresión suponiendo que ésta es isentrópica.
c) Calcular la temperatura adiabática de llama y la composición de los humos de combustión.
Comenzar la iteración con Tad=3000K.
d) Determinar cual será la temperatura luego de la expansión suponiendo que ésta es isentrópica.
e) Si se estima que las pérdidas por refrigeración, convección y radiación alcanzan el 32%,
determinar la temperatura que tendrán los gases en el escape.