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equipos
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Ing. Tinoco Rondán, Andrés Reporte Técnico N° 1 Pág. 1
INGENIERIA INDUSTRIAL
INDUSTRIAL ENGINEERING
ENGENHARIA INDUSTRIAL
REPORTE TÉCNICO N°5
TECHNICAL WORKSHOP N°5
RELATÓRIO TÉCNICO
COURSE : Industrial Equipment and Maintenance
PROFESSOR : Eng. Tinoco Rondan Andrés E-MAIL : atinocoings@gmail.com STUDENT : Eng. Orellana Ferro, Roberto E-MAIL : orellanaferro@gmail.com
Motor a Combustión Interna
Internal Combustion Motor
Motor de Combustão Interna
LIMA, 02 de Mayo 2015
Ing. Tinoco Rondán, Andrés Reporte Técnico N° 1 Pág. 2
MEMO Nº 001-EIM-2015
A : Ing. Tinoco Rondan Andrés
De : Ing. Orellana Ferro, Roberto Asunto : Motor de Combustión Interna
Fecha : 02de Mayo del 2015
El siguiente informe que tiene como finalidad el dar a conocer lo investigado en el taller
de metalmecánica con respecto a los motores de combustión interna. En el informe se
mostrará las proyecciones isométricas y así como también la ficha técnica; en donde se
describe las especificaciones de fabricación, diseño y los costos de operación. Sin nada
más que agregar, se agradece la revisión de este informe.
Atentamente
________________________________
Ing. Orellana Ferro, Roberto
Ing. Tinoco Rondán, Andrés Reporte Técnico N° 1 Pág. 3
INTRODUCCION
La tendencia en la industria es construir plantas cada vez más grandes con equipos de un solo
componente, más grande y confiable.
La confiabilidad del equipo rotatorio siempre se debe definir en términos de la duración esperada
de la planta y el tiempo de amortización requerido para producir utilidades al propietario. Por
ejemplo, muchas plantas de productos químicos tienen una duración de cinco años o menos,
pues el proceso ya será anticuado al cabo de ese tiempo, mientras que las refinerías o las plantas
petroquímicas tienen un tiempo de amortización de diez a quince años o más.
El “corazón” de muchos procesos y el que más problemas puede ocasionar es el motor de
combustión interna. Cuando se selecciona un motor, es indispensable contar con todas las
condiciones del proceso para su examen. Si hay algún especialista en la planta, debe estar
informado de esas condiciones; de no hacerlo, ha de ocasionar infinidad de problemas.
Ing. Tinoco Rondán, Andrés Reporte Técnico N° 1 Pág. 4
MARCO TEORICO
El motor de combustión interna funciona con base a los siguientes principios:
Primera ley de la
termodinámica: de acuerdo con
esta Ley, el motor de
combustión interna convierte la
energía calorífica producida en la
explosión de la mezcla aire
combustible, en energía mecánica.
Segunda Ley de la Termodinámica:
El motor sólo puede convertir una
parte del calor en esfuerzo
mecánico útil, las restantes partes
se disipan en otras formas no
aprovechables de energía, este
fenómeno se conoce como
“eficiencia térmica del motor”.
Ley combinada de Boyle-Charles: Esta Ley considera que la combustión debe
realizarse en condiciones de alta presión para que la energía liberada en
la explosión produzca fuerza expansiva suficiente y este proceso tenga
mayor eficiencia.
Un motor de combustión interna basa su funcionamiento, como su nombre lo indica, en
el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cámara
cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presión y generar con suficiente potencia
el movimiento lineal alternativo del pistón.
Este movimiento es transmitido por medio de la biela al eje principal del motor o
cigüeñal, donde se convierte en movimiento rotativo, el cual se transmite a los
mecanismos de transmisión de potencia (caja de velocidades, ejes, diferencial, etc.) y
finalmente a las ruedas, con la potencia necesaria para desplazar el vehículo a la velocidad
deseada y con la carga que se necesite transportar.
Mediante el proceso de la combustión desarrollado en el cilindro, la energía química
contenida en el combustible es transformada primero en energía calorífica, parte de la
cual se transforma en energía cinética (movimiento), la que a su vez se convierte en
trabajo útil aplicable a las ruedas propulsoras; la otra parte se disipa en el sistema de refrigeración y el sistema de escape, en el accionamiento de accesorios y en pérdidas
por fricción.
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TIPOS
MOTORES DE DOS TIEMPOS
El motor de dos tiempos fue el primer
motor de combustión interna que se
construyó. La fabricación,
mantenimiento y funcionamiento es
mucho más sencillo que el motor de
cuatro tiempos, a continuación
explicaremos sus partes básicas y el ciclo
de funcionamiento. Para la construcción
de un motor de dos tiempos nos
podemos basar en dos ciclos, el Otto y
el Diésel. En este apartado solo
citaremos el motor de dos tiempos de
Otto, ya que el Diésel no se utiliza hoy
en día.
Compresión: el pistón cierra las lumbreras de admisión y escape y comprime
la mezcla de aire – gasolina – aceite dentro del cilindro.
Preadmisión: la lumbrera de admisión es descubierta por el pistón y la succión
creada éste en su carrera de ascenso obligando a la mezcla del carburador a
ingresar al cárter.
El pistón llega al PMS
completando una carrera en
tanto el cigüeñal ha girado
180°.
Carrera descendente de PMS
a PMI.
Explosión: en el momento de
máxima compresión, la bujía
produce una chispa, que hace
explosionar la mezcla como
en el motor de cuatro
tiempos a gasolina.
Fuerza: la fuerza expansiva de la explosión obliga al pistón a descender, esta fuerza se
transmite al cigüeñal y a la volante, en donde se acumula por unos instantes y continúa
la preadmisión.
Pre compresión: Al descender el pistón cierra la lumbrera de preadmisión y comprime
la mezcla que se encuentra en el cárter.
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Escape: Al continuar descendiendo el pistón, se descubre la lumbrera de escape y la
presión remanente en el cilindro inicia la evacuación de gases quemados
Admisión: Finalmente, el pistón llega a PMI y descubre la lumbrera de admisión, la
mezcla del cárter entra al cilindro impulsada por la compresión previa y ayuda a terminar
la evacuación de los gases quemados. El pistón ha girado otros 180° completando 360°.
MOTOR DE 4 TIEMPOS
El movimiento de los pistones por el interior del cilindro se divide en 4 tiempos
diferentes y cada uno de ellos con una misión. Los cuatro tiempos de motor :
Primer Tiempo Admisión: entra la mezcla de gasolina y aire. Baja el pistón.
Segundo Tiempo Compresión-ignición: se comprime la mezcla al subir el pistón.
Explota por la chispa de una bujía (los de gasolina) o por comprimirlo mucho
(diesel).
Tercer Tiempo Expansión: la explosión hace bajar fuertemente el pistón,
produciendo trabajo.
Cuarto Tiempo Escape: al subir el pistón por inercia manda los gases de la
explosión al exterior (por el tubo de escape).
El pistón sube y baja por los cilindros y se trata de un émbolo que se ajusta al interior
de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos. Los pistones se
colocan en el interior del cilindro. A través de la articulación de biela y cigüeñal, su
movimiento alternativo se transforma en rotativo en el cigüeñal.
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FUNCIONAMIENTO
CICLOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR MCI
Como ya lo mencionamos
arriba los MCI, funcionan
gracias al movimiento de
rotación del cigüeñal, el cual
es originado por el
movimiento rectilíneo hacia
abajo y arriba del pistón
dentro del cilindro
denominado carrera, que
hace girar el cigüeñal por
medio de las bielas;
durante estas carreras se
suceden una serie de “Ciclos” (admisión, comprensión, fuerza y escape) estos
ciclos pueden llevarse a cabo en cuatro carreras del pistón, en este caso el motor se
denomina de cuatro tiempo; o en dos carreras de pistón y a este tipo de motor se les
conoce como motores de dos tiempos. Dependiendo del tipo de combustible utilizado
los motores pueden ser: a gasolina de cuatro tiempos, Diesel cuatro tiempo, gasolina
dos tiempos y Diesel dos tiempos. Los MCI no importan del tipo que sean, presentan
una estructura elemental constituida por: cilindro, pistón o embolo, biela, cigüeñal,
volante, cárter, válvulas de admisión y escape, múltiples de admisión y escape. Para que
los ciclos del motor puedan llevarse a cabo es necesario que haya un impulso
inicial, el cual puede ser ocasionado por diferentes mecanismos dependiendo del
tamaño o complejidad del motor (palanca, resorte, cuerda, motor de arranque); siguen
después los ciclos sucesivos de la explosión sobre la cabeza del pistón, cuyo golpe por
la volante y contrapeso facilita el movimiento giratorio uniforme del eje del cigüeñal;
esto permite el paso de los otros tres ciclos del pistón los cuales se describen a
continuación para los cuatro clase de motores de combustión interna que hemos
mencionado.
En este tipo de motor es preciso preparar la mezcla de aire y combustible
convenientemente dosificada, lo cual se realizaba antes en el carburador y en la
actualidad con los inyectores en los sistemas con control electrónico. Después de
introducir la mezcla en el cilindro, es necesario provocar la combustión en la cámara de
del cilindro por medio de una chispa de alta tensión que la proporciona el sistema de encendido. En un motor el pistón se encuentra ubicado dentro del cilindro, cuyas
paredes le restringen el movimiento lateral, permitiendo solamente un desplazamiento
lineal alternativo entre el punto muerto superior (PMS) y el punto muerto inferior (PMI);
a dicho desplazamiento se le denomina carrera.
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Tanto el movimiento del pistón como la presión ejercida por la energía liberada en el
proceso de combustión son transmitidos por la biela al cigüeñal. Este último es un eje
asegurado por los apoyos de bancada al bloque del motor, y con unos descentramientos
en cuales se apoyan las bielas, que son los que permiten que el movimiento lineal del
pistón transmitido por la biela se transforme en un movimiento circular del cigüeñal.
Este movimiento circular debe estar sincronizado principalmente con el sistema de
encendido y con el sistema valvular, compuesto principalmente por el conjunto de
válvulas de admisión y de escape, cuya función es la de servir de compuerta para permitir
la entrada de mezcla y la salida de gases de escape.
Normalmente las válvulas de escape son aleadas con cromo con pequeñas adiciones de
níquel, manganeso y nitrógeno, para incrementar la resistencia a la oxidación debido a
las altas temperaturas a las que trabajan y al contacto corrosivo de los gases de escape.
EL CICLO DE FUNCIONAMIENTO TEÓRICO DE CUATRO TIEMPOS
La mayoría de los motores de combustión interna trabajan con base en un ciclo de
cuatro tiempos, cuyo principio es el ciclo termodinámico de Otto (con combustible
gasolina o gas) y el ciclo termodinámico de Diesel (con combustible A.C.P.M.). Por lo
tanto, su eficiencia está basada en la variación de la temperatura tanto en el proceso de
compresión isentrópico1, como en el calentamiento a volumen (Otto) o presión
constante (Diesel).
El ciclo consiste en dos carreras ascendentes y dos carreras descendentes del pistón.
Cada carrera coincide con una fase del ciclo de trabajo, y recibe el nombre de la
acción que se realiza en el momento, así:
Fases de funcionamiento del motor
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BASIC TECHNICAL FILE / FICHA TÉCNICA EQUIPMENT/EQUIPO:Internal Combustion Motor/Motor de combustión interna Design Eng/Ing. Diseño : Orellana Ferro, Roberto Date / Fecha : 02/05/2015 Location/ Lugar: Metal mechanic Workshop I. DESIGN/ DISEÑO
Dimension/Dimension 54x45x39cm Weight: 30kg
Brand/Marca MPOWER
Components/ Componentes
Cilindro, cigüeñal, pistón, biela, carter, culata.
Model/ Modelo 188FD-6500E
Capacity/ Capacidad 3600 rpm
II. OPERATION/OPERACION
Engine/ Motor 13 hp
Rpm 3600
Voltage/ Voltaje 220v
Useful Life /Vida Util 50 000 hrs
III. CONSTRUCTION / CONSTRUCCION
Components / Parts Material
Cilindro Iron/Fierro
Cigüeñal Bronze/Bonce
Monoblock Iron/Fierro
Biela Bronze/Bonce
Pistón Aluminio
Carter Iron/Fierro
Culata Iron/Fierro
IV. MAINTENANCE / MANTENIMIENTO
Preventive Cleaning Lubrication
Predictive Cavitation
Detective Noise Heat
TPM (Total Productive Maintenance)
Corrective Axis Driving
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V. PADRÃO ISA / NTP (Peruvian Standars)
EN 60 335-1; IEC 335-1; CEI 61-150 Código: NT 360.011:1976 – ICS- 23.08 – Precio : 90
VI. PRICE (Transaction / Valuation )
Entre $1000 y $3000
VII. OPERATIVE COST (US$/Hr.-mont)
MATERIALS / MATERIALES 2
INSTALATION / INSTALACIÓN 6
SPART PARTS / REPUESTOS 2
LABOR/ MANO DE OBRA 20
ANOTHERS / OTROS 5
TOTAL COST / COSTO TOTAL $35 / hour -month
VIII. TECHNOLOGY OF ORIGIN
Country/ País GERMANY
FICHA DE DADOS EQUIPAMENTO: Motor de Combustão Interna Design Eng: Orellana Ferro, Roberto Fecha: 02/05/2015 Localização : Metal mechanic Workshop I. DESENHO
Dimension 54x45x39 cm Peso: 30kg
Marca MPOWER
Componentes Cilindro, cigüeñal, pistón, biela, carter, culata
Modelo 188FD-6500E
Capacidade 13 hp
II. OPERACION
Motor: 13hp
Rpm: 3600 rpm
Voltage: 220V
Vida Util: 50 000 horas
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III. CONSTRUCCION
Componentes/Partes Material
Cilindro Iron/Fierro
Cigüeñal Bronze/Bonce
Monoblock Iron/Fierro
Biela Bronze/Bonce
Pistón Aluminio
Carter Iron/Fierro
Culata Iron/Fierro
IV. MANUTENÇÃO
Preventiva Limpeza Lubrificação
Predictivo Cavitación
Detectivo Por ruído Por calor
TPM (Total Productive Maintenance)
Corretivo Eixo Impulsor
V. PADRÃO ISA / NTP (Peruvian Standars)
EN 60 335-1; IEC 335-1; CEI 61-150 Código: NT 360.011:1976 – ICS- 23.08 – Precio : 90
VI. PREÇO (Transação/Valuación)
Entre $1000 y $3000
VII. CUSTO OPERATIVO (US$/Hr.-mont)
MATERIAIS 2
INSTALAÇÃO 6
PARTS 2
LABOR 20
OUTRAS 5
TOTAL $ 35 / Hr-mes
VIII. TECNOLOGIA DE ORIGEM
País: GERMANY
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EXPLOSIONADO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
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DIAGRAMA DE GOZINTO
Motor de combustión interna
Monoblock
Cilindro
Pistón
Biela
Cigüeñal
Carter
Manivela
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DIAGRAMA DE BLOQUES
Aire
Bujía
Gases Calor
Combustible
Explosión Fuerza Baja
Pistón
Gira
CigüeñalEnergía
Mecánica
Ing. Tinoco Rondán, Andrés Reporte Técnico N° 1 Pág. 16
DIAGRAMA TECNOLÓGICO
MATERIAL CILINDRO PISTON MANIVELA BIELA CIGÛEÑAL
100
ACERO ALUMINIO SILICOSO
ACERO TEMPLADO
ACERO ACERO 90
80
ALUMINIO FIERRO
FUNDIDO
70
NIQUEL MAGNESIO
ACERO- CARBONO
FIERRO FUNDIDO
60
50
40
30
20
10
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DIAGRAMA DE OPERACIONES DE PROCESO DEL ENSAMBLE
Pg 1-1
quitar volante de inercia
sacar tornillos del cojinete
quitar sistema biela-pistón
de cilindros
bajar el cigüeñal
Motor
Desconectar cables de la bujia
Quitar aceite del carter
revisar cables
desmontar el carburador
DIAGRAMA DE OPERACIONES DEL PROCESODesensamblaje del motor de combustión interna
Analista
UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Revisado: Ing. Andrés Tinoco RoldánOrellana Ferro, Roberto
quitar culata, tubo de
admisión y culata
quitar árbol de levas
9
1
RESUMEN
Cant.NombreSímbolo
Inspección
Operación
1
2
3
1
4
5
6
7
8
9
Recommended