Ejercicios de tractores

8/17/2019 Ejercicios de tractores

http://slidepdf.com/reader/full/ejercicios-de-tractores 1/13

FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE GASOLINA DE DOS TIEMPOS

Para explicar el funcionamiento del motor de dos tiempos a gasolina, se ha considerado de

un motor de un cilindro, seccionado longitudinalmente. En ella se puede notar una serie decaracterísticas particulares, así: la cabeza del pistón (parte superior) presenta una protuberancia llamada deflector, su función es dirigir la corriente de mezcla carburantehacia la parte superior de combustión, con el objeto de realizar una buena limpieza delcilindro. i por error en el armado, esta prominencia !uedara al lado de los orificios deescape " admisión, el motor funcionar#, pero no alcanzar# la potencia estipulada, pues partedel humo de la combustión !uedaría en la c#mara, con lo !ue baja el poder de explosión "disminu"e la presión media resultante. Este deflector deber# estar siempre al lado del tubode carga del cilindro.

$ambi%n en este motor, el cilindro posee orificios llamados lumbreras& %stos son tres:

orificios " tubo de escape (%l m#s alto de la derecha)& orificio " tubo de admisión al 'c#rter(debajo del anterior)& orificio " tubo de carga del cilindro (lado iz!uierdo), !ue sonconductos !ue cumplen la función !ue indica su nombre.

El motor no tiene #lulas de admisión ni de escape, ni eje de leas, ni buzos, ni arillas, ni balancines.

El 'c#rter no contiene aceite de lubricación, " sire solamente como c#mara paracomprimir la mezcla, acción !ue la hace subir por el tubo de carga al cilindro.

*os cuatro tiempos: admisión, compresión, explosión " escape, se realizan en forma

combinada en los dos moimientos del pistón& no existen tiempos definidos, " por tanto sedescribir# a continuación, un iaje de bajada " otro de subida. +ompresión en el cilindro +ompresión " explosión en el cilindro

dmisión en el +#rter dmisión en el +#rter -ig. o. / -ig. o. 0



Escape en el +ilindro Escape " admisión en el cilindro

+ompresión en el +#rter +ompresión en el +#rter

-ig. o. 1 -ig. o. 2

Bajada del Pistón

El pistón baja debido a la expansión de los gases " al aumento de la presión resultante.+onforme baja el pistón la presión disminu"e hasta !ue la cabeza del pistón descubre elorificio " el tubo de escape. 3ebido a la presión remanente, el humo sale por dicho tubo alexterior " con esta función !ueda realizado el tiempo de escape.4n instante despu%s, el orificio de carga al cilindro es descubierto " la mezcla carburanteingresa a la parte superior del cilindro. e realiza así el tiempo de admisión. *a mezclaa"udar# a desalojar al humo !ue no logró salir por propia presión& en estas circunstancias se

realiza el 'barrido, donde se pierde gasolina junto con el humo de escape. *a subida de lamezcla del 'c#rter al cilindro se realiza por la disminución del olumen del 'c#rter, lo!ue resulta en la misma bajada del pistón, ele#ndose la presión en el 'c#rter.

Subida del Pistón

l alcanzar el pistón el P.5.6. se obtiene la carga m#xima de mezcla en la parte superior del cilindro.3urante la subida, el pistón cierra el tubo de carga, luego el de escape " comienza lacompresión. l final de este tiempo, salta la chispa en la bujía, para iniciar otracombustión. i se obsera el 'c#rter, se notar# !ue a medida !ue sube el pistón, el

olumen del 'c#rter aumenta " disminu"e la presión en este compartimiento, lo !ueaumenta el acío !ue permitir# el ingreso de la mezcla del carburador hacia el 'c#rter.En esta forma se cumplen las cuatro fases del ciclo& el cig7e8al ha dado una sola uelta " el pistón ha realizado dos iajes.*a potencia !ue produce este motor (teóricamente), comparado con un e!uialente decuatro tiempos, es el doble. *amentablemente, no llega a duplicarse en la pr#ctica por diferentes motios, entre %stos: el cilindro no se limpia completamente en el 'barrido, lacarga al cilindro no es tan eficiente como en el de cuatro tiempos, el tiempo !ue !uedaabierta la lumbrera de admisión es menor !ue en el motor de cuatro tiempos, parte de la potencia se utiliza para comprimir la mezcla en el 'c#rter. El motor de dos tiempos se



utiliza principalmente para implementos motorizados, motores estacionarios, asperjadorasde mochila, microtractores, motocultores, motosierras, " otros.+omo se indicó anteriormente, la lubricación se realiza por mezcla de aceite " gasolina enel tan!ue. 4na parte de aceite debe mezclarse con einte partes de gasolina. Esta mezcla sedosifica despu%s con aire en el carburador (una parte de mezcla por /9 partes de aire). l

ingresar al 'c#rter esta triple mezcla se somete # compresiones, centrifugaciones " calor, lo!ue permite la separación del aceite, el !ue cubre todas las partes móiles, cojinetes, pistón,cilindro, etc.

Cálul! de P!tenia

Para calcular la potencia de un motor de dos tiempos se aplicar#n las siguientes fórmulas:

Potencia Indicada.-Siste"a M#t$i!%

3onde: .P.6. ; Potencia 6ndicada.P ; Presión media de combustión en <g=cm0.* ; *ongitud de la carrera del pistón en m ; rea de la base del cilindro en cm0. ; >mero de cilindros del motor.? ; ?elocidad de giro del cig7e8al en @.P.5.

Siste"a In&l#s%

3onde:.P.6. ; Potencia 6ndicada.P ; Presión media de combustión en libras=pulg0.* ; *ongitud de la carrera del pistón en pies. ; rea de la base del cilindro en pulg0. ; >mero de cilindros del motor.? ; ?elocidad de giro del cig7e8al en @.P.5.

*as dos fórmulas expuestas determinan la potencia indicada. Esta potencia !ue sedesarrolla en el cilindro es algo superior a la potencia en la olante, "a !ue se ha tomado encuenta las p%rdidas por fricción.

A9BCD... PLANV I P H =

11DDD... PLANV

I P H =



Potencia al Freno ó en la Volante.-Siste"a M#t$i!%

3onde:.P.. ; Potencia al freno o en la olante.$ ; $or!ue en el cig7e8al en mF<g.? ; ?elocidad de giro del cig7e8al en @.P.5.

Siste"a In&l#s%

3onde: .P.. ; Potencia al freno.$ ; $or!ue en el cig7e8al en librasFpie? ; ?elocidad de giro en @.P.5.

*as dos >ltimas fórmulas permiten calcular la potencia al freno o efectia, !ue sí est#disponible para su uso en la olante del motor.*a diferencia entre ambas potencias da la potencia !ue se pierde por fricción en loscojinetes, en los pistones " cilindros, en el calor, etc.

.P.6. F .P. ; .P.-r.

3onde:-r ; Potencia de p%rdida por fricción.

@elación entre potencias P (caballo de fuerza) " +.?. (caballo de apor)& %sta es:

/ P ; /.D/2 +.?.

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE DOS TIEMPOS

Este tipo de motor presenta las siguientes características:/. En la culata llea empernado un in"ector.0. *a compresión !ue se obtiene en la c#mara de combustión es mucho ma"or !ue el de

gasolina (aproximadamente el doble)&1. *a carga de aire se realiza por un compresor rotatio o supercargador, el cual se opera

por los gases de escape&2. El cilindro posee orificios de entrada de aire " de salida de los gases de escape&9. El ciclo lo realiza en una uelta del cig7e8al, o sea, en dos iajes del pistón&C. El 'c#rter sire como depósito de aceite para la lubricación.

A9BCD

0... TV

B P H π =

11DDD

0... TV

B P H π =



E'PLICACI(N DE OPERACI(N DE UN MOTOR DIESEL DE ) TIEMPOS

Bajada del Pistón%

*a bajada del pistón se realiza por la combustión del combustible en forma espont#nea

(autoencendido). 4na ez producido el tiempo motriz o de expansión, el pistón descubre laabertura de escape " al igual !ue en el motor de gasolina, los gases de escape salen por eltubo respectio al exterior. 4n instante despu%s, el pistón descubre el orificio de entrada deaire, el !ue est# conectado al supercargador. En esa forma se realiza la limpieza o 'barrido" el ingreso de aire o admisión. Subida del Pistón%

+on el impulso o inercia !ue sufre el pistón al presionarse iolentamente hacia abajo, %stesube, primero para realizar el cierre de la entrada de aire " luego el escape para comprimir el aire& es decir, la compresión se realiza en la c#mara de combustión.+on el objeto de obtener una mejor mezcla de combustible " de aire, el pistón tienesalientes o caidades en su superficie superior, lo !ue permite !ue el aire circule en ciclóndurante la compresión. En ista del alto índice de compresión (/ al /C) la presión se eleaarriba de 1DD libras=pulg0 (0/ <g=cm0), lo !ue origina el aumento de la temperatura del airecomprimido a /DDD G- (m#s o menos 9DDG+), al finalizar la carrera de compresión. Esta altatemperatura es suficiente para !ue el combustible pulerizado " aporizado !ue se in"ectaal cilindro, se mezcla con el aire caliente " se produzca la autocombustión o autoencendido,sin necesidad de ninguna chispa. diferencia del motor a gasolina, el 3iesel de dos tiempos descrito no pierde combustibleen el 'barrido, solamente aire, !ue ingresa por el supercargador.

+#lculo de Potencia.F e utilizan las cuatro fórmulas propuestas para el motor de gasolina de dostiempos.



-4+6H56E$H 3E* 5H$H@ 3E IH*6 3E +4$@H$6E5PH

Este tipo de motor tiene las siguientes características:/. El encendido es por chispa de alto oltaje&0. *a c#mara de combustión tiene tal olumen !ue durante la compresión la presión sube a

/0D libras=pulg0, aproximadamente (J atmósferas ó J.CK <g=cm0.)1. *a entrada de la mezcla carburante se realiza pasando por un conducto !ue es

controlado por la #lula de admisión. *a salida de los gases de escape se efect>a por un conducto !ue es controlado por la #lula de escape. Estas #lulas son abiertas "

cerradas por la sincronización del sistema de distribución.2. El 'c#rter se utiliza para depósito de aceite& %ste tiene sistemas de lubricación por

presión forzada(con bomba) o por salpicadura, barboteo o neblina&9. El cig7e8al efect>a dos ueltas completas para cumplir con el ciclo, es decir, !ue el

pistón realiza cuatro iajes, dos de bajada " dos de subida. +ada tiempo del ciclo !ueda perfectamente definido " no existen superposiciones como en los motores de dostiempos.



E'PLICACI(N DEL FUNCIONAMIENTO

Admisión Compresión Explosión Escape

Tie"*! de Ad"isión

El pistón est# en el punto muerto superior (P.5..) " la #lula de admisión comienza aabrirse. En su iaje hacia abajo, el pistón aumenta el olumen del cilindro " baja la presiónatmosf%rica a A libras=pulg0. apróximadamente. +omo la presión atmosf%rica es de /2.Alibras=pulg0, ingresar# la mezcla del carburador debido a esta succión ocasionada por lacaída de la presión. Este tiempo termina con el cierre de la #lula de admisión " el cilindrohabr# !uedado lleno de mezcla de aire " de gasolina.

+, Tie"*! de Ad"isión ), Tie"*! de C!"*$esión

Tie"*! de C!"*$esión

El pistón est# en el punto muerto inferior (P.5.6.) como consecuencia del iaje anterior. mbas #lulas est#ncerradas " continuar#n en esta situación. El pistón sube comprimiendo la mezcla en la c#mara de combustión.El olumen del cilindro se reduce, m#s o menos ocho eces, " por lo tanto, la presión sube aproximadamenteen igual proporción (ocho atmósferas) o /0D libras=pulg0. En estas circunstancias la mezcla estar# altamenteexplosia " fuertemente comprimida.



Tie"*! de E-*l!sión

El pistón est# en el punto muerto superior& ambas #lulas est#n cerradas " se realiza elsalto de la chispa entre los electrodos de la bujía. *a mezcla combustiona iolentamente " produce la eleación de la temperatura " el consiguiente aumento de la presión (alrededor

de CDD libras=pulg0.). Esta presión se desarrolla en la c#mara de combustión, en todasdirecciones, " con igual intensidad. acia arriba no ejerce ning>n efecto, puesto !ue laculata soporta la presión por estar empernada al 'monoblocL. los lados ha" una pe!ue8a porción de la parte superior del cilindro !ue tampoco sufrir# ning>n efecto. in embargo,hacia abajo se encuentra la cabeza del pistón, la !ue por tratarse de una pieza móil, ser#moida mu" r#pidamente hacia abajo realizando el tiempo motriz o de trabajo mec#nico.Este tiempo dura toda la carrera de la bajada del pistón " termina cuando %ste se encuentreen el punto muerto inferior.

., Tie"*! de T$abaj! /, Tie"*! de Esa*e

Tie"*! de Esa*e

e inicia con el pistón en el punto muerto inferior, luego la #lula de escape se abre " el pistón en su recorrido ascendente desaloja los gases del escape. l finalizar este tiempo, el pistón !ueda en el punto muerto superior, el cilindro estar# limpio " la #lula de admisióncomenzar# a abrirse para iniciar nueamente el ciclo con el tiempo de admisión.



Cálul! de P!tenia01 e emplear# las siguientes fórmulas:

• Potencia Indicada01 Siste"a M#t$i!%

*as letras significan: potencia indicada, presión, carrera del pistón, #rea de la base delcilindro, n>mero de cilindros, " elocidades de giro del cig7e8al, en iguales unidades !uelas usadas en motores de dos tiempos. *a >nica diferencia con las fórmulas anteriores es!ue para motores de cuatro tiempos se utiliza en el denominador 0 , "a !ue el cig7e8alnecesita dos ueltas para completar el ciclo.

Siste"a In&l#s%

Potencia al Freno.-

Siste"a M#t$i!%

Siste"a In&l#s%

*as letras tienen igual significado a las utilizadas en motores de dos tiempos.

0BA9BCD... PLANV

I P H =

0B11DDD... PLANV

I P H =

A9BCD

0... TV

B P H π =

11DDD

0... TV

B P H π =



FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS

*as características principales de este tipo de motor son las siguientes:



/. *a culata aloja al in"ector !ue es la parte encargada de realizar la in"ección oportunadel combustible pulerizado o atomizado&

0. *a c#mara de combustión es mu" reducida en olumen, lo !ue origina !ue lacompresión del aire sea bastante eleada (09D libras=pulg0 aproximadamente)&

1. El pistón posee salientes u otras formas !ue faorecen el giro del aire durante el tiempo

de compresión, para obtener una mezcla uniforme con el combustible !ue ingresa por elin"ector. Estas prominencias o caidades son similares a la de los pistones del motor 3iesel de dos tiempos "a explicado&

2. Posee #lulas de admisión " de escape, las !ue funcionan en igual forma !ue para elmotor de gasolina de cuatro tiempos&

9. *a combustión se realiza por autoencendido& es decir, !ue la temperatura, deaproximadamente 9DD G+, alcanzada al comprimirse el aire, es suficiente para !uecombustione el combustible " el aire mezclados.

C. Por la #lula de admisión solamente ingresa aire al cilindro&A. El 'c#rter es utilizado como depósito de aceite para la lubricación forzada con bomba&J. El cig7e8al efect>a dos ueltas para completar los cuatro tiempos del ciclo&K. *os tiempos son perfectamente definidos como en el motor de gasolina de cuatro

tiempos, "a estudiado.



Cilind$ada 2 34su*e$5iie del *istón 6 a$$e$a del *istón7 8 9!lu"en á"a$a de !"bustión:;C ;CC

Indiie de C!"*$esión 2 4;C 8 ;CC7< ;CC

3onde: ;C es olumen del +ilindro ó Mrea del +ilindro por P5FP56

;CC es olumen de la +#mara de +ombustión

E'PLICACI(N DEL FUNCIONAMIENTO

Tie"*! de Ad"isión

El pistón est# en el punto muerto superior " la #lula de admisión comienza a abrirse. El pistón en su bajada aumenta el olumen del cilindro " baja la presión. Por la presiónatmosf%rica ingresa el aire filtrado, salo !ue el motor tenga supercargador, en cu"o caso elaire ingresar# a ma"or presión. El tiempo termina con el cierre de la #lula de admisión,

en !ue el cilindro ha !uedado lleno de aire " el pistón est# en el punto muerto inferior.

Tie"*! de C!"*$esión

El pistón sube desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior& ambas#lulas est#n cerradas " se realiza la compresión del aire por el pistón. El olumen de lac#mara de compresión disminu"e " la presión aumenta, en razón inersa, " alcanza de 0D a1D atmósferas. En esta forma la temperatura aumenta hasta m#s o menos 9DD G+.

Tie"*! de C!"bustión

El pistón comienza a iajar del punto superior al punto muerto inferior debido a la alta presión !ue se obtiene con la combustión del combustible mezclado con el aire. Elcombustible se distribu"e a una presión de 1DD a 2DD atmósferas a tra%s del in"ector atomizador. *a mezcla con el aire se faorece por la turbulencia !ue se obtiene del aire alser %ste comprimido por el pistón. Este tiempo es el motriz o de expansión& ambas #lulas permanecen cerradas.

Tie"*! de Esa*e

El pistón sube del punto muerto inferior al punto muerto superior, igual al tiempo de escapedel motor de gasolina. *a #lula de escape se abre " el humo producido por la combustión

es expulsado por el orificio " su respectio tubo de escape.En esta etapa el cilindro se encuentra limpio " listo para comenzar el ciclo nueamente.

Cálul! de P!tenia

Para calcular la potencia indicada " la potencia al freno se utilizan las mismas fórmulas delmotor a gasolina de cuatro tiempos, descritas anteriormente en el aparte: c#lculos de potencia.



COMPARACIÓN DE MO!OR DE CICO O!!O CON E DE CICO DIE"E

OTTO DIESEL

C!"bustible na5ta &as1!ilCa$$e$a del *istón "en!$ "a=!$Relaión de !"*$esión >1?%+ )@1)+% +RPM a $#&i"en 4$e&uland!7 "en!$ "en!$Du$aión del "!t!$ "en!$ "a=!$C!st! de "anteni"ient! "en!$ "a=!$

PROBLEMAS01

/. +alcular el Nndice de +ompresión de un motor de gasolina de 2 tiempos, !ue tiene 2

cilindros, de 1.9 de di#metro, de 1.A9 de carrera& si la c#mara de combustión (? ++)de todos los cilindros es de 1D pulgadas c>bicasO

0. 4n tractor agrícola Masse= Fe$&us!n consta de un motor 3iesel de 2 tiempos !uetiene C cilindros, el di#metro del cilindro es de KJ.9 mm, la carrera del pistón es de2D mm& la potencia indicada de este tractor es de /CD +?, la potencia al freno es de/1C +? " la elocidad m#xima es de 009D rpm. 3eterminar:

a) *a presión media de combustión en Lg=cm0 de este motorO b) +alcular el $or!ue ó Par de este motorO

1. 4n motor de /0 +? en la olante " de /9 cm de radio, gira a 0CD rpm. e pide

encontrar:a) *a elocidad *ineal perif%rica de la ?olante en m=sg.O b) El tór!ue !ue suministra el motor en istema 6ntenacional e 6ngl%sOc) *a -uerza $angencial.

Documents

Ejercicios de tractores