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FACULTAD DE MECANICA
ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTO
MANTENIMIENTO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
PROYECTO MECANISMO BIELA - MANIVELA
ANDRES GUANANGA
JONH GAVILANEZ
PROFESOR: ING. LUIS LOPEZ
04/05/2016
20/05/2016
RIOBAMBA – ECUADOR
2016 - 2017
1.-INTRODUCCION
En este informe se dará conocer el conjunto de la biela manivela como introducción se denotará
que este tipo de mecanismo trata de transformar movimientos y así por medio de este método
poder llegar a transformar en trabajo, además se tomara en consideración los problemas
cinemáticos de este método y algunas aplicaciones que tiene el mecanismo biela manivela en
diferente rubro a nivel industrial.
2.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad es un hecho que la sociedad requiere consumir energía para sus actividades
diarias, por lo que se tiene la necesidad de encontrar nuevos medios para proporcionarla de una
manera menos contaminante utilizando combustibles que no dañen el entorno ni perjudiquen los
niveles de riesgo al humano.
Además, cabe mencionar que la mayor parte de la sociedad aun no asume la cultura del uso de
energías renovables y/o nuevas formas de reducir la contaminación proveniente de la emisión de
gases contaminantes de los motores ordinarios.
3.- JUSTIFICACION
Esta investigación se lleva a cabo para demostrar y comprender el trabajo que realiza el
conjunto biela- manivela, el mismo que nos permitirá realiza pequeñas operaciones para
demostrar sus tipos de movimientos los mismos que se desarrollaran dentro de un motor de
combustión interna MCIA.
4.- OBJETIVOS
Objetivo General:
Construir un sistema manual para dar movimiento a un pistón convencional (de un
motor de combustión o un sistema de biela manivela).
Aplicar los parámetros geométricos de los Motores de Combustión Interna Alternativos
(MCIA).
Objetivo Específico:
Usando este sistema funcionará a base de principios, deberá operar de manera similar o
aproximada del motor de combustión interna original.
5.- MARCO TEORICO
El conjunto biela-manivela está formado por una manivela y una barra denominada biela. Esta
se encuentra articulada por un extremo con dicha manivela y, por el otro, con un elemento que
describe un movimiento alternativo.
Al girar la rueda, la manivela transmite el
movimiento circular a la biela, que
experimenta un movimiento de vaivén.
Este sistema es reversible, es decir, transforma el movimiento alternativo o de vaivén en
movimiento de rotación.
Su importancia fue decisiva en el desarrollo de la locomotora de vapor,
y en la actualidad se utiliza en motores de combustión interna,
limpiaparabrisas, maquinas herramientas, etc.
En la realidad no se usan mecanismos que empleen solamente la manivela (o la excéntrica) y la
biela, pues la utilidad práctica exige añadirle algún operador más como la palanca o el émbolo,
siendo estas añadiduras las que permiten funcionar correctamente a máquinas tan cotidianas
como: motor de automóvil, limpiaparabrisas, rueda de afilar, máquina de coser, compresor de
pistón, sierras automáticas.
6.- FUNCIONAMIENTO
El sistema biela-manivela emplea, básicamente, una manivela, un soporte y una biela cuya
cabeza se conecta con el eje excéntrico de la manivela(empuñadura).
Para el sistema excéntrica-biela se sustituye la manivela por una excéntrica, conectando la biela
al eje excéntrico y siendo el resto del mecanismo semejante al anterior.
7.- DESARROLLO
Parámetros Geométricos de los MCIA.
Diámetro del Pistón
D=27mm
Carrera del pistón:
s=2l
s=2(100mm)
s=200mm
Donde:
S= Carrera del pistón.
l= Longitud del cigüeñal.
Relación carrera diámetro:
Rcd=SD
Rcd=200mm27mm
Rcd=7.40
Sección del pistón:
Ap=π . D2
4
Ap=π ¿¿
Ap=572.5mm2
Cilindrada Unitaria:
V A=¿ A. S¿
V A=¿(572.5mm2)(200mm)¿
V A=¿114500mm3¿
Volumen Cámara de Combustión:
V c=A c . x
V c=π .¿¿
V c=π .¿¿
V c=3078.76mm3.1c m3
(10mm)3 =3.07 cm3
DC= Diámetro del cilindro.
Volumen Máximo:
V=V c+π .¿¿
s=a (cosθ )+(l2−a2 . sin2θ)12
tan−1θ=¿ l
a¿
tan−1θ=¿ 234mm67mm
¿
l θ=74.02
Donde:
a l= Long. De la biela.
a= Radio de la biela.
s= Centro manivela al pistón.
s=⦋67 (cos74.02 ) ⦌+⦋¿¿
��
s=243.40mm
Volumen Máximo:
V=V c+π .¿¿
V= (3078.76mm3 )+π .¿¿
V=3078.76mm3+35467.52mm3
V=38546.08mm3.(1c m3)(10mm)3 = 38.54c m3
Relación de compresión:
rcp=vmax+vcvc
rcp=38.54c m3+3.07cm3
3.07 cm3
rcp=13.55 cm3
Régimen de giro:
n=2πf
n=2π (1)60
n=0.104 rpm
Velocidad media del pistón.
C p=2. s .n
C p=2(200)(0.104)
C p=41.6 mmseg
Donde:
s= Carrera del pistón.
8.- MATERIALES
Madera para la base (400*300) mm.
Madera para los soportes.
Pletina (68*10*4) mm para la excéntrica.
Pletina de (250*10*2) mm para la biela.
2 Pletinas de aluminio para guías.
1 Pieza de metal para representar el pistón.
2 Pernos con sus respectivas tuercas para unir los diferentes elementos.
1 eje de 150 mm para hacer de eje de la manivela
9.-ANEXOS
Biela-Manivela Guías
Guías
10.- CONCLUCIONES
Soporte y Eje de la Manivela Pieza Metálica
Proyecto Biela-Manivela
Como a quedado demostrado el movimiento de rotación de una manivela provoca el
movimiento rectilíneo, alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las
dos piezas. Con la ayuda de un empujón inicial o un volante de inercia, el movimiento
alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de la manivela. El
movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se mueve.
Además, se a dado a conocer las aplicaciones que utilizan este método el cual es tan
importante como lo es el mecanismo biela manivela
11.-REFERENCIAS
http://html.rincondelvago.com/biela-manivela.html
http://elblogdelprofesordetecnologia.blogspot.com/2012/11/biela-manivela.html
https://prezi.com/604ckxpd8kni/proyecto-final-biela-manivela/