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A - 20161988 - 12 - Variacion de Las Perdidas Mecanicas - Vilca Masco - Gustavo Dail

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

APELLIDOS Y VILCA MASCO GUSTAVO DAIL


NOMBRES 20161988
FACULTAD INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS

ESCUELA INGENIERIA MECÁNICA

DOCENTE DR. ING. OLEG KAMYSHNIKOV

GRUPO A

VARIACIÓN DE LAS PÉRDIDAS MECÁNICAS


EN EL MOTOR EN FUNCIÓN DE SU
TEMPERATURA OPERACIONAL

8 de junio de 2020
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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

INDICE GENERAL
1. INTRODUCCION:..................................................................................................................4
2. OBJETIVOS:...........................................................................................................................4
2.1 Objetivo General:.................................................................................................................4
2.2 Objetivo Especifico:.............................................................................................................4
3. JUSTIFICACION TEORICA:................................................................................................5
3.1 Unidad De Control Electrónico (ECU):...............................................................................5
3.2 APLICACIÓN TORQUE PRO:.........................................................................................6
3.3 HYUNDAI TUCSON 2.0 Classic 4x2:...............................................................................8
3.4 MODULO DE CONTROL ELECTRONICO NEXPEAK NX 101..................................10
3.5 PRINCIPIOS TEÓRICOS SOBRE PÉRDIDAS MECÁNICAS:.....................................10
3.5.1 FRICCIÓN Y LUBRICACIÓN..................................................................................10
3.6 MODELO INICIAL DE PÉRDIDAS MECÁNICAS:......................................................11
3.6.1 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN EL PISTÓN:........................................................11
3.6.2 PÉRDIDAS POR FRICCION EN COJINETES:.......................................................12
3.6.3 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN DISTRIBUCIÓN:................................................12
3.6.4 PÉRDIDAS EN ELEMENTOS AUXILIARES:........................................................13
3.6.5 PÉRDIDAS EN ADITAMENTOS OPCIONALES:..................................................14
4. EQUIPOS DE LABORATORIO:.........................................................................................17
5. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE PRUEBAS:......................................18
5.1 Procedimiento para Pruebas de Calentamiento.................................................................18
5.2 Procedimiento para Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado activo e inactivo..21
6. PROCESAMIENTO DE DATOS OBTENIDOS:................................................................23
6.1 Protocolo Primario y Secundario para la Pruebas de Calentamiento................................23
6.2 Protocolo Primario y Secundario para la Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado
activo e inactivo.........................................................................................................................25
6.2.1 Pruebas de Aceleración SIN Aire Acondicionado:.....................................................25
6.2.2 Pruebas de Aceleración CON Aire Acondicionado:...................................................27
6.3 Formulas Usadas para Obtener Protocolo 2.......................................................................29
7. GRAFICAS:..........................................................................................................................33
7.1 Prueba de Calentamiento de motor....................................................................................33
7.1.1 Grafica 1: Frecuencia de Rotación, Eficiencia Volumétrica, Relación aire
combustible, Angulo de avance de encendido.......................................................................33
7.1.2 Grafica 2: Variación del Gasto Horario de combustible en función del Tiempo de
calentamiento del motor.........................................................................................................34
7.2 Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado Activo e Inactivo.................................36

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

7.2.1 Grafica 3: Gastos horarios de Combustible con Aire Acondicionado activo e inactivo
en función de la Frecuencia de rotación................................................................................36
7.2.2 Grafica 4: Costo de Aire Acondicionado en función de la Frecuencia de rotación....37
7.2.3 Grafica 5: Eficiencia volumétrica, Relación aire combustible en función de la
Frecuencia de rotación...........................................................................................................39
7.2.4 Grafica 6: Variación del Angulo de avance de encendido en función de la Frecuencia
de rotación..............................................................................................................................40
8. CONCLUSIONES:................................................................................................................41
9. BIBLIOGRAFIA:..................................................................................................................42
10. ANEXOS............................................................................................................................43

INDICE DE FIGURAS
Figura 1 ECU de un automovil........................................................................................................5
Figura 2 Icono de la Apk Torque PRO............................................................................................6
Figura 3 Interfaz de TORQUE PRO................................................................................................8
Figura 4 Indicadores de TORQUE PRO.........................................................................................8
Figura 5 Ficha tecnica Hyundai Tucson 2008...............................................................................10
Figura 6 NEXPEAK NX 101........................................................................................................11
Figura 7 Diagrama de Stribeck......................................................................................................11
Figura 8 Piston en carrera..............................................................................................................12
Figura 9 Cojinetes de un motor.....................................................................................................12
Figura 10 Esquema cinemático de la leva y el taqué plano...........................................................13
Figura 11 Bomba De Refrigerante.................................................................................................14
Figura 12 Bomba De Combustible...............................................................................................14
Figura 13 Bomba De Aceite..........................................................................................................14
Figura 14 Boton de Aire Acondicionado.......................................................................................15
Figura 15 Esquema de funcionamiento del AA.............................................................................16
Figura 16 Compresor Del Aire Acondicionado.............................................................................16
Figura 17 Luces que posee un automovil promedio......................................................................17
Figura 18 Hyundai Tucson - 2008.................................................................................................18

INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Calentamiento del Motor - PROTOCOLO 1....................................................................23
Tabla 2 Calentamiento del motor - PROTOCOLO 2....................................................................24
Tabla 3 Aceleración del motor sin AA - PROTOCOLO1.............................................................25
Tabla 4 Aceleración del motor sin AA - PROTOCOLO 2............................................................26
Tabla 5 Aceleración del motor con AA - PROTOCOLO 1..........................................................27
Tabla 6 Aceleración del motor con AA - PROTOCOLO 2..........................................................28

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

1. INTRODUCCION:
En este laboratorio se dará a conocer el comportamiento de un motor de combustión interna,
desde el momento del arranque hasta que este llega a óptimas condiciones de funcionamiento lo
que comúnmente llamamos calentamiento del motor explicaremos como es que cambian los
parámetros del motor a medida del tiempo.
También analizaremos como es que los distintos aditamentos (Aire acondicionado, autorradios,
luces, etc.) que nuestro auto puede tener se verá reflejado en un posible consumo adicional de
combustible para lo cual analizaremos distintos parámetros de funcionamiento del motor.

2. OBJETIVOS:
2.1Objetivo General:
Como objetivo principal tenemos analizar la influencia de factores como regímenes
térmicos, velocidad de rotación del cigüeñal, cargas adicionales (variación de perdidas
mecánicas) sobre la magnitud de las perdidas mecánicas y la eficiencia de motor.

2.2Objetivo Especifico:
 Evaluar el consumo de combustible debido a la potencia adicional que se le agrega al
activar los distintos aditamentos que pueden tener los automóviles.
 Comparar el consumo total de combustible durante el calentamiento mostrado en el
display con el calculado mediante el registro de datos obtenidos por el análisis.
 Estimar el consumo de combustible promedio debido al Aire Acondicionado.

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

3. JUSTIFICACION TEORICA:
3.1 Unidad De Control Electrónico (ECU):
Se trata del corazón de un sistema electrónico compuesto por sensores y actuadores en la
que los sensores informan a la unidad central y ésta envía la orden necesaria a los
actuadores para transformar dicha información inicial. La función de los sensores es la de
registrar diversos parámetros sobre el funcionamiento del vehículo (tales como las
revoluciones del motor, temperatura de los sistemas, señal de la posición del
acelerador…). Estos sensores actúan como puente hasta el sistema central o ECU y
transforman dichas magnitudes físicas en electrónicas. Los actuadores son los encargados
de convertir las señales eléctricas recibidas en magnitudes mecánicas. Como los
inyectores de combustible, electroventiladores o demás sistemas que reciben la
información y consecuentemente actúan de una manera mecánica sobre alguna función en
el vehículo.

Figura 1 ECU de un automóvil

A causa del aumento de las funciones y sistemas electrónicos de los nuevos vehículos,
hablamos de diversas ECUs encargadas de una función específica cada una de ellas.
Todas están centralizadas y comunicadas. Se podría hacer una clasificación de centralitas
dependiendo de su tecnología y de la época de fabricación, desde las más antiguas en las
que sólo se controlaba la cantidad de combustible inyectado, hasta las más modernas que
permiten ser modificadas o mapeadas para realizar cambios en los parámetros del
vehículo y mejorar el rendimiento de éste. Las ECU más modernas, es decir las
programables, son las que pueden ser modificadas como consecuencia de un cambio de
algún componente del vehículo, debiendo ser programado para poder configurarse
correctamente el comportamiento y rendimiento adecuado del automóvil.
Estas unidades más modernas, en automóviles fabricados a partir de 1996, ya utilizan
ECUs con sistemas OBD 2, que permiten ser programadas mediante puertos OBD de
manera externa. Así, se modifican con un portátil conectado al vehículo, en el que se
visualizan todas las características de funcionamiento del mismo y pueden modificarse la
cantidad de combustible que se debe inyectar en el motor, la mezcla correcta de oxígeno
y combustible o distintos parámetros necesarios en el vehículo. En los últimos años se ha
dado un aumento de componentes electrónicos en los nuevos modelos, con los que

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

repercute en un mayor nivel de complejidad tecnológica. Esto se traduce en más ECUs,


mayor especialización y sistemas más complejos.
CHIP TUNING: En algunas transformaciones de coches no basta con la reprogramación
de la ECU. Por eso lo que hacen es cambiarla directamente por otra con la capacidad de
ordenar al motor lo que ellos quieren. Esto es el denominado ‘chipeo’ o chip tuning del
motor en lugar de reprogramación. Algo que antiguamente se tenía que hacer en todos los
coches debido a que sus ECU no eran reprogramables. Actualmente, prácticamente todas
las ECU pueden modificarse dentro de unos límites.

3.2 APLICACIÓN TORQUE PRO:


Torque es una aplicación disponible en el Play
Store de Google, la cual utiliza la tecnología
Bluetooth para conectarse al ordenador de a
bordo del vehículo y transmitirnos un montón de
datos útiles para el mantenimiento y el bajo
consumo del mismo. La tecnología OBD2 ya viene
incluida en muchos de los nuevos vehículos. Para
que esta aplicación haga su función correctamente,
deberemos comprar un adaptador bluetooth que se
acopla a la conexión de la toma de diagnóstico del
vehículo.
Figura 2 Icono de la Apk Torque PRO
La tecnología OBD2, (On Board Diagnostic), ya se
viene utilizando hace mucho tiempo entre los
mecánicos, y no es otra cosa que conectar nuestro vehículo a un ordenador externo, el
cual se conecta al ordenador de a bordo del vehículo para hacer un diagnóstico rápido.
Dicha máquina les reporta una serie de códigos los cuales se traducen en averías y
aspectos a mejorar del motor y funcionamiento del vehículo.
Esta aplicación disponible para nuestro Android, nos ofrece controlar todos esos datos
que manejan los mecánicos y entendidos del motor: pero traducidos al lenguaje de la
calle. Con esta aplicación seremos capaces de controlar cosas tan básicas como
el consumo de nuestro vehículo, la temperatura de la transmisión, las emisiones de CO2,
reportes de fallos detectados en el motor (adelantándonos incluso a la avería en cuestión),
en definitiva, todo un completo centro de diagnóstico y alto rendimiento para nuestro
vehículo.
La aplicación cuenta con una extensa base de datos con los códigos de errores de muchos
fabricantes, para permitirnos de esta manera acceder e identificar el código de error y
traducirlo en el tipo de avería para que podamos poner una rápida solución antes de que
la cosa pase a mayores
Al abrir la aplicación, es como si cambiásemos de Launcher, convirtiendo nuestro
dispositivo Android en un centro de diagnosis del automóvil, en el que tendremos a
nuestra disposición varias pantallas en negro para que las configuremos con nuestros
propios Widgets de la aplicación, según nuestras necesidades y el control o el tipo de
información al que queramos tener acceso directo.

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Gracias a Torque, podrás obtener datos del funcionamiento de tu AUTO, entre otros
algunos tales como:
 RPM reales del motor, aunque tu vehículo no disponga de dicho indicador en el
salpicadero.
 Velocidad.
 Aceleración.
 Potencia del motor y par motor instantáneos.
 Códigos de error del motor con información detallada.
 Estado del sistema eléctrico y fusibles.
 Seguimiento del mantenimiento del vehículo.
 Lectura de las emisiones del vehículo.
 Temperatura de transmisión.
 Grabación de vídeo de viaje con superposición de datos OBDII.
 Modo HUD (Head Up Display) para conducción nocturna.

Figura 3 Interfaz de TORQUE PRO

Figura 4 Indicadores de TORQUE PRO

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3.3 HYUNDAI TUCSON 2.0 Classic 4x2:


El HYUNDAI TUCSON 2.0 Classic 4x2 del año 2008 es un coche que dispone de un
motor gasolina de 1.975cc con 4 cilindros, que proporciona un par máximo de 104 Nm a
4.500 rpm que hace que este coche entregué una potencia máxima de 142cv a 6.000 rpm.
Dicho motor está compuesto por un cambio manual 5 velocidades con tracción delantera
que este asociado a una distribución doble árbol de levas en cabeza (DOHC) con una
alimentación inyección multipunto.
Este vehículo acelera de 0 a 100km/h en 10,4 segundos alcanzando una velocidad
máxima de 180 km/h, una velocidad nada despreciable para este coche.
En lo relativo al consumo, este motor proporciona un consumo medio de 8,0 l/100km,
mientras que su consumo urbano es de 10,4 l/100km y el extraurbano de 6,6 l/100km. El
motor emite 190 gr/km de CO2, por lo que este coche tiene un gravamen de 9,75% en la
tasa del impuesto de matriculación. El coche, en está versión de 5 puertas, mide 4.325 x
1.830 x 1.730mm y tiene un peso de 1.462 kg con conductor. Está disponible en 5 plazas.
Respecto a la capacidad de su maletero es de 325 litros. Mientras que su depósito de
gasolina es de 58 litros.

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Figura 5 Ficha técnica Hyundai Tucson 2008

3.4 MODULO DE CONTROL ELECTRONICO NEXPEAK NX 101

FUNCION: Mostrar los datos actuales del sensor, incluidas las RPM del motor, el valor
de carga calculada, la temperatura del refrigerante, el estado del sistema de combustible,
la velocidad del vehículo, el ajuste de combustible a corto plazo, el ajuste de combustible
a largo plazo, la presión del colector de admisión, el avance de tiempo, la temperatura del
aire de admisión, la velocidad de flujo de aire Posición del acelerador, voltajes del sensor
de oxígeno / ajustes de combustible asociados a corto plazo, estado del sistema de
combustible, presión del combustible
 Inalámbrico (Bluetooth) 5-10 metros
 Software incluido para Palm, PDA, Mobile, Windows PC, Smartphone
 Material: Plástico de grado automotriz
 Protocolo de salida: Puerto serie RS232
 Voltaje de trabajo: 9 - 16V
 Corriente de trabajo: 45mA.
  Temperatura de funcionamiento: -40 a 100°C

Figura 6 NEXPEAK NX 101

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3.5 PRINCIPIOS TEÓRICOS SOBRE PÉRDIDAS MECÁNICAS:


3.5.1 FRICCIÓN Y LUBRICACIÓN
La fricción o rozamiento es un fenómeno que, a pesar de que en un motor de combustión
es imposible de evitar, debe ser reducido al máximo ya que provoca una pérdida de
energía en forma de calor que debe ser aportada por el combustible. Además, un
rozamiento excesivo o inadecuado puede reducir la vida útil de piezas del motor cuya
reparación puede acarrear un coste elevado para el consumidor final. Por ello es de
máximo interés que exista una lubricación adecuada entre aquellas piezas del motor que
estén en contacto y tengan velocidad relativa entre ellas.
Se asume que la lubricación dentro del motor sigue el modelo propuesto por Stribeck en
1902 [3]. Este modelo afirma que el coeficiente de fricción f depende del tipo de régimen
de lubricación en el que el aceite se encuentre en ese momento.

Figura 7 Diagrama de Stribeck

3.6 MODELO INICIAL DE PÉRDIDAS MECÁNICAS:


En este apartado se explicará cómo funciona el modelo de pérdidas mecánicas que hasta la
fecha se ha utilizado para modelizar el comportamiento de los fenómenos de fricción y de los
sistemas auxiliares.
3.6.1 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN EL PISTÓN:
El pistón es, sin duda, el elemento que mayores pérdidas mecánicas produce. Su
misión en el motor hace que se encuentre en contacto directo con las zonas más
solicitadas tanto mecánica como térmicamente. Entre el pistón y la camisa
también tiene lugar un fenómeno conocido como Blow-By que se define como la
fuga de gas desde el cilindro hacia el
cárter. Este fenómeno se produce como
consecuencia de la tolerancia geométrica
entre los segmentos y la camisa del
cilindro y el movimiento alternativo del

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pistón. El Blow-By tendrá que tenerse en cuenta a la hora de obtener las pérdidas
energéticas asignadas al pistón. Toda esta combinación de factores hace que las
pérdidas en el conjunto de pistón, segmentos y falda sean del orden del 45-50%
del total.

3.6.2 PÉRDIDAS POR FRICCION EN COJINETES:


Los cojinetes son elementos que sirven de sujeción a los distintos ejes que puedan
existir en el motor como por ejemplo los soportes del cigüeñal. Los cojinetes que
se van a tratar en este modelo son los conocidos como cojinetes de deslizamiento,
adecuados para este uso dada su capacidad para soportar grandes presiones
específicas, impactos, fácil montaje y bajo coste [2]. En ellos el eje desliza sobre
la superficie interior del cojinete, provocándose un contacto metal-metal que ha de
estar correctamente lubricado. Por tanto, dada la naturaleza de trabajo del cojinete,
la fricción es un fenómeno clave en su comportamiento y es una fuente de
considerables pérdidas mecánicas dentro del motor. Tanto es así que puede llegar
a sumar entre un 20 y un 40% de las pérdidas mecánicas totales del motor. Los
cojinetes se pueden estudiar desde muchos enfoques, como el de los elementos
finitos, pero en este modelo se va a
adoptar una serie de simplificaciones
que permitirán un cálculo de las
fricciones mucho más rápido y, por
tanto, acorde con el resto del modelo.
Así se empleará el método de la
movilidad descrito por Taylor en el
cual se calculan parámetros como el
espesor mínimo de película de
lubricante (ℎ0), la posición del eje y su
trayectoria en el interior del cojinete. Figura 9 Cojinetes de un motor

3.6.3 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN DISTRIBUCIÓN:


Las pérdidas por fricción dentro del sistema de distribución de gases suelen ser la
fracción más baja dentro de las pérdidas totales del motor. Éstas suelen oscilar
entre un 7 y un 30% del total según Payri F et al. [8]. Dada la complejidad del
mecanismo de distribución, no es sencillo ni rápido analizar la fricción en todos
sus elementos, por lo que se va a calcular las pérdidas en el contacto que mayor
peso tiene en el conjunto de la distribución, que es el de la leva con el taqué o
rodillo.

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Figura 10 Esquema cinemático de la leva y el taqué plano

3.6.4 PÉRDIDAS EN ELEMENTOS AUXILIARES:


Los elementos o sistemas auxiliares de un motor son aquellos que su
funcionamiento es debido al arrastre del motor. Esto quiere decir, que son
accionados a través del motor mediante sistemas de transmisión de potencia como
correas dentadas y sistemas de poleas. Por tanto, su funcionamiento acarrea una
pérdida de potencia al motor, que, en lugar de ser utilizada para producir trabajo
efectivo, se utiliza para mover estos sistemas auxiliares. En el modelo utilizado en
este Trabajo Final de Máster se van a parametrizar tan solo tres de los sistemas
auxiliares que tiene un motor estándar, que aunque si bien son los más importantes
a nivel de pérdidas de potencia, aún faltarían por contabilizar otros sistemas como
el de presión para el líquidos de frenos u otros de confort como el accionamiento
del aire acondicionado.

 Bomba De Refrigerante: En un motor estándar la bomba del sistema de


refrigeración suele ser centrífuga de álabes rectos, por lo que su potencia
depende de su caudal, el salto de presión y la eficiencia de la bomba.

Figura 11 Bomba De Refrigerante

 Bomba De Fuel: La bomba de combustible suele ser de tipo pistón y es el


elemento auxiliar que mayor pérdida provoca en un motor diésel dada la alta
presión a la que debe someterse el combustible para que la atomización que se
produce en el inyector sea adecuada y se pueda quemar la mayor cantidad de
fuel posible en cada ciclo.

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Figura 12 Bomba De Combustible

 Bomba De Aceite: La bomba de aceite suele ser de tipo volumétrico de


engranajes o de lóbulos, de las cuáles es posible obtener el valor de su potencia
a partir de datos geométricos. No obstante es difícil obtener dichos datos por lo
que se ha realizado un nuevo análisis paramétrico que permita obtener las
pérdidas sin tener que recurrir a la geometría de la bomba.

Figura 13 Bomba De Aceite

3.6.5 PÉRDIDAS EN ADITAMENTOS OPCIONALES:


Algunos dispositivos que habitualmente usamos dentro de un coche ya sea por necesidad
obligatoria o por nuestra comodidad también generan perdidas de potencia que se deben
de considerar.

 Aire Acondicionado (AA): Funciona de forma similar a un frigorífico. El aire


acondicionado del coche se compone de un compresor, condensador, válvula de
expansión y evaporador. El proceso se basa en la sucesiva compresión y
descompresión del gas refrigerante por parte del compresor, que hace circular este
gas a través de todo el circuito del aire acondicionado impulsado por el motor de
combustión interna. Todo este proceso, que se repite de forma continuada
mientras está encendido el aire, está asociado al motor, que entrega la energía
para que se realice. El consumo del aire acondicionado del coche depende del

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esfuerzo que necesite el sistema de refrigeración y varía entre el 5% y el 20%.


Esto es lo que va a aumentar el consumo de combustible.
Respecto a la potencia, puede rondar entre 2 y 15 CV en tanto que el aire quita
energía a las ruedas motrices del coche.

Figura 14 Botón de Aire Acondicionado

COMPRESOR DEL AIRE ACONDICIONADO: El consumo de par y potencia es el más


importante y esto si puede suponer una cantidad de potencia elevada, además dicha cantidad es
regular en todo momento, mientras se demande el funcionamiento al compresor.
Los compresores de A/A son de desplazamiento positivo (pistones y cilindros) por lo que la
potencia consumida se invierte en generar el trabajo y en vencer los rozamientos. Estos no
disminuyen mucho, siendo normalmente crecientes con el régimen.Los compresores han
evolucionado aumentando la cantidad de pistones de 4 a 5, lo que quiere decir que por cada
vuelta la capacidad de comprimir el aire aumenta y su influencia es escasa, de hecho el aumento
de número de pistones persigue mas la integración con motores que manejan regímenes de giro
muy variables, de esta manera la reducción de vueltas que permite el aumento de pistones (a
igual de capacidad) permite que cuando se eleve el régimen de giro el consumo de potencia por
rozamiento no se dispare.

FiguraDel
Figura 16 Compresor 15 Aire
Esquema de funcionamiento del AA
Acondicionado

 Sistema del Iluminación: Como ya os comentamos en nuestro artículo sobre


el sistema de alumbrado, se trata de un elemento primordial en la seguridad
activa del vehículo, ya que su buen funcionamiento nos permitirá ejercer la

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conducción en condiciones óptimas pese a encontrarnos en situaciones de riesgo


y/o baja visibilidad. El mal estado de las luces, la suciedad y la falta de brillo
disminuyen la eficacia del sistema de alumbrado y pueden aumentar la fatiga
visual del conductor. Además, el fallo de este sistema ocasiona un porcentaje
elevado de negativas en la Inspección Técnica del Vehículo (ITV), por lo que
resulta doblemente importante saber cómo realizar un mantenimiento adecuado a
este sistema previendo los posibles fallos que pueden afectarle y evitando así
averías más serias que fuercen a que determinados elementos tengan que ser
reemplazados.

Figura 17 Luces que posee un automóvil promedio

La activación de las luces muchas veces nos reflejara en un aumento en el


consumo de combustible ya que estas son alimentadas por el alternador y este
tiene que reponer dicha energía la cual la obtendrá del motor.

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4. EQUIPOS DE LABORATORIO:
 Modulo electrónico Micro controlador (NEXPEAK NX101 Elm327 Bluetooth V1.5
lector de código de motor Mini OBD2 escáner herramienta de diagnóstico de coche OBD
2 Auto escáner)

 Smartphone con la APK Torque Pro (OBD2 / coche) instalada.

 Vehículo de prueba (Hyundai Tucson - 2008)

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Figura 18 Hyundai Tucson - 2008


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5. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE PRUEBAS:


5.1Procedimiento para Pruebas de Calentamiento
I. Primeramente, procederemos a buscar el conector OBD del vehículo para colocar el
NEXPEAK NX101 Elm327 Bluetooth V1.5 lector de código de motor.

II. Sincronizar el Lector Bluetooth con el Smartphone y la aplicación (TORQUE PRO)


previamente instalada (podemos darnos cuentan que el sensor de posición del pedal lo
mínimo es 7.1% aun con el vehículo apagado).

III. Encender el vehículo para iniciar el proceso de calentamiento del motor (Temperatura
de inicio 18°C)

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IV. Haremos lectura de datos cada 30 segundos con el sensor de posición del pedal en 7.1%
(sin pisar el acelerador) hasta llegar a la temperatura optima del motor que son 80°C.

CONSUMO REAL DE
GASOLINA(L/h)

ANGULO DE INYECION DE LA
MARIPOSA (%)

CARGA (%)

TEMPERATURA DEL LIQUIDO


REFRIGERANTE DEL MOTOR

FRECUENCIA DE ROTACION
(rpm)

GASTO MASICO DE AIRE(g/s)

EFICICIENCIA VOLUMETRICA
(%)

VOLTAJE EN EL SISTEMA
ELECTRICO DEL VEHICULO (V)

VELOCIDAD DELVEHICULO
(Km/h)

ANGULO DE AVANZE DE
ENCENDIDO (°)

CANTIDAD DE COMBUSTIBLE
USADO DURANTE LA PRUEBA(L)

RENDIMIENTO POR 100km


RECORRIDO(L/100km)

RECORRIDO DESDE EL INICIO


(km)

POTENCIA (kw)

ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL


MAR (m)

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TIEMPO DE RECORRIDO (MIN, S)

VELOCIDAD DE
DEZPLAZAMINETO DEL
VEHICULO (km/h)

VELOCIDAD MEDIA DEL


RECORRIDO (km/h)

TEMPERATURA DEL AIRE(°C)

GRAFICA DE LA TEMPERATURA
DEL LIQUIDO DEL
REFRIGERANTE

GRAFICA DE LA FRECUENCIA
DE ROTACION

V. Elaboraremos un Protocolo 1 para luego llevarlo luego el software GRAPHER12 y


analizar el comportamiento de las gráficas en función de la temperatura del motor a
través del tiempo.

5.2Procedimiento para Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado


activo e inactivo
I. Una vez que tengamos el motor en temperatura optima de 80°C activamos y
desactivamos el aire a condicionado y las luces para ver observar como el consumo
horario varia.

II. Iniciamos el proceso de Aceleración sin Aire acondicionado activo para ello se
accionará el Pedal de acelerador en un intervalo de 7.1% hasta 18%

III. Realizamos la toma de datos cada intervalo de RPM que se vera detallado en el
protocolo 1 hasta el punto máximo que será 5204 RPM para esta prueba.

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LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

IV. Una vez culminada esta etapa esperamos que el motor vuelva a la temperatura inicial de
84°C activamos el Aire Acondicionado al máximo y volvemos a repetir el proceso
anterior accionaremos el pedal para acelerar el vehículo.

V. Realizamos la toma de datos cada intervalo de RPM que se verá detallado en el


protocolo 1 hasta el punto máximo que será 5504 RPM para esta prueba

VI. Una vez tengamos ambos protocolos calculamos la diferencia de gastos y de costos
entre otros parámetros con y sin aire acondicionado en función de la frecuencia de
rotación usando el software GRAPHER 12.

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6. PROCESAMIENTO DE DATOS OBTENIDOS:


6.1Protocolo Primario y Secundario para la Pruebas de Calentamiento
CALENTAMIENTO - PROTOCOLO 1
Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Minuto de la toma de dato 2:20 3:20 4:20 5:20 6:20 7:20 8:20 9:20 10:20 11:20 12:20 13:20 14:20 15:20
Consumo Real de Combustible 2,67 1,55 1,41 1,29 1,19 1,05 1,02 0,95 0,92 0,89 0,84 0,84 0,79 0,77
(lt/h)
Sensor de Posición del Pedal (%) 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1

Carga del motor (%) 27,8 19,6 18 17,3 17,3 16,9 15,3 15,3 14,9 14,9 14,5 14,1 14,1 14,1

Temperatura de Motor (°C) 18 30 39 45 50 56 58 63 67 69 72 75 77 80

Frecuencia de Rotación (RPM) 1216 1032 968 922 888 842 826 799 776 770 755 740 736 719

Gasto Masico de Aire (g/s) 7,3 4,2 3,8 3,5 3,3 2,9 2,8 2,6 2,5 2,4 2,3 2,3 2,2 2,1

Eficiencia Volumétrica (%) 32 21 20 19 15 17 17 17 16 16 16 15 15 15

AAI (%) 2 11 10 9 8 7 7,5 7 9 6 6,5 7,5 9 9

Combustible Usado (lt) 0,004 0,04 0,064 0,087 0,107 0,126 0,143 0,16 0,175 0,19 0,205 0,219 0,233 0,246

Voltaje de la Batería (Voltios) 14,3 14,4 14,5 14,4 14,4 14,4 14,4 14,4 14,4 14,4 14,4 14,4 14,3 14,3
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

CALENTAMIENTO - PROTOCOLO 2
Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Gc (Kg/h) 1,920 1,114 1,014 0,928 0,856 0,755 0,733 0,683 0,661 0,640 0,604 0,604 0,568 0,554
Ne (kW) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6,513 3,897 3,357 3,073 2,959 2,741 2,434 2,355 2,227 2,210 2,109 2,010 1,999
Nm (kW) 2 2 1 2 9 7 9 3 7 5 3 3 5
1,9533
6,513 3,897 3,357 3,073 2,959 2,741 2,434 2,355 2,227 2,210 2,109 2,010 1,999
Ni (Kw) 2 2 1 2 9 7 9 3 7 5 3 3 5
1,9533

Ge(g/kW.h) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
51,15 36,06 31,83 31,83 31,09 28,15 28,15 27,41 27,41 25,94 25,94
Torque perd. Mecánicas. (Nm) 2 4
33,12
2 2 6 2 2 6 6
26,68
4 4
25,944

nm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ne 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ni 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gasto Masico de Aire (kg/h) 26,28 15,12 13,68 12,6 11,88 10,44 10,08 9,36 9 8,64 8,28 8,28 7,92 7,56
Eficiencia Volumétrica (nv) 32 21 20 19 15 17 17 17 16 16 16 15 15 15
Gasto Teórico de Aire (Kg/h) 82,13 72,00 68,40 66,32 79,20 61,41 59,29 55,06 56,25 54,00 51,75 55,20 52,80 50,40
Relación aire combustible (α) 0,922 0,914 0,909 0,915 0,935 0,931 0,926 0,923 0,916 0,909 0,923 0,923 0,939 0,920
Intervalo de Medición (segundos) 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
Intervalo de Medición (horas) 0,000 0,017 0,033 0,050 0,067 0,083 0,100 0,117 0,133 0,150 0,167 0,183 0,200 0,217

Tabla 2 Calentamiento del motor - PROTOCOLO 2


LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

6.2Protocolo Primario y Secundario para la Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado activo e inactivo
6.2.1 Pruebas de Aceleración SIN Aire Acondicionado:
ACELERACION SIN AC - PROTOCOLO 1
Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Minuto de la toma de dato 4:44 5:19 5:29 5:37 5:38 5:41 5:44 5:49 6:09 6:19 6:35 6:51 6:58 7:08 7:20 7:32
Consumo Real de
0,74 1,55 1,68 1,83 1,96 2,12 2,24 2,28 2,55 2,87 3,33 4,04 5,08 6,02 6,65 6,89
Combustible (lt/h)
Sensor de Posición del Pedal
7,1 9 9,8 10,2 10,6 10,6 10,6 10,6 11,4 11,8 12,5 13,7 14,9 16,9 17,6 18
(%)
Carga del motor (%) 13,3 14,5 14,9 15,3 15,3 14,9 14,1 14,1 14,1 14,5 13,7 14,9 15,7 16,9 16,9 17,3
Temperatura de Motor (°C) 84 84 84 84 84 84 84 84 86 87 89 92 93 93 91 90
Frecuencia de Rotación
705 1298 1449 1533 1621 1750 1874 2046 2328 2536 3041 3531 4009 4588 4996 5204
(RPM)
Gasto Masico de Aire (g/s) 2 4,2 4,6 5 5,3 5,8 6,1 6,2 7 7,8 9,1 11,1 13,9 16,5 18,2 18,8
Eficiencia Volumétrica (%) 15 16 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 18 19 19 19
AAI (%) 6 27,5 30 31,5 32 33,5 33,5 33 34 35,5 36,5 38,5 35 34 34,5 35,5
Combustible Usado (lt) 0,37 0,387 0,392 0,395 0,395 0,398 0,4 0,402 0,415 0,422 0,436 0,453 0,463 0,477 0,5 0,523
Voltaje de la Batería (Voltios) 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,2 14,2 14,2

Tabla 3 Aceleración del motor sin AA - PROTOCOLO1

ACELERACION SIN AC - PROTOCOLO 2


LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Gc (Kg /h) 0,532 1,114 1,208 1,316 1,409 1,524 1,611 1,639 1,833 2,064 2,394 2,905 3,653 4,328 4,781 4,954
18,60
2,287 4,791 5,193 5,656 6,058 6,553 6,923 7,047 7,882 8,871 10,292 12,487 15,701 20,554 21,296
Costo (soles/h) 7
Ne (kW) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14,93
Nm (kW) 1,807 3,626 4,160 4,519 4,778 5,024 5,091 5,558 6,324 7,085 8,027 10,137 12,127
9
16,268 17,346
14,93
Ni (Kw) 1,807 3,626 4,160 4,519 4,778 5,024 5,091 5,558 6,324 7,085 8,027 10,137 12,127
9
16,268 17,346

Ge(g/kW.h) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Torque perd. Mec. (Nm) 24,47 26,68 27,42 28,15 28,15 27,42 25,94 25,94 25,94 26,68 25,21 27,42 28,89 31,10 31,10 31,83
nm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ne 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ni 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gasto Masico de Aire 7,2 15,12 16,56 18 19,08 20,88 21,96 22,32 25,2 28,08 32,76 39,96 50,04 59,4 65,52 67,68
(kg/h)
Eficiencia Volumétrica
15 16 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 18 19 19 19
(nv)
312,6
Gast. Teori.aire (Kg/h) 48,00 94,50 97,41 105,88 112,24 122,82 129,18 139,50 157,50 175,50 204,75 249,75 278,00
3
344,84 356,21

Relación aire combustible 0,911 0,914 0,923 0,921 0,912 0,922 0,918 0,917 0,926 0,916 0,921 0,926 0,923 0,924 0,923 0,920
(α)
Intervalo de Medición 0 35 45 54 55 57 60 65 85 95 111 127 134 144 156 168
(segundos)
Intervalo de Medición 0,000 0,010 0,013 0,015 0,015 0,016 0,017 0,018 0,024 0,026 0,031 0,035 0,037 0,040 0,043 0,047
(horas)

Tabla 4 Aceleración del motor sin AA - PROTOCOLO 2


LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

6.2.2 Pruebas de Aceleración CON Aire Acondicionado:

ACELERACION CON AC - PROTOCOLO 1


Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Minuto de la toma de dato 8:50 9:26 9:48 9:59 10:16 10:35 10:52 10:59 11:19 11:22 11:37
Consumo Real de Combustible
1,36 2,39 2,2 3,43 3,51 4,22 5,79 5,84 7,92 7,97 8,01
(lt/h)
Sensor de Posición del Pedal (%) 7,1 9,4 11 12,9 12,9 14,1 16,5 16,5 18,8 19,2 18,8
Carga del motor (%) 22 12,2 14,1 18 14,5 14,9 18,4 16,1 20 18,8 17,6
Temperatura de Motor (°C) 85 83 82 83 82 83 84 84 84 85 87
Frecuencia de Rotación (RPM) 816 1251 2035 2524 3032 3669 4006 4514 4978 5237 5504
Gasto Masico de Aire (g/s) 3,7 6,5 6 9,4 9,6 11,6 15,9 16 21,7 21,8 21,9
Eficiencia Volumétrica (%) 23 21 17 24 17 18 22 20 23 23 21
AAI (%) 13,5 24 33 34,5 36 38,5 36 34 34 34,5 37
Combustible Usado (lt) 0,549 0,563 0,575 0,584 0,6 0,622 0,646 0,659 0,694 0,7 0,733
Voltaje de la Batería (Voltios) 14 14 14 14 14 14 14 14 13,9 14 14
Tabla 5 Aceleración del motor con AA - PROTOCOLO 1
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

ACELERACION CON AC - PROTOCOLO 2


Puntos de Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Gc (Kg/h) 0,978 1,718 1,582 2,466 2,524 3,034 4,163 4,199 5,694 5,730 5,759
Costo (soles/h) 4,204 7,387 6,800 10,601 10,849 13,043 17,896 18,050 24,479 24,634 24,757
Ne (kW) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Nm (kW) 3,459 2,941 5,528 8,753 8,471 10,533 14,202 14,002 19,182 18,969 18,664
Ni (Kw) 3,459 2,941 5,528 8,753 8,471 10,533 14,202 14,002 19,182 18,969 18,664
Ge(g/kW.h) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Torque perd. Mec. (Nm) 40,48 22,448 25,944 33,12 26,68 27,416 33,856 29,624 36,8 34,592 32,384
Nm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ne 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ni 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gasto Masico de Aire (kg/h) 13,32 23,4 21,6 33,84 34,56 41,76 57,24 57,6 78,12 78,48 78,84
Eficiencia Volumétrica (nv) 23 21 17 24 17 18 22 20 23 23 21
Gast. Teori.aire (Kg/h) 57,91 111,43 127,06 141,00 203,29 232,00 260,18 288,00 339,65 341,22 375,43
Relación aire combustible (α) 0,917 0,917 0,920 0,924 0,922 0,927 0,926 0,924 0,924 0,922 0,922
Intervalo de Medición (segundos) 0 36 58 69 86 105 122 129 149 152 167
Intervalo de Medición (horas) 0,0000 0,0100 0,0161 0,0192 0,0239 0,0292 0,0339 0,0358 0,0414 0,0422 0,0464
Tabla 6 Aceleración del motor con AA - PROTOCOLO 2
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

6.3 Formulas Usadas para Obtener Protocolo 2

Realizamos los cálculos generales con los parámetros obtenidos en el Microcontrolador ECU:

 Potencia efectiva Ne (kW): Para este caso como estamos en régimen RALENTI es 0.

M 0∗n
Ne=
9550
Nomenclatura:

n=numero de revoluciones constante( rpm)

M 0=Momento par en cada en medida ( Nm)

Ne=¿ Potencia efectiva (kW)

 Potencia de perd. Mec. Nm (kW): Con el porcentaje de carga nominal que corresponde
a las pérdidas mecánicas del motor.
M op∗n
Nm=
9550
Nomenclatura:

Nm=Potencia de las perdidas de carga( kW )

n=numero de revoluciones constante( rpm)

M 0 p=Momento par por perdidas mecanicas (Nm)

 Potencia indicada Ni (Kw)


¿=Ne+ Nm
Nomenclatura

¿=Potenciaindicada(kW )

Ne=¿ Potencia efectiva (kW)

Nm=Potencia de las perdidas de carga( kW )

 Gasto horario de combustible Ga(kg/h): La aplicación no las provee pero en diferentes


unidades procedemos a hacer la conversión.

Gcm
∗3600
t
GC = kg/h
1000
Nomenclatura:
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

kg
G C =Gasto horario de combustible ( )
h

Gcm =Gasto de combustible en masa( g)

t=tiempo de suministro de combustible (s)

 Gasto especifico Ge(g/kW.h): No la hallaremos porque la Ne es igual a cero.

Gc∗1000
¿=
Ne
Nomenclatura:

g
G e =Gasto especifico de combustible( )
kW .h
Ne=¿ Potencia efectiva (kW)
kg
G C =Gasto horario de combustible ( )
h

 Eficiencia mecánica(n m): No la hallaremos porque la Ne es igual a cero.

Ne
n m=
¿
Nomenclatura:

n m=Eficiencia mecanica

Ne=¿ Potencia efectiva (kW)


¿=Potenciaindicada(kW )

 Eficiencia especifica(n¿ ¿ e)¿: No la hallaremos porque la Ne es igual a cero.

3600
n e=
¿∗Hu
Nomenclatura:

n e=Eficiencia efectiva

g
G e =Gasto especifico de combustible( )
kW .h
kJ
En el motor Diésel el poder calorífico ( Hu=42.5 )
kg
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

kJ
En el motor Gasolinero el poder calorífico ( Hu=44 )
kg

 Eficiencia indicada(ni ): No la hallaremos porque la Ne es igual a cero.

ne
ni =
nm
Nomenclatura:

ni =Eficienciaindicada

n e=Eficiencia efectiva

n m=Eficiencia mecanica

kg
 Gasto. Real aire (G ra ): No la hallaremos porque la aplicación TORQUE no las
h
proporciona en distintas unidades.

G ra=Gf ∗ρ a

P atm
ρa =
R∗T
Nomenclatura:

m3
G f =Flujo de aire ( )
h
kg
ρa =Densidad delaire (1.12 )
m3
Patm =Presion atmosferica(kPa)
R= Constante del aire (0.287 KPa*m3/Kg. K

T=Temperatura ambiente(K)

kg
 Gasto. Teórico de aire (G ta ): Procederemos a calcularlo usando la eficiencia
h
volumétrica que la aplicación no las proporciona.

120∗ρa∗Vh∗n∗i
G ta=
τ
Nomenclatura:
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

kg
G ta=Gasto teorico de aire ( )
h
kg
ρa =Densidad delaire (1.12 )
m3
n=numero de revoluciones constante( rpm)

Vh=Volumen de la cilindrada (m¿¿ 3)¿

i=Numero de cilindros ( 4)

τ =numero de tiempos(4)

 Eficiencia volumétrica (n v): La aplicación de TORQUE ya no las proporciona solo


pasaremos a anotarla.
G ra
n v=
Gta
Nomenclatura:

n v =Eficiencia volimetrica

kg
G ra=Gasto ral de aire( )
h
kg
G ta=Gasto teorico de aire ( )
h

 Presión efectiva (kPa): No la hallaremos porque la Ne es igual a cero.

30∗Ne∗τ
Pe= =¿
n∗Vh∗i
Nomenclatura:

Ne=¿ Potencia efectiva (kW)


Vh=Volumen de la cilindrada (m¿¿ 3)¿

n=numero de revoluciones constante( rpm)

i=Numero de cilindros ( 4)

τ =numero de tiempos(4)
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

 Relación aire combustible(α): Procederemos a calcularlo ya que tenemos todas las


variables.
Ga
α=
Gc∗Lo

Nomenclatura:

kg
G C =Gasto horario de combustible ( )
h
kg
Ga=Gasto de aire ( )
h

Relacion estequiometrica para motor Diesel( Lo=14.32)

Relacion estequiometrica para motor Gasolinero(Lo=14.85)

7. GRAFICAS:
7.1 Prueba de Calentamiento de motor
7.1.1 Grafica 1: Frecuencia de Rotación, Eficiencia Volumétrica, Relación aire
combustible, Angulo de avance de encendido
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

Nos podemos dar cuenta que a medida que la temperatura llega a la optima la frecuencia
de rotación está más cerca del punto óptimo de funcionamiento por ello las perdidas
mecánicas bajan por eso se ve reflejado en un considerable descenso del Gc.
7.1.2 Grafica 2: Variación del Gasto Horario de combustible en función del Tiempo de
calentamiento del motor
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

Como el Grafico 3 lo realizamos en función del tiempo de duración del calentamiento, pero en
(horas) el área bajo la curva calculada por el GRAPHER 12 sería la cantidad total de combustible
consumido durante el proceso, pero en (Kg)
m 0.173279 Kg
Areatotal=0.173279 Kg→ v= → v= → V =0.00241m3
ρ Kg
719 3
m

V =0.00241m 3 ≈ 0.241< de combustible N 95

e| | 0.246−0.241
¿= ≅ 2.07 % ¿
0.241

soles
Costo en soles= ( 0.063665465 gal )∗(11.7 )
gal
Costo en soles=0.74 soles
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

7.2Pruebas de Aceleración con Aire Acondicionado Activo e Inactivo


7.2.1 Grafica 3: Gastos horarios de Combustible con Aire Acondicionado activo e
inactivo en función de la Frecuencia de rotación

 Se hizo la diferencia de gastos de combustible y luego se graficó en función de las


mismas RPM en las que coincidían obteniendo el grafico de Diferencias de Gastos, nos
damos cuenta que el gasto de combustible debido al aire acondicionado NO depende de
la frecuencia de rotación porque se observa una grafica que tiende a ser lineal y
constante.
 Se puede observar que a mayores RPM el gasto de combustible ya sea con o sin aire
acondicionado aumentan.
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

7.2.2 Grafica 4: Costo de Aire Acondicionado en función de la Frecuencia de rotación


LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

Como nos pudimos dar cuenta que el gasto de combustible debido al aire acondicionado
no depende de las RPM podemos sacar un promedio de la diferencia de gasto en (soles/h)
para obtener un promedio de gasto de dinero por hora debido al funcionamiento del AA.
En el siguiente cuadro vemos los datos que fueron llevados al Grafico 4.
Diferencia de gasto de
RPM
combustible soles/hora
1,92 816
2,60 1251
-0,25 2035
1,73 2524
0,56 3032
0,56 3531
2,19 4009
5,87 4588
3,93 4978
  3,34 5237
PROMEDIO 2,24  

soles
Podemos decir que se está gastando un promedio de 2.24 debido al uso del Aire
hora
Acondicionado.
También podemos ver el consumo estimado de combustible debido al Aire
Acondicionado en función de cada frecuencia de rotación.
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

7.2.3 Grafica 5: Eficiencia volumétrica, Relación aire combustible en función de la


Frecuencia de rotación

 Se puede ver que la eficiencia volumétrica es mayor cuando el Aire Acondicionado esta
Activo.
 La relación de aire combustible se mantiene poco variables el rango mostrado.
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

7.2.4 Grafica 6: Variación del Angulo de avance de encendido en función de la


Frecuencia de rotación

 Se puede apreciar como el AAI sin Aire Acondicionado es mayor en ciertas regiones, a
mayores RPMs mayores será el AAI.
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

8. CONCLUSIONES:
 Tras la realización de este laboratorio se puede afirmar que la mayor parte de los
objetivos del mismo han sido concluidos y satisfechos.

 De la Grafica 2 se concluye que se gastó un estimado de 0.74 soles en la prueba de


calentamiento quiere decir tuvimos que invertir ese dinero para que el motor llegue a su
temperatura optima.

 De la Grafica 3 podemos concluir que el gasto de combustible debido al Aire


Acondicionado NO DEPENDE de la frecuencia de rotación.

soles
 Podemos decir que se está gastando un promedio de 2.24 debido el uso del Aire
hora
Acondicionado en una Hyundai Tucson – 2008.

 Mientras mayor sea la frecuencia de Rotación mayor también será el AAI son
directamente proporcionales

 Podemos concluir que un motor con parámetros óptimos es mucho más eficiente
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

9. BIBLIOGRAFIA:
 Payri F. and J.M. Desantes. Motores de combustión interna alternativos. Reverté, ISBN
978- 84-291-4802-2, Barcelona, 2011.
 MODELADO DE LAS PÉRDIDAS MECÁNICAS EN MOTORES DIÉSEL DE INYECCIÓN
DIRECTA - AUTOR: JOSÉ MIGUEL RONDA GONZÁLEZ TUTOR: JAIME MARTÍN
DÍAZ
 Página web https://www.dieselnet.com/standards/cycles/wltp.php Última visita marzo 2018.
 Carreño R. “A comprehensive methodology to analyse the Global Energy Balance in
Reciprocating Internal Combustion Engines” Doctoral Thesis. 2016
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III

10. ANEXOS

PRUEBA CON AIRE


PRUEBA CON LUCES  
ACONDICIONADO
N° 1 2 3   N° 1 2
Fuel Flow(l/hr) 0,74 0,86 0,86   Fuel Flow(l/hr) 1,4 1,39
Throttle(%) 7,1 7,1 7,1   Throttle(%) 7,1 7,1
Load(%) 12,9 15,7 15,3   Load(%) 21,2 21,2
Coolant(°C) 84 84 84   Coolant(°C) 84 84
Revs(rpm) 700 695 703   Revs(rpm) 854 849
MAF(g/s) 2 2,3 2,3   MAF(g/s) 3,8 3,8
Voll.Eff(%) 15 17 17   Voll.Eff(%) 23 21
Volts Ad(V) 14,3 14,1 14,1   Volts Ad(V) 14,1 14
Speed(km/h) 0 0 0   Speed(km/h) 0 0
Timing Adv(*) 7 10,5 10   Timing Adv(*) 10 7,5
0,30 0,31 0,32
Fuel Used(l)   Fuel Used(l) 0,347 0,361
8 7 6
GPS Height(m) 2401 2393 2393   GPS Height(m) 2391 2391
Trip Time(m:s) 0 0 0   Trip Time(m:s) 0 0
Trip Speed(km/h) 0 0 0   Trip Speed(km/h) 0 0
TripMspeed(km/h) - - -   TripMspeed(km/h) - -
Air temp(°C) 0 0 0   Air temp(°C) 0 0

Demostración de como varia le gasto de combustible cuando se activa el AA o las luces


principales obtenidos directamente de la aplicación TORQUE PRO.

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