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• Carlos Sosa Arroyo

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4to GRADO

CONOCIMIENTO TECNOLÓGICO APLICADO

CONSUMO DE COMBUSTIBLE I. Combustible. Un combustible es cualquier sustancia que reacciona con el oxígeno de forma violenta, con producción de calor, llamas y gases. Supone la liberación de una energía de su forma potencial a una forma utilizable (por ser una reacción química, se conoce como energía química). En general se trata de algo susceptible de quemarse. II. Consumo de combustible en carretera, consumo de combustible según DIN 70030, consumo específico. En los motores Otto y Diesel se distingue tres clases de consumo. 2.1. Consumo de combustible en carretera. Por consumo de combustible en carretera se entiende el producido en un tramo largo de carretera normal y circulación normal. Cuando el consumo de combustible es excesivo, se mide con instrumentos de medida y en laboratorios especializados. Se da siempre para distancias de 100 Km. 2.2. Consumo de combustible según DIN 70030. El consumo de combustible según DIN 70030 – 2 se llamaba antes consumo normal. Este consumo se mide sobre un tramo de 10 km de longitud de carretera seca y llana; recorrido en ida y vuelta a ¾ de velocidad máxima, sin que dicha velocidad pueda sobrepasar los 110 km/h. Al consumo así determinado se le añade un 10% compensatorio por condiciones adversas. En la explotación normal del vehículo el consumo es superior. El de la norma DIN sirve para comparar distintos tipos en condiciones exactamente iguales. Existe también el método de medición de consumo según DIN 70030 – 1 que se utiliza para indicar el consumo de los turismos. 2.3. Consumo específico. Se trata del consumo del motor en el banco de pruebas de motores en condiciones específicas concretas. Se denomina consumo específico a la cantidad de combustible que necesita un motor para que en el banco de pruebas funciones una hora con una potencia de 1 kW. Dicho de otro modo el combustible necesario en el banco de pruebas por unidad de potencia y tiempo. Sirve para comparar los consumos de distintos motores y es independiente de las condiciones del vehículo y de la circulación.

𝑔 𝐵 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎 [ ] ℎ 𝑔 𝑏 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 [ ] 𝑘𝑊ℎ 𝑔 𝜌 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 [ 3 ] 𝑐𝑚 𝑡 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑛𝑢𝑜(𝑑𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎)𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎𝑠[𝑠] 𝑙 𝑘𝑠 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑡𝑒𝑟𝑎 [ ] 100𝑘𝑚 𝑙 𝑘 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑠𝑒𝑔ú𝑛 𝐷𝐼𝑁 70030 − 2 [ ] 100𝑘𝑚 𝐾 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 [𝑐𝑚3 , 𝑑𝑚3 ó 𝑙] 𝑠 = 𝑇𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛 [𝑘𝑚] 𝑃𝑒 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎[𝑘𝑊] EJEMPLOS 1. Consumo en carretera. En una marcha de prueba en carretera se consumen 10,5 L en 110 km ¿Cuál es el consumo en litros a los 100 km? Aplicamos lo siguiente: 𝑘𝑠 =

𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜(𝑙)𝑥100 𝑡𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛

𝑘𝑠 =

𝐾. 100 𝑙 [ ] 𝑠 100 𝑘𝑚

Luego:

𝑘𝑠 =

10,5.100 𝑙 𝑙 𝑘𝑚 [ ] = 9,55 110 100 𝑘𝑚 100

2. Consumo según DIN 70030-2 Un vehículo, en una prueba en carretera de 19 km consume 1,3 l de combustible. ¿Cuál es su consumo según DIN 70030-2? Se formula lo siguiente: 𝑘=

𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜(𝑙)𝑥110 𝑡𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛

NOTACIONES: 𝑙 𝑘 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 [ ] 100 𝑘𝑚

IV BIMESTRE

𝑘=

𝐾. 110 𝑙 [ ] 𝑠 100 𝑘𝑚

𝑘=

1,3 𝑥 110 𝑙 𝑙 𝑘𝑚 [ ] = 7,53 19 100 𝑘𝑚 100

3. Consumo específico. En el banco de pruebas un motor tiene una potencia de 25 kW y consume 60 cm 3 de combustible en 18 s. la densidad 𝜌 del combustible es de 0,73 kg/dm 3 ¿Cuál es el consumo específico de ese motor? Formulamos lo siguiente: - Consumo por hora: 𝐵=

𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜(𝑐𝑚3 ). 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑. 360 𝑑𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎 (𝑠)

𝐵=

-

𝐾 ∗ 𝜌 ∗ 360 𝑔 [ ] 𝑡 ℎ

Consumo específico. 5. Un motor Otto de cuatro tiempos consume en una hora 5,2 kg de combustible y ha dado durante ese tiempo una potencia de 18 kW. Calcular su consumo específico. Densidad del combustible 0,64 kg/cm 3

Luego: 60 𝑥 0,73 𝑥 360 𝑔 [ ] 18 ℎ

6. En el banco de pruebas un motor Diesel desarrolla una potencia de 90 kW y en 28,5 segundos consume el combustible contenido en una probeta aforada de 200 cm 3. La 𝑘𝑔 densidad del combustible es 𝜌 = 0,82 3 𝑐𝑚 Calcular: a) El consumo por hora. b) El consumo específico.

𝑔 𝐵 = 8760 ⁄ℎ 𝐵 8760 𝑔 = [ ] 𝑃𝑒 25 𝑘𝑊ℎ

𝑔 𝑏 = 350 ⁄𝑘𝑊ℎ Observación: a. El consumo de un viaje, o sea a lo largo de una distancia grande, se determina por la fórmula de consumo en carretera. b. A continuación se dan los específicos de distintos motores.

consumos

 Motor Otto : Dos tiempos 550 – 400 g/kWh 4 tiempos 380 – 300 g/kWh  Motor Diesel: Turismo Camiones

2. Un turismo consume en promedio 8,52/100 km y en su trayecto de pruebas de 120 km consumió 14,4 litros. Calcular: a) El consumo en carretera b) La diferencia porcentual de ese consumo con el promediado.

4. ¿Cuál es el consumo según DIN 70030-2 con los datos que se dan a continuación? Trayecto de pruebas (s) = 21,2 km Combustible consumido K = 2,3 litros.

Consumo específico:

𝐵 𝑔 𝑏= [ ] 𝑃𝑒 𝑘𝑊ℎ

𝑏=

Consumo de combustible en carretera. 1. Un camión consume en un tramo de 80 km 26,4 l de diesel. ¿Cuál es su consumo en carretera?

Consumo de combustible según DIN 70030-2. 3. Un turismo, en condiciones normales, en un trayecto de pruebas de 20,5 km consume 1,6 litros de combustible. Calcular su consumo normal.

𝑔 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒[ ⁄ℎ] 𝑏= 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟[𝑘𝑊]

𝐵=

EJERCICIOS

350 – 280 g/kWh 340 – 215 g/kWh