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    FACULTAD DE MECÁNICA  ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ                     

 

    ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO      FACULTAD DE MECÁNICA  ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ      SEXTO SEMESTRE “A”  OCTUBRE 2018 ‐ FEBRERO 2019    MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA I  CÁLCULO DE EFICIENCIA VOLUMÉTRICA DEL   HYUNDAI ACCENT 1.6 LITROS 2014    DATOS INFORMATIVOS  

NOMBRES Y APELLIDOS: 

 

CÓDIGO: 

Ochoa Francisco   

 

1663 

Huacho Iturralde Erick 

 

1763 

Torres Llerena Dominic   

1768 

Maldonado Brayan  

 

1660 

 

18 / 10 / 2018 

Uchupanta Byron  

FECHA:  

 

 

Riobamba – Ecuador

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    FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ  

 

1. OBJETIVOS    

Determinar la eficiencia volumétrica aproximada de un automóvil Chevrolet Aveo activo  1.4 del año 2008, con el uso de un escáner automotriz para tener una idea más clara de lo  que es la eficiencia volumétrica en él vehículo. 



Utilizar un escáner automotriz, con las instrucciones de uso aprendidas en clase para  fortalecer el conocimiento de esta herramienta automotriz y facilitar la recolección de  datos. 

 

   

2. MATERIALES Y HERRAMIENTAS     2.1. ESCÁNER    

 

  2.2. AUTOMÓVIL    

 

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3. MARCO TEÓRICO    3.1. ¿Qué es la eficiencia volumétrica?    Es  la  medida  del  éxito  con  el  que  el  suministro  de  aire  esta  instalado  en  un  motor.  Este  es  un  parámetro muy importante, ya que indica la eficiencia de respiración del motor.     3.2. ¿Cómo se mide la eficiencia volumétrica?    Específicamente, la eficiencia volumétrica se medie como la tasa de flujo de volumen de aire en el  sistema de admisión dividido por la velocidad a la que el volumen es desplazado por el sistema.    También  se  la  obtiene  midiendo  la  masa  real  de  aire  introducida  en  el  motor  en  un  periodo  de  tiempo dado, a la masa teórica del aire que debería haber sido tomada durante ese mismo periodo  de  tiempo,  en  base  a  la  cilindrada  total  del  motor,  la  presión  y  la  temperatura  atmosférica  circundante.     Relacionando estos dos conceptos se obtiene la siguiente formula:     𝑓𝑡 3456 ∗ 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛   𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑣𝑢𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑖𝑛 ∗ 𝑟𝑝𝑚   3.3. Importancia de la eficiencia volumétrica.     En un motor de combustión interna la eficiencia volumétrica es muy importante, ya que es uno de  los parámetros que determinan el nivel de rendimiento del motor. Porque los motores de cuatro  tiempos tienen una carrera de aspiración en particular, la eficiencia volumétrica es un indicador de  la capacidad de respiración del motor (la capacidad para que el motor utiliza el aire y pone le poder).     3.4. Escáner automotriz.    Los  automóviles  integran  computadores  que  procesan   información,  existe  computador  de  inyección, para la caja, para los frenos, para los airbag, para controlar las válvulas, etc.  Y uno que  maneja todos los computadores del auto, la automatización de varios procesos integra unidades  centrales, el escáner es el medio de comunicación y existe un protocolo de comunicación que es a  través de códigos, este se llama OBD (On Board Diagnostic) y se creó para controlar las emisiones  de gases.    Dependiendo  de  la  tecnología  el  escáner  puede  obtener  un  código,  una  gráfica,  parámetros,  tensiones, corrientes y señales del auto. Las señales que recibe el escáner son eléctricas, también  señales informativas, se puede programar el radio, codificar la llave en el caso que sea codificada,  calibración, resetear parámetros, datos congelados, borrar códigos y redes multiplexadas, etc.   

3 

      FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ   3.5. Sensores del motor.     los sensores o también llamadas sondas son transmisores que convierte una magnitud física como  la  temperatura,  revoluciones  del  motor,  etc.  O  químicas  como  los  gases  de  escape  en  señales  eléctricas que pueden ser entendidas por la unidad de control electrónico.           3.6. Sensores que miden el aire en el motor.     MAP:  (Manifold  Absolute  Pressure)  sensor  de  presión  absoluta  del  múltiple  de  admisión:  este  sensor compara la presión atmosférica con el vacío del múltiple de admisión.    MAF:(Mass Air Flow) sensor de masa de flujo de aire: este sensor se encarga de medir el flujo de  aire que pasa al múltiple de admisión.     IAT: (Intake Air Temperature) sensor de temperatura del aire de admisión: este sensor se encarga  de medir la temperatura del aire que ingresa al motor y puede ir montado en otros sensores dentro  del conducto de admisión de aire.     

4. METODOLOGIA.    Para obtener los datos necesarios para calcular la eficiencia volumétrica seguir los siguientes pasos.     1. Conectar el escáner al vehículo.  2. Encender el vehículo.  3. Buscar el modelo de vehículo.   4. Realizar mediciones a distintos RPM     

5. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR.    teniendo en cuenta una correcta conexión del escáner al vehículo, seguir los siguientes pasos para  obtener los datos y realizar el cálculo de la eficiencia volumétrica.     1. Observando que los conectores del vehículo y el escáner estén en buenas condiciones,  conectar el escáner al vehículo, utilizando el conector DLC.    2. Observado que no exista peligro con algún cable del escáner, procedemos a encender  el vehículo.    3. Ingresando  en  la  programación  del  escáner,  procedemos  a  encontrar  la  marca,  el  modelo y el año de fabricación del vehículo.    

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      FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ   4. Teniendo precaución, procedemos a alar del cable del acelerador para poder realizar  mediciones a distintos RPM.      

6. RESULTADOS OBTENIDOS    Como datos obtenidos a diferentes revoluciones tenemos:      RPM  FLUJO DE    RPM  FLUJO DE  DATOS  AIRE (g/s)  DATOS  AIRE (g/s)  OBTENIDOS  OBTENIDOS  806  2.28  3629.25  10.70  (3000 RPM)  (1000 RPM)  1193.25  2.98  2931.25  6.45  1140  2.87  2704  6.82  1099.5  2.76  2949.25  8.14  819  2.45  3282  9.26  Promedios  1011.55  2.668  Promedios  3099.15  8.274        RPM  FLUJO DE    RPM  FLUJO DE  DATOS  AIRE (g/s)  DATOS  AIRE (g/s)  OBTENIDOS  OBTENIDOS  2021  5.52  4403.5  15.2  (2000 RPM)  (4000 RPM)  2014.50  5.24  4485.75  12.16  1918  4.89  3918  9.56  2029  5.51  3735.25  11.02  1953  4.97  3855.25  11.49  Promedios  1987.1  5.226  Promedios  4079.55  11.886          RPM  FLUJO DE      DATOS  AIRE (g/s)    OBTENIDOS  4910.25  16.06    (5000 RPM)  5217.25  17.30    5013  15.59    4987  15.92    5039.25  13.58    Promedios  5033.35  15.69      Para determinar la cantidad  de  aire que  ingresa en  cada pistón  debemos primero  determinar  el  tiempo  en  que  el  motor  tarda  en llenar  sus  cuatro cilindros  con la mezcla aire‐combustible,  nos  ayudaremos de la siguiente formula:    °        𝑁° 𝑑𝑒 𝑟𝑝𝑚   𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

° °

°

𝑚𝑖𝑛   

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      FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ         Obtenemos los siguientes resultados:      1000 RPM  2000 RPM  3000 RPM  4000 RPM  5000 RPM  Tiempo (min)  0.002  0.001  0.000666  0.0005  0.0004  Tiempo (s)  0.12  0.06  0.03999  0.03  0.024    Si  multiplicamos  el  tiempo  en  que  se  tarda  en  llenar  los  cuatro  cilindros,  por  el  flujo  de  aire  tendremos la masa real de aire que ingresa al motor.    𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜      Se obtiene los siguientes resultados:      1000 RPM  2000 RPM  3000 RPM  4000 RPM  5000 RPM  Masa de aire (gr)  0.32016  0.31356  0.3309  0.35658  0.37656    Para poder determinar la masa ideal de aire que ingresa al motor, nos ayudaremos de la siguiente  formula:    𝑃 ∗ 𝑉 𝑚 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇             Dónde:  P = 72740 (presión atmosférica de Riobamba) [ Pa]      V = 0.0014 (Cilindrada del motor)          [ m3 ]      R = 0.287                 [ KJ / Kg* °K ]      T = 20 °C                 [ °K ]    Despegando la ecuación tenemos    ∗ 𝑘𝑔    𝑚 ∗   𝑚

∗ .

∗°

. ∗

°

1.211𝑥10

𝐾𝑔

1.211 𝑔   

  Finalmente, para obtener la eficiencia volumétrica del automóvil dividimos la masa real de aire que  ingresa, para la masa ideal.    RPM  Masa real (g)  Masa Ideal (g)  Eficiencia Volumétrica (%)  1000 RPM  0.32016  1.211  26.437  2000 RPM  0.31356  1.211  25.892  3000 RPM  0.3309  1.211  27.324  4000 RPM  0.35658  1.211  29.445  5000 RPM  0.37656  1.211  31.095 

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      FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ   Para  poder  comprobar  estos  valores  nos  ayudaremos  de  otra  ecuación  para  poder  calcular  la  eficiencia volumétrica de un automóvil.          𝑛 ∗

∗

  Dónde:   M = masa de aire atrapado por unidad de tiempo (Flujo de aire).        Pi = densidad del aire en la entrada del motor        n = número de carreras de aspiración por unidad de tiempo        VD = volumen desplazado por el pistón en un cilindro        NV = eficiencia volumétrica    N para un motor de 4 tiempos:  𝑛 𝑠    ∗   Densidad del aire a 2750 msnm y a 20 °C es de aproximadamente 8.45x10‐4 g/cm3    Con ellos reemplazamos los siguientes daos y obtenemos:    Revoluciones del motor (rpm)  Flujo de aire (g/s)  Eficiencia volumétrica (%)  1000  2.668  27.063  2000  5.226  26.505  3000  8.274  27.976  4000  11.886  30.142  5000  15.69  31.831    Se obtiene el siguiente grafico RPM vs. Eficiencia Volumétrica   

Eficiencia Volumétrica 35.000

Eficiencia (%)

30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

RPM del motor Eficiencia Método #1

Eficiencia Método #2

 

   

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7. CONCLUSIONES    

  

Se  pudo  realizar  el  cálculo  de  la  eficiencia  volumétrica  del  automóvil,  se  realizaron  dos  métodos  de  cálculo  de la  eficiencia, las cuales  estaban  muy cercanas sus valores,  lo que  demuestra que estos valores son correctos.  Al observar los valores, podemos observar que la eficiencia volumétrica aumenta cuando se  aumenta las RPM del vehículo.  Pudimos  utilizar  un  escáner  automotriz,  y  con  ello  manejarlo  para  recolectar  los  datos,  necesarios para los cálculos anteriores.  Al realizar los cálculos, nos dimos cuenta que este valor de la eficiencia volumétrica es baja,  pero  debe  enfatizarse  que  un  incremento  de  este  valor  no  necesariamente  indica  un  incremento en la capacidad de aire del cilindro. 

 

8. RECOMENDACIONES      

Llevar el equipo de protección adecuado.  Saber la marca, modelo y año del vehículo a analizar.  Tener cuidado con la manipulación del scanner. 

           

9. BIBLIOGRAFIA.   http://www.automotriz.biz. (13 de febrero de 2010). coche español. Recuperado el 16 de abril de 2017, de http://www.automotriz.biz/coches/fuels/gasoline/135210.html  

http://www.manualmecanicadeautos.info. (14 de enero de 2015). manual de mecanica. Recuperado el 16 de abril de 2017, de http://www.manualmecanicadeautos.info/Capitulo_1_MAF,_MAP,_IAT.html  

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10.ANEXOS.   

Ilustración 1Medición a aproximación de 1000 RPM 

 

   

Ilustración 2 Medición a aproximación de 2000 RPM 

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Ilustración 3 Medición a aproximación de 3000 RPM 

Ilustración 4 Medición a aproximación de 4000 RPM 

Ilustración 5 Medición a aproximación de 5000 RPM

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