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Guía DocenteCurso Escola Técnica Superior de Náutica e Máquinas |
| Diplomado en Máquinas Navais |
 Asignaturas |
| Motores de Combustión Interna |
| Contidos |
| Datos Identificativos | 2020/21 | |||||||||||||
| Asignatura | Motores de Combustión Interna | Código | 631111301 | |||||||||||
| Titulación |
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| Descriptores | Ciclo | Período | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
| 1º e 2º Ciclo | Anual |
Terceiro | Troncal | 7.5 | ||||||||||
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| Temas | Subtemas |
| TEMA 1 ANTECEDENTE HISTORICO. NOMENCLATURA. COMPONENTES Y SISTEMAS AUXILIARES DE LOS MOTORES DE COMB. INTERNA |
• Evolución cronológica desde el motor de Papin hasta el motor de Diesel. • Nomenclatura y definiciones fundamentales. • Piezas fijas y móviles. • Sistemas auxiliares. Refrigeración. Lubricación. Arranque. Combustible. Distribución. Culatas. Encendido provocado. Sistema de admisión y escape. |
| TEMA 2 CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN Y CAMPOS DE APLICACIÓN |
• El motor de encendido provocado de dos y cuatro tiempos • El motor de encendido por compresión de dos y cuatro tiempos • Motores de tronco y de cruceta. • Motores de simple y doble efecto • Motores de émbolos opuestos • Disposición de los cilindros en motores policilíndricos. • Motores rotativos de encendido provocado y por compresión. |
| TEMA 3 TERMODINAMICA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. CICLOS TEORICOS. DIAGRAMA P-V. |
• El ciclo de fundamental de los motores de combustión interna. • Grado de compresión, relación de presiones y relación de volúmenes. • Ciclo con combustión a presión constante propuesto por Diesel. • Ciclo con combustión a volumen constante propuesto por Beau de Rochas. • Ciclo con combustión a presión limitada propuesto por Sabathé. • Comparación entre el trabajo y el rendimiento de cada ciclo. • Estudio de los parámetros que llevan a mejorar el rendimiento de un ciclo. |
| TEMA 4 CICLOS PRÁCTICOS. DIAGRAMA CICLICO MEP Y MEC DE 4 TIEMPOS |
• Evaluación de pérdidas en los motores reales que obligan a modificar los ciclos • Admisión: el avance a la apertura y retraso al cierre de la válvula. • Volumen de aire retenido. Rendimiento volumétrico. Opciones para aumentarlo • Compresión: perdidas por refrigeración, exponentes de la evolución. • Motivos para el avance a la inyección de combustible en MEC • Motivos para el avance al encendido de la mezcla en MEP • Combustión y expansión. Perdidas por refrigeración y expansión incompleta • Escape: el avance a la apertura de la válvula y el efecto Kadenazy. • Restricciones en los colectores. Retraso al cierre de la válvula de escape. • Cruce de válvulas. Variación del mismo en motores sobrecargados. • Correlación de diagramas p-v, p-α y cíclico para el ciclo práctico de 4 tiempos. |
| TEMA 5 CICLOS PRÁCTICOS. DIAGRAMA CICLICO MEP Y MEC DE 2 TIEMPOS |
• El barrido. Altura de la lumbrera de admisión. Relación ángulo –carrera. • El escape. Altura suplementaria de la lumbrera de escape. • Imposibilidad de sobrecarga con barrido simétrico. Tipos de barrido. • Correlación de diagramas p-v, p-α y cíclico para el ciclo práctico de 2 tiempos. |
| TEMA 6 CICLOS REALES. EL DIAGRAMA INDICADO Y EL INDICADOR. |
• El indicador. Diferentes tipos: mecánico, osciloscópico y electrónico para PC. • Prescripciones para la toma correcta de diagramas. • Altura de admisión, de compresión y de combustión. • Línea de presión atmosferica • Interpretación de diagramas, fallos en admisión y escape. |
| TEMA 7 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA INDICADA |
• La escala de presiones y la de volúmenes. • Métodos para la obtención del área del ciclo. El planímetro • Valor de la ordenada media. Presión media indicada ficticia. • Transformación del área medida en trabajo. • Expresión para el cálculo de la potencia indicada |
| TEMA 8 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA. BANCOS DE PRUEBAS |
• Concepto de resistencias pasivas. Métodos para reducirlas. • Potencia obtenida del par motor. • Bancos de pruebas por frenado: Froude, Prony y Foucalt. • Otros medios para la obtención de la potencia efectiva. • Otros bancos de pruebas: alternador trifásico y el torsiómetro eléctrico. • Asignación de la presión media efectiva ficticia. |
| TEMA 9 DETERMINACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS |
• Rendimiento térmico del ciclo • Rendimiento indicado del motor • Rendimiento mecánico u orgánico • Rendimiento efectivo o total del motor • Rendimiento en bornas de un grupo electrógeno. • Factores constructivos que mejoran el rendimiento de un MCI. |
| TEMA 10 COMBUSTIBLES PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA |
• Hidrocarburos utilizados en motores de combustión interna. • Series metánica, etilénica, acetilénica y bencénica. • Relación de combustibles hidrocarburos líquidos y gaseosos para MCI’s • Destilación fraccionada de derivados del petróleo. Hidrogenación y crackeo. • Combustibles alternativos para MCI’s. Bioetanol y Biodiesel. • Obtención y producción de biocarburantes. • Utilización moderna de gas natural y gas licuado de petróleo. |
| TEMA 11 ANALISIS DE COMBUSTIBLES |
• Viscosidad dinámica, cinemática y relativa. Índice de viscosidad • Peso específico y densidad. • Punto de inflamación, de encendido y de autoencendido. • Punto de fluidez y congelación • Poder calorífico inferior y superior • Volatilización y destilación. Ebullición a presión atmosférica • Contenido de resinas y barnices • Contenido de cenizas y de impurezas. Contenido de agua. Corrosión. • Contenido de azufre. Contenido de coque • Cualidades de un combustible líquido para MEP. Índice de octano. • Cualidades de un combustible gaseoso para MEP. Índice de metano. • Cualidades de un combustible líquido para MEC. Índices de cetano y Diesel. |
| TEMA 12 LA COMBUSTIÓN EN LOS MOTORES DE ENCENDIDO PROVOCADO |
• Reacciones combustible – comburente. Combustión normal • Velocidad de propagación del frente de llama. Factores que influyen. • Variaciones de la presión durante la combustión. Combustiones anormales. • Encendido superficial, preencendido y postencendido. • Detonación. Variables que influyen en la aparición. Forma de resolverla. • Adelanto al encendido por la carga y por el régimen. • Cámaras de combustión para MEP. Influencia de la posición de la bujía. |
| TEMA 13 LA COMBUSTIÓN EN LOS MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN |
• Proceso de combustión. Variables que influyen en el retardo al autoencendido. • Consideraciones sobre el funcionamiento de los MEC’s. • Cámaras de combustión abiertas. La inyección directa. El golpe Diesel. • Cámaras de combustión divididas. La inyección indirecta. Precalentamiento. • Desaparición de las antecámaras, precámaras y cámaras de acumulación. |
| TEMA 14 SISTEMAS DE ENCENDIDO DE LA MEZCLA EN MEP |
• Encendido convencional por batería. • Encendido con ayuda electrónica • Encendido electrónico sin contactos • Encendido electrónico integral • Encendido integrado en el sistema electrónico de inyección • Encendido por descarga de condensadores • Encendido directo sin distribuidor. Bobina y modulo de encendido integrados. • Bujías de encendido. Grado térmico. Averías y mantenimiento. |
| TEMA 15 RENOVACIÓN DE LA CARGA EN MEP |
• Formación de la mezcla. La carburación. Relación aire-combustible. • Mezcla estequiométrica, rica y pobre. Necesidades según el régimen y la carga. • Elementos básicos de un carburador. Circuitos. Percolación y hielo • Tipos de carburadores. Sincronización de varios carburadores. Averías • Diferencias entre inyección y carburación. Ventajas de la inyección. • Clasificación de los sistemas de inyección de gasolina. • Inyección indirecta mecánica K-Jetronic y electromecánica KE-Jetronic. • Inyección indirecta electrónica L-Jetronic • Inyección indirecta electrónica con encendido integrado Motronic y MPI • Inyección indirecta monopunto MonoJetronic y SPI • Inyección directa multipunto secuencial de gasolina Motronic II y MED |
| TEMA 16 RENOVACIÓN DE LA CARGA EN MEC |
• Campos de aplicación de los sistemas de inyección diesel existentes. • Válvulas de inyección. Inyección directa e indirecta. Portainyector refrigerado. • Bombas de inyección en línea, tuberías y circuito de alimentación • El émbolo de la bomba Bosch. Regulación de caudal. Válvula de descarga. • Graficas de presión en bomba y en válvulas de inyección. • Bombas de inyección rotativas mecánicas de émbolos axiales y radiales • Sistema de gestión electrónica para inyección indirecta en MEC. Componentes. • Bombas de inyección rotativas electrónicas para inyección directa. Caudal. • Unidad de bomba-inyector mecánica y electrónica UIS • Unidad de bomba-tubo-inyector electrónica individual UPS • Inyección directa electrónica mediante acumulador: Common-Rail DDE • Sistemas de inyección para motores marinos lentos. Circuito de combustible. |
| TEMA 17 SOBRECARGA DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA |
• Antecedente histórico. Justificación termodinámica. El rendimiento volumétrico. • Sobrealimentación de MEP. Factores a tener en cuenta. • Sobrealimentación de MEC. Motivos para refrigeración del aire. El intercooler. • Compresores dinámicos y volumétricos. Accionamiento mecánico y por turbina. • Constitución de un turbocompresor. Ciclo de funcionamiento. Retraso del turbo. • Engrase de un turbocompresor. Temperatura de funcionamiento máxima. Regulación de la presión de admisión por medio de la válula waste-gate. • Sobrecarga por turbocompresores de geometría variable. • Gestión electrónica de la presión del compresor. Integración en sistema DDE. • Modificación de los reglajes y del grado de compresión. • Sobrecarga continua. Sobrecarga por pulsos. Convertidores de impulsos. • Sobrecarga dinámica por escapes resonantes. • Sobrecarga de dos escalones. • Ejemplos de ejecuciones actuales. |
| TEMA 18 DIAGNOSIS DE MACI’S POR MEDIO DE DIAGRAMAS INDICADOS |
• Interpretación metódica de diagramas indicados cerrados y abiertos. • Combustión anticipada o preignición. • Combustión retrasada con y sin pulsaciones • Combustión anormal en dientes de sierra • Presiones demasiado bajas • Fuerte sobrecarga • Estrangulamiento en la admisión y en el escape • Inyección adelantada y retrasada en un diagrama abierto • Presión de compresión y combustión demasiado altas • Defectos por pulsaciones de los gases en el conducto del indicador • Defectos por resorte o cordón en mal estado. • Ejemplos de diagramas anormales que se repiten con más frecuencia |
| TEMA 19 POLUCIÓN Y SISTEMAS ANTICONTAMINACIÓN |
• Fuentes de contaminación en los motores. Reducción de gases evaporados. • Reducción de gases del carter. • Soluciones sobre diseño del motor. • Soluciones sobre gases de escape • Sistemas de gestión anticontaminación en MEP’s y MEC’s • Análisis de los gases de escape. Riqueza y factor lambda. • Catalizador de oxidadcióny sonda lambda. Reacciones de oxidación y reducción. • Curvas de modificación de concentración de contaminantes con catalizador • Reducción catalítica selectiva. Eliminación de los NOx |
| TEMA 20 LUBRICACIÓN Y LUBRICANTES |
• Funciones de la lubricación. Reducción de la fricción. • Lubricación semifluida, hidrodinámica y elastohidrodinámica. Lubricación seca. • Lubricantes. Bases mineral, hydrocracked, PAO y éster. Propiedades • Aditivos para lubricantes. Propiedades. • Viscosidad e indice de viscosidad. Clasificación SAE y SAE W. • Clasificación API y ACEA por el tipo de utilización. • Sistema de lubricación. Cárter seco y cárter húmedo. Averías |
| TEMA 21 CINEMÁTICA Y DINÁMICA DE MÁQUINAS ALTERNATIVAS |
• Movimiento del émbolo. Relación entre la carrera y el ángulo del cigüeñal. • Velocidad del émbolo. Velocidad media. Aceleración en función del ángulo. • Masas dotadas de movimiento alternativo. Fuerzas de inercia alternativas. • Masas con movimiento rotativo. Fuerzas de inercia centrífugas. • Fuerza resultante sobre el émbolo. Fuerza tangencial y par motor. • Irregularidad de giro. Subdivisión de cilindrada. Volante de inercia. |
| TEMA 22 ARRANQUE E INVERSIÓN DE GIRO |
• Sistema de arranque. Finalidad y tipos. Arrancador eléctrico y neumático, • Arranque por aire. Número de cilindros mínimo. Aire y condiciones necesarias. Evolución del aire en el cilindro. Fases del arranque. • Par de arranque que debe proporcionar el aire para invertir el sentido de giro del motor de un buque maniobrando. • Inversión de la marcha de los motores de dos y cuatro tiempos. Camones. • Componentes de un sistema de arranque por aire directo a cilindros. |
| TEMA 23 BALANCE TÉRMICO Y APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO |
• Ecuaciones y métodos. Evaluación de las pérdidas por rozamiento, refrigeración, lubricación, bombeo, escape, accionamiento de auxiliares, accionamiento de compresor. • Procedimientos para determinar pérdidas mecánicas • Balance térmico del motor. Diagrama de Sankey • Aprovechamiento de energía en MCI. Intercambiadores y turbinas de potencia. • Plantas de energía total y de cogeneración de energía. |
| TEMA 24 ÚLTIMAS TECNOLOGÍAS |
• Motores rotativos. Motor Wankel. Motor híbrido. Motor oscilante. • Sobrecarga de motores por medio de óxido nitroso. • Motores para dos combustibles. • Motores con grado de compresión variable. |
| TEMA 25 PRÁCTICAS EN TALLER DE MOTORES |
• Desmontaje y evaluación de un tren alternativo • Identificación de los elementos del motor. • Verificación de una bomba de inyección • Verificación de una válvula de inyección • Verificación de la flexión de un eje de cigüeñales • Verificación de la ovalización de un cilindro • Rectificación de asientos de válvulas de renovación de carga. |
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