Técnicas del automóvil motores
calor aportado por cada ciclo de funcionamiento en un motor de 1.200 cm^ que utiliza un combustible de densidad 0,7 y de poder calorífico //<, = 10.400 Kc/Kg. Q^ = G He = V , S -8 ■10-' ■ H , = 1.200 0,7 -8 ■10'^ • 10.400 = 699 calorias/ciclo. Si el motor del ejemplo citado es de cuatro cilindros, a cada uno de ellos le corresponden: 699/4 = 175 calorías/ciclo y cilindro. La masa de combustible utilizado en la combustión por cilindro y ciclo, considerando que el rendimiento volumétrico del motor es del 85%, puede determinarse como sigue: ^-------- - — ------------ ----------------- = 0 ,1 2 1 gramos/cilindro y ciclo ^aire ~ ^ aire ^ •1,293 ' - 1 0 ^ = 0,33 gramos/ciündro y ciclo 4 m= nigas+maire = 0,0121 + 0,33 = 0,3421 gramos/cilindro y ciclo Una vez conocida la cantidad de combustible en peso que interviene en la combustión por ciclo y cilindro, y la cantidad de calor que se aporta en este tiempo del ciclo, partiendo de la ecuación: Q] = m cy (T¡ - T t ), puede obtenerse la temperatura h alcanzada al fmal de la combustión. En esta expresión, c^ es el calor específico del combustible, que en el caso de la mezcla de aire y gasolina vale 0,34. Así, pues: 7 ; = - ^ + r, = ------ — ------+ 750 = 2.256°/: = 1.983 °C m-c^ - 0,3421 0,34 Finalmente, puesto que la transformación se efectúa a volumen constante, el aumento de pre sión es proporcional al incremento de temperatura, y referido a la gráfica de la Figura 1.31 es: P 3 = = ^ ^ 1 8 , 5 8 = 55,88 bares ' Tj ' 750 • Expansión adiabática (3-4): La inflamación del gas ha terminado y la masa gaseosa se expande de manera adiabática, en la cual, el final de la expansión corresponde a una baja sensible de presión. La presión generada produce el desplazamiento del pistón y en este re corrido, considerado adiabático, la temperatura cedida se ha transformado en trabajo gasta do para desplazar el émbolo. El trabajo realizado por el fluido activo es el correspondiente al área 3-4-6-5-3 en el diagrama p-v. La temperatura alcanzada por el gas al fmal de esta transformación se calcula con la expresión: T = T ^ 4 - ^ 3 La presión al final del tiempo de expansión es: _1 ____ 1 R • Expansión y transformación isócora (4-1): La apertura de la válvula de escape provoca una baja brutal de presión, que pone el cilindro a la presión atmosférica, mientras el pistón bascula en el p.m.i. (volumen constante). El calor residual Qj que no se ha transformado en
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