Rendimientos Y Pruebas De Sistemas Propulsivos

Unidad 1 Ensayos y Pruebas de Motores Empleados en los Sistemas Propulsivos

1.1 Generalidades de los ensayos y pruebas de los sistemas propulsivos en general

Las pruebas y ensayos que se realizan en los motores de combustión interna alternativos y rotativos, se llevan a cabo con la finalidad de que siempre que se esté creando o reparando un motor, éste conserve sus parámetros de operación de manera tal que no afecten la operación y vida de las personas que se encuentren utilizándolos.

Todos los motores de nueva construcción son sometidos a una larga serie de mediciones alternadas con severas pruebas de durabilidad y de carga, que se repiten hasta que tras una precisa puesta a punto, se alcancen los resultados previstos en el proyecto.

Las pruebas principales son las que sirven para obtener los valores relativos al par motor, la presión media efectiva, la potencia desarrollada, el consumo específico de combustible, los diferentes rendimientos así como la composición de los gases de escape.

1.2 Ensayos y pruebas de los MCIA

El objetivo de los ensayos y pruebas de los MCIA es determinar la variación de distintos parámetros de funcionamiento del motor al variar sus condiciones operativas.

Existen dos tipos de ensayos de los motores de combustión interna:

 Ensayos de investigación y desarrollo

Se efectúan en naves especialmente equipadas (celdas de ensayos), siendo su objetivo el desarrollo de un motor o de alguno de sus componentes, o bien el análisis de alguno de los procesos que tienen lugar en el mismo, por lo que en general se precisa una instrumentación sofisticada.

Las principales pruebas experimentales son aquellas que sirven para determinar los valores de:

• par motor

• potencia

• presión media efectiva

• potencia absorbida por rozamiento

• consumo de combustible

• rendimientos

También se efectúan otras pruebas con el objeto de investigar el desarrollo de los fenómenos físicos y químicos, determinando por ejemplo:

• evolución de las presiones en el cilindro.

• composición de los gases de escape.

• pérdidas de calor.

Todos los motores de nuevo proyecto (prototipos) son sometidos a una larga serie de pruebas experimentales, hasta alcanzar las presiones previstas.

 Ensayos de producción

Los ensayos de producción son aquellos que se realizan a los motores ya fabricados en serie, y que sirven para controlar que sus características corresponden a las de los prototipos y al mismo tiempo efectuar un periodo de rodaje o asentamiento del motor. Por tanto la instrumentación necesaria es relativamente simple.

Los frenos dinamométricos son los encargados de crear un par resistente que es el que proporciona la "carga" al motor. Esta carga ha de ser variable para ensayar distintas condiciones operativas del motor.

Se han desarrollado varios tipos de frenos basados en distintos principios, los más difundidos son:

• Frenos de fricción

• Frenos hidráulicos

• Frenos eléctricos

• de corriente continua

• de corriente alterna

• de corrientes de Foucault.

1.3 Ensayos y Pruebas en los MCIR

 Ensayos de calidad

En este tipo de ensayos, el objetivo es comprobar el nivel de acabado y las prestaciones del motor una vez que ya se encuentra fabricado y antes de llegar al usuario. A su vez, estos ensayos se pueden llevar a cabo bajo dos modalidades, dependiendo del número de unidades ensayadas. Los que se realizan sobre todas las unidades producidas son, generalmente, ensayos breves en los que se adquiere un número reducido de variables, con la finalidad de comprobar si superan los valores mínimos estipulados por el fabricante. En ocasiones, este tipo de ensayos se utiliza en grandes cadenas de fabricación, siendo habitual cuando las series son más bien reducidas.

Por otro lado, los ensayos de control de calidad pueden llevarse a cabo sobre una muestra reducida de las unidades producidas, con lo que el ensayo puede ser mucho más extenso y por tanto riguroso, pudiéndose analizar incluso la duración y el desgaste de distintos elementos tras largos periodos de funcionamiento, y controlar la evolución de ciertos parámetros con el tiempo.

 Ensayos de homologación

Se realizan para comprobar las características (prestaciones y emisiones) del motor frente a organismos oficiales o bien, futuros usuarios. En general, suelen realizarse según alguna norma internacional (DIN, ISO, SAE, UNE, ECE, etc.), en la que se detalla tanto la metodología del ensayo como los parámetros a medir, que suelen ser los más característicos del funcionamiento del motor (par, consumo, potencia y emisiones contaminantes).

 Ensayos de recepción

Son similares a los de homologación, y normalmente se realizan a petición del futuro usuario. Pueden llevarse a cabo bien basándose en alguna norma internacional o de acuerdo a cláusulas particulares del contrato. En algunas ocasiones sustituyen en parte a los ensayos de control de calidad, como puede ser el caso de los grandes motores estacionarios o marinos.

 Ensayos de investigación y desarrollo

Están orientados a la medida de parámetros que caracterizan un determinado proceso del motor, sobre el que está realizando un trabajo de investigación. Son ensayos extraordinariamente diversos y en muchos casos con una complejidad extrema, que exigen máxima atención del investigador y el conocimiento del tema. En este tipo de ensayos, la metodología y la instrumentación a emplear dependen directamente del fenómeno a estudiar y de la información que se desee obtener, así como de los recursos disponibles.

 Ensayos con combustión

Se realizan con el motor en condiciones de funcionamiento normal, bien en régimen estacionario, como puede ser el caso de la obtención de las curvas características, o bien durante un transitorio, como cuando se estiman las pérdidas mecánicas del motor por el método de desaceleración libre, siendo evidente en este tipo de ensayos la reflexión fiel de las condiciones de funcionamiento reales del motor y por lo tanto es posible obtener información realista de la evolución de algunos parámetros en función de dichas condiciones, siendo éstos

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