Turboalimentación de Motores Térmicos, 2013

ANTONIO LECUONA NEUMANN PEDRO A. RODRÍGUEZ AUMENTE JOSÉ I. NOGUEIRA GORIBA CIRO S. VEREDA ORTIZ Dpto. de Ingeniería Térmica y de Fluidos Universidad Carlos III de Madrid Área: Ingeniería Quinto curso Titulación: Ingeniería Industrial Especialidad: Tecnologías Energéticas Noviembre de 2013

Ilustración: Sección ¼ de un grupo turbo para motor de automoción usado. Es con turbina de geometría fija y válvula de cortocircuito movida por la presión de admisión. El eje entre los dos cojinetes flotantes muestra coloración azul que indica sobrecalentamiento. Dispone de refrigeración de los cojinetes por agua del circuito del motor.

8,5 horas lectivas de conferencias.4 horas de prácticas de laboratorio y de aula informática.
35 horas totales de aprendizaje.

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Termodinámica técnica.

Balances energéticos y másicos.

Fundamentos de Mecánica de Fluidos.

Asignatura básica de motores de combustión interna. Ciclos Otto, Diésel y Atkinson. Principios operativos y tecnología.

Fundamentos de turbomáquinas.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

Ofrece una visión completa del funcionamiento de la turboalimentación de motores, una técnica universalmente utilizada para la reducción de consumo y mejora de las prestaciones de los mismos. Se desarrolla una metodología para el análisis, el cálculo y el acople de los turbocompresores con los motores alternativos.

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

Objetivos y Conocimientos: Dar a conocer la tecnología de los motores térmicos de combustión interna y particularmente su turboalimentación. Dar a conocer los principios de la turboalimentación, sus límites y posibilidades. Desarrollar los parámetros de mérito aplicables a la turboalimentación. Dar a conocer la forma de parametrizar las actuaciones de los elementos de la turboalimentación. Desarrollar una metodología para hermanar los distintos componentes con las ecuaciones de compatibilidad. Contribuir al conocimiento de esta cada vez más universal técnica de reducción de consumo y las emisiones a la atmósfera a través del aumento de la potencia específica.

Capacidades y destrezas a adquirir: Conocer los motivos de la sobrealimentación y la turboalimentación. Conocer los efectos que tiene sobre el motor y los límites operativos. Conocer los cambios que sobre las prestaciones tiene la turboalimentación. Conocer los procesos en la compresión y en la expansión de gases. Conocer el interés del post-enfriamiento. Conocer el efecto de la permeabilidad de la turbina en la capacidad de sobrealimentar. Conocer los tipos de sobrealimentación y de turboalimentación. Poder realizar un hermanamiento del grupo compresor y del grupo turboalimentador con el motor. Familiarizarse con la tecnología.

MATERIAL DOCENTE

Transparencias divididas en capítulos (10 capítulos de 8,5 h aprox.). Marcan el ritmo del aprendizaje y definen los contenidos básicos. Contienen hipervínculos para ampliación del conocimiento o para profundizar en determinados aspectos. Aprendizaje basado en problemas a través de actividades en clase de diverso tipo, resolución de ejercicios, aplicaciones prácticas o estudios usando la bibliografía, además de cuestiones de autoevaluación.  Guión de prácticas y archivo de Mathcad® para el desarrollo de la práctica de simulación.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

Laboratorio: Arquitectura de grupos turbo. Vista de unidades seccionadas e identificación de su función, materiales y construcción.

Aula informática: Realización de un ejercicio de hermanamiento y predimensionado simples con cálculo de las potencias de motor y de turbo. Potencia calorífica evacuada en el posenfriador. Cálculo de temperaturas, presiones y densidades.