Turboalimentación de Motores Térmicos, 2013
ANTONIO LECUONA NEUMANN
PEDRO A. RODRÍGUEZ AUMENTE
JOSÉ I. NOGUEIRA GORIBA
CIRO S. VEREDA ORTIZ
Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos
Universidad Carlos III de Madrid
Área:
Ingeniería. Tecnologías Energéticas
Titulación:
Ingeniería Industrial
Noviembre, 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.
Course Contents
Ejercicios, Proyectos y casos , 2013
Archivo de Mathcad® para el desarrollo de la Práctica , 2013
Capítulo 1: Introducción a los motores de combustión interna alternativos , 2013
Capítulo 2: Potencia, par y presión media efectiva de un motor , 2013
Capítulo 3: Principios de la turboalimentación. Aumento de potencia. , 2013
Capítulo 4: Modelos de referencia de la turboalimentación , 2013
Capítulo 5: Proceso de compresión real. Compresores , 2013
Capítulo 6: Proceso de posenfriamiento , 2013
Capítulo 7: Proceso de expansión. Turbinas de escape , 2013
Capítulo 8: Proceso real de transferencia a la turbina , 2013
Capítulo 9: Hermanamiento turbocompresor-motor. Ecuaciones , 2013
Capítulo 10: Turbinas de geometría variable y otras soluciones avanzadas , 2013
Imagen del Departamento , 2013