Determinación experimental de la variación del coeficiente politrópico de compresión utilizando diagramas abiertos.

Abstract

El comportamiento del coeficiente politrópico durante la carrera de compresión en motores de combustión interna, define el área del ciclo indicado de la máquina. Cuando el ciclo se grafica en diagramas de presión – volumen, esta área representa el trabajo y también permite determinar la potencia.

El conocimiento de los valores que puede adoptar el coeficiente politrópico, así como la variación que experimenta durante la carrera de compresión, y su relación con el estado de carga del motor y el régimen de rotaciones, resulta de gran utilidad para la caracterización del fluido real de trabajo y la eficiencia energética de la máquina.

El presente trabajo muestra un sencillo procedimiento experimental que permite obtener una familia de curvas, a distintos regímenes de rotación del motor y a plena carga, que representan las variaciones del coeficiente politrópico a lo largo de la carrera de compresión. La obtención del diagrama abierto se realiza en un motor de automóvil, de cuatro tiempos y encendido a chispa, priorizando la sustitución del costoso equipamiento específico que habitualmente se utiliza en laboratorios de motores, por sensores industriales de uso corriente en la industria. Por su sencillez, el procedimiento puede ser emulado en cualquier laboratorio universitario de máquinas y motores, y permite obtener datos experimentales que sirven como insumo para el cálculo de nuevos desarrollos.

The behavior of the polytropic coefficient during the compression stroke in internal combustion engines, defines the area of the indicated cycle of the machine. When the cycle is plotted in pressure - volume diagrams, this area represents the work and also allows to determinate power. The knowledge of the values that the polytropic coefficient may adopt, as well as the variation experienced during the compression stroke, and its relation with the load conditions and rotation speed of the engine, is very useful for the characterization of the real working fluid and the energy efficiency of the machine. This work presents a simple experimental procedure that allows to obtain a family of curves, at different rotating engine speeds and at full load, which represent the variations of the polytropic coefficient throughout the compression stroke. The acquire of the open diagram is done in a four stroke automobile engine with spark ignition, prioritizing the replacement of the expensive and specific equipment that is usually used in engine labs, by industrial sensors commonly used in the industry. Due to its simplicity, this procedure can be emulated in any machines and motors university laboratory, and allows to obtain experimental data that serve as input for the calculation of new developments.