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Motores de Combution Interna es una asignatura optativa que se oferta en los Grados de Ingeniería Mecánica, Ingeniería en Tecnologías Industriales e Ingeniería Eléctrica. Completa la formación recibida en la asignatura Máquinas Térmicas, centrándose en el estudio de los dos motores de combustión interna que dominan el sector del transporte: los motores de reacción empleados en aviación y los motores de combustión interna alternativos (diesel y de encendido provocado) que dominan el transporte terrestre y marítimo, aunque también se utilizan en avionetas y en diversas aplicaciones estacionarias.
Dentro de los planes de estudios de los Grados en Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Tecnologías Industriales, la presente asignatura forma parte de la materia denominada Ingeniería Térmica. Esta materia incluye la asignaturas de Termodinámica, Termotecnia y Máquinas Térmicas. La presente asignatura profundiza en la descripción de los Motores Térmicos de Combustión Interna, cuyo principio de funcionamiento ya fue abordado en Máquinas Térmicas.
Es imprescindible que el alumno tenga conocimientos previos de Termodinámica y de Mecánica de Fluidos, de manera que el alumno deberá haber cursado las asignaturas correspondientes: Termodinámica y alguna asignatura que aborde conceptos fundamentales de mecánica de fluidos, (por ejemplo, Mecánica de Fluidos I del plan de estudios del Grado en Ingeniería Mecánica de la UNED, Introducción a la Mecánica de Fluidos del plan de estudios del Grado en Ingeniería Eléctrica de la UNED, Introducción a la Ingeniería Fluidomecánica del plan de estudios del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales de la UNED, o similar). También sería muy conveniente que el estudiante hubiese cursado previamente la asignatura Máquinas Térmicas, obligatoria en los planes de estudio en la UNED de los Grados mencionados, o bien una asignatura análoga que aborde el estudio de los ciclos de potencia (especialmente el ciclo Joule/Brayton y los ciclos Otto y Diesel).
Estamos a su disposición para cualquier consulta con el siguiente horario:
Dª. Marta Muñoz Domínguez
Profesora Titular de Universidad
Miércoles de 15,00 a 19,00h.
Tel.: 91 398 64 69, Fax: 91 398 76 15, Correo electrónico: mmunoz@ind.uned.es
Calle Juan del Rosal 12. Departamento de Ingeniería Energética
Despacho 2.24, segunda planta. Madrid 28040.
D. Antonio Rovira de Antonio
Catedrático de Universidad
Lunes de 15,00 a 19,00h.
Tel.: 91 398 82 24, Correo electrónico: rovira@ind.uned.es
Calle Juan del Rosal 12. Departamento de Ingeniería Energética
Despacho 2.27, segunda planta. Madrid 28040.
También se atiende al estudiante contactando a través de Teams en horario de guardia, accediendo con el perfil de alumno (correo electrónico y contraseña).
Es imprescindible que el alumno consulte con frecuencia los mensajes que el equipo docente envía al Foro denominado "TABLÓN DE NOTICIAS". Se anima a los alumnos a participar en los distintos FOROS de Debate con dudas y sugerencias.
Si desean ponerse en contacto con un profesor concreto para una consulta de carácter particular, pueden enviar un correo electrónico a su dirección de correo personal.
COMPETENCIAS OPTATIVAS
CO.2. Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos de los motores de combustión interna.
(OBSERVACIONES: Memoria del Grado en proceso de revisión)
Los resultados del aprendizaje reflejados en la memoria del título, a los que contribuye de forma más directa esta asignatura optativa son los siguientes:
RA.6: Dominar la termodinámica de los ciclos de potencia y la temodinámica de la combustión
RA.9: Conocer las formas de operación y control de las máquinas, los motores y los generadores térmicos.
RA. 10: Conocer las distintas causas y mecanismos de formación de emisiones contaminantes y su tratamiento según aplicaciones.
RA.11: Conocer las características y bases de diseño de los sistemas auxiliares de las instalaciones térmicas
RA.12: Análiss, selección y diseño de máquinas, motores, centrales e instalaciones térmicas.
RA.13: Conocer y saber evaluar desde un punto de vista termodinámico y medioambiental, nuevas terndencias de diseño en ciclos de potencia y tecnologías de producción de energía mecánica y térmica.
RA.14: Capacidad de aplicar los conocimientos técnicos adquiridos y de resolver ejercicios prácticos sobre los distintos temas.
No obstante, conviene matizar que, dentro de estos resultados de aprendizaje más generales, cuando el estudiante supere satisfactoriamente la asignatura, será capaz de:
- Comprender los fundamentos, las características y manejar con soltura los conceptos relacionados con los principales procesos que tienen lugar en los motores de combustión interna alternativos, especialmente el proceso de combustión (ciclo Otto y ciclo Diesel) y el proceso de renovación de la carga en motores de cuatro tiempos y de dos tiempos.
- Conocer los sistemas auxiliares requeridos en los motores de combustión interna alternativos.
- Conocer las características operativas de los motores alternativos.
- Comprender los fundamentos térmicos y mecánicos del funcionamiento de los motores de reacción.
- Distinguir los distintos tipos de turbinas de gas de aviación y conocer sus características operativas.
Bloque I. Motores de Combustión Interna Alternativos
Tema 1. GENERALIDADES DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS
Componentes y procesos básicos de un motor de combustión interna alternativo. Clasificación de los MCIA atendiendo a diversos criterios. Evolución del fluido de trabajo durante el funcionamiento del motor (diagrama p-α y diagrama del indiciador). Ciclos de aire equivalente de combustión a volumen constante y de presión limitada.
Tema 2. EL PROCESO DE COMBUSTIÓN EN LOS MOTORES DE ENCENDIDO PROVOCADO Y EN LOS MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN
Tipos de combustión en motores de combustión interna alternativos. Combustión en MEP normal y anormal (detonante y encendido superficial). Combustión en MEC: principales funciones de la inyección en MEC (micromezcla y macromezcla), fases de la combustión e influencia de diferentes factores. Otros tipos de combustión en MCIA: motores duales, motores de mezcla estratificada, motores de combustión HCCI.
Tema 3. PÉRDIDAS DE CALOR Y REFRIGERACIÓN. PÉRDIDAS MECÁNICAS Y LUBRICACIÓN
Localización e importancia de las pérdidas de calor en MCIA. Ecuaciones generales de transmisión de calor aplicadas al motor. Balance térmico de un motor. Sistemas de refrigeración, fundamento y análisis comparativo: Refrigeración por aire y por agua. Clasificación de las pérdidas mecánicas. Análisis de los factores que afectan a las pérdidas por fricción. Análisis de los factores que afectan a las pérdidas por bombeo. Sistemas empleados para la lubricación de los motores; fundamento y análisis comparativo.
Tema 4. RENOVACIÓN DE LA CARGA EN MOTORES DE DOS TIEMPOS Y CUATRO TIEMPOS
Fundamento de la renovación de la carga en motores de 4T y parámetros que permiten caracterizar este proceso. Identificación de los principales factores que afectan a la renovación de la carga en 4T.Fundamento de la renovación de la carga en motores de 2T y parámetros que permiten caracterizar este proceso. Identificación de los principales factores que afectan a la renovación de la carga en 2T.
Tema 5. FORMACIÓN DE LA MEZCLA EN MEP Y MEC
Consideraciones sobre requerimientos de mezcla en motores MEP. Equipos para la formación de la mezcla en MEP. Inyección en MEC.
Bloque II. Turbinas de Gas de Aviación
Tema 6. MOTORES DE REACCIÓN I
Clasificación de los motores de reacción. Generación del empuje en los motores de reacción: aerorreactores y motores cohete. Ciclo de trabajo de los turborreactores, evolución termodinámica del fluido en los distintos equipos que conforman el motor. Análisis del bloqueo de la tobera convergente. Definición de los rendimientos de un turborreactor. Parámetros óptimos del ciclo termodinámico de un turborreactor.
Tema 7. MOTORES DE REACCIÓN II
El turbofán: esquema mecánico y análisis de los ciclos de trabajo de los flujos primario y secundario, ventajas frente al turborreactor. El turbohélice. Campos de aplicación y tendencias de diseño de las turbinas de gas de aviación.
Tema 8. MOTORES DE REACCIÓN III
Características del generador de gas. Curvas características de las turbomáquinas del generador de gas: compresor y turbina. Nociones básicas sobre el funcionamiento fuera de diseño de una turbina de gas de aviación. Línea de funcionamiento en equilibrio del generador de gas. Justificación del empleo de configuración en dos o tres ejes, sangrado del compresor y geometría variable del compresor.
Tema 9. MOTORES DE REACCIÓN IV
Información adicional sobre características de los componentes de las turbinas de gas de aviación: tomas dinámicas subsónicas y supersónicas, toberas propulsivas convergente-divergentes. Toberas de geometría variable. Fundamento de la post-combustión.
La metodología utilizada es la característica de la UNED, enseñanza a distancia apoyada en el uso de las tecnologías de información y comunicación (TIC). La bibliografía básica está especialmente diseñada para facilitar al alumno la asimilación de los contenidos de manera autónoma. El texto base incluye ejercicios resueltos, con diferentes niveles de dificultad, insertados en las explicaciones de los distintos capítulos, que permiten resaltar los conceptos fundamentales y poner de manifiesto las principales conclusiones.
Las pruebas de autoevaluación propuestas permiten a los estudiantes contrastar su proceso de asimilación de los distintos contenidos.
Las Pruebas de Evaluación Continua que se ofertan con carácter voluntario, pretenden incentivar el estudio a lo largo del cuatrimestre para facilitar la asimilación de los contenidos. Se proponen ejercicios prácticos que pueden realizarse con la ayuda de las aplicaciones informáticas, que se pueden descargar del curso virtual, o bien con el apoyo de una hoja de cálculo.
Las prácticas presenciales tienen como objetivo que el alumno entre en contacto con materiales y equipos reales.
Finalmente, la interacción con el equipo de docente, con el tutor y con el resto de sus compañeros a través de los foros de preguntas del curso virtual, también constituye un elemento importante de la metodología y permite ofrecer un apoyo continuo, y de fácil disponibilidad, a los estudiantes que lo requieran precisamente en el momento en que les surja una dificultad en su proceso de aprendizaje.
De forma aproximada se estima la siguiente distribución del tiempo empleado en las distintas actividades formativas: Trabajo autónomo: 75%, actividades prácticas presenciales 6%, interacción con el equipo docente 19%.
ONSITE TEST
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| Type of exam |
| Type of exam |
Examen de desarrollo |
| Development questions |
| Development questions |
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| Duration of the exam |
| Duration of the exam |
120 (minutes) |
| Material allowed in the exam |
| Material allowed in the exam |
Calculadora no programable para el problema. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
La teoría cuenta un 70 % aproximadamente. El problema el 30% aproximadamente. En la hoja de examen se especificará el peso de cada parte del examen. Para aprobar, además de tener una media ponderada mayor o igual a 5, el estudiante debe aprobar la parte teórica y obtener al menos un 3 en el problema. Las prácticas presenciales son obligatorias. Asistir a las mismas, participando con interés en las diferentes actividades en grupo e individuales, permite obtener una calificación de APTO en esta actividad. Sin realizar esta actividad la calificación final será de NO APTO, a pesar de superar el examen presencial. |
| % Concerning the final grade |
| % Concerning the final grade |
100 |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
5 |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
10 |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
4,4 |
| Coments |
| Coments |
- La Prueba Presencial constará de una serie de cuestiones (en general entre 7 y 10), que el estudiante deberá responder de forma breve pero razonada y uno o dos problemas. No se valorarán las respuestas que no se razonen de forma clara. El alumno dispondrá de un formulario detallado junto con el enunciado del examen, de manera que no tendrá que memorizar fórmulas complicadas.
- Hay que tener en cuenta que para superar la Prueba Presencial se debe obtener una calificación igual o superior a 5 puntos de media en el examen y, además, obtener un 5 sobre10 o más en la parte teórica y un mínimo de 3 sobre 10 en el problema.
- Si no se cumplen ambos requisitos la calificación será de NO APTO, aunque la media resulte ser superior a 5 puntos sobre 10.
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CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC)
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| PEC? |
| PEC? |
Si |
| Description |
| Description |
Cuestionarios o problemas a resolver con ayuda, en algunos ejercicios, de software de prácticas virtuales. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
Cada PEC podrá incrementar la nota hasta en 0,5 puntos, por lo que se podrá subir la calificación final 1 punto si se cumplen ciertos requisitos que se detallan posteriormente. |
| Weighting of the PEC in the final grade |
| Weighting of the PEC in the final grade |
Hasta +1 punto a añadir en la nota final. |
| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
Primera: finales de noviembre. Segunda: mediados de enero. |
| Coments |
| Coments |
Las Pruebas de Evaluación Continua tienen carácter voluntario, pero se considera que su realización permite al alumno profundizar en los temas relacionados y asimilar mejor los contenidos de la asignatura. El alumno tendrá que realizar unos ejercicios y podrá apoyarse en una hoja Excel o bien utilizar una aplicación informática que está a su disposición en el curso virtual. No obstante, dado que puede presentar problemas con ciertos sistemas operativos, la utilización de esta aplicación no será obligatoria. Aspectos a tener en cuenta en relación con las PECs: |
OTHER GRADEABLE ACTIVITIES
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| Are there other evaluable activities? |
| Are there other evaluable activities? |
No |
| Description |
| Description |
Las prácticas de laboratorio son presenciales y obligatorias. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
APTO / NO APTO. |
| Weighting in the final grade |
| Weighting in the final grade |
0 |
| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
Finales de febrero o inicio de marzo. |
| Coments |
| Coments |
- Las prácticas presenciales son obligatorias y se realizan en Madrid en el laboratorio del departamento de Ingeniería Energética de la UNED (Juan del Rosal, 12 - Madrid).
- Con antelación a la realización de las prácticas se incluirá información sobre las mismas en el espacio virtual de la asignatura (actividades y material necesario).
- Las imparte el Equipo Docente de la asignatura.
- Hay una ayuda económica para el desplazamiento y la estancia del estudiante.
- La secretaría de la Escuela elabora un calendario para coordinar las distintas asignaturas, de forma que con un único desplazamiento se puedan realizar todas las del mismo curso en días sucesivos.
- Las prácticas presenciales tiene lugar después de los exámenes, durante el mes de marzo. En enero se concretan las fechas en la web de la Escuela.
- Las prácticas se realizan en un día, en horario de mañana y tarde, con un descanso de 1 hora para almorzar.
- Si el número de alumnos lo aconseja, se organizan dos grupos en distinta fecha, por lo que se podrá solicitar cambio de turno si el día que se le asigna no le resulta conveniente.
- Las prácticas presenciales son obligatorias, pero no se califican.
- En el caso de no poder asistir al final de cuatrimestre, tendrán opción de realizarlas en la convocatoria de septiembre y poder de esta forma superar la asignatura.
- Si no supera la asignatura, pero ha realizado las prácticas, no tiene que volver a asistir en cursos sucesivos.
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How to obtain the final grade?
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Para obtener la calificación final se tendrá en cuenta lo siguiente: - La calificación del examen presencial. - La nota media obtenida en las Pruebas de Evaluación Continua. Esta calificación otorgada por los tutores sólo dará lugar a un incremento de la calificación obtenida en el examen presencial si concurren las siguientes circunstancias: - Se cumplen los mínimos exigidos en la prueba presencial (>= 5/10 en teoría y >= 3/10 en problemas).
- La nota media de evaluación continua es >= 6.
CALIFICACIÓN FINAL = NOTA EXAMEN PRESENCIAL + 0,1· NOTA MEDIA PEC Aclaraciones: Si la nota del examen es <5 y el alumno aprueba debido al incremento por PEC, la calificación final será 5. El incremento por PEC no será superior al 10% de la calificación obtenida en la prueba presencial. Para aprobar la asignatura, además de lo anterior, la calificación de las prácticas presenciales deberá ser APTO. |
Es obligatorio realizar prácticas de laboratorio de esta asignatura. Información más detallada en el epígrafe "sistema de evaluación".
La información general acerca de las prácticas de laboratorio de todas las asignaturas de Grado se encuentra en la página web de la Escuela, incluyendo los calendarios con las fechas concretas de realización.
Curso virtual de la asignatura, al que se accede a través de Campus UNED. En la plataforma virtual se incluirá la siguiente información:
- Grabaciones de las reuniones por webconferencia con el Equipo Docente (2 por cuatrimestre).
- Repositorio de exámenes de cursos pasados, incluyendo la solucón de los ejercicios prácticos.
- Enunciado de los ejercicios de evaluación a distancia (PED) e información sobre fechas de entrega.
- Información sobre prácticas presenciales.
- Links de interés en relación con la asignatura.
- Tablón de noticias, al que puede subscribirse el estudiante para recibir las notificaciones por correo electrónico, donde se publica información de interés, como las fechas de las webconferencias.
Los ejercicios PED se entregan a través de la plataforma del curso virtual y la calificación se notifica a través de la misma herramienta.
