TEST TEMA 6— SISTEMA BIELA-MANIVELA

¿Qué tres magnitudes determina el estudio cinemático del mecanismo biela-manivela?. Fuerzas, momentos y energía. Posición, velocidad y aceleración. Par motor, potencia y rendimiento mecánico.

¿Qué se realiza primero: el estudio cinemático o el dinámico?. El estudio dinámico, porque las fuerzas condicionan el movimiento. Ambos se realizan simultáneamente. El estudio cinemático.

¿Qué se determina en el estudio dinámico del mecanismo biela-manivela?. La posición y velocidad del pistón en cada instante del ciclo. Las fuerzas y momentos aplicados sobre los distintos componentes. El rendimiento volumétrico y la presión media indicada.

¿Qué componentes forman el mecanismo biela-manivela?. El cigüeñal, el árbol de levas y el pistón. La manivela, la biela y el pistón. El bulón, la biela y el cigüeñal.

¿Qué es la manivela?. La pieza que une el pistón con la biela mediante el bulón. El elemento que transforma el movimiento alternativo en rotativo. Uno de los brazos del cigüeñal que une los muñones de apoyo con las muñequillas.

¿Qué es la biela?. El brazo del cigüeñal que soporta las cargas de los gases de combustión. La unión entre el cigüeñal y el émbolo, articulada por su pie con el bulón del pistón. El eje fijo alrededor del cual gira el cigüeñal en el bloque motor.

¿Cuál es la función principal del sistema biela-manivela?. Transmitir el par motor desde el cigüeñal hasta las ruedas motrices. Convertir el movimiento alternativo del émbolo en movimiento rotativo del cigüeñal. Regular la entrada de mezcla al cilindro en cada ciclo de trabajo.

¿Cómo se encuentra el sistema biela-manivela cuando está descentrado?. La biela y el pistón forman un ángulo mayor de 90° en el PMI. El eje del cilindro no está alineado con el eje del árbol de levas. El eje del cigüeñal no está en el mismo plano que el cilindro o el bulón.

¿Qué es la cara de empuje del pistón?. La cara del pistón que queda orientada hacia la cámara de combustión. La cara en la que se apoya el pistón sobre el cilindro durante la expansión. La cara inferior del pistón sobre la que actúa la presión del cárter.

¿Para qué se emplea el descentrado del sistema biela-manivela?. Para aumentar la relación de compresión efectiva del ciclo. Para reducir las pérdidas por rozamiento entre el pistón y el cilindro. Para atenuar los choques del pistón con las paredes del cilindro.

¿Cuándo suelen producirse los golpes entre el pistón y el cilindro?. Cuando el pistón alcanza su velocidad máxima a mitad de carrera. Cuando el esfuerzo del pistón sobre el cilindro cambia de sentido. Cuando la temperatura del pistón supera el límite de diseño.

¿En qué situaciones cambia de sentido el esfuerzo del pistón sobre el cilindro?. Cuando la velocidad del pistón es máxima y cuando la aceleración es nula. Cuando la biela pasa de sufrir tracción a compresión y cuando cambia su inclinación. Cuando la presión en cámara supera la presión media efectiva del ciclo.

¿En qué punto cambia de inclinación la biela?. Cuando la biela y la manivela forman un ángulo de 90°. Siempre que el pistón pasa por un punto muerto. Cuando el cigüeñal completa media vuelta desde el PMS.

¿Qué originan los golpes del pistón contra la pared del cilindro?. Desgaste prematuro de los segmentos y fugas de gases al cárter. Vibraciones y ruidos. Pérdidas de estanqueidad y aumento de la fracción de gases residuales.

¿Cuál es el valor máximo habitual de la relación entre la longitud de la manivela y la biela (λ)?. 0,25. 0,75. 0,5.

¿Para qué ángulo de giro del cigüeñal se ha recorrido media carrera?. Exactamente a los 90°, por simetría del movimiento. Cuando ha girado más de 90°. Cuando ha girado menos de 90°, por la influencia de la biela.

¿En qué punto es nula la velocidad del pistón?. Cuando la biela y la manivela forman 90°. A mitad de carrera, entre el PMS y el PMI. En los puntos muertos (PMS y PMI).

¿Cuándo es máxima la velocidad del pistón?. Cuando el pistón pasa por un punto muerto. Cuando la biela y la manivela forman 90°. Cuando la aceleración del pistón es máxima.

¿Cuándo es negativa la velocidad del pistón?. Cuando va del PMI al PMS. Cuando la biela y la manivela forman 90° en el recorrido descendente. Cuando va del PMS al PMI.

¿Cuándo es nula la aceleración del pistón?. En los puntos muertos, PMS y PMI. Cuando la velocidad es máxima, es decir, cuando biela y manivela forman 90°. A mitad de carrera, en el punto de máxima velocidad media.

¿Cuándo es máxima la aceleración del pistón?. Cuando la biela y la manivela forman 90°. A mitad de la carrera de expansión, cuando la presión es máxima. En el PMS y en el PMI.

¿Qué se obtiene al multiplicar la aceleración por las masas en movimiento?. La potencia mecánica transmitida al cigüeñal. Las fuerzas de inercia de primer y segundo orden. El par motor resultante en el eje de salida.

¿Qué fuerza de inercia tiene mayor módulo?. La de primer orden, por su mayor frecuencia de oscilación. Ambas tienen el mismo módulo, ya que dependen de la misma masa. La de segundo orden.

¿Qué cuatro fuerzas actúan sobre el sistema biela-manivela?. Peso, rozamiento, fuerza de inercia y fuerza centrífuga. Fuerza de los gases, fuerza de inercia, peso de las piezas y rozamiento. Fuerza de los gases, par motor, fuerza normal y fuerza de compresión.

¿Qué elementos del sistema se consideran masas con movimiento alternativo?. La cabeza de la biela, un tercio de su cuerpo y el cigüeñal. El pistón, el bulón, el pie de la biela y 2/3 de su cuerpo. El pistón completo, la biela completa y el bulón.

¿Qué elementos del sistema se consideran masas con movimiento rotativo?. El pistón y el bulón del pistón. El pie de la biela y los segmentos del pistón. La cabeza de la biela, un tercio de su cuerpo y el cigüeñal.

¿Qué tres fuerzas actúan sobre el pistón?. Fuerza de los gases, fuerza de rozamiento y fuerza centrífuga. Fuerza normal sobre la pared, fuerza de los gases y fuerza de la biela sobre el pistón. Fuerza de inercia, fuerza de compresión y fuerza de expansión.

¿Qué fuerza produce el torque en el cigüeñal?. La fuerza normal del pistón sobre la pared del cilindro. La fuerza de inercia de las masas alternativas. La fuerza de la biela sobre el pistón.

¿Cuántas de las cuatro carreras de un motor de 4 tiempos consumen energía?. Una (la de compresión). Dos (admisión y compresión). Tres, y por eso se utilizan varios cilindros.

¿Qué masas producen las fuerzas centrífugas en el mecanismo biela-manivela?. Las masas con movimiento alternativo, como el pistón y el bulón. Las masas con movimiento rotativo. Todas las masas del mecanismo, independientemente de su tipo de movimiento.

¿Qué porcentaje del radio de la manivela representa habitualmente el descentrado de la biela?. Del orden del 10%, para garantizar una reducción apreciable de los golpes. Del orden del 2%. Del orden del 15%, valor típico en motores de automoción modernos.

¿Qué se consigue al descentrar la biela respecto al eje del cilindro?. Aumentar la relación de compresión efectiva y mejorar el llenado. Reducir las fuerzas laterales ejercidas por el émbolo sobre la pared del cilindro. Aumentar la velocidad del pistón en el PMS para mejorar la turbulencia.

¿Qué ventajas adicionales aporta el descentrado de la biela al funcionamiento del motor?. Mayor potencia en regímenes altos y reducción de las pérdidas por bombeo. Menor desgaste en la carrera descendente, reducción de la velocidad en el PMS y mejora de la combustión a volumen constante. Aumento del par motor a bajas revoluciones y reducción del consumo específico.

¿Para qué tipo de motores resulta especialmente útil el descentrado de la biela?. Para motores de alta velocidad, donde los golpes del pistón son más frecuentes. Para motores sobrealimentados, donde las fuerzas laterales son mayores. Para motores lentos.

¿Qué dos métodos existen para aplicar el descentrado en el sistema biela-manivela?. Modificar la longitud de la biela o cambiar el radio de la manivela. Descentrar el eje del cilindro respecto al cigüeñal o descentrar el bulón respecto al pistón. Usar una biela de geometría asimétrica o inclinar el eje del cigüeñal.