Motores Alternativos Aeronáuticos

Guía de Aprendizaje
Información al estudiante
Datos Descriptivos
ASIGNATURA: Motores Alternativos Aeronáuticos (Especialidad VA)
Nombre en Inglés: Aircraft Reciprocating Engines
MATERIA: Propulsión Aeroespacial
Código UPM: 145006104
Créditos Europeos: 2
CARÁCTER:
Obligatoria
perteneciente
al
conocimiento
de
una
Especialidad (OBE)
TITULACIÓN: Grado en Ingeniería Aeroespacial
CURSO: 3º CURSO / 6º SEMESTRE
ESPECIALIDAD: Vehículos Aeroespaciales
DEPARTAMENTO: Motopropulsión y Termofluidodinámica
PERIODO IMPARTICION
Septiembre- Enero
Sólo castellano
IDIOMA IMPARTICIÓN
Febrero - Junio
X
Sólo inglés
Ambos
X
DEPARTAMENTO: Motopropulsión y Termofluidodinámica
PROFESORADO
NOMBRE Y APELLIDO (C = Coordinador)
DESPACHO
emilio.navarro@upm.es
Emilio Navarro Arévalo (C)
616
Manuel Pons Pérez
1
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Correo electrónico
manuel.pons@upm.es
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON
NORMALIDAD LA ASIGNATURA
ASIGNATURAS
SUPERADAS
Termodinámica
2
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Objetivos de Aprendizaje
COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA
Código
CE29-EA08
CG3
CG9
COMPETENCIA
Conocimiento adecuado de: las instalaciones de los
sistemas propulsivos; el control de instalaciones de los
sistemas propulsivos; la ingeniería de los sistemas de
propulsión; actuaciones de los motores de aviación.
Capacidad para identificar y resolver problemas aplicando,
con creatividad, los conocimientos adquiridos.
Razonamiento crítico y capacidad de asociación que
posibiliten el aprendizaje continuo.
NIVEL*
COM
SIN
SIN
* Para definir el nivel se ha utilizado la taxonomía de Bloom de acuerdo con la siguiente codificación: Conocimiento
(CON), Compresión (COM), Aplicación (AP), Análisis (AN), Síntesis (SIN) y Crítica (CR)
Código
RA1. RA2. RA3. -
RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
Conocimiento y comprensión de la influencia de parámetros de operación y
diseño sobre las actuaciones de los motores alternativos.
Conocimiento y comprensión de los elementos constitutivos más
importantes de los motores alternativos aeronáuticos.
Conocimiento y comprensión de los distintos ciclos aplicables, del proceso
de la combustión interna en motores alternativos y de la alimentación de
combustible.
3
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)
Indicadores
TEMA / CAPITULO
APARTADO
Relacionados
1.1 Presentación de la asignatura
Tema 1:
Motores alternativos
aeronáuticos: tipos y
operación
1.2 Introducción
1.3 Motores alternativos de cuatro tiempos de
Alimentación de
T1_2
aplicación aeronáutica
1.4 Motores alternativos de dos tiempos de aplicación
aeronáutica
1.5 Parámetros de diseño y operación
Tema 2:
T1_1
2.1 Características de la mezcla aire-combustible en
motores de encendido provocado
T1_3
T1_4
T2_1
combustible en
motores de
encendido
2.2 Requerimientos de mezcla en motores de
encendido provocado
T2_2
provocado
Tema 3:
Renovación de carga
3.1 Renovación de la carga en motores de cuatro
tiempos
T3_1
3.2 Modelo de admisión y escape
T3_2
4.1 Combustión en motores de encendido provocado
T4_1
Tema 4:
Combustión en
motores de
encendido
provocado
Tema 5:
Combustión en
motores de
5.1 Análisis de la combustión en motores de
encendido por compresión
encendido por
compresión
4
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
T5_1
Tema 6:
6.1 Actuaciones de motores de aspiración normal
T6_1
Actuaciones de
motores de
aspiración normal
6.2 Actuaciones de motores de aplicación aeronáutica
de aspiración normal
T6_2
aeronáuticos
Tema 7:
7.1 Sobrealimentación en motores aeronáuticos
T7_1
Sobrealimentación y
actuaciones de
motores de aviación
7.2 Actuaciones de los motores de aviación
sobrealimentados
T7_2
sobrealimentados
Tema 8:
8.1 Elementos línea
T8_1
8.2 Elementos soporte
T8_2
Elementos
constructivos del
motor
5
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y
METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
Se utilizará un modelo de lección magistral en las clases teóricas,
dado que con este modelo el profesor dispone de la posibilidad de
incidir en lo más importante de cada tema, además de poder
CLASES DE TEORIA
presentar una determinada forma de trabajar y estudiar la
asignatura. En lo posible se intentará dividir la lección en:
recapitulación de los conceptos estudiados en la clase anterior,
introducción al tema, desarrollo del tema y síntesis de lo expuesto
y obtención de conclusiones.
En la resolución de problemas en el aula se formarán grupos de 3 ó
4 alumnos siendo ellos los que deben tomar la iniciativa. Se
CLASES
utilizará el modelo participativo en el que se considera de gran
PROBLEMAS
importancia la comunicación entre estudiante y profesor y entre
ellos mismos, siendo el profesor el encargado de guiarles y
ayudarles.
En las prácticas de laboratorio se crearán grupos de alumnos para
PRACTICAS
realizarlas. Posteriormente el grupo tendrá que presentar un
informe con los resultados y conclusiones obtenidos. Se utilizará el
modelo participativo.
Trabajo autónomo de estudio y realización de ejercicios, tratando
TRABAJOS
de dirigir al estudiante en actividades orientadas al aprendizaje. El
AUTONOMOS
modelo a aplicar es el investigador, de forma que la actividad del
estudiante se centre en la investigación, localización, análisis,
manipulación y elaboración de la información.
6
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
La realización de trabajos en grupo tiene como finalidad, además
TRABAJOS EN
de motivar al estudiante en la realización de la actividad, el
GRUPO
fomentar las relaciones personales, la cooperación, el trabajo en
equipo, y poder discutir las posibles soluciones al problema entre
los miembros del equipo.
Las tutorías se realizan en grupo para resolver problemas, dirigir
trabajos, etc., así como para aconsejarlos y dirigirlos a lo largo de
su labor de aprendizaje. Se dispondrá también de la posibilidad de
TUTORÍAS
acceder a tutorías mediante correo electrónico, aunque para no
colapsar al profesor respondiendo por escrito todas las consultas,
se intentará que estas aparezcan en la plataforma virtual, de forma
que sean accesibles al resto de los alumnos.
Se utilizará un espacio virtual para que los alumnos puedan
FOROS
participar en foros de debate o participar en una lista de
distribución sobre temas y problemas planteados por el profesor o
por algún estudiante.
7
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
RECURSOS DIDÁCTICOS
Apuntes de los profesores de la asignatura (E. Navarro y M. Pons).
Atkins, R.D-: “An Introduction of Engine Testing and Development”.
SAE International, 2009.
Basshuysen, R.; Schäfer, F.: “Internal Combustion Engine Handbook:
Basics, Components, Systems, and Perspectives”. SAE International,
2004.
Blair, G.P.: "The Basic Design of Two-Stroke Engines". SAE
BIBLIOGRAFÍA
BÁSICA
International. Warrendale. 1990.
Ferguson, C.R.: "Internal Combustion Engines". John Wiley & Sons.
New York. Edición de 1986 y 2001.
Heywood, J.B.: “Internal Combustion Engine Fundamentals”.
McGraw-Hill. New York, 1988.
Payri, F.; Desantes, J.M.: “Motores de Combustión Interna
Alternativos”. Ed. Reverté. Barcelona, 2011.
Taylor, C.F.: “The Internal Combustion Engine in Theory and
Practice”. MIT Press. Massachusetts, 1977, Vol. I y II.
Cameron, A.: "Basic Lubrication Theory". Ellis Horwood. 1981.
Kolchin, A.; Demidovich, V.: "Design of Automotive Engines". Mir
Publishers. Moscú, 1984.
Kowalewicz, A.: "Combustion System of High-Speed Piston Internal
Combustion Engines". Elsevier. Amsterdam, 1984.
Mackerle, J.: "Air-Cooled Automotive Engines". Charles Griffin & Ca.
BIBLIOGRAFÍA
Ltd. 1972.
COMPLEMENTARIA
Nouven, A.: "La Carburación". E.T.S.I. Industriales. Madrid, 1976.
Ramos, J.I.: "Internal Combustion Engine Modeling". Hemisphere
Publishing Corporation. New York, 1989.
Schilling, A.: "Les Huiles pour Moteurs et le Graissage des Moteurs".
Technip. París, 1962.
Watson, N.; Janota, M.S.: "Turbocharging the Internal Combustion
Engine". The MacMillan Press. Londres, 1982.
8
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Elton, R. (Productor): "The Carburettor". Shell Film Unit. Londres,
1977. (Vídeo).
Jackson, R.; Sharples, J. (Directores). "The Diesel Engine". Shell Film
Unit. Londres, 1988. (Vídeo).
Marten, B. (Director): “The Petrol Engine”. Shell Film Unit. Londres,
RECURSOS
AUDIOVISUALES
1985. (Video).
Ricardo Consulting Engineering: "Some More Light on Diesel
Combustion". 1964. (Video).
Sharples, J. (Director): "Engine Lubrication". Shell Film Unit. Londres,
1985 (Vídeo).
GDI Engine (Video).
MULTIMEDIA
Software propio instalado en la plataforma virtual Moodle.
SOFTWARE
Software propio instalado en la plataforma virtual Moodle.
Toda la información estará disponible en la plataforma virtual
RECURSOS WEB
Moodle.
Blogs específicos de motores alternativos y combustibles.
Bancos de ensayos de motores alternativos, con la instrumentación,
EQUIPAMIENTO
sistema de adquisición de datos y sistemas informáticos necesarios
para realizar ensayos.
9
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Cronograma de trabajo de la asignatura
Temas
Actividades Aula
Laboratorio
T1_1
Clase de teoría
T1_2
Clase de teoría
(1)
Introducción a los ensayos
experimentales en
motores alternativos
T1_3
Clase de teoría
T1_4
Clase de teoría
T2_1
Clase de teoría
T2_2
Clase de teoría
T3_1
Clase de teoría
T3_2
Clase de teoría
T4_1
Trabajo Individual
Actividades
Grupo
Evaluación
Otros
Visualización de
videos generales
y coloquio
Resolución de problemas
sobre aspectos generales
Visualización de
video sobre
carburadores y
coloquio
Diseño de un
carburador
Determinación de
parámetros sobre el
bucle de bombeo
Prueba parcial
de los temas 1,
2y3
Clase de teoría
10
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Trabajo en
Visualización de
video sobre
motores GDI y
coloquio
T5-1
Clase de teoría
T6_1
Clase de teoría
T6_2
Clase de teoría
T7_1
Clase de teoría
T7_2
Clase de teoría
Determinación de
parámetros sobre el ciclo
indicado
Resolución de problemas
sobre obtención de la curva
de utilización y fórmulas de
corrección de potencia
Resolución de problemas
sobre la determinación de
la relación de compresión
para una altura de
restablecimiento dada
Control y morfología de
elementos línea
Control y morfología de
Informe de la
T8_2
elementos soporte
práctica
(1)
A lo largo del curso se realizará la práctica “Determinación de las actuaciones de un motor de encendido provocado” en grupos reducidos debiendo
entregar el grupo un informe de la práctica realizada.
T8_1
11
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Sistema de evaluación de la asignatura
EVALUACION SUMATIVA
BREVE DESCRIPCION DE LAS
ACTIVIDADES EVALUABLES
Evaluación
previa:
test
o
cuestionario
previo
a
la
MOMENTO
LUGAR
PESO EN LA
CALIFICACIÓN
asignatura, con el fin de evaluar
el nivel formativo que poseen los
alumnos
básicos
sobre
de
conceptos
los
motores
alternativos. Esta evaluación es
Primera clase
meramente informativa y la nota
Plataforma
virtual
0%
obtenida no se tiene en cuenta
en la nota final obtenida por el
alumno. Sin embargo, si tendrá
su valoración como participación
del alumno.
Evaluación
de
tiempo
de
dedicación: test o cuestionario
en el que se solicita al alumno
que indique el tiempo utilizado
para
realizar
las
actividades
planificadas. Esta evaluación es
meramente informativa y la nota
A lo largo del curso
obtenida no se tiene en cuenta
en la nota final obtenida por el
alumno. Sin embargo, si tendrá
su valoración como participación
del alumno.
12
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Plataforma
virtual
0%
Cuestionarios de incidencias
críticas
(CuIC):
test
o
cuestionario en el que se solicita
al
alumno
que
brevemente
crítica
la
más
negativa
indique
incidencia
positiva
que
y
ha
más
ocurrido
durante el último periodo de
clases.
E sta
evaluación
Plataforma
A lo largo del curso
virtual
es
0%
meramente informativa y la nota
obtenida no se tiene en cuenta
en la nota final obtenida por el
alumno. Sin embargo, si tendrá
su valoración como participación
del alumno.
Evaluación de participación: en
la evaluación del alumno se
tendrá en cuenta su participación
en la evaluación previa, en las
evaluaciones de control en clase,
en el foro de debate, su actitud
A lo largo del curso
2%
de colaboración en la resolución
de
problemas
en
grupo
y
prácticas de laboratorio y en
tutorías.
Evaluación de control: para
Plataforma
poder disponer de información
sobre el desarrollo del curso, se
propone
realizar
una
prueba
virtual, aula
Al finalizar el tema 3
informática
o aula de
parcial con preguntas de los
examen
temas 1, 2 y 3.
Evaluación
formativa:
se
entregarán al profesor a lo largo
del
curso
los
problemas
y
trabajos que se planteen en
clase.
Durante
las
señaladas
sesiones
en
el
cronograma, o en su
proximidad
13
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
30%
20%
Evaluación de las prácticas de
laboratorio:
se
tendrá
que
entregar un informe de cada una
de las prácticas realizadas. Estos
Durante
informes
señaladas
contendrán
como
las
sesiones
en
el
mínimo los siguientes puntos:
cronograma, o en su
índice, objetivo de la práctica,
proximidad
medios
utilizados,
utilizado,
15%
método
resultados,
conclusiones y bibliografía.
Evaluación de satisfacción: se
realizará
una
evaluación
de
satisfacción en la que el alumno
Plataforma
evalúa aspectos de contenido,
metodológicos, recursos, etc. de
la asignatura. Esta evaluación es
meramente
informativa
y
virtual
Al final del curso
Aula
0%
informática
su
valoración no se tiene en cuenta
en
la
nota
obtenida por
el
alumno.
Evaluación final: se realizará un
examen
final
de
toda
la
asignatura o de los temas no
liberados a lo largo del curso.
Esta
prueba
se
realizará
33% (en caso de
prueba parcial)
Al finalizar el curso
al
examen
de
63% (en caso de
examinarse de
toda la
finalizar el curso.
asignatura)
14
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
Aula
DESCRIPCION GENERAL DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES y DE LOS
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
El proceso de evaluación que se plantea en esta asignatura es el siguiente:
 Evaluación de participación: en la evaluación del alumno se tendrá en
cuenta su participación en la evaluación previa, en las evaluaciones de
control en clase, en el foro de debate, su actitud de colaboración en la
resolución de problemas en grupo y prácticas de laboratorio y en tutorías.
Este apartado se valorará como un 2% de la nota final.
 Evaluación de control: para poder disponer de información sobre el
desarrollo del curso, se propone realizar una prueba parcial con preguntas
de los temas 1, 2 y 3 . Este apartado se valorará como un 30% de la nota
final.
 Evaluación formativa: se entregarán al profesor de forma periódica a lo
largo del curso los problemas que se planteen en clase. Este apartado se
valorará como un 20% de la nota final.
 Evaluación de las prácticas de laboratorio: se tendrá que entregar un
informe de cada una de las prácticas realizadas. Estos informes
contendrán como mínimo los siguientes puntos: índice, objetivo de la
práctica, medios utilizados, método utilizado, resultados, conclusiones y
bibliografía. Se valorará con un 15% la presentación de los informes de
prácticas.
 Evaluación final: se realizará un examen final de toda la asignatura o de
los temas no liberados a lo largo del curso. Esta prueba se realizará al
finalizar el curso. Se valorará con un 63% sobre la nota final en caso de
examinarse el alumno de toda la asignatura o con un 33% en caso de
realizar el alumno un examen parcial por haber liberado parte de la
asignatura en la prueba parcial.
Además se realizarán otra serie de evaluaciones que sin contar para la nota final
obtenida por el alumno, salvo en su valoración en la participación en la asignatura,
servirán para evaluar: el nivel formativo inicial, el tiempo utilizado para realizar las
actividades planificadas, las incidencias críticas que puedan presentarse y la
satisfacción del alumno con respecto a la asignatura. Para esto se realizarán las
siguientes evaluaciones y cuestionarios:
 Evaluación previa: Se elaborará un test o cuestionario previo a la
asignatura, con el fin de evaluar el nivel formativo que poseen los alumnos
sobre conceptos básicos de los motores alternativos. Esta evaluación es
15
Segundo semestre.
CURSO 2013-14
meramente informativa y la nota obtenida no se tiene en cuenta en la
nota final obtenida por el alumno. Sin embargo, si tendrá su valoración
como participación del alumno.
 Evaluación de tiempo de dedicación: test o cuestionario en el que se
solicita al alumno que indique el tiempo utilizado para realizar las
actividades planificadas. Esta evaluación es meramente informativa y la
nota obtenida no se tiene en cuenta en la nota final obtenida por el
alumno. Sin embargo, si tendrá su valoración como participación del
alumno.
 Cuestionarios de incidencias críticas (CuIC): test o cuestionario en el que
se solicita al alumno que indique brevemente la incidencia crítica más
positiva y más negativa que ha ocurrido durante el último periodo de
clases. Esta evaluación es meramente informativa y la nota obtenida no se
tiene en cuenta en la nota final obtenida por el alumno. Sin embargo, si
tendrá su valoración como participación del alumno.
 Evaluación de satisfacción: Se realizará una evaluación de satisfacción en
la que el alumno evalúa aspectos de contenido, metodológicos, recursos,
etc. de la asignatura. Esta evaluación es meramente informativa y su
valoración no se tiene en cuenta en la nota obtenida por el alumno.
A modo de resumen, la valoración de cada una de las evaluaciones es:
Materia a avaluar
% sobre la nota final
Evaluación previa
0
Evaluación del tiempo de dedicación
0
Cuestionarios de incidencias críticas (CuIC)
0
Evaluación de participación
2
Evaluación control
30
Evaluación formativa
20
Evaluación de las prácticas de laboratorio
15
Evaluación satisfacción
0
Evaluación final
33 (prueba parcial)
63 (prueba total)
Para aprobar la asignatura, deberá obtenerse una calificación total superior o igual al 50% y
haber entregado todos los informes de prácticas y trabajos realizados en grupo.
16
Segundo semestre.
CURSO 2013-14