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Academic Year/course: 2019/20

434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering

29736 - Combustion Engines


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
29736 - Combustion Engines
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as:

  • 1. Lectures were given to the entire group. The professor will explain the basic principles of the subject and solve real problems in some representative cases. In parallel, the student must perform personal work of study.
  • 2. Laboratory practices which are distributed throughout the semester. The work will be evaluated and will be part of the final grade for the course. Practices are held in small groups.
  • 3. Tutored work in small groups (couples ideally): students solve a problem of the actual application.
  • 4. Additional proposals of exercises, questions and problems. This encourages autonomous work for the resolution of the exercises.
  • 5. Academic tutoring: Professor procedures in place to pose and resolve the student doubts.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • 1) Lectures (type T1) (30 hours face-to-face). Exposition sessions of theoretical and application contents. The concepts and fundamentals of the internal combustion engines will be presented, illustrating them with real examples adapted to the profile of studies. Student participation will be encouraged through questions and participation in problem solving.
  • 2) Problem & solving sessions (type T2) (15 hours face-to-face). Problems and cases will be developed with the participation of the students, coordinated temporarily with the theoretical contents. The student will be encouraged to work on the problems in advance, for which he will have the statements and the guidelines for their resolution.
  • 3) Laboratory sessions (type T3) (15 hours face-to-face). The student will understand the operation of the internal combustion engines by direct contact with the components and systems in the laboratory. The student will make a script of each session highlighting the fundamental aspects developed in it. The sessions will include the following contents:
    • Description of internal combustion engine components.
      • Identification of engine components and auxiliaries. Description of a test bench.
      • Dismantling and assembly of an internal combustion engine.
      • Air-fuel ratio requirements of an engine. Fundamentals of spark ignition.
      • Advanced injection and ignition control systems.
      • Tools for the verification and set-up of ignition and electronic injection systems.
  • 4) Assignments (type T6) (20 hours). Activities that the student will carry out in small groups of 2 or 3 people and that the teaching staff will propose throughout the teaching period. Periodically the teaching staff will schedule tutorial sessions with the purpose of controlling the progress of the work.
  • 5) Autonomous work (type T7) (64 hours). Student's autonomous work of the theoretical part and realization of problems. The student's continuous work will be encouraged through the homogeneous distribution of the various learning activities throughout the term. This section also includes the tutorials, such as direct attention to the student, Identification of errors in learning, orientation in the subject, attention to exercises and work ...
  • 6) Assessments (type T8) (6 hours). In addition to the evaluating function itself, assessment is also a learning tool in which the student checks the degree of understanding and assimilation achieved.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

  • Introduction. Comparison of actual tendencies on design and application of internal combustion engines.
  • Real cycles. Determination and interpretation.
  • Definition of fundamental engine parameters: geometrical and operating.
  • Engine performance curves and their analysis.
  • Similarity laws for four-stroke engines.
  • Principles of gas exchange processes.
  • Exhaust process. Silencer elements.
  • Fuel characteristics.
  • Combustion process. Characteristic and influence factors.
  • Engine emissions and treatment systems.
  • Mechanical and heat losses. Cooling and lubrication.
  • Principles of supercharging.

4.4. Course planning and calendar

The lectures, problems and laboratory sessions are given according to the schedule established by the center (schedules available on its website).
The teacher will publish the tutorials schedule on the center's website at the beginning of the course
The rest of the activities will be planned according to the established teaching order, according to the number of students,
and will be announced well in advance.

4.5. Bibliography and recommended resources

 

 


Curso Académico: 2019/20

434 - Graduado en Ingeniería Mecánica

29736 - Motores de combustión


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
29736 - Motores de combustión
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
434 - Graduado en Ingeniería Mecánica
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura se ha planteado para que, una vez superada la evaluación, el alumno sea capaz de:

1. Conocer el funcionamiento de un motor de combustión alternativo e identificar los elementos constructivos y tipologías.

2.  Manejar los parámetros de funcionamiento y de comparación.

3.  Analizar el origen de las diferencias de  comportamiento de los motores.

4.  Comprender los fundamentos del diseño de los sistemas de admisión y escape.

5.  Identificar las pérdidas térmicas y mecánicas.

6.  Conocer los procesos de la combustión con combustibles clásicos y alternativos.

7. Comprender el funcionamiento de sistemas avanzados de control de la mezcla y encendido.

8. Analizar estrategias de mejora de prestaciones y disminución de contaminantes.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte del bloque formativo optativo que podríamos denominar energético. Proporciona los principios fundamentales para comprender y diseñar motores de combustión, así como su integración optimizada en vehículos y plantas de generación de energía térmica y eléctrica.

Sirve para que el alumno afiance los conceptos básicos para comprender cualquier texto especializado o los manuales de motores de chispa, motores diesel, motores de gas, bifuel, motores Stirling, etc.

Con esta materia, el alumno profundiza en la metodología de análisis térmico para abordar, simular, optimizar y diseñar motores de combustión con integración de sistemas de control actuales.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se considera recomendable que el estudiante haya superado las asignaturas de Termodinámica Técnica y Transferencia de Calor e Ingeniería Térmica.

Resultará imprescindible tener soltura con los conceptos fundamentales de mecánica de fluidos, resistencia de materiales y diseño de máquinas. Todo ello se aprende en las materias obligatorias estudiadas en los cursos previos del Grado.

Se recomienda al alumno la asistencia activa a las clases de teoría y problemas, así como un estudio continuado de los contenidos de la asignatura, la preparación de los problemas prácticos que puedan ser resueltos en sesiones posteriores, el estudio de los guiones y la elaboración continua de los resultados de las prácticas.

El trabajo continuado es fundamental para superar con el máximo aprovechamiento esta asignatura, ya que en cada parte se estudia gradualmente un procedimiento de análisis coherente. Por ello, cuando surjan dudas, es importante resolverlas cuanto antes para garantizar el progreso correcto en esta materia.

Para ayudarle a resolver sus dudas, el estudiante cuenta con la asesoría del profesor, tanto durante las clases como en las horas de tutoría destinadas a tal fin.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Competencias específicas:

C34: Capacidad para la aplicación de conocimientos de ingeniería térmica y el cálculo, diseño y ensayo de sistemas y máquinas térmicas.

C37: Capacidad para la utilización de técnicas experimentales en la caracterización del funcionamiento de los sistemas mecánicos.

Competencias genéricas:

C3: Capacidad para combinar los conocimientos básicos y los especializados de Ingeniería Industrial para generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional.

C4: Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C5:  Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.

C6: Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería Industrial necesarias para la práctica de la misma.

C10: Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje Autónomo.

2.2. Resultados de aprendizaje

  1. Conoce las diferentes tipologías de motores de combustión y sus aplicaciones en el transporte e industria energética.
  2. Relaciona los conocimientos y capacidades adquiridos en las materias previas con su aplicación en las máquinas térmicas motrices.
  3. Aplica técnicas y métodos de diversas disciplinas para el análisis y diseño de motores de combustión.
  4. Conoce y comprende el funcionamiento de los motores de combustión.
  5. Conoce los nuevos sistemas de control electrónico de encendido y alimentación utilizados en motores y comprende su funcionamiento.
  6. Conoce la aplicación de las técnicas experimentales y sus herramientas para la evaluación de las prestaciones de las máquinas térmicas motrices.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La comprensión y el diseño óptimo de motores de combustión es de vital importancia para el Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales, ya que este tipo de máquinas térmicas constituyen un pilar básico en el desarrollo de las sociedades avanzadas.

De acuerdo con las competencias profesionales de esta titulación, el futuro graduado deberá ser capaz de plantear las necesidades de la aplicación de motores de combustión así como abordar proyectos de diseño y optimización de dichas máquinas.

La asignatura de Motores de Combustión dota al estudiante de un amplio abanico de herramientas para abordar estas tareas con éxito, profundizando en aspectos clave y presentando técnicas y métodos de análisis avanzados.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Actividades de evaluación

1 Prácticas de laboratorio. Carácter: presencial. Duración: 2-3 h. El estudiante se familiariza con los motores de combustión alternativos, sus componentes, aspectos constructivos, de funcionamiento y de diseño. Aplica los conocimientos propios de la materia y entrega un informe de resultados.

Se calificarán de 0 a 10 puntos. El estudiante que no entregue el informe de resultados en la fecha prevista obtendrá un cero en dicha sesión. 

Para superar las prácticas se exigirá una nota promedio mínima de 4 puntos.

El estudiante que no supere las prácticas en el período docente, deberá realizar un examen de prácticas en el marco de las Pruebas Globales correspondientes a las Convocatorias Oficiales.

2 Trabajos Tutorados. Carácter: semipresencial. El estudiante con la guía del profesor resuelve problemas complejos y entrega informes de resultados.

Se calificarán de 0 a 10 puntos. El estudiante que no entregue las respuestas a un trabajo en las fechas establecidas obtendrá un cero en el mismo. Dependiendo de la temática de los trabajos propuestos se podrá plantear una exposición oral de la labor realizada por el alumno además de la entrega del documento escrito. Este planteamiento se expondrá en la presentación de los trabajos al inicio de la asignatura.

Para superar los trabajos se exigirá una nota promedio mínima de 4 puntos.

El estudiante que no supere los trabajos en el período docente, deberá realizar la entrega de los mismos en el marco de las Pruebas Globales correspondientes a las Convocatorias Oficiales.

3 Examen escrito. Duración aproximada: máximo 3 h. Constará de tres partes diferenciadas: una parte teórica en forma de cuestiones cortas de tipo teórico-práctico; una segunda parte puramente práctica consistente en varios problemas similares a los resueltos en clase; una tercera parte que consistirá en la resolución de cuestiones similares a las planteadas en las actividades prácticas (quedarán exentos aquellos estudiantes que hayan superado esta parte durante el periodo docente, manteniéndose la nota obtenida si así lo deciden).

Calificación de 0 a 10 puntos. Para superar el examen se exigirá una nota promedio mínima de 5 puntos.

Procedimientos de evaluación

1ª Convocatoria: el procedimiento planteado consiste en un conjunto de pruebas que permiten superar el 100% de la asignatura. Algunas de ellas, las de tipo práctico, se realizarán durante el periodo docente, mientras que el examen escrito se realizará en el periodo de Pruebas Globales. La nota final se calculará mediante la ponderación de las notas de cada una de las partes, de acuerdo con los siguientes pesos:

  • 70 % examen escrito (Teoría y Problemas)
  • 30 % actividades prácticas.

En el caso de que el estudiante no haya superado las actividades prácticas durante el periodo docente o quiera subir la nota obtenida en esa parte, tendrá derecho a un examen de prácticas que tendrá lugar durante el periodo de Pruebas Globales y que tendrá un peso en la nota final del 30 %. Este examen consistirá en la resolución de cuestiones prácticas similares a las planteadas a lo largo del periodo docente en las prácticas de laboratorio y trabajos tutorados.

2ª Convocatoria: el procedimiento seguido en este caso es idéntico al de la primera convocatoria. La nota final se calculará mediante la ponderación de las notas de cada una de las partes, de acuerdo con los siguientes pesos: 70 % examen escrito (T+P) y 30 % examen de prácticas (quedarán exentos aquellos estudiantes que hayan superado esta parte durante el periodo docente, manteniéndose la nota obtenida).

Criterios de valoración y niveles de exigencia

En todas las actividades de evaluación se valorarán los siguientes aspectos y cualidades en el grado indicado en cada caso:

  • Realización propia de las tareas (fundamental): si se detectaran plagios o copia fraudulenta de los trabajos, la nota correspondiente sería cero.
  • Correcto planteamiento del procedimiento de resolución de las cuestiones y problemas planteados (fundamental).
  • Exactitud del resultado obtenido.
  • Corrección y claridad en la comunicación escrita (fundamental): correcta ortografía, letra clara, correcta expresión, estructura de contenidos coherente.
  • Análisis crítico de los resultados (importante): coherencia, relación con otros aspectos de la asignatura, posibilidades de mejora, etc.

Adicionalmente, para las actividades prácticas y trabajos tutorados se valorará también:

  • Entrega en el plazo estipulado (fundamental): no se admitirán informes fuera de la fecha límite, salvo causa justificada debidamente.
  • Entrega en el formato y procedimiento indicado por el profesor.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

1. Clases magistrales, impartidas al grupo completo, en las que el profesor explicará los principios básicos de la asignatura y resolverá algunos problemas representativos de la aplicación de la asignatura a casos realistas del futuro ejercicio profesional. Se buscará la participación de los alumnos en esta actividad. Paralelamente el alumno debe realizar trabajo personal de estudio para un mejor aprovechamiento de las clases.

2. Prácticas de laboratorio que se distribuyen a lo largo del cuatrimestre y cuya valoración formará parte de la calificación final de la asignatura. Se formarán grupos pequeños cuyo tamaño dependerá de la temática a desarrollar, con ello se fomenta el aprendizaje y el trabajo en grupo.

3. Trabajos tutorados en grupos pequeños (parejas idealmente): los estudiantes analizan y resuelven un problema de aplicación o diseño real. Se potencia el aprendizaje autónomo y el trabajo en grupo.

4. Planteamiento de ejercicios, cuestiones y problemas adicionales a los resueltos en clase. Con ello se fomenta el trabajo autónomo, estudiando la materia y aplicándola a la resolución de los ejercicios planteados.

Esta actividad dirigida, pero de ejecución autónoma, es fundamental en el proceso de aprendizaje del alumno y para la superación de las actividades de evaluación.

5. Tutorías académicas: el profesor pondrá a disposición del estudiante ciertos procedimientos para el planteamiento y la resolución de dudas. Se recomienda altamente el uso de estas tutorías para asegurar el adecuado progreso en el aprendizaje.

4.2. Actividades de aprendizaje

La asistencia a todas las actividades de aprendizaje es de especial relevancia para adquirir las competencias de la asignatura.

TRABAJO PRESENCIAL: 2.4 ECTS (60 horas)

1) Clase presencial  (30 horas presenciales).

Sesiones expositivas de contenidos teóricos y de aplicación. Se presentarán los conceptos y fundamentos de los motores de combustión alternativos, ilustrándolos con ejemplos reales adaptados al perfil del grado. Se fomentará la participación del estudiante a través de preguntas y participación en la resolución de problemas.

2) Clases de problemas (15 horas presenciales).

Se desarrollarán problemas y casos con la participación de los estudiantes, coordinados de manera temporal con los contenidos teóricos. Se fomentará que el estudiante trabaje previamente los problemas, para lo cual dispondrá de los enunciados y de las pautas de resolución de los mismos.

3) Prácticas de laboratorio (15 horas presenciales).

El estudiante comprenderá el funcionamiento de los motores de combustión alternativos mediante el contacto directo con los componentes y sistemas en el laboratorio. Confeccionará un guion de cada práctica destacando los aspectos fundamentas desarrollados en la misma. 

TRABAJO NO PRESENCIAL: 3.6 ECTS (90 horas)

4) Trabajos (20 horas).

Actividades que el estudiante realizará en pequeños grupos de 2 ó 3 personas y que el profesor irá proponiendo a lo largo del período docente. Con una cierta periodicidad, el profesor programará sesiones de tutoría con el fin de realizar un seguimiento del funcionamiento de los grupos y de los avances conseguidos.  

5) Estudio (64 horas). 

Estudio personal del estudiante de la parte teórica y realización de problemas. Se fomentará el trabajo continuo del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del cuatrimestre de las diversas actividades de aprendizaje.  Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos…

6) Pruebas de evaluación (6 horas).

Además de la función calificadora propiamente dicha, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje en la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

4.3. Programa

Los contenidos que se desarrollan son los siguientes:

  • Introducción. Comparación de motores y tendencias actuales en diseño y aplicación.

  • Ciclos reales. Obtención y análisis.
  • Definición de los parámetros fundamentales y de comparación.
  • Análisis de prestaciones. Gráficas características.
  • Semejanza en motores.
  • Principios de la renovación de carga.
  • Proceso de escape. Silenciadores
  • Características de los combustibles.
  • Procesos de combustión. Características y factores de influencia.
  • Contaminantes y sistemas de depuración.
  • Pérdidas mecánicas y térmicas. Refrigeración y lubricación.
  • Principios de la sobrealimentación.

Las prácticas contemplarán los siguientes contenidos:

  • Descriptiva de elementos constructivos de motores de combustión alternativos.
  • Identificación de componentes y auxiliares en motores. Descriptiva de un banco de ensayos.
  • Desmontaje y montaje de un motor de combustión alternativo.
  • Requerimientos de mezcla de un motor. Principios fundamentales del encendido por chispa.
  • Sistemas avanzados de control de mezcla y encendido.
  • Herramientas para la verificación y puesta a punto de sistemas de encendido e inyección electrónica.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las clases magistrales, problemas y sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según el horario establecido por el Centro (horarios disponibles en su página web).

Desde el inicio del cuatrimestre los alumnos dispondrán del calendario detallado de actividades (prácticas y experiencias de laboratorio, etc.) y será proporcionado por el profesor correspondiente. Las actividades se planificarán en función del encargo docente fijado, según el número de alumnos matriculados.

No obstante, y de manera orientativa, el calendario será el siguiente:

- Cada semana hay programadas 3 horas de clases en aula, que se destinarán a clases magistrales de teoría y a clases de resolución de problemas.

- Aproximadamente cada dos semanas el estudiante realizará una práctica, hasta completar un total de 15 horas presenciales en actividades prácticas.

- Las actividades adicionales que se programen (trabajos tutorados, presentaciones, etc.) se anunciarán con suficiente antelación, tanto en clase como en la página de la asignatura en http://add.unizar.es/

- Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijará la dirección del Centro.

La comunicación entre el estudiante y el profesor se gestionará a lo largo del curso mediante la plataforma del Anillo Digital Docente (ADD) de la Universidad de Zaragoza. En ella el profesor podrá distribuir los materiales de la asignatura (apuntes, cuestiones, problemas, exámenes tipo, tablas, etc.), realizar anuncios y notificaciones a los estudiantes, enviar y recibir correos y poner a disposición de los estudiantes las herramientas para la realización de los informes de las actividades de aprendizaje.

Los horarios de tutoría del profesor y los libros de referencia básica de la asignatura se indicarán a principio de curso académico.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada se encuentra en la BR de la BUZ