Facultad de Ingeniera Mecnica y Elctrica

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Admisin, Compresin, Explosin, Escape

Estos motores pueden ser, bsicamente, atmosfricos osobrealimentados por medio de un turbo.Todos ellos con inyeccin electrnica. Atrs qued el sistema decarburacin.Existe otro tipo de motor de gasolina: Wankel, que es de tiporotativo. En 1936 Flix Wankel -su creador-, obtuvo una patente parafabricar este motor, muy diferente al de ciclo Otto, que durantealgunos aos tuvo cierto xito. Hoy en da su presencia es ms bientestimonial (algn Mitsubishi).Como combustible alternativo a la gasolina est el gasoil con susmotores DIESEL, inventados por el ingeniero alemn Rudolf Diesel, hoyen da todos sobrealimentados por uno o varios turbos.Actualmente se estn ensayando alternativas con motoreshbridos. Se trata de adjuntar al motor de gasolina otro de hidrgeno oelctrico, para ahorrar combustible, y por ser ms ecolgicos.Por la disposicin de sus cilindros, los motores pueden llevarestos: en lnea, en V, en W y Boxer (horizontales opuestos).Una autntica Biblia de la mecnica del automvil es el ARIASPAZ,gran referente desde el ao 1940.

Existe una gran variedad de motores distintos, con una finalidaddistinta, para un tipo especfico de vehculo, para un determinado uso,unos ms caros, ms ecolgicos, etc.Estos son los ms importantes:- Motor trmico: Transforma la energa trmica en energamecnica.Los motores trmicos se basan en un ciclo termodinmicoa que se halla sometido un fluido, en una de cuyas fases seproduce un trabajo til. Se clasifican en motores de combustininterna y motores de combustin externa, atendiendo a lalocalizacin de la combustin o generacin del calor. Tambinpueden clasificarse en rotativos, alternativos o de reaccinsegn sea el movimiento primario que producen.Existen muchas variedades de motor trmico, las cuales sediferencian las unas de las otras por el combustible que utilizan,con lo cual varan los mecanismos interiores del motor. Puedenutilizar Gasolina (explosin), Gasleo (Diesel), Queroseno(reaccin), etc.- Combustin interna: Motor en que la energa suministradapor un combustible es transformada directamente en energamecnica.

- De reaccin o cohete: La accin mecnica se realizamediante la expulsin de un flujo gaseoso a gran velocidad,que crea una gran cantidad de movimiento al ser expulsadapor la parte posterior a una velocidad muy elevada.- Elctrico: Se dividen en tres categoras fundamentales:Asncronos, Sncronos, y de colector. Los dos primerosfuncionan solo con corriente alterna, monofsica, trifsica opolifsica, mientras que el tercer tipo se utiliza tanto concorriente alterna como continua..- Stirling: que obtiene potencia mecnica de la expansin de ungas encerrado a alta temperatura.- Diesel: motor que aspira aire puro, sin mezcla decombustible. En el tiempo de compresin, el aire secomprime, con lo que alcanza una temperaturaextraordinariamente alta.- De arranque: Motor elctrico adicional utilizado paraefectuar la puesta en marcha del motor de explosin,mediante un sistema de acoplamiento de engranajes.- mbolo rotativo: trabaja con un ciclo de 4 tiempos querealiza en una rotacin de mbolos, el cual presenta un perfiltriangular de lados curvos, en una cavidad con forma deelipse.

- De mbolos libres: Tiene dos mbolos desprovistos de bielay que se mueven en un mismo cilindro, uno frente a otro, conmovimientos alternativos opuestos, teniendo lugar lainyeccin de combustible en la parte central.- De plvora: Mquina en la que se prenda una carga deplvora en el interior de un cilindro, para poder impulsar elpistn.- Vapor: El vapor penetra por un cilindro, por debajo de unmbolo, y se condensa con un chorro de agua fra. Esteproceso genera un vaco parcial, y la presin atmosfrica queacta por encima del mbolo lo hace bajar.- Hidrulico: Utiliza como fuerza motriz la energa de unamasa de agua que cae desde cierta altura llamada salto.- Elico: Utiliza el empuje del viento con ayuda de mquinasllamadas aeromotores.

las ruedas. Elfuncionamiento del mismo es en base a explosiones que se producen ensu interior por la inflamacin de los gases (aire y nafta) detonados porun salto de chispa (bujas).El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. Laeficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por variosfactores, entre otros la prdida de energa por la friccin y larefrigeracin.En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende delgrado de compresin. Esta proporcin suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en lamayora de los motores Otto modernos. Se pueden utilizarproporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando as la eficiencia delmotor, pero este diseo requiere la utilizacin de combustibles de altondice de octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un20 a un 25%: slo la cuarta parte de la energa calorfica setransforma en energa mecnica. Funcionamiento del motor OttoGasolina y aire forman una mezcla peligrosa. La ms leve chispabasta para que se inflame en un instante y as funciona un motor. Lospistones de los cilindros se encargan de comprimir la mezcla,facilitando la ignicin, provocada por la chispa elctrica emitida por labuja. Estalla en llamas con tal velocidad y violencia que hace descenderel pistn por el cilindro. Este movimiento determina el giro del cigealy da su fuerza al motor. En casi todos los motores de coches estaexplosin tiene lugar en uno de los cuatro movimientos del pistn, porlo que se le denomina Motor de cuatro tiempos.1. Tiempo de admisin.2. Tiempo de compresin y encendidos.3. Tiempo de combustin.4. Tiempo de escape.

Tiempo de AdmisinCuatro Tiempos AutomvilConvencionalDos TiemposA partir de su punto muerto superior, el pistn iniciasu carrera descendente. AI mismo tiempo, la vlvulade admisin se abre y permite la entrada de la mezclaaire-combustible que Ilenar la cavidad del cilindro. Eltiempo de admisin y la carrera del pistn terminancuando ste Ilega a su punto muerto inferior (PMI).

Tiempo de compresinAl continuar girando el cigeal, el pistn inicia sucarrera ascendente; la vlvula de admisin se cierra yla mezcla aire-combustible queda confinada en elinterior del cilindro donde es comprimidaviolentamente. Las partculas de combustible seencuentran entonces rodeadas apretadamente porpartculas de oxgeno y en ese momento (PMS), tienelugar la chispa entre los electrodos de la buja deencendido.

Tiempo de fuerzaLa mezcla aire-combustible se enciende por la chispa, desarrollandouna elevada presin de gases en expansin. Como las vlvulas siguencerradas, los gases impulsan al pistn en su carrera descendente yla biela comunica esa fuerza al cigeal hacindolo girar. Estacarrera del ciclo Otto es la nica que produce energa, mientras quelas otras tres la consumen en mayor o menor medida.

Tiempo de escapeEl tiempo de escape es el ltimo del ciclo y tiene lugaren la carrera ascendente del pistn. La vlvula deescape se abre y permite la expulsin de los gasesquemados que sern conducidos al exterior a travsdel tubo del escape. El ciclo se reanuda de inmediatoya que a continuacin sigue de nuevo el tiempo deadmisin y as sucesivamente en forma indefinida.En las figuras siguientes se podr observar el ciclocompleto de cuatro tiempos. Con un poco deobservacin podremos darnos cuenta de que para efectuarlo, elcigeal tuvo que completar dos vueltas. Esto tendr relevancia parapoder entender ms adelante la sincronizacin con las vlvulas.

MOTORES DISEL

Llamado as en honor del ingeniero alemn nacido en FranciaRudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumirgasleo. Se emplea en instalaciones generadoras de energa elctrica,en sistemas de propulsin naval, en camiones, autobuses y automviles.Tanto los motores Otto como los disel se fabrican en modelos de dosy cuatro tiempos.En teora, el ciclo disel difiere del ciclo Otto en que lacombustin tiene lugar en este ltimo a volumen constante en lugar deproducirse a una presin constante. La mayora de los motores diseltienen tambin cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de lasde los motores de gasolina.Principal diferencia entre motor a gasolina (nafta) y el motor deRudolf DieselLos dos motores son de combustin interna y utilizancombustibles muy parecidos. De hecho hay motores de 4 tiempos quequeman gasoil de la misma manera que podramos disear un motordiesel que quemara gasolina.Pero el motor diesel carece de un sistema auxiliar de encendido,es decir de bujas, bobinas, delcos, distribuidores, encendidoselectrnicos etc, ya que el combustible se inflama de forma natural alser inyectado en un cilindro lleno de aire a muy alta temperatura comoconsecuencia de haber sido comprimido. Esta es realmente ladiferencia bsica que define a un motor diesel respecto a los dems. FUNCIONAMIENTO

En la primera fase se absorbe aire hacia la cmara decombustin. En la segunda fase, la fase de compresin, el aire secomprime a una fraccin de su volumen original, lo cual hace que secaliente hasta unos 440 C. Al final de la fase de compresin seinyecta el combustible vaporizado dentro de la cmara de combustin,producindose el encendido a causa de la alta temperatura del aire. Enla tercera fase, la fase de potencia, la combustin empuja el pistnhacia atrs, trasmitiendo la energa al cigeal. La cuarta fase es, aligual que en los motores Otto, la fase de expulsin.Algunos motores disel utilizan un sistema auxiliar de ignicinpara encender el combustible para arrancar el motor y mientrasalcanza la temperatura adecuada.La eficiencia de los motores disel depende, en general, de losmismos factores que los motores Otto, y es mayor que en los motoresde gasolina, llegando a superar el 40%. Este valor se logra con un gradode compresin de 14 a 1, siendo necesaria una mayor robustez, y losmotores disel son, por lo general, ms pesados que los motores Otto.Esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho deutilizar combustibles ms baratos.Los motores disel suelen ser motores lentos con velocidades decigeal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientrasque los motores Otto trabajan de 2.500 a 5.000 rpm. No obstante, enla actualidad, algunos tipos de motores disel trabajan a velocidades22similares que los motores de gasolina, pero por lo general con mayorescilindradas debido al bajo rendimiento del gas oil respecto a lagasolina.Ventajas y desventajas del motor dieselLa principal ventaja de los motores disel, comparados con losmotores a gasolina, estriba en su menor consumo de combustible.Debido a la constante ganancia de mercado de los motores disel enturismos desde los aos 1990 (en muchos pases europeos ya supera lamitad), el precio del combustible ha superado a la gasolina debido alaumento de la demanda. Este hecho ha generado grandes problemas alos tradicionales consumidores de gasleo, como transportistas,agricultores o pescadores.En automocin, las desventajas iniciales de estos motores(

7CARDENAS ARANGOITIA, PAUL SANTIAGO