Motores

Tipos de motores:

Hay varias maneras de distinguir los motores:

• Por el numero de cilindros:

monocilindros (1 solo cilindro)

Un cilindro

poli cilindros (+ de 2).

Un bloque motor con 4 cilindros

• Por la disposición de los cilindros: pueden ser en línea, en “V”, opuestos, circulares (en estrella )

Un motor de 8 cilindros en V Un motor de 4 cilindros en línea

• Por el sistema de explosión o combustión:

1. El motor diesel: es un motor de combustión de cuatro tiempos, inventado por

R. Diesel, que se caracteriza por una elevada relación de compresión. El motor

diesel es robusto, sencillo y económico.

Los motores diesel o de combustión; se caracterizan porque usan como combustibles aceites pesados derivados del petróleo (gasoil, fuel-oil).

Es un motor endotérmico de combustión interna. Así como los motores de gasolina producen su potencia con una mezcla de combustible, la cual enciende una bujía, el motor diesel funciona

Ejemplo de motor diesel.

comprimiendo aire que produce el calor necesario para encender el combustible. El encendido se produce por ignición espontánea de la mezcla sometida a presión y temperatura elevadas.

Se basa en un ciclo termodinámico característico, que consta de cuatro fases:

compresión adiabática del fluido motor, absorción de energía a volumen

constante, expansión adiabática y cesión de energía a volumen constante.

Los motores diesel carecen de carburador

En un motor de gasolina, la mezcla gasolina-aire es atraída al interior del cilindro desde el carburador por el movimiento hacia debajo del pistón. Esto ocurre cada vez que la válvula de admisión se abre y cuando el pistón vuelve a subir la válvula se cierra. Al llegar el pistón al PMS, el gas comprimido es encendido por una chispa eléctrica.

El motor diesel no absorbe el combustible cono un motor de gasolina; absorbe solo aire a través de un paso no estrangulado, es decir, completamente abierto todo el tiempo.

La válvula de admisión se cierra cuando el pistón sube y el motor comprime el aire mientras el pistón va ascendiendo como en los motores de gasolina, pero con una

presión mucho más alta; la normalmente de 22:1, mientras que en la mayoría de motores de gasolina solo es de 9:1.

Cuando el pistón alcanza la parte mas alta de su recorrido y el aire esta a su máxima compresión, una descarga de gas-oil es lanzada en la cámara de combustión o cerca de ella. A causa del inmenso calor producido por la compresión del aire, el combustible se enciende inmediatamente, mandando el pistón hacia abajo y girando el eje del cigüeñal en su recorrido normal.

Relación de compresión de 9:1 Relación de compresión de 22:1

Puesto que los motores diesel no tienen un sistema de admisión por acelerador, absorben siempre la misma cantidad de aire, de modo que la velocidad debe ser siempre la misma cantidad de aire, de modo que la velocidad debe ser controlada de un modo distinto. En lugar de un pedal de acelerador conectado a una válvula de mariposa, en la admisión que se abre para admitir mas aire, esta unido a un dispositivo medidor del sistema de inyección de combustible diesel. A mas potencia requerida, mas combustible arroja el inyector en las cámaras de combustión cada vez: a mas combustible arrojado, más grandes son las explosiones; así se produce una potencia mayor. Por lo tanto, el motor diesel reacciona de la misma manera que el motor de gasolina a los movimientos del pedal del acelerador, pero estas reacciones se consiguen de una forma distinta.

En los motores diesel de inyección directa la culata es semejante a la de los

motores de gasolina, mientras que en los motores llamados de precombustión la

culata dispone de una cavidad adicional comunicada con la cámara de combustión

principal en la que se halla situado el inyector, con lo que se crea una

turbulencia que favorece la inflamación.

A causa de las grandes presiones generadas, el motor diesel requiere una construcción robusta para durar el mayor tiempo posible. Buena parte de sus componentes han de ser mas recios para poder soportar las altas presiones, e incluso el bloque del motor es también mas grueso, con mas refuerzo para soportar la presión y absorber parte del ruido y del movimiento producidos por las partes móviles del motor.

Algunos motores de gasolina son lo bastante fuertes en su diseño para constituir las bases de un motor diesel, y este camino es el que siguen algunos fabricantes cuando ofrecen la alternativa diesel en sus modelos. Asumiendo que los componentes del motor son lo suficientemente fuertes para soportar las fuerza implicadas, teóricamente todo lo que se necesita para convertir un motor de gasolina en uno diesel es añadir inyectores en vez de carburador y aumentar la relación de compresión hasta alcanzar el valor necesario para encender el combustible mediante el calor.

Aunque en la practica no es tan fácil. Todas las partes móviles del motor deben ser reforzadas y para alcanzar la necesaria relación de compresión al menos las cámaras de combustión deben ser rediseñadas y la culata también reforzada. Un nuevo diseño de la culata suele ser necesario para acomodar los inyectores, ya que no siempre arrojan el combustible directamente dentro de las cámaras de combustión sobre los pistones.

El calor de las bujías ayuda a alcanzar la temperatura de encendido

Para que cualquier motor funcione bien, la carga de combustible debe ser mezclada, total e íntimamente, con el aire, y el motor diesel no es una excepción. La gasolina puede evaporizarse fácilmente, haciendo pasar una corriente de aire a través de la salida del tubo del combustible, en el carburador, pero es mucho mas fácil mezclar gas-oil, que se inyecta dentro de la cámara. Una manera de solucionar este problema consiste en agitar el combustible. Esto significa dar al combustible la turbulencia necesaria mientras sale de los inyectores, de modo que la carga se rompa y se mezcle con el aire. El sistema mas simple de conseguirlo es inyectando el combustible dentro de una pequeña cámara en espiral, que conduce directamente a la cámara de combustión. Esta cámara de turbulencia, como se la denomina, da al combustible el movimiento necesario para mezclarse adecuadamente con el aire.

El único problema, en este caso, es que la cámara de turbulencia se convierte a menudo en parte efectiva de las cámaras de combustión, de manera que la cámara de combustión resultante tiene una forma irregular, y el quemado del combustible se vuelve casi regular.

Uno de los métodos para conseguir una admisión mas suave y una mejor cámara de combustión es olvidar la pequeña cámara de turbulencia e inyectar el combustible directamente en la cámara de combustión. Esto puede dar un mejor quemado del combustible pero sin la pequeña cámara de turbulencia, es posible que el aire y el combustible no se mezclen adecuadamente y la combustión resulta incompleta. Sin embargo, este problema puede ser vencido con un cuidadoso diseño de la cámara de combustión y del pistón y la colocación de los inyectores, consiguiéndose así una cámara de combustión mas eficaz y, por lo tanto un motor mas eficiente.

Parece ser que la inyección directa es la que tiene mas futuro y este descubrimiento esta siendo desarrollado por diversos fabricantes, ya que los motores diesel se están instalando cada vez en mas modelos.

La mayor ventaja de usar un motor diesel es su gran ahorro en combustible, debida al alto nivel de compresión, que hace que la combustión sea más eficaz. En algunos países el gas-oil es mucho más barato que la gasolina y esto comporta un gran ahorro.

El combustible es inyectado a la cámara de combustión

Sin embargo, a causa del peso extra y la robustez del motor, los automóviles con motor diesel son mas caros de fabricar. Así, al adquirirlo deberá tener en cuenta los km que piensa recorrer. El conductor de largos km amortizara mas pronto el coste inicial, ya que el precio del combustible es mas bajo.

En la actualidad, cada vez se ven mas automóviles con motor diesel por las carreteras, mas gasolineras con combustible diesel y mas talleres para reparar estos motores. Muchas compañías que disponen de automóviles para su personal, prefieren el diesel a causa de su mayor economía, y sustancialmente ahorran, si se compara con los precios del coste, el mantenimiento y el combustible de una flota con motor de gasolina, motor que siempre esta sediento de combustible.

El gas-oil es una forma de crudo ligeramente menos refinada y menos volátil que la gasolina. Los motores diesel tienen aceptación principalmente por que el gas-oil es mas barato que la gasolina y despide menos humos contaminantes. El problema del gas-oil es que absorbe el agua. Esto realmente no es problema, ya que el agua se filtra antes de entrar en los inyectores. La verdadera dificultad es cuando, a causa del tiempo frío, el agua se hiela en el combustible, congelando las tuberías de paso y el filtro. Esta es la razón de haber visto alguna vez a mecánicos usar sopletes en las tuberías del combustible de los vehículos diesel en mañanas muy frías.

1.1.El motor cuatro tiempos: al igual que el Otto da dos vueltas al cigüeñal o 720º. La entrada y salida de gases se realiza igual que el motor Otto, y se diferencian también las cuatro fases que representa los cuatro tiempos: admisión, compresión, combustión y escape.

1.2.El motor de dos tiempos: este motor al igual que el motor de Otto da una vuelta al cigüeñal de 360º por cada ciclo, al igual que el de cuatro tiempos diesel introduce el combustible por el inyector y realizamos la mezcla en el cilindro. Durante la fase de admisión y compresión solo funciona con aire. Funciona tanto con lumbrera como con aire. Durante el primer tiempo el pistón se desplaza del PMI (Punto Muerto Inferior) al PMS (Punto Muerto Superior) y cuando llega arriba se realiza la inyección produciéndose la auto inflamación de las mezclas. En el segundo tiempo se desplaza hasta la PMI y cuando se abre la válvula de escape todos los gases salen hacia el exterior creando una corriente de aire que entra por la lumbrera de admisión y produciéndose un barrido en todo el cilindro.

2.Motores de explosión: Están clasificados dentro del grupo de transformación endotérmico por combustión interna. Se realiza la combustión o volumen constante.

La gasolina es un producto líquido, incoloro, volátil e inflamable,

constituido por la mezcla de hidrocarburos que se obtiene por destilación

del petróleo a temperaturas inferiores a los 200 °C, en especial

hidrocarburos con un número limitado (ocho o nueve) de átomos de carbono

en su molécula.

Utilizada principalmente como combustible en los motores de explosión.

Las principales características de los motores de gasolina son las siguientes:

Forma de realizar la carburación: El carburador tiene que procurar la justa proporción de carburante, al aire, en una amplia gama de condiciones de funcionamiento, desde el estrangulador, en un coche frío que acaba de arrancar, hasta la alta velocidad de crucero cuando el motor esta caliente.

La succión creada por los pistones en el motor crea un flujo de aire a través de del carburador. Un estrechamiento en el paso del aire, el venturi, acelera el flujo del mismo.

Carburador de difusor fijo.

En este momento, el combustible el introducido a través de un surtidor dentro de la corriente de aire, pulverizándose en gotas (atomización)para procurar una intima mezcla que se combustione rápidamente por efecto de la ignición.

Por la relación de compresión y potencia: debido al combustible que se utiliza, la relación de compresión puede ser elevada porque esta limitada por la temperatura de auto inflamación de la mezcla.

Se pueden alcanzar potencias medias con presiones moderadas lo cual nos permite tener motores ligeros con elevado numero de revoluciones.

Forma de realizar la combustión: la combustión, ignición controlada de la mezcla de combustible y aire proporcionada por el carburador, tiene lugar dentro de una depresión similar a un cuenco, moldeada en la cabeza del cilindro. A pesar de que durante el proceso la temperatura asciende a veces a 2000ºC y desarrolla una fuerza de unas dos toneladas, la cual hace descender el pistón por el cilindro; el encendido del combustible no provoca explosión del gas, sino que una combustión extremadamente rápida. Para lograr una mayor eficacia, tanto en la economía de combustible como en la producción de potencia, debe introducirse en el cilindro la mayor cantidad de mezcla de combustible, para que allí sea comprimida y luego rápidamente quemada. A medida que la calidad del combustible ha ido mejorando, se ha perfeccionado el diseño de la cámara de combustión. La función de este componente es asegurar las mejores condiciones para la combustión. No obstante, no puede considerarse una pieza aislada, ya que funciona como las válvulas, el cilindro y el pistón. En consecuencia, el diseño deber responder a todas las exigencias a que se somete al motor, tanto en el ámbito cotidiano como en el deportivo.

Cámara alargada Cámara cilíndrica Cámara de bañera

para válvulas

laterales

Forma de encendido: se caracterizan porque la ignición de la mezclase produce mediante una chispa eléctrica que la proporcionan las bujías, estas transportan la corriente de alta tensión hasta el corazón del motor y proporcionan las chispas vitales necesarias para la combustión del combustible. Las bujías parecen muy simples, poco mas sofisticadas que es dispositivo original inventado hace mas de 120 años; la función que realizan todavía sigue siendo dura y pese a las apariencias, una bujía moderna es el producto de años de investigación y perfeccionamiento.

Una de las dificultades a las que enfrentar las bujías son las tremendas temperaturas extremas que deben soportar. En invierno, la temperatura puede descender hasta -30ºC o menos cuando el motor esta frío. Por el contrario, cuando el motor se calienta, las temperaturas dentro de la cámara de combustión pueden sobrepasar los 1000ºC.

2.1 El motor de 4 tiempos: se caracterizan por realizar cuatro periodos o fases diferentes: admisión, compresión, explosión expansión, escape. Obteniendo un giro en el cigüeñal de dos vueltas completas o lo que es igual de 720º.

bujía

válvulas

cámara de

explosión bloque pistón

segmentos

cigüeñal biela

carter

2.2 El motor de 2 tiempos: se caracterizan porque hace un ciclo en dos tiempos durante un giro del cigüeñal de 360º. En el primer tiempo realiza barrido de gases residuales, compresión de la mezcla y admisión o llenado del carter. En el segundo tiempo se realiza la explosión expansión, la precomprensión de la mezcla se produce en carter. Se hace el escape y el llenado o carga del cilindro.

bujía cilindro

bloque deflector

aletas de

refrigeración

lumbreras

lumbreras de escape

de carga