viernes, 2 de marzo de 2012

Motores de combustión interna (motores Otto).



Motores de combustión interna (motores Otto).


Historia.

En 1860, Jean Joseph Etienne Lenoir creó el primer motor de combustión interna quemando gas dentro de un cilindro. Pero no sería hasta 1876 cuando Nikolaus August Otto construyó el primer motor de gasolina de cuatro tiempos de la historia, que fue la base para todos los motores de combustión interna posteriores.

Actualmente, algunos motores de explosión pueden funcionar también con etanol, con gas natural comprimido, con hidrógeno y electricidad, además de con gasolina.

                                                1931 Mercedes-Benz 770 Grand Mercedes Cabriolet.

Motores de explosión (motores Otto).

Éstos son un tipo de motor de combustión interna, que utiliza la explosión de un combustible, provocada mediante una chispa, para expandir un gas, a la vez que empuja un pistón. Dado a que utilizan el ciclo termodinámico “Otto” se les denomina motores Otto.

Éste motor, también llamado motor de gasolina, es junto al motor diésel, el más utilizado hoy en día.

El combustible se inyecta en éstos motores pulverizado y mezclado con el gas (habitualmente aire u oxígeno) dentro de un cilindro. La combustión total de 1 gramo de gasolina se realizaría teóricamente con 14,8 gramos de aire pero como es imposible realizar una mezcla perfectamente homogénea se suele introducir un 10% más de aire del necesario. Una vez dentro del cilindro la mezcla es comprimida. Al llegar al punto de máxima compresión se hace saltar una chispa, producida por una bujía, que genera la explosión del combustible. Los gases encerrados en el cilindro se expanden y empujan un pistón que se desliza dentro del cilindro. La energía liberada en esta explosión es transformada en energía cinética. El pistón gira, y a través de una biela y un cigüeñal, y transmite un movimiento giratorio. La inercia de este movimiento giratorio hace que el motor no se detenga y que el pistón vuelva a empujar el gas, expulsándolo por la válvula correspondiente, ahora abierta. Finalmente el pistón retrocede de nuevo permitiendo la entrada de una nueva mezcla de combustible.

Motor Otto de 4t.

Variantes.

Las diferentes variantes, tienen cada una su ámbito de aplicación.

El 2T de gasolina, tuvo una gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda, hasta una cierta cilindrada.

El 4T de gasolina domina las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda.


                                                                                  Yamaha Daytona Spirit 400.

Estructura y funcionamiento.

Los motores Otto y los diésel tienen los mismos elementos principales, además de otros específicos de cada uno, como la bomba inyectora de alta presión en los diésel, o el carburador en los Otto.

-Cámara de combustión:

La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón.

-Sistema de alimentación:

El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un carburador. En los motores diésel se dosifica el combustible gasoil en función del mando de aceleración mediante una bomba inyectora de combustible. En los motores de varios cilindros, el combustible vaporizado se lleva a los cilindros a través de un tubo ramificado denominado colector de admisión. Además, la mayor parte de los motores cuentan con un colector de escape, que transporta fuera del vehículo los gases producidos en la combustión.

-Sistema de Distribución:

Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases producidos en la combustión a través de las válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado al actuar un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal, que está el conjunto coordinado mediante la correa de distribución.

-Encendido:

Los motores necesitan una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un transformador de alto voltaje. Dicho impulso está sincronizado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindros y se lleva al cilindro que está comprimido en ese momento, además de dirigir la descarga de alto voltaje a la bujía, que es el dispositivo que produce la ignición.

-Refrigeración:

Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores se refrigeran con aire, pero en otros, se utiliza la refrigeración por agua, aunque ésta no es agua corriente, porque los motores de combustión trabajan regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua, lo que provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento, que da lugar a graves fallos.

-Sistema de arranque:

Los motores de automoción utilizan un motor eléctrico, el motor de arranque, que conectado al cigüeñal se desacopla en cuanto arranca el motor. Otros motores pequeños se arrancan a mano tirando de una cuerda que se enrolla alrededor del volante del cigüeñal. Ciertos motores grandes utilizan iniciadores explosivos o iniciadores de inercia, los cuáles se utilizan sobre todo para arrancar motores de aviones.



                          Motor de 4t en funcionamiento.

A tener en cuenta.

-El rendimiento térmico de los motores Otto modernos se ve limitado por varios factores, sobre todo por la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.

-El ciclo diésel se diferencia del ciclo Otto en que la combustión en éste último tiene lugar a volumen constante en lugar de producirse a presión constante.

-La eficiencia o rendimiento de los motores diésel depende de los mismos factores que en los motores Otto, es decir de las presiones y de las temperaturas inicial y final de la fase de compresión. Por lo tanto es mayor en los motores de gasolina.

                   
                        Porsche 911 turbo.

Glosario.
-Motor de combustión interna:

Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe, a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.
-Ciclo termodinámico:

Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir, que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.

-Motor de dos tiempos:

El motor de dos tiempos, también denominado motor de dos ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, explosión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Se diferencia del más conocido y frecuente motor de cuatro tiempos de ciclo de Otto, en el que este último realiza las cuatro etapas en dos revoluciones del cigüeñal. Existe tanto en ciclo Otto como en ciclo Diésel.

-Carburador:

El carburador es el dispositivo que se encarga de preparar la mezcla de aire-combustible en los motores de gasolina.

-Bomba inyectora:

La Bomba inyectora es un dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido, generalmente presente en los sistemas de Inyección de combustible como el gasoil (Motores Diesel) o más raramente gasolina (Motores Otto), hasta un nivel lo bastante elevado como para que al ser inyectado en el motor esté lo suficientemente pulverizado, condición imprescindible para su inflamación espontánea.

-Bomba de combustible:

Una bomba de combustible es un dispositivo que le entrega al fluido de trabajo o combustible la energía necesaria para desplazarse a través del carburador para luego entrar en la válvula de admisión donde posteriormente pasa al cilindro.

-Rendimiento de un motor:

Proporción de la energía del combustible que se transforma en trabajo y no se pierde como calor.

Referencias.


Referencia 1: http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna

Referencia 2: http://www.cec.uchile.cl/~roroman/cap_10/cap_10.htm

Referencia 3: http://www.vochoweb.com/vochow/tips/red/motor/default.htm

Referencia 4: http://photo.netcarshow.com/Mercedes-Benz-770_Grand_Mercedes_Cabriolet_1931_photo_01.jpg

Referencia 5: http://editor.enciclopedia.cat/medies/FOTO/125048.jpg

Referencia 6: http://farm2.static.flickr.com/1327/1244747254_e842f5a1d4_o.jpg

Referencia 7: http://www.harleydavidsonpanama.com/images/Gif/Motor4Tiempo07.gif

Referencia 8: http://motor.terra.es/addon/img/motor/16f9d6a911_pdk_301p.jpg



















No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada