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Luis Alberto Morales de la Garza
Motor de Combustión Interna
El motor de combustión interna también es conocido como moro a pistón o motor a explosión. La energía mecánica que se genera en el motor proviene a partir de la energía química que se genera por la quema de un combustible. Es llamado motor de combustión interna debido a que esta combustión se realiza dentro de la máquina misma, a diferencia del motor de combustión externa, en donde la combustión se realiza fuera, como la máquina de vapor. Existen dos tipos de motores según su ciclo:
• 2 tiempos: este motor realiza una carrera útil de trabajo por cada giro que da
• 4 tiempo: este motor realiza una carrera útil de trabajo por cada dos giros que da
De la misma forma existen dos tipos de motores según su combustible y estos son: gasolina y diesel. El motor más común es el motor de gasolina de cuatro tiempos, y este se usa para autos, motocicletas y aviación. Sin embargo, este motor esta siendo altamente competido por el motor de cuatro tiempos de diesel, el cual, además de las aplicaciones anteriores se utiliza para navíos; esto es debido al menor costo del diesel y a la mayor eficiencia del motor, sin embargo es más contaminante. Los motores de dos tiempos son menos utilizados, sin embargo, el motor de dos tiempos de gasolina domina el campo de los motores muy ligeros o muy pequeños; de la misma forma, el motor de dos tiempos de diesel domina en las aplicaciones navales de mucha potencia y en tracción ferroviaria. Por otro lado, dentro de los campos anteriormente mencionados existen diferentes motores, algunos de los más importantes son:
• Motor Otto: este motor puede ser tanto de cuatro tiempo como de dos, sin embargo, lo común es que sea de cuatro tiempos. En este motor, el rendimiento térmico es limitado debido a la energía que se pierde por la refrigeración y la fricción; es por esto que su rendimiento es solo del 20 al 25% , es decir, solo una cuarta parte de la energía calorífica que produce se convierte en energía mecánica.
• Motor diesel: La diferencia principal entre el motor Otto y el moto diesel es que en este último la combustión ocurre a volumen constante y no a presión constante como en el primero. Además, no tiene un sistema de ignición del combustible, sino que éste explota debido a la alta temperatura del aire dentro del motor, por lo que las fases del ciclo son un poco diferentes que en los motores Otto. Finalmente, una gran ventaja de los motores diesel es su mayor rendimiento, el cual puede llegar a superar el 40%.
• Motor Wankel: Este motor, a diferencia de todos los motores convencionales, no funciona a base de pistones y cilindros, si no debido a la rotación de un rotor triangular-lobular dentro de una cámara con forma ovalada. Además, este revolucionario motor, utiliza solo tres ciclos de potencia por cada giro que da y reduce en gran parte el peso y tamaño de los motores convencionales de pistones.
En general, la mayor parte de los motores existentes tienen una estructura parecida y funcionan básicamente de la misma manera (a excepción del motor Wankel, el cual solo recientemente ha comenzado a utilizarse). Los principales componentes del motor convencional son: pistón, biela, cigüeñal, bloque, válvulas y culata. De la misma forma, en su mayoría, estos motores tienen ciertos procesos o sistemas básicos para su funcionamiento, los principales son:
• Cámara de combustión: ésta es una cámara cilíndrica con un extremo cerrado y dentro de la cual se desliza un pistón, el cual comprime el aire entre su superficie y la de la cámara. Este pistón a su vez está unido a un cigüeñal por medio de una biela, y a este se unen más bielas, formando los motores de varios cilindros.
• Sistema de alimentación: éste está conformado por un depósito, una bomba de combustible y un dosificador, el cual atomiza el combustible. Actualmente, por motivos del cuidado del medio ambiente, el llamado “sistema de inyección de combustible” sustituyo al carburador, el cual realizaba esta función anteriormente, ya que el primero tiene mayor precisión en la dosificación, dando mayor estabilidad a la mezcla. Por otro lado, también se cuenta con un sistema de escape, el cual expulsa el gas del motor y reduce el ruido producido por estos.
• Sistema de distribución: este sistema está compuesto por las válvulas, el árbol de levas y la correa de distribución. Las válvulas se utilizan para regular la entrada de combustible y salida de gases de los cilindros; éstas son activadas por el movimiento rotatorio del árbol de levas, el cual a su vez coordina su movimiento mediante la correa de distribución.
• Encendido: este sistema se utiliza para la ignición del combustible. Funciona a partir de un autotransformador que manda una señal para que se produzca un impulso eléctrico. Este impulso se dirige a la bujía, la cual se encarga de crear un chispa que enciende el combustible cuando éste está en su etapa de compresión.
• Refrigeración: este sistema es utilizado para enfriar el motor debido a las altas temperaturas a las que trabaja a causa de la combustión. Algunos motores trabajan con sistemas de refrigeración a base de aire, sin embargo, es más común que se utilice un líquido. Este líquido puede ser agua, sin embargo tiene un punto de ebullición más bajo que la temperatura a la que trabaja el motor y deja sarro y sedimentos en el interior. Por lo tanto, se utilizan refrigerantes, los cuales pueden trabajar a temperaturas extremas, para realizar esta tarea. El refrigerante toma el calor de los cilindros y se enfría al circular mediante una bomba por un radiador.
• Sistema de arranque: es necesario provocar movimiento en el cigüeñal para que el motor pueda comenzar el ciclo, para esto se utiliza un motor eléctrico que por medio de un embrague automático se conecta al cigüeñal y se desacopla cuando el motor arranca. En motores pequeños, se puede iniciar el ciclo girando el cigüeñal manualmente con una palanca o mediante una cuerda.
Fuentes Consultadas:
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