clasificación de los motores de combustión interna

5/20/2018 Clasificacin de Los Motores de Combustin Interna

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CONTENIDO

1 CLASIFICACIN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA

1.1POR SU PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

1.2POR LA DISPOSICIN DE LOS CILINDROS

1.3POR LA DISPOSICIN DE LAS VLVULAS

1.4POR EL TIPO DE ASPIRACION

1.5POR EL TIPO DE LUBRICACIN

2 DESCRIPCIN DEL FUNCIONAMIENTO

2.1MOTOR ENCENDIDO POR CHISPA

2.1.1 DOS TIEMPOS

2.1.2 CUATRO TIEMPOS

2.2MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIN

2.2.1 DOS TIEMPOS

2.2.2 CUATRO TIEMPOS

3 ESPECIFICACIONES DE MOTORES

MOTOR COMERCIAL DE GASOLINA:

3.1 CARRERA DEL PISTN

3.2 DIMETRO DEL PISTN

3.3 NUMERO DE CILINDROS

3.4 ORDEN DE ENCENDIDO

3.5 DESPLAZAMIENTO

3.6 RELACIN DE COMPRESIN

3.7 PAR MXIMO (@ RPM)


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3.8 POTENCIA MXIMA (@ RPM)

3.9 PRESIN MEDIA EFECTIVA

3.10 OTRA INFORMACIN RELEVANTE, COMO LAS CURVAS DE POTENCIA VS RPM Y PAR VS RPM

MOTOR COMERCIAL DIESEL:

3.1 CARRERA DEL PISTN

3.2 DIMETRO DEL PISTN

3.3 NUMERO DE CILINDROS

3.4 ORDEN DE ENCENDIDO

3.5 DESPLAZAMIENTO

3.6 RELACIN DE COMPRESIN

3.7 PAR MXIMO (@ RPM)

3.8 POTENCIA MXIMA (@ RPM)

3.9 PRESIN MEDIA EFECTIVA

3.10 OTRA INFORMACIN RELEVANTE, COMO LAS CURVAS DE POTENCIA VS RPM Y PAR VS RPM


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1.Clasificacin de los Motores de Combustin

Interna1.1

Por su principio de funcionamiento.

Ciclo Otto

Un ciclo Ottoes una aproximacin terica al comportamiento de un motor de encendido por buja

o de explosin. Se representa en un diagrama p-V como en la figura adjunta. Siendo sus fases las

siguientes:

Admisin (1). El pistn desciende con la vlvula deadmisin abierta, aumentando la cantidad de mezcla

(aire y combustible) en la cmara. (Expansin a

presin constante puesto que al estar la vlvula

abierta la presin es igual a la exterior). E-A.

Compresin (2). El pistn asciende comprimiendo la

mezcla, ambas vlvulas permanecen cerradas

(Comprensin adiabtica). A-B.

Combustin. Con el pistn en el punto muerto superior, salta la chispa de la buja, que

inicia la combustin de la mezcla a volumen prcticamente constante (ya que al pistn nole ha dado tiempo a bajar). B-C.

Expansin (3).Debido a la combustin se produce un ascenso brusco de temperatura que

empuja al pistn hacia abajo, realizando trabajo sobre l, las vlvulas continan cerradas.

(Expansin adiabtica). C-D.

Escape (4).Se abre la vlvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistn a

una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla

fra en la siguiente admisin. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con

el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma

podemos, desde el punto de vista del balance energtico, suponer que es el mismo aire,

que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistn se encuentra

en el punto muerto inferior, el volumen permanece aproximadamente constante D-A.

Cuando el pistn empuja el aire hacia el exterior, con la vlvula abierta, A-E, cerrando el ciclo.


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Para que se produzca un ciclo ha debido haber dos subidas y dos bajadas del pistn, por lo querecibe el nombre de motor de cuatro tiempos y el cigeal ha necesitado dar dos vueltas paracompletar un ciclo.

Observando el ciclo Otto ideal, podemos considerar despreciables los procesos de admisin y deescape a presin constante A-E y E-A, puesto que son idnticos en la grfica y de sentido

opuesto, por lo que el calor y el trabajo intercambiados entre ellos se anulan mutuamente.

Ciclo Diesel

Un ciclo Dieseles una aproximacin terica al comportamiento de un motor de encendido por

compresin. Se representa en un diagrama p-V como en la figura adjunta. Siendo sus fases las

siguientes:

Admisin E-A.El pistn desciende mientras la vlvula de

admisin permanece abierta, absorbiendo aire a presin

constante de la atmsfera. Se representa como una lnea

horizontal.

Compresin A-B. Asciende el pistn estando cerradas las

vlvulas de admisin y de escape, se produce la comprensin

del aire sin intercambio de calor, es decir es una

transformacin adiabtica.

Combustin B-C. Un instante antes de que el pistn alcance el PMS y hasta un poco

despus de que comience la carrera descendente, el inyector introduce gasoil en el

cilindro producindose la combustin a presin constante durante un instante de tiempo

mayor que en el motor de encendido por chispa (es la diferencia ms notable con el ciclo

de Otto, estudiado anteriormente). Ambas vlvulas se mantienen cerradas.

Expansin C-D.La reaccin qumica exotrmica producida en la combustin genera

energa que impulsa el pistn hacia abajo, aportando trabajo al ciclo, correspondiendo


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esta transformacin a una curva adiabtica, las vlvulas de admisin y de escape

permanecen cerradas.

Escape D-A y A-E.La vlvula de escape se abre, el pistn prosigue su movimiento

ascendente y va barriendo y expulsando los gases de la combustin, cerrndose el ciclo al

producirse una nueva admisin de aire cuando se cierra la vlvula de escape, acontinuacin se abre la de admisin y el pistn contina su carrera descendente.

Como la cantidad de aire que sale y la que entra en el cilindro es idntica podemos considerar que

es el mismo que ha sufrido un proceso de enfriamiento que se produce en dos fases, cuando

alcanza el pistn el PMI, el volumen se mantiene aproximadamente constante y se representa en

el diagrama como la iscora D-A, para posteriormente ser expulsado al exterior a presin

constante (la de la atmsfera), representndose por la isbara A-E. Con lo que se cierra el ciclo,

tras dos movimientos de subida y bajada del pistn, tras dos vueltas del cigeal, que

corresponden con los cuatro tiempos del motor.

Observando el ciclo Diesel ideal, podemos considerar despreciables los procesos de admisin y deescape a presin constante A-E y E-A, puesto que son idnticos en la grfica y de sentido opuesto,

por lo que el calor y el trabajo intercambiados entre ellos se anulan mutuamente.

Ciclo Brayton

El ciclo Brayton describe el comportamiento ideal de un motor de

turbina de gas, como los utilizados en las aeronaves. Las etapas

del proceso son las siguientes:

Admisin. El aire fro y a presin atmosfrica entra por la

boca de la turbina

Compresor. El aire es comprimido y dirigido hacia la

cmara de combustin mediante un compresor (movido por la turbina). Puesto que esta

fase es muy rpida, se modela mediante una compresin adiabtica AB.

Cmara de combustin. En la cmara, el aire es calentado por la combustin delqueroseno. Puesto que la cmara est abierta el aire puede expandirse, por lo que el

calentamiento se modela como un proceso isbaro BC.

Turbina. El aire caliente pasa por la turbina, a la cual mueve. En este paso el aire se

expande y se enfra rpidamente, lo que se describe mediante una expansin adiabtica C

D.
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Archivo:Ciclo-brayton.png


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Escape. Por ltimo, el aire enfriado (pero a una temperatura mayor que la inicial) sale al

exterior. Tcnicamente, este es un ciclo abiertoya que el aire que escapa no es el mismo

que entra por la boca de la turbina, pero dado que s entra en la misma cantidad y a la

misma presin, se hace la aproximacin de suponer una recirculacin. En este modelo el

aire de salida simplemente cede calor al ambiente y vuelve a entrar por la boca ya fro. En

el diagrama PV esto corresponde a un enfriamiento a presin constante DA.

Existen de hecho motores de turbina de gas en los que el fluido efectivamente recircula y solo el

calor es cedido al ambiente. Para estos motores, el modelo del ciclo de Brayton ideal es ms

aproximado que para los de ciclo abierto.

Motor de turbina de gas de ciclo abierto. Motor de turbina de gas de ciclo cerrado.

Ciclo Dual

Aproximando el proceso de combustin en motores de combustin interna como un proceso de

adicin de calor a volumen constante o a presin constante es demasiado simple y nada realista.

Un enfoque probablemente mejor, pero ms complejo sera modelar el proceso de combustintanto en motores de gasolina como diesel, como una combinacin de dos procesos de

transferencia de calor, esto es, una parte a volumen constante y otra a presin constante. El ciclo

ideal basado en este concepto recibe el nombre de ciclo dual; es un ciclo terico que se acerca

ms al funcionamiento real de los motores modernos de ignicin por compresin, veamos su

diagrama P-V y T-S, que se presenta en la siguiente figura:
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Archivo:Turbina.pnghttp://laplace.us.es/wiki/index.php/Archivo:Turbina.pnghttp://laplace.us.es/wiki/index.php/Archivo:Turbina.png


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1.2Por la disposicin de los cilindros.

Motores con cilindros en lnea.

Estos motores tienen dispuestos los cilindros en un solo bloque en posicin

vertical uno detrs de otro. Estos motores pueden llevar desde 4 hasta 8

cilindros. Los mas generalizados son los de 4 cilindros, ya que en motores

de 6 cilindros o mas, la longitud del cigeal es demasiado grande, lo que

puede producir vibraciones o lo que es peor su deformacin o rotura.

Motores con cilindros en "V".

Estos motores llevan los cilindros repartidos en dos bloquesunidos por una base o bancada y formando un cierto ngulo.

Cada bloque lleva igual nmero de cilindros y todos ellos atacan

un cigeal nico.

Esta forma constructiva es ventajosa para un nmero de cilindros

igual o mayor que 6, ya que es ms compacta, con lo cual el

cigeal, al ser ms corto, trabaja en mejores condiciones,

evitndose deformaciones por flexin y vibraciones torsionales.

Motores con cilindros horizontales opuestos (boxer).

Estos motores son una variante particular de los motores en "V". Llevan sus

cilindros dispuestos en dos bloques que forman un ngulo de 180 colocados en

posicin horizontal y en sentidos opuestos que se unen por una base o bancada.

Las bielas de cada cilindro atacan a un solo cigeal central. Esta disposicin tiene

la ventaja de reducir la altura de motor. Por eso se aplica a vehculos con espacio


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lateral suficiente y poca altura disponible, como es el caso de motocicletas de gran potencia,

donde se utilizan motores de este tipo de 2 y 4 cilindros. Los de 4 y 6 cilindros se emplean en

turismos y los de 8 cilindros en autocares donde, debido a la poca altura que ocupan, se aprovecha

al mximo la longitud del chasis, obtenindose as mayor espacio til de la carrocera.

Motores con cilindros en "V" pequea (VR).

En estos motores los cilindros se entrecruzan en una "V" estrecha a 15,

dando por resultado un bloque motor ms corto que un motor en lnea y de

construccin ms sencilla que un motor en "V". Estos motores solo tienen

una culata. Existen motores "VR" de 5 y 6 cilindros.

Motores con cilindros en "W".

En estos motores los cilindros se disponen en dos bloques de

cilindros "VR" que se unen en una sola bancada inferior donde

atacan a un solo cigeal. Los cilindros de una fila guardan un

ngulo de 15 entre s, mientras que las dos filas VR se encuentran

en un ngulo de la V de 72.

Numeracin de los cilindros.

La numeracin de los cilindros en todos los casos constructivos viene determinado segn la

normativa UNE 10 052-72y la DIN 73 021. Se empieza la numeracin de los cilindros del motor por

el lado opuesta a la toma de fuerza, es decir al lado contrario del volante motor. En los motores en

"V" y en los horizontales (boxer), la numeracin de los cilindros comienza tambin por el lado

opuesto del volante de inercia y por el bloque de cilindros situado a la izquierda, enumerando a

continuacin los cilindros situados en el bloque de la derecha y tambin en el mismo sentido.


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Sentido de giro del motorSegn la normativa DIN 73021el motor puede girar

Giro a la derecha: en el sentido de las agujas del reloj, visto en el lado opuesto al deentrega de fuerza. En ingls: clockwise (cw).

Giro a la izquierda: en el sentido contrario a las agujas del reloj, visto en el lado opuesto alde entrega de fuerza. En ingls: counter clockwise (ccw).

Disposicin del cigeal y orden de encendido en los motores policilndricos

La disposicin de las muequillas del cigeal, o codos de unin de las bielas de cada cilindro conel mismo, est en funcin del nmero de cilindros del motor, ya que para cada ciclo defuncionamiento se realizan tantos impulsos motrices (explosiones) como nmero de cilindroshaya. Por tanto, las muequillas tienen que estar dispuestas de forma tal que los impulsosmotrices se equilibren con respecto al crculo de rotacin que describe el cigeal.En motores de 4 tiempos, como cada ciclo de funcionamiento se realiza en 2 vueltas del cigealque equivale a 720, la separacin de los codos de cigeal o distancia entre encendidos,

corresponder a un ngulo de giro determinado por la divisin de 720 entre el numero decilindros.

Igualmente, para motores de dos tiempos, donde cada ciclo de funcionamiento se realiza duranteuna vuelta de cigeal que equivale a 360, las muequillas deben estar situadas de forma que losencendidos se sucedan con un ngulo o desfase de:


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1.3Por la disposicin de las vlvulas

Segn la distribucin utilizada la forma constructiva de los motores cambia. Hay tres tipos de

distribuciones: SV, OHV y OHC. Adems se podra incluir la distribucin Desmodromica yVariable.

El sistema SVno se utiliza desde hace tiempo ya que las vlvulas no estn colocadas en la culatasino en el bloque motor, lo que provoca que la cmara de compresin tenga que ser mayor y eltamao de las cabezas de las vlvulas se vea limitada.

SV (Side Valves) es un sistema de distribucin muy sencillo, el primeroque se populariz, y fue el ms usado en los motores de gama ms baja ymedia, hasta los aos 50. Las vlvulas estn en el block, y las accionadirectamente el rbol de levas.

OHV(OverHead Valve): se distingue por tener el rbol de levas en el bloque motor y

las vlvulas dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisin

de movimiento del cigeal al rbol de levas se hace directamente por medio de dos

piones o con la interposicin de un tercero, tambin se puede hacer por medio de

una cadena de corta longitud. Lo que significa que esta transmisin necesita un

mantenimiento nulo o cada muchos km (200.000). La desventaja viene dada por el

elevado nmero de elementos que componen este sistema lo que trae con el tiempo

desgastes que provocan fallos en la distribucin.

* Sistema de fabricacin muy sencilla y por lo tanto econmica.

* Supuso un gran avance en su da respecto a los sistemas de vlvulas laterales SVya que permiti

reducir la cmara, elevando la compresin y por tanto el rendimiento termodinmico.

OHC(OverHead Cam) o SOHC(Single OverHead Camshaft) se distinguen por tener

el rbol de levas en la culata lo mismo que las vlvulas. Es el sistema utilizado hoy

en da en todos los coches a diferencia del OHVque se dejo de utilizar al final de la

dcada de los aos 80 y principio de los 90.

La ventaja de este sistema es que se reduce el nmero de elementos entre el rbol

de levas y la vlvula por lo que la apertura y cierre de las vlvulas es ms preciso.

Tiene la desventaja de complicar la transmisin de movimiento del cigeal al rbol


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de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribucin ms largas que con los km. tienen

ms desgaste por lo que necesitan ms mantenimiento.

DOHC(double overhead camshaft) o Twin cam engine

Usa dos rboles de levas, ubicados en la culata, para operar las vlvulas de escape yadmisin del motor. Se contrapone al motor single overhead camshaft, que usa

slo un rbol de levas. Algunas marcas de coches le dan el nombre de Twin Cam.

La principal diferencia entre ambos tipos de motores es que, en el motor DOHC, seusa un rbol de levas para las vlvulas de admisin y otro para las de escape; adiferencia de los motores SOHC, en donde el mismo rbol de levas maneja ambostipos de vlvulas.

Los motores DOHCtienden a presentar una mayor potencia que los SOHC, aun cuando el resto delmotor sea idntico. Esto se debe a que el hecho de poder manejar por separado las vlvulas deadmisin y de escape permite configurar de una manera ms especfica los tiempos de apertura ycierre, y por ende, tener mayor fluidez en la cmara de combustin.

Distribucin Desmodrmica

La palabra desmodrmico procede de la fusin de 2 voces griegas:desmos (vinculo) y dromos (carrera). Su significado literal, referido al

movimiento alternativo de las vlvulas, es, por consiguiente, el de carrerasujeta a un vnculo, de movimiento no libre sino reguladomecnicamente. El desplazamiento de las vlvulas est vinculado, ya queellas en la prctica estn obligadas a cerrarse segn un procedimientomecnico que no concede alternativas.Realmente lo correcto sera decir sistema de mando de distribucin

desmodrmico, pero normalmente se acorta en distribucin

desmodrmica o simplemente (como en las Ducati) desmo.

El sistema de mando desmodrmico prev que el rbol de levas accione ambos movimientos de lavlvula, tanto el de apertura como el de cierre. As el rbol, al girar, primeramente empuja elvstago de la vlvula (apertura) y luego tira de l hacia arriba (cierre). De este modo resultasuperflua la presencia de los muelles, que efectivamente no existen en los motores con estesistema de mando de distribucin.

La ventaja fundamental que ofrece el mando desmodrmico es la de

permitir al motor trabajar a elevados regmenes de revoluciones.Con el sistema de muelles recuperadores sucede lo contrario, ya queuna vez se alcanza un determinado nmero de revoluciones,siempre ms all del rgimen de potencia mxima, es posible quelos muelles no estn en condiciones de cumplir idneamente con sucometido.


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Vamos a considerar el caso de un motor que funcione a 6.000 r.p.m.(revoluciones por minuto). Cada vlvula debe abrirse y cerrarse 50 veces cadasegundo. En estas condiciones de frecuencia, la inercia de los muelles puedeimpedir a las espiras distenderse con suficiente rapidez, por lo que las vlvulasno consiguen cerrarse a tiempo. En ese momento tiene lugar un fenmenoconocido como rebote de vlvulas. Esto quiere decir que la vlvula rebota

contra el empujador y ste contra el rbol de levas, que mientras tanto haadelantado, lo que conduce a la actuacin de fuerzas opuestas motivando laaparicin vibraciones, debido a la imposibilidad de los muelles de seguir elritmo del motor. Cuando las vlvulas golpean el rbol de levas, todo el sistemade distribucin resulta muy ruidoso (evidente), la potencia se reduce (al nocerrar las vlvulas totalmente hay perdida de gases frescos hacia el escape yretorno de gases de escape hacia la admisin), y los muelles llegan a rompersecon frecuencia.

Distribucin variable

Cuanto ms rpido gira un motor, ms difcil resulta llenar los cilindros, puesto que las vlvulasabren y cierran mucho ms rapido. Lo ideal es que la vlvula de admisin se abra un poco antesdel inicio de la carrera de admisin, y la de escape un poco antes de iniciarse la carrera de escape,para ayudar as al vaciado y llenado de los cilindros. El inconveniente proviene de que el momentoptimo de apertura de las vlvulas es diferente para cada rgimen del motor, por lo que resultaimprescindible sacrificar rendimiento en todos los regmenes de giro para obtener un resultadoaceptable tambin en todos los regmenes de giro. Lo que hace la distribucin variable esprecisamente cambiar el momento de apertura y cierre de las vlvulas en funcin del rgimen delmotor. Los sistemas ms sofisticados tambin pueden controlar el tiempo durante el que la vlvula

permanece abierta.

Por ejemplo: El Sistema VVTl-i (Variable Valve Timing & Lift - Intelligent)de Toyota.

El sistema VVTl-icontrola las siguientes funciones

- Control de los tiempos de distribucin- Control mediante dos estados de funcionamiento de la alzada de la leva- Control tanto en el rbol de levas de admisin como en el de escape

El mecanismo consta de un solo balancn, el cual acciona las dos vlvulas de admisin a la vez.

Dicho balancn es accionado por dos levas de diferente perfil, uno ms suave que el otro.El apoyo del perfil de leva agresivo es un buln al cual se le permite un cierto desplazamientomientras no acte un tope que se acciona hidrulicamente.

Cuando el motor funciona a bajas y medias vueltas el tope no est accionado, con lo que el bulnsube y baja, de manera que el perfil de leva agresivo no acciona el balancn, siendo las vlvulasaccionadas por el perfil de leva suave.


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A altas r.p.m., la unidad de control electrnica acciona la vlvula hidrulica, con lo queenclavamiento se acciona bloqueando el buln, de manera que es ahora el perfil de leva agresivoel que acciona a las vlvulas consiguindose as un diagrama de distribucin propio de un motorrpido.

1.4

Por el tipo de aspiracin.

Motores de aspiracin natural

En estos motores los gases frescos entran en el cilindro inducidos por la succin creada

por el propio movimiento del mbolo cuando se desplaza desde el PMS hacia el PMI. El

valor medio de la presin en los conductos de admisin de estos motores (presin de

admisin) ser siempre menor que la presin atmosfrica, debido a la cada de presin por

friccin en el flujo de aire.

Motores sobrealimentados

En los motores sobrealimentados se utiliza un compresor para aumentar la presin de

admisin por encima de la atmosfrica, forzando la entrada de gases frescos al cilindro. El

objetivo primero es el de aumentar la densidad del aire en el colector de admisin,de

modo que se puede quemar mayor cantidad de combustible o quemar la misma cantidad

en mejores condiciones. Como resultado final se puede aumentar la potencia del motor o

su rendimiento, o reducir las emisiones en MEC, y en los motores de aviacin, lograr que

la potencia no vare cuando se modifican las condiciones atmosfricas, por ejemplo al

aumentar la altura de vuelo.

El compresor de sobrealimentacin es arrastrado mecnicamente a partir del cigeal.

Como consecuencia del proceso de compresin, la temperatura del aire de admisin


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aumenta, y con la finalidad de incrementar la masa de aire admitida, es usual aadir entre

el compresor y el motor un intercambiador de calor con el fin de enfriar el aire, y

aumentar as su densidad.

El valor de la presin a la salida del compresor, lo que se conoce como grado de

sobrealimentacin, est limitada en todos los motores por el esfuerzo mecnico que laspiezas son capaces de soportar como consecuencia de las mayores presiones durante el

ciclo dentro del cilindro. Adems, en el caso de los MEP, una presin excesiva puede hacer

aparecer el fenmeno del autoencendido o combustin detonante, teniendo como

consecuencia que el grado de sobrealimentacin en estos motores sea menor que en los

MEC.

1.5

Por el tipo de lubricacin.

Hay muchas piezas que rotan en el interior de unmotor.Cuando el motor est funcionando, todasestas piezas rotativas generan calor por lafriccin quelas piezas de metal hacen cuando entran encontacto directo con otras piezas de metal. Como resultado del desgaste y el calor de todo estemovimiento y friccin, es fcil para un motor agarrotarse o empezar a daarse. El equipo delubricacin crea una pelcula deaceite enlas piezas de metal en movimiento del motor, aliviandoel desgaste y el calor, originando que las piezas roten fcilmente.

Las necesidades derivadas de disminuir las emisiones de CO2 (efecto invernadero) y el precio de

los combustibles fsiles han trado consigo el desarrollo de una importante lnea de investigacin:

La disminucin del consumo se puede llevar a cabo:

Mejorando aspectos termodinmicos del ciclo.

Disminuyendo las prdidas mecnicas.

TIPOS DE PRDIDAS MECNICAS

Por friccin o rozamiento: Debidas al rozamiento entre partes mviles (denotadas por R).

Por bombeo:Ocasionadas por el proceso de renovacin de la carga en motores de 4T

(denotadas por B).
http://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Fricci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Fricci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Fricci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Fricci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Motor


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De accionamiento de auxiliares:Son las prdidas asociadas al movimiento de aquellos

dispositivos arrastrados por el motor: Alternador, bombas, direccin asistida, etc.

(denotadas por A).

LA LUBRICACIN EN LOS MCIA (requerimientos)

El sistema de lubricacin, debe de engrasar las distintas partes del motor y hacer frente a las

distintas exigencias que se presentan en cada una de las partes e incluso refrigerar cuando sea

necesario.

TIPOS DE LUBRICACIN:

Salpicadura o barboteo

Resulta poco eficiente y casi no se usa en la actualidad (en solitario). Consiste en una bomba que

lleva ellubricantedelcrtera pequeos "depsitos" o hendiduras, y mantiene cierto nivel,

Mediante cucharillas y anillos se proyecta aceite del crter hacia aquellas superficies que se

quieren lubricar.

De este sistema de engrase se van a aprovechar los dems sistemas en cuanto al engrase de lasparedes del cilindro ypistn.

A aceite perdido

Utilizada en motores pequeos de 2T, la mezcla de combustible arrastra en suspensin aceite.

Presenta problemas por contaminacin y humo en el escape por el aceite quemado.

Sistema mixto

En el sistema mixto se emplea el de salpicadura y adems labomba enva elaceiteapresin a las bancadas delcigeal.
http://www.ecured.cu/index.php/Lubricantehttp://www.ecured.cu/index.php/Lubricantehttp://www.ecured.cu/index.php/Lubricantehttp://www.ecured.cu/index.php/C%C3%A1rterhttp://www.ecured.cu/index.php/C%C3%A1rterhttp://www.ecured.cu/index.php/C%C3%A1rterhttp://www.ecured.cu/index.php/Pist%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Pist%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Pist%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php?title=Bomba&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://www.ecured.cu/index.php/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://www.ecured.cu/index.php/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://www.ecured.cu/index.php/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php?title=Bomba&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Pist%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/C%C3%A1rterhttp://www.ecured.cu/index.php/Lubricante


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Sistema a presin

Es el sistema de lubricacin ms usado. Elaceitellega impulsado por la bomba a todos loselementos, por medio de unos conductos, excepto al pie de biela, que asegura su engrasepor medio de un segmento, que tiene como misin raspar las paredes para que el aceiteno pase a la parte superior del pistn y se queme con las explosiones.

De esta forma se consigue un engrase ms directo. Tampoco engrasa apresinlas paredesdel cilindro y pistn, que se engrasan por salpicadura.

Sistema a presin total

Es el sistema ms perfeccionado. En l, el aceite llega a presin a todos los puntos defriccin (bancada, pie de biela, rbol de levas, eje de balancines) y de ms trabajodelmotor,por unos orificios que conectan con la bomba de aceite.

Sistema de crter seco

Este sistema se emplea principalmente en motores de competicin y aviacin, sonmotores que cambian frecuentemente de posicin y por este motivo el aceite no seencuentra siempre en un mismo sitio. Consta de un depsito auxiliar (D), donde seencuentra el aceite que enva una bomba (B). Del depsito sale por accin de la bomba(N), que lo enva a presin total a todos lo rganos de los que rebosa y, que la bomba Bvuelve a llevar a depsito (D).

Los puntos principales a engrasar en un motor, son:

Paredes de cilindro y pistn.

Bancadas del cigeal. Pi de biela.

rbol delevas.

Eje de balancines.

Engranajes de la distribucin.

El crter inferior sirve de depsito alaceite,que ha de engrasar a todos los elementos y en la

parte ms profunda, lleva unabomba que, movida por un eje engranado al rbol de levas, lo

aspira a travs de un colador.

A la salida de la bomba, el aceite pasa a unfiltro donde se refina, y si la presin fuese mayor

de la necesaria, se acopla una vlvula de descarga.
http://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Presi%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Presi%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Presi%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Levahttp://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php?title=Bomba&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Filtro&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Filtro&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Bomba&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Aceitehttp://www.ecured.cu/index.php/Levahttp://www.ecured.cu/index.php/Motorhttp://www.ecured.cu/index.php/Presi%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Aceite


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Componentes del sistema de lubricacin

Crter: El crter o charola de aceite cumple la funcin de almacenar la cantidad de aceite

Bomba de aceite: su funcin es impulsar el lubricante desde la parte ms baja hasta la ms

alta del motor.

Manmetro: Se encarga de medir la presin del aceite del circuito en tiempo real.Filtro de aceite: separa todas las impurezas y suciedad es del aceite para que as los

componentes no tengan ningn inconveniente.

Manocontacto de presin de aceite: este es un interruptor accionado por la presin de

aceite. Si la presin del aceite es muy baja la luz se enciende.

SISTEMA DE LUBRICACIN A PRESIN

En el circuito de engrase se pueden distinguir 4 partes fundamentales:

Bomba: Suministra la presin al aceite.

Conductos de engrase: Por ellos circula el aceite.

Filtro: Elimina las impurezas del aceite.

Refrigerador: Mantiene la T del aceite dentro de unos lmites.


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2.Descripcin del funcionamiento

La combustin en motores alternativos es el proceso de oxidacin del combustible por el aire,que provoca la conversin de la energa qumica que posee el combustible en energa trmica.

Este proceso tiene lugar dentro del cilindro, suponiendo un incremento de presin quepermite extraer energa mecnica mediante el movimiento del pistn.

2.1 Motor encendido por chispa

Motor de encendido provocado (MEP)

Habitualmente formacin de la mezcla fuera del cilindro.

La combustin se inicia por una causa externa, habitualmente el salto de una chispa.

La combustin se realiza sobre una mezcla de aire y combustible homognea.

La relacin aire-combustible utilizada est en el entorno de la estequiometria.

En MEP se habla de combustin homognea o premezclada ya que la mezcla que seencuentra en el cilindro es homognea: posee en cualquier punto el mismo dosado. El sistemade formacin de la mezcla se encuentra fuera de la cmara de combustin.

En MEP la combustin normal tiene lugar en el frente de llama que es la superficie que separala zona fresca de la zona quemada.

PARMETROS CARACTERSTICOS DE LA COMBUSTIN EN MEPSon parmetros caractersticos:

Tiempo de combustin (tC): Es el tiempo que tarda el frente de llama en recorrer lacmara de combustin. A este tiempo se le puede asociar un intervalo angular llamadongulo de combustin C():


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Gradiente de presin (dP/d o dP/dt): Expresa la velocidad con que cambia la presin a lolargo del ciclo (bar/ bar/s).

Presin mxima de combustin (Pmax): Es el mximo valor de la presin dentro de lacmara de combustin a lo largo del ciclo (bar).

El proceso de combustin supone un desarrollo de presin por en cima del desarrollo de presinasociado al motor arrastrado (sin combustin).

La combustin en MEP puede ser:

Combustin por avance del frente de llama: La zona quemada trasmite calor al frente de

llama, entonces la mezcla que integra el frente se inflama, pasando a engrosar la zona

quemada, provocando que avance el frente de manera suave y comprimiendo la mezcla fresca.

Combustin por autoinflamacin:La combustin se origina como consecuencia del alto estado

trmico (P, T) que adquiere la zona fresca. Es una combustin brusca y rpida. Si la masa de

mezcla autoinflamada es grande la autoinflamacin es muy perjudicial para el motor

hablndose de combustin detonante o picado de bielas.


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VELOCIDADES DEL FRENTE, DE COMBUSTIN Y DE ARRASTRE

Velocidad del frente (CF): Es la velocidad con que el frente de llama barre la cmara decombustin (velocidad absoluta).

Velocidad de expansin (CA): Es la parte de la velocidad del frente que es consecuencia dela expansin de la zona quemada contra la zona fresca (velocidad de arrastre).

Velocidad de combustin (CC): Es la parte de la velocidad del frente que es consecuenciadel trasvase de masa desde la zona fresca a la zona quemada fruto de la combustin(velocidad relativa).

2.1.1

Dos Tiempos

El ciclo de trabajo se completa en dos carreras del pistn, en ellas se ha de realizar todo el procesode funcionamiento.

Primer tiempo

- Final del escape

- Admisin al crter

- Compresin y encendido


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El pistn comienza su ascenso desde el PMI, mientras, los gases quemados estn saliendo por la

lumbrera de escape hacia el exterior, barridos por los gases frescos procedentes del crter. El

pistn cierra primeramente la lumbrera de transferencia y esto provoca que se genere una

depresin en el crter que cuando el pistn destape la lumbrera de admisin ser la que aspire losgases frescos al interior del crter.

Mientras el pistn sigue subiendo y tapa la lumbrera de escape, apartar de este momento empieza

la compresin de la mezcla, antes de que el pistn llegue al PMS salta una chispa en la buja que es

la encargada de realizar la combustin de la mezcla.

Segundo tiempo

- Expansin

- Escape

-Pre compresin en el crter

- Carga del cilindro

Llegado el pistn al PMS, el pistn comienza a descender quedando al poco de empezar este

descenso descubierta la lumbrera de escape, mientras el pistn desciende los gases frescos estn

siendo comprimidos por el pistn en el crter, que en el momento en que el pistn descubra la

lumbrera de transferencia saldrn a presin para as realizar el barrido de los gases de escape.


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2.1.2 Cuatro Tiempos

Primer tiempo

Admisin.Al inicio de este tiempo el pistn se encuentra en el PMS. En este momento la

vlvula de admisin se encuentra abierta y el pistn, en su carrera o movimiento hacia abajova creando un vaco dentro de la cmara de combustin a medida que alcanza el PMI, ya sea

ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio

movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra

funcionando. El vaco que crea el pistn en este tiempo, provoca que la mezclaaire-

combustible que enva el carburador al mltiple de admisin penetre en la cmara de

combustin del cilindro a travs de la vlvula de admisin abierta.

Segundo tiempo

Compresin.Una vez que el pistn alcanza el PMI, el rbol de leva, que gira sincrnicamente

con el cigeal y que ha mantenido abierta hasta este momento la vlvula de admisin para

permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso

momento el pistn comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se

encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosin.Una vez que el cilindro alcanza el PMS y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el

mximo de compresin, salta una chispa elctrica en el electrodo de la buja, que inflama

dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosin obliga al pistn a bajar

bruscamente y ese movimiento rectilneo se transmite por medio de la biela al cigeal,donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo til.

Cuarto tiempo

Escape.El pistn, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI despus de ocurrido el tiempo

de explosin, comienza a subir. El rbol de leva, que se mantiene girando sincrnicamente

con el cigeal abre en ese momento la vlvula de escape y los gases acumulados dentro del

cilindro, producidos por la explosin, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del

pistn, atraviesan la vlvula de escape y salen hacia la atmsfera por un tubo conectado al

mltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarn efectundose

ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros.


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2.2 Motor encendido por compresin

Motor de encendido por compresin (MEC)

El motor admite aire sin combustible inyectndose combustible (chorro) al final de lacarrera de compresin.

La mezcla se autoinflama como consecuencia de la propia compresin.

La combustin se desarrolla sobre una mezcla heterognea.

Siempre trabajan con mezclas con exceso de aire.

Combustin por autoinflamacin La mezcla fresca se inflama por s misma por estarsometida a altas presiones y temperaturas que son ocasionadas como consecuencia de lacompresin sufrida por la mezcla fresca. Es una combustin rpida y brusca("descontrolada").

Habitualmente, la combustin por autoinflamacin en MEP se ve precedida por la combustinnormal, ya que al avanzar el frente de llama como consecuencia de la combustin normal seproduce la compresin de la zona fresca. Se podra hablar as de un % de combustin normal y un% de combustin por autoinflamacin.


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La combustin por autoinflamacin es casi instantnea, mucho ms rpida que la combustinnormal, provocando elevados gradientes de presin, con aparicin de ondas de presin a menudoaudibles, hablndose entonces de detonacin o picado de bielas.


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La detonacin es un fenmeno muy peligroso, ya que las vibraciones inducen mayor transmisinde calor a travs de las paredes, pudiendo destruir el motor si el fenmeno es intenso y semantiene de manera prolongada.

Para que la mezcla se autoinflame es necesario que se den una serie de prerreacciones qumicas.Estos fenmenos requieren un tiempo que se denomina tiempo de retraso o induccin, ste esmenor cuanto mayores son la presin y la temperatura. Transcurrido el tiempo de retraso si lacombustin normal no ha concluido se producir la autoinflamacin.

La intensidad de la detonacin est muy ligada a la masa de mezcla que sufre la autoinflamacin.Esta viene caracterizada fundamentalmente por el % de mezcla que se autoinflama y por el gradode carga del motor.

La detonacin es un fenmeno que limita las prestaciones del motor: obliga a veces a manteneravances a la combustin menores a los que dan la mxima potencia en unas condiciones defuncionamiento dadas.

Los motores actuales llevan acelermetros que en caso de detectar detonacin informan alsistema de ignicin para disminuir el avance al encendido, preservndose as la vida del motor.

COMBUSTIN EN MEC

El combustible es inyectado en el interior de la cmara de combustin al final de la carrera decompresin.

Tan pronto como se inyecta el combustible, se forman las primeras gotas que se evaporan ymezclan con el aire, y debido a las altas P y T empiezan las prerreacciones qumicas que van a


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dar lugar despus de un cierto tiempo (llamado tiempo de retraso) a la aparicin de llama porautoinflamacin.

La localizacin del punto donde se inicia la combustin es aleatoria, no dependiendo lainflamacin de la mezcla de un aporte exterior de calor como ocurra en MEP (encendidoprovocado), sino que se trata de un fenmeno de autoinflamacin que es consecuencia delelevado estado trmico (P,T) que existe en la cmara en las cercanas del PMS (encendido porcompresin).

El desarrollo de la combustin en MEC depende fundamentalmente de las condiciones locales dedosado y temperatura de cada punto de la cmara de combustin.

La llama suele aparecer cuando la distribucin del aire y combustible no es todava homognea,por lo que coexisten los procesos de formacin de la mezcla y de combustin. La duracin de lacombustin es mayor en MEC que en MEP.

El proceso de combustin est ntimamente ligado a la distribucin del combustible en el aire, porlo que es necesario:

Buenas caractersticas del sistema de inyeccin.

Elevada turbulencia en la cmara de combustin.

El diseo de la cmara de combustin en MEC tiene una gran importancia, ya que adems defavorecer la correcta combustin, tiene tambin la misin de propiciar la formacin de una mezcla

adecuada. Se distinguen dos tipos fundamentales de cmaras: Cmara abierta (inyeccin directa). El papel principal en la distribucin de combustible lo

juega el sistema de inyeccin.

Cmara dividida (inyeccin indirecta). El papel principal lo juega la turbulencia obtenidacon geometras complejas de la cmara de combustin.


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Las relaciones de compresin tienen valores entre 12 y 23. Tienen que ser mayores que un ciertovalor para garantizar el arranque en fro.

2.2.1 Dos Tiempos

El diesel de dos tiempos se usa en propulsin marina, por su sencillez mecnica y bajo consumo.

Son de gran cilindrada y desarrollan potencias superiores a 35000 KW., giran lentamente entre 80

200 rpm. , Por lo que hay tiempo para realizar un buen barrido. La presin necesaria para

introducir el aire en el cilindro es proporcionada por un turbocompresor, en lugar de realizarse a

travs del crter. En los diesel no existe perdida de combustible por el escape debido a que solo se

inyecta aire.

Ciclo de trabajo

Este ciclo difiere en algunos aspectos respecto al motor Otto, en la manera de realizar el barrido,adems de las diferencias en la alimentacin y la forma de realizar la combustin.

Primer tiempo:

-Final del barrido

-Compresin e inyeccin


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Partiendo del PMI. , El pistn comienza a subir mientras se realiza la ltima fase del barrido. Se

cierra las lumbreras de admisin y escape, y el aire contenido en cilindro se comprime, momentos

antes de que el pistn llegue PMS. Se produce la eyeccin del combustible que se inflama al

contacto con el aire caliente comprimido en la cmara de combustin.

Segundo tiempo:

-Expansin

-Escape

-Llenado de cilindro

En el PMS la presin originada en la combustin es aplicada sobre la camisa del pistn que

comienza a descender en expansin. Se descubre la lumbrera de escape descargando la presin y,

a continuacin la de admisin que permite la entrada de aire impulsado por la bomba, con una

presin de 11.4 bar. Este aire realiza el barrido en el cilindro, obligando a salir a los gases

quemados por la lumbrera de escape y expulsando parte de este aire que suministra la bomba con

el fin de asegurar un buen barrido, que se prolonga hasta que, al subir el pistn, cierra la lumbrera.

Particularidades constructivas

La mayora de estos motores usan como bomba de barrido un turbocompresor accionado por los

gases de escape, hacindose necesarios intercoolers. En la entrada de las lumbreras de admisin

se disponen laminas, que permanecen cerradas siempre que la presin interior sea superior a la

admisin, una vez expulsado los gases de escape, comienza a entrar el aire de barrido dirigido por

la inclinacin de las lumbreras. Parte del aire fro es expulsado por la lumbrera de escape, este

efecto tiene como objetivo eliminar totalmente los gases quemados y refrigerar.


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Los elementos mviles son voluminosos y muy pesados, lo cual requiere un rgimen de giro muy

lento, que se mantiene constante, por lo que se dispone de unas condiciones favorables para

realizar la evacuacin de los gases quemados y un buen llenado.

El consumo especifico de estos motores es muy bajo y la potencia efectiva muy elevada.

2.2.2 Cuatro Tiempos

PRIMER TIEMPO: ADMISIN

- El pistn desciende del PMS al PMI.

- La vlvula de admisin se abre en el PMS.

-

El cilindro se llena de aire.- En el PMI se cierra la vlvula de admisin.

- El cigeal ha dado media vuelta (180).

- El pistn ha realizado una carrera.

SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIN

- El pistn asciende hacia el PMS.

- Las dos vlvulas se encuentran cerradas.

- Se produce una gran elevacin de presin y temperatura (600C), que permite la auto

inflamacin del carburante.

-Al alcanzar el pistn el PMS, termina este tiempo.

- El cigeal ha dado media vuelta (180)


TERCER TIEMPO: COMBUSTIN-EXPANSIN

- El pistn se encuentra en el PMS, momento en el que se inyecta el carburante finalmente

pulverizado, que, al contacto con el aire caliente, arde de forma espontnea, quemndose

durante todo el tiempo que dure la inyeccin, durando ms tiempo la combustin que en

un motor de explosin.

- Las dos vlvulas permanecen cerradas.

- El pistn, debido a la fuerza de expansin de los gases, es empujado violentamente hacia

el PMI. En este tiempo es donde se realiza el trabajo y se denomina tambin "tiempo

motor".

- El cigeal ha dado meida vuelta (180).



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CUARTO TIEMPO: ESCAPE

- El pistn asciende desde el PMI al PMS.

- La vlvula de escape se abre en el PMI.

- Se realiza el vaciado del cilindro de gases quemados, empujados por el pistn en su

recorrido ascendente.- Al llegar al PMS, la vlvula de escape se cierra.

- El cigeal ha dado media vuelta (180).



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COMPARACIN MEP Y MECComparando el diagrama de presiones de un MEC con el de un MEP, se observan las siguientesdiferencias:

Las presiones mximas de combustin son mayores en los MEC.

El gradiente de presin es mayor en los MEC, lo que les da parte del ruido caractersticoque los diferencian de los MEP.

El ngulo de avance a la inyeccin es menor que el avance al encendido.

El ngulo de combustin en MEC es mayor como consecuencia de que el proceso decombustin se prolonga durante parte importante de la carrera de expansin.


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3. Especificaciones de Motores

MOTOR DIESEL

NISSAN PATHFINDER Motor 2.5 dCi (YD25)

3.1 Carrera del Pistn 100 mm

3.2 Dimetro del Pistn 89 mm3.3 Nmero de Cilindros 4 linea

3.4 Orden de Encendido 1-3-4-2

3.5 Desplazamiento 2.488 lt3.6 Relacin de Compresin 16.5:1

3.7 Par Mximo (@RPM) 450 N.m @ 2000 rpm

3.8 Potencia Mxima (@RPM) 187 hp @ 4000 rpm3.9 Presin Media Efectiva

3.10 Otra informacin relevante.Curvas de Potencia vs RPM y Par vs RPM


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MOTOR GASOLINA

DUCATI MONSTER 900

3.1 Carrera del Pistn 68 mm

3.2 Dimetro del Pistn 92 mm3.3 Nmero de Cilindros 2 L-Twin (90)

3.4 Orden de Encendido 1-2

3.5 Desplazamiento 904

3.6 Relacin de Compresin 9.2:1

3.7 Par Mximo (@RPM) 79 N.m @ 6500 rpm3.8 Potencia Mxima (@RPM) 53.655 @ 7250 rpm

3.9 Presin Media Efectiva 10.98 bar3.10 Otra informacin relevante.

Curvas de Potencia vs RPM y Parvs RPM


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BIBLIOGRAFIA

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Ciclo Brayton

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Lubricacin

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MOTOR DIESEL NISSAN
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MOTOR GASOLINA DUCATI

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clasificación de los motores de combustión interna

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