HISTORIA Y TIPO DE MOTORES

MOTORES DE COMBUSTION OTTOIng. Jim Palomares Anselmo

HISTORIA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

• La gasolina, la cual se obtiene mediante la destilación fraccionada del petróleo, fue descubierta en 1857. Más adelante, en 1860, Jean Joseph Etienne Lenoir creó el primer motor de combustión interna quemando gas dentro de un cilindro. Pero habría que esperar hasta 1876 para que Nikolaus August Otto (1832 – 1892) construyera el primer motor de gasolina de la historia, de cuatro tiempos, que fue la base para todos los motores posteriores de combustión interna.

HISTORIA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

• En 1885 Karl Benz comienza a utilizar motores de gasolina en sus primeros prototipos de automóviles. En el 1892 el alemán Rudolf Diesel inventa un motor que funciona con un combustible que se prende a gran presión. En la práctica el motor resultó ser mucho más eficiente que los motores de combustión interna existentes en aquel momento.

• En el 1970 se utiliza el motor a reacción con turborreactor, el más frecuente hoy en día en los aviones, sustituyendo a los antiguos motores 4 tiempos con hélices.

HISTORIA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

• Actualmente, algunos motores de explosión pueden funcionar también con etanol, gas natural comprimido, gas licuado del petróleo, agua, biodiesel, dual, híbrido, eléctrico, nitrógeno, además de gasolina.

PARTES DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

CLASIFICACIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

• Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Se clasifican en:

1.- Motor Cíclico Otto.2.- Motor Diesel.3.- Motor Rotatorio y4.- Motor Turbina de Combustión.

1.- EL MOTOR CÍCLICO OTTO

1.- EL MOTOR CÍCLICO OTTO

• Cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica. El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.

1.- EL MOTOR CÍCLICO OTTO

• En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende de la relación de compresión. Esta relación de compresión suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

1.- EL MOTOR CÍCLICO OTTO

• Funcionamiento (Figura CUATRO TIEMPOS) 1. Tiempo de admisión - El aire y el combustible vaporizados entran. 2. Tiempo de compresión - El vapor de combustible y el aire son comprimidos 3. Tiempo de combustión - El combustible se inflama y el pistón es empujado hacia abajo. 4. Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia afuera.

2.- MOTOR DIESEL

2.- MOTOR DIESEL

• Llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de energía eléctrica, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y automóviles. Tanto los motores Otto como los Diesel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos

2.- MOTOR DIESEL• PRINCIPAL DIFERENCIA ENTRE MOTOR A GASOLINA (NAFTA)

Y EL MOTOR DE RUDOLF DIESEL Los dos motores son de combustión interna y utilizan combustibles de diferentes grados de explosión. De hecho hay motores de 4 tiempos que utilizan como combustible la gasolina que se miden en octanaje y los Diesel que utilizan como combustible Diesel 2 (petróleo) que se miden en cetano.Pero el motor Diesel carece de un sistema auxiliar de encendido, es decir de bujías, bobinas, delcos, distribuidores, encendidos electrónicos etc, ya que el combustible se inflama de forma natural al ser inyectado en un cilindro lleno de aire a muy alta temperatura como consecuencia de haber sido comprimido entre 500 y 1 mil 500 atmósferas (7 mil 350 PSI y 22 mil 50 PSI). Esta es realmente la diferencia básica que define a un motor diesel respecto a los demás.

3.- MOTOR ROTATORIO

3.- MOTOR ROTATORIO

3.- MOTOR ROTATORIO

• El motor Wankel es un tipo de motor de combustión interna, inventado por Félix Wankel, que utiliza rotores en vez de los pistones de los motores convencionales.ADMISIÓN

El rotor tiene tres puntas A, B y CEn admisión existen cuatro posiciones que son:

• Posición 1: puntas A y C cierran los conductos de admisión y escape.

• Posición 2: puntas A y C abren el conducto de admisión pero mantienen cerrado el conducto de escape.

• Posición 3: puntas A y C abren los dos conductos de admisión y de escape.

• Posición 4: punta C empieza a cerrar el conducto de admisión.

3.- MOTOR ROTATORIO

COMPRESIÓNEn compresión existen tres posiciones que son:

• Posición 5: las puntas A y B están después del conducto de admisión y antes de la bujía.

• Posición 6: las puntas A y B empiezan a cubrir la bujía.

• Posición 7: las puntas A y B cubren toda la bujía. Aproximadamente la bujía se ubica en medio de los puntos A y B.

3.- MOTOR ROTATORIO

COMBUSTIÓN Y EXPANSIÓNEn la compresión y expansión existen tres posiciones que son:

• Posición 8: la punta A empieza a cubrir la bujía.

• Posición 9: la punta B está a punto de cubrir la bujía.

• Posición 10: la punta B cubre la bujía.

3.- MOTOR ROTATORIO

ESCAPEEn el escape existen tres posiciones que son:

• Posición 11: la punta C acaba de descubrir el conducto de escape.

• Posición 12: la punta C avanza hasta empezar a cubrir el conducto de admisión.

• Posición 1: la punta A y C cubren el conducto de escape

3.- MOTOR ROTATORIO

• Cada rotor gira en forma excéntrica dentro de una cámara de forma especial (no emplea cilindros) la que divide en tres compartimientos independientes (A, B y C en la figura).

• En cada esquina del rotor lleva un sello especial que hace posible esta separación.

• En cada una de las tres divisiones se realizan los 4 TIEMPOS.

• La mezcla de gasolina y aire es proporcionada por un carburador común, e ingresa en cada una de las 3 divisiones cuando el rotor al girar

3.- MOTOR ROTATORIO

descubre tres veces la lumbrera de admisión (no emplea sistema valvular). Tres veces descubre la lumbrera de escape para la salida de los gases.• El encendido en la bujía se produce tres veces

por cada vuelta del rotor, ya que tiene que quemar tres cargas de combustible, y en consecuencia se obtiene tres tiempos de EXPLOSIÓN (o sea el cigüeñal recibe tres impulsos durante cada vuelta).

3.- MOTOR ROTATORIO

• El conjunto de los elementos externos del motor es igual al del Otto. Lleva sistema de refrigeración, sistema de lubricación, circuito de arranque, circuito de carga, carburador, bomba y filtro de aceite, circuito de encendido, etc.

4.- MOTOR TURBINA DE COMBUSTIÓN

4.- MOTOR TURBINA DE COMBUSTIÓN• Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría

de las turbomáquinas. Es un motor de combustión interna que trabaja aprovechando la energía térmica que se obtiene al quemar combustible y lo convierte en energía-mecánica.

• El aire del ambiente ingresa a través del conducto (1) succionado por la turbina (2). Esta turbina lo comprime y lo manda a presión al compresor (16). Las boquillas (14) alimentan combustible atomizado que proviene del conducto (15) y producen la combustión dentro de las cámaras en donde está el aire comprimido. La temperatura que alcanzan en estas cámaras es de 1 mil 500° farenheit.

4.- MOTOR TURBINA DE COMBUSTIÓN

• Estos gases a gran presión salen por las boquillas (11) y chocan con las paletas de la turbina (10) moviendo a esta. La turbina (10) dirige los gases calientes por los conductos (9) para impulsar la turbina (8). Como esta turbina (8) gira a gran velocidad (más de 30 mil RPM) se emplea un mecanismo de engranajes reductores (6) para que la velocidad que salga por el eje (5) que va a las ruedas aproximadamente a 4 mil RPM.

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA POSICIÓN DE CILINDROS

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA POSICIÓN DE CILINDROS

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA POSICIÓN DE CILINDROS

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA POSICIÓN DE CILINDROS

BIBLIOGRAFÍA

• Apuntes de la Universidad Nacional de Ingeniería.

• Mecánica Automotriz – Mario Lozada Vigo – Tomo I.

• Direcciones de Internet.