Motores de combustión

Presentamos hoy la primera entrada de una serie que realizarán los alumnos de 4º C. La primera es una maquinación de Ernesto Rodríguez Igareda.

Se denomina motor de combustión a un motor capaz de transformar en movimiento la energía proveniente de la combustión de sustancias adecuadas, denominadas combustibles. Según donde se produzca la combustión podemos distinguir dos tipos de motores:
1.) Motor de combustión interna: Estos motores obtienen energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde en su interior. La invención de estos motores se remonta a dos italianos: el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio y Felice Matteucci ingeniero hidráulico que ya en 1853 detallaron documentos de operación y construcción en varios países. Los principales elementos de estos motores son:
  • Cámara de combustión: Es un cilindro generalmente fijo y cerrado, que en su interior contiene un pistón que se desliza de arriba hacia a abajo, muy ajustado a las paredes, éste está conectado al cigüeñal que convierte en movimiento rotatorio el lineal del pistón.
  • Sistema de alimentación: En los motores de gasolina se usa un carburador que lo que hace es pulverizar el combustible que estaba en estado liquido y  así poder quemarlo correctamente. En los motores diésel se utiliza una bomba inyectora que no dosifica segur la cantidad de aire sino con un mecanismo de regulación basado en la potencia necesaria.
  • Sistema de distribución: Cada cilindro toma combustible y expulsa gases por el cabezal, para que funcione a la perfección un muelle coordinado por una correa y una cadena hacen que la tapa del cabezal se levante en el momento adecuado.
  • Refrigerado: Como la combustión produce calor es necesario una refrigeración, la cual conseguimos mediante un radiador que contiene refrigerante (no se utiliza agua corriente porque tiene un puto de ebullición y solidificación bajos) que se enfría al pasar por las laminas del radiador, y que luego pasa por el exterior de los cilindros y los enfría.
  • Sistema de arranque: Para que un motor arranque es necesario que el cigüeñal comience a girar. El sistema más utilizado es un motor eléctrico o batería que al producir energía hace girar el cigüeñal. En pequeños motores se puede utilizar la fuerza humana mediante cuerdas y palancas.

Dentro de estos motores hablaremos de los motores por quema de gasolina y quema de gas-oíl (diésel).

a) Gasolina: El más conocido es el tipo Otto, su nombre viene dado por su inventor Nikolaus August Otto. Este motor se caracteriza por aspirar una mezcla de aire-combustible (gasolina dispersa en aire), este tipo de motor es adicional, lo cual quiere decir que consta de las partes dichas anteriormente. En un motor de cuatro tiempos distinguiremos cuatro fases:
1:Aspiración: El pistón baja y deja entrar la mezcla de combustible prepara en el carburador.
2:Compresión: El pistón sube y comprime la mezcla inflamable, también aumenta la temperatura.
3:Carrera de trabajo: La bujía crea una chispa que crea la explosión y hace bajar al pistón hacia abajo, así el gas realiza su trabajo.
4:Carrera de escape: El pistón empuja los gases resultantes hacia el tubo de escape.

Gráficamente:


b) Diésel: Éste motor fue inventado en 1892 por Rudolf Diesel. Es un motor parecido al de gasolina pero bastante más eficiente aunque con revoluciones más bajas. Estos motores suelen ser de cuatro tiempos, funcionan mediante el mismo sistema que los dichos anteriormente pero tienen algunas diferencias, en lugar de una bujía consta de un inyector que cuando el pistón hace la presión suficiente este inyecta el combustible y este se quema por las altas temperatura y aumenta de volumen por tanto hace que el pistón baje.

2.) Motor de combustión externa: Un motor de combustión externa es una máquina que realiza una conversión de energía calorífica en energía mecánica mediante un proceso de combustión que se realiza fuera de la máquina, generalmente para calentar agua que, en forma de vapor, será la que realice el trabajo, en oposición a los motores de combustión interna, en los que la propia combustión, realizada dentro del motor, es la que lleva a cabo el trabajo. El ejemplo más claro es la máquina de vapor, con la que se ilustra el  inicio de esta entrada.