MOTOR
¿QUE ES UN MOTOR?
Un motor es una máquina que transforma la energía química
presente en los combustibles, en energía mecánica disponible en su eje de
salida. En un diagrama de bloques de entradas y salidas, tendríamos como
entrada: aire y combustible y el aporte de sistemas auxiliares necesarios para
el funcionamiento como son los sistemas de lubricación, refrigeración y energía
eléctrica; y en el interior del motor, sistema de distribución, mecanismos
pistón-biela-manivela y como producto de salida final tendríamos la energía
mecánica utilizable, además tendríamos como residuos o productos de la
ineficiencia los gases de la combustión y calor cedido al medio.
TIPOS DE MOTORES
- MOTTOR DE GASOLINA (CONVENCIONAL DE OTTO)
El funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos:
Cada cilindro tiene dos válvulas, la válvula de admisión A y la de escape E . Un mecanismo que se llama árbol de llevas las abre y las cierra en los momentos adecuados. El movimiento de vaivén del émbolo se transforma en otro de rotación por una biela y una manivela.
El funcionamiento se explica con cuatro fases que se llaman tiempos:
1. tiempo (aspiración): El pistón baja y hace entrar la mezcla de aire y gasolina preparada por el carburador en la cámara de combustión.
2. tiempo (compresión): El émbolo comprime la mezcla inflamable. Aumenta la temperatura.
3. tiempo (carrera de trabajo): Una chispa de la bujía inicia la explosión del gas, la presión aumenta y empuja el pistón hacia abajo. Así el gas caliente realiza un trabajo.
4. tiempo (carrera de escape): El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape.
- MOTOR DIESEl
El motor diésel es un motor térmico de
combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada
producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y
patentado por el ingeniero aleman Rudolf Diesel en 1892. El motor de gasolina
al principio tenía muy poca eficiencia. Rudolf Diesel estudió las razones y
desarrolló el motor que lleva su nombre (1892), cuya eficiencia es bastante
mayor. En teoría, el ciclo diésel difiere del ciclo Otto en que la combustión
tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una
presión constante. La mayoría de los motores diesel tienen también cuat ro
tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.
- MOTOR DE DOS TIEMPOS
Con un diseño
adecuado puede conseguirse que un motor Otto o diesel funcione a dos tiempos, con
un tiempo de potencia cada dos fases en lugar de cada cuatro fases. La
eficiencia de este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro
tiempos, lo que implica que la potencia que producen es menor que la mitad de
la que produce un motor de cuatro tiempos de tamaño similar.
El principio general del motor de dos tiempos
es la reducción de la duración de los periodos de absorción de combustible y de
expulsión de gases a una parte mínima de uno de los tiempos, en lugar de que
cada operación requiera un tiempo completo. El diseño más simple de motor de
dos tiempos utiliza, en lugar de válvulas de cabezal, las válvulas deslizantes
u orificios (que quedan expuestos al desplazarse el pistón hacia atrás). En los
motores de dos tiempos la mezcla de combustible y aire entra en el cilindro a
través del orificio de aspiración cuando el pistón está en la posición más
alejada del cabezal del cilindro. La primera fase es la compresión, en la que
se enciende la carga de mezcla cuando el pistón llega al final de la fase. A
continuación, el pistón se desplaza hacia atrás en la fase de explosión,
abriendo el orificio de expulsión y permitiendo que los gases salgan de la
cámara.
- MOTOR DE CARGA ESTRAFICADA
Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada, diseñado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de recirculación de los gases resultantes de la combustión y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura máxima que se alcanza es suficiente como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno, mientras que la temperatura media es la suficiente para limitar las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos.
- MOTOR DE GAS NATURAL
El gas natural como carburante, se usa en los
motores de combustión interna al igual como se utilizan los carburantes
líquidos. Por ahora, ésta es la principal alternativa al petróleo, principal
compuesto tanto de la gasolina como el diesel.
Hay que tomar en
cuenta que el gas natural y el GLP son diferentes, ya que el segundo es una
destilación del petróleo mezclado con propano y butano. De los dos, el GLP es
menos contaminante que el natural, por lo que su uso es más difundido. Uno de
los sucesos que le dio rápida popularidad fue la presentación a principios de
los noventa del Bugatti EB110 con motor a gas, siendo el auto más rápido del
mundo de aquel tiempo.
Debe operar con
ciclo Otto dadas sus características propias, por el contrario los motores con
ciclo Diesel deben ser transformados a ciclo Otto cuándo se quiere que aquellos
funcionen con gas natural.
Cuando un motor de
ciclo Otto va a utilizar gas natural, no precisa ninguna transformación
mecánica sustancial. Tan solo debe equiparse del sistema de almacenamiento,
carburación y avance del encendido, electroválvulas, así como añadirle un
convertidor catalítico, si así se desea.
- MOTOR ELECTRICO
Un motor eléctrico
es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía eléctrica en energía
mecánica. En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los
motores de combustión:
-A igual potencia
su tamaño y peso son más reducidos.
-Se puede
construir de cualquier tamaño.
-Tiene un par de
giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.
-Su rendimiento es
muy elevado (tipicamente en torno al 80%, aumentando el mismo a medida que se
incrementa la potencia de la máquina).
-La gran mayoria
de los motores eléctricos son máquinas reversibles pudiendo operar como
generadores, convirtiendo energía mecánica en eléctrica.
Por estos motivos son ampliamente utilizados
en instalaciones industriales y demás aplicaciones que no requieran autonomía
respecto de la fuente de energía, dado que la energía eléctrica es difícil de
almacenar. La energía de una batería de varios kilos equivale a la que
contienen 80 gramos de gasolina. Así, en automóviles se están empezando a
utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos
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