Motor de combustión interna - ciencia y tecnologia.

« mezcla de combustible contenida en la cámara.

Cuando el pistón llega hasta el final de esta fase y el volumen de la cámara de combustión es mínimo, la bujía se activa y lamezcla arde, expandiéndose y creando dentro del cilindro la presión que hace que el pistón se aleje; ésta es la tercera fase.

En la fase final, se abre la válvula de escape y elpistón se mueve hacia la cabeza del cilindro para expulsar los gases, quedando preparado para empezar un nuevo ciclo. 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.

En general, la eficiencia deun motor de este tipo depende del grado de compresión, la proporción entre los volúmenes máximo y mínimo de la cámara de combustión.

Esta proporción suele ser de 8 a1 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 diseñorequiere la utilización de combustibles de alto índice de octano.

La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 20 a un 25% (o sea, que sólo la cuarta parte de laenergía calorífica se transforma en energía mecánica). 4 MOTORES DIESEL En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar a un volumen constante en lugar de a una presión constante.

La mayoría de los motoresdiesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.

En la primera fase se absorbe solamente aire hacia la cámara decombustión.

En la segunda fase, la de compresión, el aire se comprime a una fracción mínima de su volumen original y se calienta hasta unos 440 ºC a causa de lacompresión.

Al final de la fase de compresión el combustible vaporizado se inyecta dentro de la cámara de combustión y arde inmediatamente a causa de la altatemperatura del aire.

Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el combustible para arrancar el motor y mientras alcanza la temperaturaadecuada.

La combustión empuja el pistón hacia atrás en la tercera fase, la de potencia.

La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de expulsión. La eficiencia de los motores diesel, que en general depende de los mismos factores que los motores Otto, es mayor que en cualquier motor de gasolina, llegando a superarel 40%.

Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Ottotrabajan de 2.500 a 5.000 rpm.

No obstante, algunos tipos de motores diesel pueden alcanzar las 2.000 rpm.

Como el grado de compresión de estos motores es de 14 a 1,son por lo general más pesados que los motores Otto, pero esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho de que utilizan combustibles más baratos. 5 MOTORES 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.

Laeficiencia 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 produceun 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 unode 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, lasválvulas 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 elcilindro 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 lacarga 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 ypermitiendo que los gases salgan de la cámara. 6 MOTOR ROTATORIO En la década de 1950, el ingeniero alemán Felix Wankel desarrolló un motor de combustión interna con un diseño revolucionario, que utilizaba un rotor triangular que giradentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro.

La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entreuna de las caras del rotor y la pared de la cámara.

La rotación del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una bujía.

Los gases se expulsan a través de un orificio deexpulsión con el movimiento del rotor.

El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro.

El motor de Wankeles compacto y ligero en comparación con los motores de pistones, por lo que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las décadas de 1970 y 1980.

Además,funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata.

No requiere mucha refrigeración, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridaden la conducción. 7 MOTOR DE CARGA ESTRATIFICADA 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 losgases 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 antecámaraque 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 lacámara principal.

La temperatura máxima que se alcanza es suficiente como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno, mientras que la temperatura media es lasuficiente para limitar las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation.

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