Diagrama de piezas del motor diesel
Un motor de combustión externa es un motor térmico en el que un fluido de trabajo (interno) es comprimido y calentado por la combustión de un combustible externo a través de la pared del motor o de un intercambiador de calor. El fluido, al expandirse y actuar sobre el mecanismo del motor (pistón o turbina), produce una potencia en el eje. Las máquinas de vapor y los motores Stirling son los motores de combustión externa más conocidos.
Los conceptos de motor de combustión externa más prometedores son los motores Stirling, que convierten la energía térmica en energía mecánica de los pistones alternativos. Los pistones se mueven debido a un cambio cíclico de la presión del fluido de trabajo en fase gaseosa bajo la influencia de su temperatura y cambio de volumen. El alto rendimiento térmico teórico (rendimiento Carnot), el largo intervalo de mantenimiento y el menor número de piezas móviles son ventajas adicionales de los motores Stirling.
En la práctica, el ciclo termodinámico Stirling se desvía del ciclo teórico debido a las pérdidas por fricción, las fugas del fluido de trabajo, los volúmenes muertos, etc. Los problemas técnicos, en particular el equilibrado de los pistones (o del pistón y el desplazador) que se mueven con un desfase y la estanqueidad del pistón caliente, impiden actualmente una amplia aplicación de los motores Stirling.
Componentes externos del motor
El motor diésel, que lleva el nombre de Rudolf Diesel, es un motor de combustión interna en el que el encendido del combustible se produce por la elevada temperatura del aire en el cilindro debido a la compresión mecánica; por lo tanto, el motor diésel es un motor denominado de encendido por compresión (motor CI). Esto contrasta con los motores que utilizan el encendido por bujía de la mezcla de aire y combustible, como un motor de gasolina o un motor de gas (que utiliza un combustible gaseoso como el gas natural o el gas licuado de petróleo).
Los motores diésel funcionan comprimiendo sólo aire, o aire más los gases de combustión residuales del escape (lo que se conoce como recirculación de los gases de escape (EGR)). El aire se introduce en la cámara durante la carrera de admisión y se comprime durante la carrera de compresión. Esto aumenta la temperatura del aire en el interior del cilindro hasta tal punto que el combustible diesel atomizado inyectado en la cámara de combustión se enciende. Al inyectar el combustible en el aire justo antes de la combustión, la dispersión del combustible es desigual; esto se denomina mezcla heterogénea de aire y combustible. El par que produce un motor diésel se controla manipulando la relación aire-combustible (λ); en lugar de estrangular el aire de admisión, el motor diésel se basa en alterar la cantidad de combustible que se inyecta, y la relación aire-combustible suele ser alta.
Partes internas del motor
El cuerpo humano funciona mediante procesos biológicos y reacciones químicas que tienen lugar en el torrente sanguíneo y las hormonas. Del mismo modo, un motor de combustión interna combina objetos físicos (piezas) que interactúan entre sí para producir movimiento.
Las piezas del motor son muy diversas: tienen muchas formas y tamaños, dependiendo de lo que hagan y de cómo funcionen. Cada una de ellas tiene su función, y cada una interactúa con otras piezas para realizar diversas tareas: como producir movimiento/potencia, transmitir la potencia del cigüeñal, etc.
Aprender sobre las piezas individuales te ayuda a conocer el sistema completo que compone el motor de tu vehículo. Este conocimiento va desde cosas sencillas como saber qué hace un balancín hasta entender cómo funciona la bomba de aceite. A continuación se presenta una lista de algunos componentes del motor y la terminología que profundiza en cada tema.
Las bielas que se utilizan en el motor de combustión interna de un coche para conectar el pistón con el cigüeñal, de modo que cuando uno es empujado hacia abajo por la combustión, el otro es empujado hacia arriba a través del cigüeñal para producir el movimiento de rotación.
Partes y funciones del motor diesel de 2 tiempos
Hemos utilizado ampliamente los motores térmicos desde que se inventaron en el siglo XVII. Hay muchos tipos de motores y se utilizan en nuestra vida. En esta sesión, se pesenta la estructura, el principio y las características de los motores térmicos y la fuente de energía.
La máquina de vapor alternativo es la primera máquina que se utilizó en la práctica. Esta máquina obtiene una potencia mecánica utilizando la presión estática del vapor. Después de la Revolución Industrial, se utilizó como fuente de energía para las industrias y los transportes durante mucho tiempo. Pero ha sido sustituida por los motores de combustión interna, y no se utiliza en la actualidad.
En general, la máquina de vapor consta de una caldera, un calentador, un pistón, un cilindro, un condensador y una bomba de agua, como se muestra en la figura de la derecha. En la parte superior del cilindro hay una válvula de admisión y otra de escape.
El motor Stirling consta de dos pistones, como se muestra en la figura de la derecha. Es un motor de combustión externa de ciclo cerrado que utiliza el gas de trabajo repetidamente sin ninguna válvula. Una característica memorable de este motor es que se adopta un regenerador para obtener una alta eficiencia. En la época en que se inventó el motor, éste había sido llamado “motor de aire caliente” junto con un motor Ericsson descrito a continuación. Después de muchos desarrollos, los motores Stirling en el presente llegan a obtener una alta potencia y una alta eficiencia utilizando helio o hidrógeno a alta presión como gas de trabajo. Pero este motor aún no ha llegado a la práctica, ya que tiene varios problemas, como un gran peso y un alto coste de producción.