Diagrama del motor de combustión interna
La invención y el desarrollo del motor de combustión interna en el siglo XIX han tenido un profundo impacto en la vida humana. El motor de combustión interna ofrece una fuente relativamente pequeña y ligera para la cantidad de energía que produce. El aprovechamiento de esa energía ha hecho posibles máquinas prácticas que van desde el más pequeño modelo de avión hasta el mayor camión. La electricidad se genera a menudo con motores de combustión interna. Los cortacéspedes, las motosierras y los generadores también pueden utilizar motores de combustión interna. Un dispositivo importante basado en el motor de combustión interna es el automóvil.
En todos los motores de combustión interna, sin embargo, los principios básicos siguen siendo los mismos. El combustible se quema dentro de una cámara, normalmente un cilindro. La energía creada por la combustión, o quema, del combustible se utiliza para impulsar un dispositivo, normalmente un pistón, a través de la cámara. Fijando el pistón a un eje fuera de la cámara, el movimiento y la fuerza del pistón pueden convertirse en otros movimientos.
Principio de funcionamiento del motor de cuatro tiempos
Un motor de combustión interna (motor ICE o motor IC) es un motor térmico en el que la combustión de un combustible se produce con un oxidante (normalmente aire) en una cámara de combustión que forma parte del circuito de flujo del fluido de trabajo. En un motor de combustión interna, la expansión de los gases a alta temperatura y alta presión producidos por la combustión aplica una fuerza directa a algún componente del motor. La fuerza se aplica normalmente a los pistones (motor de pistón), a los álabes de la turbina (turbina de gas), a un rotor (motor Wankel) o a una tobera (motor de reacción). Esta fuerza mueve el componente a lo largo de una distancia, transformando la energía química en energía cinética que se utiliza para propulsar, mover o impulsar lo que sea que el motor esté unido. Esto sustituyó al motor de combustión externa para aplicaciones en las que el peso o el tamaño de un motor eran más importantes[1][2][3].
El primer motor de combustión interna con éxito comercial fue creado por Étienne Lenoir hacia 1860[4] y el primer motor de combustión interna moderno fue creado en 1876 por Nicolaus Otto (véase el motor Otto).
Introducción a los motores de combustión interna
Como mecánico de la construcción, usted se ocupa de reparar y sustituir las piezas desgastadas o rotas, de realizar diversos ajustes en los vehículos y equipos, y de garantizar su correcto mantenimiento y su inspección periódica. Para llevar a cabo estas tareas de forma inteligente, debe comprender perfectamente el funcionamiento y la función de los distintos componentes de un motor de combustión interna. Esto hace que su trabajo de diagnóstico y corrección de problemas sea mucho más fácil. Esto, a su vez, ahorra tiempo, esfuerzo y dinero.
OBJETIVO DE APRENDIZAJE: Identificar la serie de eventos, tal como ocurren, en un motor de gasolina y en un motor diesel. Describir las diferencias entre un motor de ciclo de cuatro tiempos y un motor de ciclo de dos tiempos. La combustión es el acto o proceso de quemar. Un motor de combustión “externa” o “interna” se define simplemente como una máquina que convierte la energía térmica en energía mecánica. La figura 2-1 muestra, de forma simplificada, un motor de combustión externa y uno de combustión interna.
En el motor de combustión interna, la combustión tiene lugar dentro del cilindro y es la responsable directa de forzar el movimiento del pistón hacia abajo. En un motor de combustión externa, como una máquina de vapor, la combustión tiene lugar fuera del motor. El motor de combustión externa requiere una caldera a la que se aplica calor. Esta combustión hace que el agua hierva para producir vapor. El vapor pasa al cilindro bajo presión y obliga al pistón a moverse hacia abajo.
El motor de combustión interna más eficiente
Los motores térmicos de combustión interna pueden entenderse pensando detenidamente en la ley de los gases ideales: [math]pV=nRT[/math]. Un motor de combustión interna tiene una cámara a la que se le añade combustible que se enciende para aumentar la temperatura del gas.
Cuando se añade calor al sistema, se obliga al gas de su interior a expandirse. En un motor de pistón, esto hace que el pistón se eleve (véase la figura 2). Al unir el pistón a un cigüeñal, el motor es capaz de convertir una parte de la energía aportada al sistema en trabajo útil[2] Para comprimir el pistón en un motor de combustión intermitente, el motor expulsa el gas. A continuación, se utiliza un disipador de calor para mantener el sistema en funcionamiento a una temperatura constante. Una turbina de gas, que utiliza la combustión continua, simplemente agota sus gases de forma continua en lugar de hacerlo en un ciclo. Los motores térmicos con turbinas de gas funcionan según un principio similar, el aire caliente es forzado a entrar en la cámara de la turbina, haciéndola girar (Figura 1).