Motor de combustión interna
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Motor de 3 tiempos
La carrera de inducción es la primera fase de un motor de cuatro tiempos (por ejemplo, ciclo Otto o ciclo Diesel). Consiste en el movimiento descendente del pistón, creando un vacío parcial que arrastra una mezcla de aire y combustible (o sólo aire, en el caso de un motor de inyección directa) a la cámara de combustión. La mezcla entra en el cilindro a través de una válvula de admisión situada en la parte superior del cilindro.
En esta etapa, la mezcla de aire y combustible (o sólo aire, en el caso de un motor de inyección directa) es comprimida hacia la parte superior del cilindro por el pistón. Esto es el resultado del movimiento del pistón hacia arriba, reduciendo el volumen de la cámara. Hacia el final de esta fase, la mezcla se enciende, mediante una bujía en el caso de los motores de gasolina o por autoencendido en los motores diesel.
La carrera de escape es la fase final en un motor de cuatro tiempos. En esta fase, el pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases que se han creado durante la carrera de combustión. Los gases salen del cilindro a través de una válvula de escape situada en la parte superior del cilindro. Al final de esta fase, la válvula de escape se cierra y se abre la válvula de admisión, que a su vez se cierra para permitir la entrada de una nueva mezcla de aire y combustible en el cilindro para que el proceso se repita.
Motor diesel de dos tiempos
Un motor alternativo, también conocido como motor de pistón, es normalmente un motor térmico que utiliza uno o más pistones alternativos para convertir la alta temperatura y la alta presión en un movimiento de rotación. Este artículo describe las características comunes de todos los tipos. Los principales tipos son: el motor de combustión interna, muy utilizado en los vehículos de motor; la máquina de vapor, el pilar de la Revolución Industrial; y el motor Stirling para aplicaciones nicho. Los motores de combustión interna se clasifican a su vez en dos tipos: motor de encendido por chispa (SI), en el que la bujía inicia la combustión; o motor de encendido por compresión (CI), en el que el aire dentro del cilindro se comprime, calentándolo, para que el aire calentado encienda el combustible que se inyecta entonces o antes[1][2][3][4][5].
Puede haber uno o varios pistones. Cada pistón está dentro de un cilindro, en el que se introduce un gas, bien ya bajo presión (por ejemplo, en una máquina de vapor), o bien calentado dentro del cilindro, bien por el encendido de una mezcla de combustible y aire (motor de combustión interna) o por el contacto con un intercambiador de calor en el cilindro (motor Stirling). Los gases calientes se expanden, empujando el pistón hacia el fondo del cilindro. Esta posición también se conoce como punto muerto inferior (BDC), o donde el pistón forma el mayor volumen del cilindro. El pistón vuelve a la parte superior del cilindro (punto muerto superior) (TDC) mediante un volante de inercia, la fuerza de otros pistones conectados al mismo eje o (en un cilindro de doble efecto) mediante el mismo proceso que actúa en el otro lado del pistón. Aquí es donde el pistón forma el menor volumen del cilindro. En la mayoría de los tipos, los gases expandidos o “agotados” se eliminan del cilindro mediante esta carrera. La excepción es el motor Stirling, que calienta y enfría repetidamente la misma cantidad sellada de gas. La carrera es simplemente la distancia entre el TDC y el BDC, o la mayor distancia que el pistón puede recorrer en una dirección.
Cómo funciona un motor de 4 tiempos
Existe la posibilidad de cambiar las posiciones relativas de los pistones durante el trabajo del motor, lo que da la posibilidad de cambiar la relación de compresión en función del nivel temporal de la carga. Esto sugiere la posibilidad de utilizar diferentes combustibles para la combustión (gasolina de bajo octanaje, biocombustibles con altos niveles de componentes vegetales).
Los modos de dos ciclos se están investigando actualmente en Ricardo Consulting Engineers, en el Reino Unido. El concepto consiste en pasar de un modo a otro en función del valor de las revoluciones. El motor de cuatro tiempos es más eficiente cuando funciona a pleno rendimiento, mientras que lo contrario ocurre con el motor de dos tiempos. Cuando un coche pequeño con mucha carga funciona a medio régimen, el motor pasa automáticamente al modo de dos tiempos, que es entonces más eficiente. Las investigaciones al respecto demostraron una reducción del 27% en el consumo de combustible[8][9].
Dado que el eje del pistón de cuatro tiempos en el motor M4+2 siempre gira el doble de rápido que el eje del pistón de dos tiempos, lo que significa que la parte de dos tiempos siempre funciona a media velocidad, ambas partes trabajan en condiciones óptimas en cuanto al consumo de combustible en todo momento. Se trata de los mismos principios que con los motores distintos, pero el diseño del M4+2 es mucho más sencillo.