MOTORES TÉRMICOS

Motores de combustión interna

Tipo de motor Fluido motor Alternativo RotativoDe combustión interna

Gases de combustión Motor de explosión (encendido por chispa)

Motor de combustión (encendido por compresión- Motor Diesel)

Turbina de gas en circuito abierto

De combustión externa

Fluido condensable (agua)

Máquina de vapor Turbina de vapor

Fluido no condensable (aire)

Motor Stirling Turbina de gas en circuito cerrado

INYECTOR (antes carburador)

Árbol de levas

CILINDRO: émbolo Válvula de admisiónVálvulas de escape bujías (caso motor explosión)

ORGANOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO (cárter)

Biela-Manivela Cigüeñal

Sistema de refrigeración

Sistema de lubricación

Vídeo funcionamiento MCI (7:09)

1º TIEMPO: ADMISIÓN. Se abre la válvula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible.

4º TIEMPO: ESCAPE.Se abre la válvula de escape, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados.

2º TIEMPO:COMPRESIÓN. Se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.

3º TIEMPO: EXPLOSIÓN-EXPANSIÓN. Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión expande los gases que ejercen presión sobre el pistón.

Producción de TRABAJO MECÁNICO

1 ciclo= 4 carreras émbolo=2 revoluciones motor

Tiempo MCI 4T Etapa ciclo OTTO

1 ADMISIÓN 0-1 EXPANSIÓN ISOBÁRICA

2 COMPRESIÓN 1-2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA REVERSIBLE

3 EXPLOSIÓN- EXPANSIÓNCombustión a V=cte

2-3 CALENTAMIENTO ISOCORO3-4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA REVERSIBLE

4 ESCAPE 4-1 Enfriamiento ISOCORO1-0 ISOBÁRICO

R relación de compresión de la mezcla

γ : coeficiente adiabático

Causas bajo rendimiento:

Límite de R ( nivel de autoignición). Fenómeno de detonación: Se evita con antidetonantes o catalizadores

Combustión incompleta Intercambio de calor con las paredes

(necesidad de refrigeración) Combustión no instantánea y hay

pequeñas variaciones de volumen

Índice de octanaje de

gasolina =poder

detonante.

Producción de TRABAJO MECÁNICO

1 ciclo= 2 carreras émbolo=1 revoluciones motor

Motores más sencillo: No tiene válvulas ni levas.

Lumbreras:EscapeAdmisiónDe transferencia

Necesita compresor :La mezcla tiene una primera compresión en el cárter.

Casi doble potencia: Duplica las carreras de trabajo

Rendimiento menor:Pérdidas por lumbreras abiertas a la vezMayor desgaste

Aplicaciones: Motocicletas, lanchas fuera borda, etc Simulación moto

PUNTO MUERTO SUPERIOR: › PMS posición del pistón más cerca de la culata.

PUNTO MUERTO INFERIOR : › PMI posición del pistón más alejada de la culata.

DIÁMETRO : › El del interior del cilindro (mm).

CARRERA: › Distancia entre el PMS y el PMI (mm)

VOLUMEN CILINDRO (Vcilindro= V1 ) : › Espacio entre la culata y el pistón cuando está en el PMI (cm3).

VOLUMEN DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN (Vcc= V2): › Espacio entre la culata y el pistón cuando está en PMS (cm3)

CILINDRADA (Vcilindro – Vcc) : › Volumen entre PMS y PMI (cm3)

RELACIÓN DE COMPRESIÓN (R ) : › Relación entre el volumen del cilindro Vcilindro y el volumen de la cámara de

combustión Vcc.

R = Vcilindro / Vcc

η , RENDIMIENTO DEL MOTOR O AL FRENO η

η i, RENDIMIENTO INDICADO engloba pérdidas de cesión de calor al foco frio en el teórico y el alejamiento (reducción del área) del ciclo indicado respecto al teórico

η tt RENDIMIENTO TÉRMICO TEÓRICO, considera pérdidas 2º principio

ηm, RENDIMIENTO MECÁNICO, engloba las pérdidas por rozamiento y accionamiento de órganos auxiliares.

η= η i x ηm

No existe el carburador

No sistemas de encendido

Sistema de inyección: bomba de inyección

En la aspiración sólo entra aire, que será comprimido

En la fase de compresión el aire eleva su temperatura,

Cuando el combustible es inyectado se produce su encendido espontáneo. Simulación

Motor Diesel

Motor combustión vs motor explosión

Combustión a P=cte. ( Otto a V=cte) La compresión se realiza solo de aire. (Otto: mezcla

aire+gasolina) No hay peligro de detonación. La relación de compresión es mayor. Mayor rendimiento. Motores más pesado por presión final elevadas. Usan combustible de elevada inflamabilidad -índice

de cetano. (Otto: gasolinas antidetonantes- índice de octano)

Ro Relación de combustión

Sistema para aumentar la potencia incrementado la presión del aire o de la mezcla a la entrada del cilindro .

Enlaces

Animaciones motores térmicos Motor térmico. Wikipedia Motor de combustión interna. Wikipedia