INTRODUCCION

Los motores de combustin interna alternativo denomina tambin motor de cuatro tiemposque precisa cuatro carreras delpiston (dos vueltas completas delcigeal) para completar el ciclo termodinmico de combustin.Estos cuatro tiempos son:1-Primer tiempo o admisin.2-Segundo tiempo o compresin.3-Tercer tiempo o explosin/expansin.4 -Cuarto tiempo o escape.Son motores trmicosen los que los gases resultantes de un proceso decombustinempujan un mbolo opistn, desplazndolo en el interior de uncilindroy haciendo girar uncigeal, obteniendo finalmente un movimiento de rotacin.Conocer tericamente todo ello es muy importante, pero como en algn momento en nuestras vidas hemos escuchado esta frase: La teora va de la mano de la practica, No siempre cumple la teora con la practica, para ello este informe explica la descripcin de sus componentes: pistn, biela, rbol de levas y dems componentes de un motor de cuatro tiempos, realizado en la clase de practica de laboratorio.Se podr apreciar imgenes, procedimientos y sobre todo se explicara cmo se ha realizado nuestra experiencia en el reconocimiento, montaje y desmontaje de las partes de un motor de combustin interna en nuestro laboratorio de la universidad.A continuacin, ser expuesto todo lo mencionado anteriormente.

Motor De Combustion InternaUnmotordecombustininterna es un tipo de mquina que obtiene energamecnicadirectamente de la energaqumicaproducida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin, la parte principal de un motor. Se empleanmotoresde combustin interna de cuatro tipos:El motor cclico Otto, cuyo nombre proviene del tcnico alemn que lo invent, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automocin y aeronutica.El motor diesel, llamado as en honor del ingeniero alemn nacido enFranciaRudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumirgasleoEl motor rotatorio.La turbina de combustin.Casi todos los automviles de hoy utilizan lo que es llamado un ciclo de combustin de cuatro tiempos para convertir gasolina amovimiento. El ciclo de cuatro tiempos tambin es conocido como ciclo de OTTO, en honor a Nikolaus Otto. Estos son:1. Admisin: El pistn baja en el momento en que la vlvula de admisin se abre, permitiendo el ingreso de la mezclaaire/gasolina.2. Compresin: El pistn sube comprimiendo la mezcla aire/gasolina, las dosvlvulasestn cerradas.3. Explosin: El pistn llega al mximo de su recorrido TDC , la buja entrega la chispa, se produce la explosin y el pistn es impulsado hacia abajo.4. Escape: El pistn sube nuevamente, pero esta vez la vlvula de escape se encuentra abierta permitiendo la salida de losgasesquemados.Estos motores pueden ser, bsicamente, atmosfricos o sobrealimentados por medio de un turbo. Todos ellos con inyeccinelectrnica. Aunque tambin funcionaban mediante unsistemade carburacin este tipo de ingreso de combustible ya ha quedado rezagado.

2. Principio de FuncionamientoEn un motor el pistn se encuentra ubicado dentro del cilindro, cuyas paredes le restringen el movimiento lateral, permitiendo solamente un desplazamiento lineal alternativo entre el punto muerto superior (PMS) y el punto muerto inferior (PMI); a dicho desplazamiento se le denomina carrera (ver figura 4.2).

Tanto el movimiento del pistn como la presin ejercida por la energa liberada en el proceso de combustin son transmitidos por la biela al cigeal (ver figura 4.2). Este ltimo es un eje asegurado por los apoyos de bancada al bloque del motor, y con unos descentramientos en cuales se apoyan las bielas, que son los que permiten que el movimiento lineal del pistn transmitido por la biela se transforme en un movimiento circular del cigeal.Este movimiento circular debe estar sincronizado principalmente con el sistema de encendido y con el sistema valvular, compuesto principalmente por el conjunto de vlvulas de admisin y de escape, cuya funcin es la de servir de compuerta para permitir la entrada de mezcla y la salida de gases de escape (ver figura 4.3).Normalmente las vlvulas de escape son aleadas con cromo con pequeas adiciones de nquel, manganeso y nitrgeno, para incrementar la resistencia a la oxidacin debido a las altas temperaturas a las que trabajan y al contacto corrosivo de los gases de escape.

3. EL Ciclo de Funcionamiento Terico de Cuatro TiemposLa mayora de los motores de combustin interna trabajan con base en un ciclo de cuatro tiempos, cuyo principio es el ciclo termodinmico de Otto (con combustible gasolina o gas) y el ciclo termodinmico de Diesel (con combustible A.C.P.M.). Por lo tanto, su eficiencia est basada en la variacin de la temperatura tanto en el proceso de compresin isentrpico1, como en el calentamiento a volumen (Otto) o presin constante (Diesel).El ciclo consiste en dos carreras ascendentes y dos carreras descendentes del pistn. Cada carrera coincide con una fase del ciclo de trabajo (ver figura 4.4), y recibe el nombre de la accin que se realiza en el momento, as:3.1) Admisin:Al inicio de este tiempo el pistn se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la vlvula de admisin se encuentra abierta y el pistn, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vaco dentro de la cmara de combustin a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vaco que crea el pistn en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que enva el carburador al mltiple de admisin penetre en la cmara de combustin del cilindro a travs de la vlvula de admisin abierta.

3.2) Compresin:Una vez que el pistn alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el rbol de leva, que gira sincrnicamente con el cigeal y que ha mantenido abierta hasta este momento la vlvula de admisin para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistn comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

3.3) Explosin:Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el mximo de compresin, salta una chispa elctrica en el electrodo de la buja, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosin obliga al pistn a bajar bruscamente y ese movimiento rectilneo se transmite por medio de la biela al cigeal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo til.

3.4) Escape:El pistn, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI despus de ocurrido el tiempo de explosin, comienza a subir. El rbol de leva, que se mantiene girando sincrnicamente con el cigeal abre en ese momento la vlvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosin, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistn, atraviesan la vlvula de escape y salen hacia la atmsfera por un tubo conectado al mltiple de escape.De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarn efectundose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.

4. PARTES DEL MOTOREn el motor de combustin interna, tanto en los motores de 2 tiempos y 4 tiempos, la finalidad decada sistema general de alimentacin, distribucin, encendido, refrigeracin y lubricacin esacabar en una de las 3 partes siguientes: Bloque motor Culata CrterEstas tres partes del motor, son las partes vitales, porque como ya hemos dicho antes, cualquiersistema su objetivo es acabar aqu pararealizar su funcin.4.1.Bloque MotorEl bloque es la parte ms grande del motor, en el se instalan los cilindros donde aqu los pistonessuben y bajan. Tambin por aqu se instalan losesprragos de unin con la culata ypasa el circuitode lubricacin y el circuito de refrigeracin.Los materiales utilizados para la construccin del bloque han de ser materiales capaces de resistirlas altas temperaturas, ya que aqu se realizan tambin los procesos de expansin y escape degases.Generalmente el bloque motor est construido en aleaciones de hierro con aluminio, conpequeas porciones de cromo ynquel. Con esta aleacin conseguimos un materialde los cilindrosnada poroso y muy resistente al calor y al desgaste.

4.1.1.Partes del Bloque MotorEn el bloque motor seencuentran los distintos componentes:- Junta de culata.-Cilindros.-Pistones.-Anillos.- Bulones.- Bielas- Cigeal- Cojinetes-Volante motor4.1.1.1. Junta de culataLa junta de culata es la encargada de sellar la unin entre la culata y el bloque de cilindros. Es unalmina muy fina fabricada generalmente de acero aunque tambin se le unen diversos materialescomo el asbesto, latn, caucho y bronce.La junta de culata posee las mismas perforaciones que el bloque motor, la de los pistones, losesprragos de sujecin con la culata y los conductos de refrigeracin y lubricacin, para poderenviar a stos a la culata.4.1.1.2. CilindrosEn los cilindros es donde los pistones realizan todas sus carreras de admisin, compresin,expansin y escape. Es una cavidad de forma cilndrica.En el interior de los cilindros las paredes son totalmente lisas y se fabrican con fundiciones deacero aleadas con nquel, molibdeno y cobre. En algunos casos se les alea con cromo para unamayor resistencia aldesgaste.En el cilindro se adaptan unas camisas colocadas a presin entre el bloque y el cilindro, la cual eselemento de recambio o modificacin en caso de una reparacin. De esta manera conseguimosque el bloque este ms separado del calor y podemos utilizar materiales ms ligeros como elaluminio para la su construccin.4.1.1.3. PistonesEl pistn es el encargado de darle la fuerza generada por la explosin a la biela, para que ella hagael resto.Debido a los esfuerzos tanto defriccin como de calor a losque est sometido el pistn,se fabricade materiales muy resistentes al calor y al esfuerzo fsico pero siempre empleando materiales loms ligeros posibles, para as aumentar su velocidad y poder alcanzar regmenes de rotacinelevados. Los pistones se acostumbran a fabricar de aleaciones de aluminio-silicio, nquel ymagnesio enfundicin.Para mejorar el rendimiento del motor y posibles fallos y averas, se construyen pistones sin falda,es decir, se reduce el rozamiento del pistn con el cilindro gracias a que la parte que roza esmucho menor.4.1.1.4. AnillosLos anillos van montados en la parte superior del cilindro, rodeando completamente a ste para mantener una buena compresin sin fugas en el motor. Los anillos, tambin llamados segmentos, son los encargados de mantener la estanqueidad de compresin en la cmara de combustin, debido al posible escape de losvapores a presin tanto de la mezcla como delos productos de la combustin. Tambin se monta un anillo de engrase,para poder lubricar el cilindro correctamente. Los anillos o segmentos suelen fabricarse de hierro aleadocon silicio, nquel y manganeso.4.1.1.5. BulonesEs el elemento que se utiliza para unir el pistn con la biela, permitiendo la articulacin de esaunin.El buln normalmente se construye de acero cementado y templado, con proporciones decarbono, cromo, manganeso y silicio. Para que el buln no se salga de la unin pistn/biela y rallela pared del cilindro, se utilizan distintos mtodosde fijacin del buln.4.1.1.6. BielasLa biela es lapieza que est encargada de transmitir alcigeal la fuerza recibida del pistn.Las bielas estn sometidas en su trabajo a esfuerzos de compresin, traccin y tambin de flexinmuy duros y por ello, se fabrican con materiales muy resistentes pero a la vez han de ser lo msligeros posibles. Generalmente estn fabricadas de acero al cromo-molibdeno con silicio ymanganeso, acero al cromo-vanadio o al cromo-niquel o tambin podemos encontrar bielasfabricadas de acero al carbono aleado con niquel ycromo.Aunque es una sola pieza en ella se diferencian tres partes pie, cuerpo y cabeza. El pie de la bielaes el que la une al pistn por medio del buln, el cuerpo asegura la rigidez de la pieza y la cabezagira sobre el codo delcigeal.Generalmente las bielas estn perforadas, es decir, se les crea un conducto por donde circula elaceite bajo presin desde la cabeza hasta elpasador, con el fin delograr una buena lubricacin.4.1.1.7. CigealEl cigeal es el encargado de transformar el movimiento de la biela en movimiento rotatorio ocircular. Junto con el pistn yla biela, se considera la pieza msimporante del motor.El cigeal es un eje, provisto de manivelas y contrapesos, dentro de los cuales generalmente seencuentran orificios delubricacin.El cigeal es una pieza que ha de soportar grandes esfuerzos, por eso se construye de materialesmuy resistentes para que puedan aguantar cualquier movimiento sin romperse. Los cigealesnormalmente se fabrican de acero al Cromo-Molibdeno con cobalto y nquel.4.1.1.8. CojinetesLos cojinetes son los encargados de unir la biela con el cigeal para evitar que haya rozamientoentre ellos, para evitar prdidas de potencia yaveras.Tienen forma de media luna y se colocan entre el cigeal y la cabeza de las bielas. Normalmentese fabrican de acero, revestidos de unmetal antifriccin conocido como metal Babbitt.Los cojinetes tienen que estar construidos con gran exactitud, cualquier poro o mala construccinde ste puede hacer funcionar mal el motor, por eso en caso de avera se ha de cambiarinmediatamente.9. Volante motorEl volante motor o volante de inercia es el encargado de mantener al motor estable en elmomento que no se acelera.En el volante motor se suelen acoplar distintos elementos del motor para recibir movimiento delmotor mediante correas o cadenas (rbol delevas, bomba de agua yaceite, etc).El volante motor es una pieza circular que ofrece una resistencia a ser acelerado o desacelerado.En el momento en queel motor no seacelera, es decir (fase de admisin, compresin y escape) seha de mantener la velocidad del motorpara que no haya unacaida de rpm.El volante motor puede estar construido de materiales distintos, dependiendo si queremos unvolante motor muy pesado o ligero. El volante motor pesado mantendr mejor la velocidad delmotor, pero perderemos algo de aceleracin. Si el volante motor es ms ligero, tendir a caer msde rpm, pero la aceleracin del mismo ser ms rpido, por eso los volantes ligeros se montan enmotores con unnmero considerable de cilindros.4.2.CULATALa culata es la parte superior del motor en donde se encuentran las vlvulas de admisin y deescape, el eje de levas, las bujas y las cmaras de combustin. En la culata es donde encontramostodo el sistema de distribucin, aunque antiguamente el eje de levas se encontraba en la parteinferior del motor.La culata tambin tiene conductos de refrigeracin ylubricacin al igual que el bloque motor, paraque por aqupasen los correspondientes lquidos.La culata es laparte esttica del motor que msse calienta, por eso suconstruccin ha de ser muycuidadosa. Una culata debe ser resistente a la presin de los gases, ya que en la cmara decombustin se producen grandes presiones y temperaturas, poseer buena conductividad trmicapara mejorar la refrigeracin, ser resistente a la corrosin y poseer un coeficiente de dilatacinexactamente igual al del bloque motor.La culata, al igual que el bloque motor, se construye de aleaciones de hierro con aluminio, conpequeas porciones de cromo ynquel.4.2.1.PARTES DE LA CULATAEn laculata encontramos los siguientes componentes: Cmara de combustin Vlvulas Guias y asientos de vlvulas rbol de levas Bujas4.2.1.1. Cmara de combustinEs un espacio vaco que est ubicado en la culata donde tiene lugar la combustin de la mezcla deaire y combustible.En la cmara de combustin tambin van ubicas las vlvulas de admisin y escape, la buja y enalgunos casos el inyector de combustible (en caso de inyeccin directa).Las temperaturas alcanzadas en la cmara de combustin son muy elevadas, por eso mismo se hade mantener siempre bien refrigerada.El volumen de la cmara de combustin tiene que venir determinado por la relacin decompresin, es decir, la relacin entre el volumen del cilindro yel volumen de sta.4.2.1.2. VlvulasLas vlvulas van ubicadas en la cmara de combustin y son los elementos encargados de abrir ycerrar los conductos por donde entra la mezcla (vlvulas de admisin) y por donde salen los gasesde escape (vlvulas de escape).Normalmente la vlvula de admisin suele ser de mayor dimetro que la de escape, debido a quela dificultad que hay en entrar los gases de admisin es ms elevada que evacuar al exterior losgases de escape.Debido a las altas temperaturas que alcanzan las vlvulas ( sobretodo las de escape), se fabricande materiales muy resistentes al calor como aceros al cromo-nquel, al tungsteno-silicio o alcobalto-molibdeno.En vlvulas de admisin, debido a que no alcanzan temperaturas tan elevadas se utilizan aceros alcarbono con pequeas proporciones de cromo, silicio y nquel4.2.1.3. Guias y asientos delas vlvulasLas guas son casquillos en forma alargada, introducidos en los agujeros realizados en la culatapara alojarlas, dentro de los cuales se deslizan las vlvulas. Los asientos es donde se coloca lavlvula en el momento que est cerradapara que haya una buena estanqueidad.Generalmente estn fabricadas de acero al cromo-vanadio o al cromo-nquel. La construccin delas guias de las vlvulas suele ser de forma cnica, de esta manera no se acumula el aceite quepuede ser introducido por error dentro delcilindro.4.2.1.4. rbol de levasEl rbol de levas o tambin llamado eje de levas es el elemento encargado de abrir y cerrar lasvlvulas en el momentopreciso.El rbol de levas se construye de hierro fundido aleado con pequeas proporciones de carbono,silicio, manganeso, cobre, cromo, fsforo yazufre.En el apartado de sistema dedistribucin, se darn ms detalles de ly de su funcionamiento.4.2.1.5. BujasLa buja es la pieza encargada de dar una chispa alcanzar la temperatura suficiente para encenderel carburante (solo en motores Otto).La buja va situada en la cmara de combustin muy cerca de las vlvulas. En el apartado desistema de encendido se darn ms detalles de sta.4.3.CRTEREn el crter est depositado el aceite del sistema de lubricacin, y en su parte inferior tiene untapn para el vaciado de ste. El crter generalmente esta provisto de aletas en su parte externapara mejorar la refrigeracin de ste y mantener el aceite a una buena temperatura defuncionamiento, que oscila generalmente entre los 80C y los 90C.El crter debido a que no se calienta demasiado, debe de tener una buena refrigeracin paramantener el aceite a una temperatura ptima como ya hemos dicho antes, por eso se construyede materiales muy ligeros pero con una buena conductividad trmica. El material ms utilizado esel aluminio, aunque se le mezclan pequeas porciones de cobre y dezinc.5. Procedimiento1. Antes de proceder a desarmar el motor procedemos a toma el nmero de serie 10793734E

2. Luego procedemos a retirar el mltiple de admisin y escape Para poder desarmar la parte interna del motor.

3. Luego procedemos a aflojar el eje de levas con una llave torx del exterior al interior.y posteriormente lo retiramos

4.Luego retiramos los balancines.

5.Aqui se muestra los balancines ,tornillos que lo ajustaban y Eje de levas.

6.Procedemos a retirar la culata con cuidado.

7.Retiramos el carter desajustando su tuerca.

8.Medir el dimetro y carrera del cilindro.Por ultimo lo volvemos armar siguiendo los mismos pasos.

Cuadro de encendido del motor 0 180 360 540 720 cilindro 1compresinexpansinescapeadmisin

cilindro 2expansinescapeadmisincompresin

cilindro 3admisincompresinexpansinescape

cilindro 4escapeadmisincompresinexpansin

Datos experimentales

D: Dimetro del CilindroC: Carrera del PistnR: Radio del desplazamiento de la biela