1. MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA 2. QUE ES? Es un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin. 3. QUIENES LO INVENTARON? El padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio, y Felice Matteucci, ingeniero hidrulico y mecnico, que ya en 1853 detallaron documentos de operacin y construccin y patentes pendientes en varios pases europeos como Gran Bretaa, Francia, Italia y Alemania. Los primeros prototipos carecan de la fase de compresin; es decir, la fase de succin terminaba prematuramente con el cierre de la vlvula de admisin antes de que el pistn llegase a la mitad, lo que provocaba que la chispa que generaba la combustin que empuja la carrera del pistn fuese dbil. Como consecuencia el funcionamiento de estos primeros motores era deficiente. Fue la fase de compresin la que dio una eficiencia significativa al motor de combustin interna, que lograra el reemplazo definitivo de los motores a vapor e impulsara el desarrollo de los automviles, ya que lograba desarrollar una potencia igual o mayor en dimensiones considerablemente mucho ms reducidas. 4. CUANTOS TIPOS HAY? Alternativo 1. Motor de explosin ciclo Otto 2. Motor diesel Turbina de gas Motor rotatorio 5. CLASIFICACIN Y USOS De dos tiempos (2T): efectan una carrera til de trabajo en cada giro. 2T gasolina: tuvo gran aplicacin en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminacin. Adems de en las cilindradas mnimas de ciclomotores y scooters (50 cc), slo motores muy pequeos como motosierras y pequeos grupos electrgenos siguen llevndolo. 2T disel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy da, y traccin ferroviaria. En su momento de auge se us en aviacin con cierto xito. De cuatro tiempos (4T): efectan una carrera til de trabajo cada dos giros. 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automviles, aviacin deportiva y fuera borda. 4T disel: domina en el transporte terrestre, automviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviacin deportiva. 6. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO Los motores Otto y los disel tienen los mismos elementos principales: (bloque, cigeal, biela, pistn, culata, vlvulas) y otros especficos de cada uno, como la bomba inyectora de alta presin en los disel, o antiguamente el carburador en los Otto. 1) Cmara de combustin: cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistn muy ajustado al cilindro. La posicin hacia dentro y hacia fuera del pistn modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistn y las paredes de la cmara. La cara exterior del pistn est unida por una biela al cigeal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistn. 2) Sistema de alimentacin: en un motor Otto consta de un depsito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado lquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. 3) Sistema de distribucin: cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a travs de vlvulas de cabezal o vlvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las vlvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un rbol de levas rotatorio movido por el cigeal, estando el conjunto coordinado mediante la cadena o la correa de distribucin. 7. 4) Encendido: en los Otto, consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un autotransformador de alto voltaje al que est conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso elctrico de alto voltaje en el secundario. Dicho impulso est sincronizado con el tiempo de compresin de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que est en compresin en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables que llevan la descarga de alto voltaje a la buja. El dispositivo que produce el encendido de la mezcla combustible/aire es la buja, que, instalada en cada cilindro, dispone de electrodos separados unas dcimas de milmetro, el impulso elctrico produce una chispa en el espacio entre un electrodo y otro, que inflama el combustible; hay bujas con varios electrodos, bujas que usan el proceso de 'descarga de superficie' para producir la chispa, y 'bujas incandescentes. 5) Refrigeracin: Algunos motores estacionarios de automviles y de aviones, y los motores fueraborda, se refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema cuentan en el exterior con un conjunto de lminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utiliza refrigeracin por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automviles se hace circular mediante una bomba. 6) Sistema de arranque: debe provocarse el movimiento del cigeal para que se pueda iniciar el ciclo. Los motores de automocin utilizan un motor elctrico (el motor de arranque) conectado al cigeal por un embrague automtico que se desacopla en cuanto arranca el motor. Por otro lado, algunos motores pequeos se arrancan a mano girando el cigeal con una cadena o tirando de una cuerda que se enrolla alrededor del volante del cigeal. Otros sistemas de encendido de motores son los iniciadores de inercia, que aceleran el volante manualmente o con un motor elctrico hasta que tiene la velocidad suficiente como para mover el cigeal. Ciertos motores grandes utilizan iniciadores explosivos que, mediante la explosin de un cartucho mueven una turbina acoplada al motor y proporcionan el oxgeno necesario para alimentar las cmaras de combustin en los primeros movimientos. Los iniciadores de inercia y los explosivos se utilizan sobre todo para arrancar motores de aviones. 8. TIPOS DE MOTORES Motor convencional del tipo Otto: El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos (4T), aunque en fuera borda y vehculos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utiliz mucho el motor de dos tiempos (2T). El rendimiento trmico de los motores Otto modernos se ve limitado por varios factores, entre otros la prdida de energa por la friccin y la refrigeracin. La termodinmica nos dice que el rendimiento de un motor alternativo depende en primera aproximacin del grado de compresin. Esta relacin suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayora de los motores Otto modernos. 9. Motores disel: En la primera carrera, la de admisin, el pistn sale hacia fuera, y se absorbe aire hacia la cmara de combustin. En la segunda carrera, la fase de compresin, en que el pistn se acerca. el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 C. Al final de la fase de compresin se inyecta el combustible a gran presin mediante la inyeccin de combustible con lo que se atomiza dentro de la cmara de combustin, producindose la inflamacin a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de trabajo, los gases producto de la combustin empujan el pistn hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigeal a travs de la biela, transformndose en fuerza de giro par motor. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistn hacia dentro. Algunos motores disel utilizan un sistema auxiliar de ignicin para encender el combustible al arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada. Los motores disel grandes de 2T suelen ser motores lentos con velocidades de cigeal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min) (grandes barcos), mientras que los motores de 4T trabajan hasta 2.500 rpm (camiones y autobuses) y 5.000 rpm. (automviles). 10. Motor de 2 tiempos: El principio general del motor de dos tiempos es la reduccin de la duracin de los periodos de absorcin de combustible y de expulsin de gases a una parte mnima de uno de los tiempos, en lugar de que cada operacin requiera un tiempo completo. El diseo ms simple de motor de dos tiempos utiliza, en lugar de vlvulas de cabezal, las vlvulas deslizantes u orificios (que quedan expuestos al desplazarse el pistn hacia atrs). En los motores de dos tiempos la mezcla de combustible y aire entra en el cilindro a travs del orificio de aspiracin cuando el pistn est en la posicin ms alejada del cabezal del cilindro. La primera fase es la compresin, en la que se enciende la carga de mezcla cuando el pistn llega al final de la fase. A continuacin, el pistn se desplaza hacia atrs en la fase de explosin, abriendo el orificio de expulsin y permitiendo que los gases salgan de la cmara. 11. Motor de 5 tiempos: En el INTA se construy un prototipo de motor de aviacin con cilindros en estrella y un principio parecido, ideado por el ingeniero J Ortuo Garca, patentes 0230551 y 0249247 y al que se atribuy un consumo muy bajo de combustible, est expuesto en el Museo del Aire en Cuatro Vientos, Madrid. El ao 2009, la empresa britnica ILMOR present en una exposicin internacional de motores en Stuttgart, un prototipo de motor de 5 tiempos, segn una patente concedida en EEUU a Gerhard Schmitz. Para este motor anunciaron un consumo especfico de 215 g/kWh, una relacin de compresin efectiva de 14'5/1 y un peso inferior en 20% a los motores convencionales equivalentes. 12. Motor Wankel:Utiliza un rotor triangular-lobular dentro de una cmara ovalada, en lugar de un pistn y un cilindro. La mezcla de combustible y aire es absorbida a travs de un orificio de aspiracin y queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cmara. La rotacin del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una buja. Los gases se expulsan a travs de un orificio de expulsin con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro. El motor de Wankel es compacto y ligero en comparacin con los motores de pistones, por lo que gan importancia durante la crisis del petrleo en las dcadas de 1970 y 1980. Adems, funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecnica permite una fabricacin barata. No requiere mucha refrigeracin, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridad en la conduccin. No obstante salvo algunos ejemplos prcticos como algunos vehculos Mazda, ha tenido problemas de durabilidad. 13. Motor de carga estratificada: Diseado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de re-circulacin de los gases resultantes de la combustin y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseo es una cmara de combustin doble dentro de cada cilindro, con una antecmara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cmara principal contiene una mezcla pobre. La buja enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cmara principal. La temperatura mxima que se alcanza es suficientemente baja como para impedir la formacin de xidos de nitrgeno, mientras que la temperatura media es la suficiente para limitar las emisiones de monxido de carbono e hidrocarburos.