“Motor de combustión interna de 4 tiempos”

(A gasolina, diesel o petróleo)

Objetivo:

El objetivo que pretende este informe de motores de combustión interna de 4 tiempos es reconocer y diferenciar las diferentes ´partes y mecanismos de un motor a gasolina con un motor diesel. Para así poder utilizar en las tares adecuadas en el campo agrícola, también conocer adecuadamente los mecanismos de cada motor y la potencia necesaria para cada función

1) Características: a. Motor a gasolina

Consume una mezcla de aire y combustible que ha sido previamente preparada

Dispone de un sistema de encendido eléctrico, cuya chispa inflama la mezcla que se encuentra comprimida en la cámara de combustión.

Los procesos de admisión de la mezcla y posterior expulsión de los gases quemados están controlados por válvulas.

El ciclo de funcionamiento se realiza en cuatro tiempos.Admisión: de una mezcla de aire y combustible.Comprensión: de la misma.Combustión-expansión: de la mezcla.Escape: de los gases.

El encendido de la mezcla es mediante chispa eléctrica El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal.

Combustible Se usa generalmente la gasolina. Posee un alto poder calorífico (aprox. 10.00kcal por cada Kg) El combustible es muy volátil y se gasifica facilidad, lo que

favorece la unión con el oxigeno del aire para formar la mezcla. El índice de octanos define su poder antidetonante (temperatura

que puede alcanzar cuando se comprime sin que llegue a auto encenderse). A medida que aumenta el índice de octano, disminuye el riesgo de autoencendido.

Preparación de la mezcla El combustible ha de mezclarse con el aire. Esta se realiza en el

conducto de admisión y es arrastrado al interior del cilindro durante el proceso de admisión para después ser comprimida.

El sistema de inyección dosifica y pulveriza el combustible, mezclándolo con el aire que esta pasando a gran velocidad por el colector de admisión.

Los dos elementos se combinan en una proporción aprox. De: 14.7 Kg. De aire por cada 1 Kg. De gasolina.

La proporción varía entre:Una mezcla pobre de máximo rendimiento (18/1)Una mezcla rica de máxima potencia (12.5/1).

Encendido La combustión de la mezcla se inicia al final de la compresión por

el salto de una chispa eléctrica en la bujía, proporcionada por el sistema de encendido, momentos antes de que el pistón llegue a su P.M.S (avance al encendido).

Este efecto es necesario, para compensar el tiempo que la llama tarda en propagarse y generar un alto presión.

La presión máxima de combustión se aplica sobre la cabeza del pistón cuando este ya ha superado el P.M.S.

Regulación de la carga Según las necesidades de funcionamiento se regula la cantidad

de mezcla que admitirá el motor, pero manteniendo aproximadamente la misma proporción aire/gasolina.

Se efectúa mediante una mariposa de gases, dispuestas en el colector de admisión, que es mandada por el pedal del acelerador.

A mayor apertura de la mariposa, mayor cantidad de mezcla que pasa, aumentándose así la energía obtenida en la combustión.

Vamos a ver todas las partes y funcionamiento de un motor de combustión interna hasta formar el motor por completo. Este motor también se llama Otto en honor a su inventor. También veremos como es el funcionamiento de los 4 tiempos de este tipo de motores

2) Partes del motor:

Aquí tenemos las 3 partes principales de un motor de combustión:

CULATA DEL MOTOR

   Con el nombre de culata se conoce a la parte superior del motor. Sirve, entre otras cosas, de cierre a los cilindros por su parte superior. En ella van alojadas, las válvulas de admisión y escape, las bujías (en los OTTO),el árbol de levas y los conductos de admisión de aire y gasolina y de escape. Es la encargada de soportar las explosiones originadas en la cámara de combustión. Está unida firmemente al bloque por tornillos. Entre ambas piezas se coloca una “junta de culata” garantizando así un sellaje entre el bloque y la culata hermética.

EL BLOQUE DEL MOTOR

   Es la estructura básica del motor y parte más grande del motor. contiene los cilindros donde los pistones suben y bajan, conductos por donde pasa el liquido refrigerante y otros conductos independientes por donde circula el lubricante. Generalmente el bloque esta construido en aleaciones de acero o aluminio.

La forma del bloque depende de cómo vayan a colocar los pistones

CARTER DEL MOTOR

   Es la parte donde se deposita el aceite para lubricar todas las partes del motor.Normalmente esto lo hace de dos formas:

   1ª) Golpeando el propio cigüeñal en su giro sobre el aceite, lubricando enforma de salpicadura.

   2ª) Mediante la bomba de aceite. Esta bomba coge el aceite del carter y lo envía a las zonas a refrigerar a través de los conductos en un ciclo cerrado.

CILINDRADA DE UN MOTOR

   Los cilindros son los huecos por donde se desplazan los pistones en su recorrido. La capacidad (volumen interior del hueco) útil de los cilindros es lo que se llama la Cilindrada del motor, y suele expresarse en centímetros cúbicos (cm3).

   EL CARBURADOR

   La gasolina que entra dentro de los cilindros tiene que entrar con aire para que se produzca la combustión. Recuerda que sin oxígeno no es posible la combustión. Este oxigeno lo cogemos del aire Pero.... ¿Quién hace la mezcla de gasolina y aire? pues el carburador. Este componente mezcla la gasolina y el aire en una proporción aproximada de 1:10000

   1 parte de gasolina por 10.000 de aire.

  El aire entra del exterior con impurezas, es por eso que antes de entrar en los cilindros los limpiemos mediante el Filtro del aire. Encima del carburador va el filtro del aire, elemento que sirve para que el aire que va a entrar en el carburador (y posteriormente al cilindro) no lleve impurezas.

OJO Los motores de inyección no usan el carburador. Inyectan (pulverizan) la gasolina dentro del cilindro mediante unos inyectores electrónicos, de tal forma que solo se inyecta la cantidad justa de gasolina que se necesita, logrando así un menor consumo de combustible.

   La bomba de la gasolina envía la gasolina del depósito al carburador, o a los inyectores al presionar el pedal del acelerador.

 

EL ÁRBOL DE LEVAS

   Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas. Las levas presionan las válvulas para que se abran o cierren, dependiendo del tiempo del motor en que

se encuentren, en el momento oportuno.

   Los muelles suelen mantener cerradas las válvulas. Cuando aprieta la leva la válvula se abre.

   EL MOTOR DE ARRANQUE

   Otro componente eléctrico importante es el Motor de arranque: motor eléctrico que mueve los pistones para que pueda iniciarse el arranque del motor (en el arranque). Este motor coge la energía eléctrica de la batería y solo se utiliza en el arranque del motor.

3) Funcionamiento en motores diesel y a gasolina

Ciclos de tiempo del motor de combustión internaLos motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.

Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor, tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno de los cuatro tiempos:AdmisiónCompresiónExplosiónEscape

Ciclos de tiempos de un motor de combustión interna:1.- Admisión. 2.- Compresión. 3.- Explosión.4.- Escape..

Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos

Primer tiempo

Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión 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 vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo tiempo

Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo

Escape.- El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.

4) Calculo de potencia

Mientras que los motores de explosión utilizan gasolina (o gas, o también alcohol) como combustible, los de combustión interna diesel emplean sólo gasoil (gasóleo).Si en algún momento comparamos las partes o mecanismos fundamentales que conforman estructuralmente un motor de gasolina y un motor diesel, veremos que en muchos aspectos son similares, mientras que en otros difieren por completo, aunque en ambos casos su principio de funcionamiento es parecido.Tanto los motores de gasolina como los diesel se pueden emplear para realizar iguales funciones; sin embargo, cuando se requiere desarrollar grandes potencias, como la necesaria para mover una locomotora, un barco o un generador de corriente eléctrica de gran capacidad de generación, se emplean solamente motores de combustión interna diesel.