INGENIERIA MECANICA SOLO LOS MEJORES

UNIVERSIDAD TECNICA

ESTATAL DE QUEVEDOCARRERA DE INGENIERIA MECANICA

ESTUDIANTES:

CARLOS ARREAGA

JORGE MUÑOZ

RODGER SALAZAR

DANNY AGUILAR

DOCENTE:

ING. RODOLFO NAJARRO

27/11/2013

HISTORIA DEL AUTOMOVIL

En la antigüedad el hombre se veía en la necesidad de transportarse mediante caballos,

ya que era el único medio disponible para desplazarse, atraves de los años ha ido

buscando nuevas alternativas entre las cuales surgió el automóvil y posteriormente

mediante el desarrollo tecnológico han surgido otros medios.

Se podría decir que el pionero que dio los primeros pasos para el surgimiento del

automóvil fue Nicolás Joseph Cugnot, este ingeniero militar en 1769 construyo un motor

de vapor autopropulsado que utilizaba para transportar artillería, pero este presentaba

muchas fallas de diseño tales como: inestabilidad, mala distribución de peso y un pobre

rendimiento para la caldera.

A partir de entonces hubieron otros personajes que aportaron en cierta forma con el

modelo actual de vehículo, entre los cuales están: Richard Trevithick que en 1797

construyó su primer modelo de vehículo a vapor, pero dado que perdía pronto presión,

tenía poco valor práctico. Isaac de Rivaz en 1807 creo el primer vehículo accionado por

un motor de combustión interna. Jean Lenoir en 1882 y Karl Benz en 1885 colaboraron

con el desarrollo del motor de combustión interna.

Después de esto apareció uno de los personajes más influyentes en el desarrollo del

vehículo que es Henry Ford que en 1903 fabrico el modelo de vehículo que actualmente

está establecido, su punto de vista era el de ofrecer adquisividad para los compradores,

de tal forma que el vehículo sea económico y confortable. Creo enormes fábricas que se

encargaban de realizar las diferentes etapas de la construcción del vehículo, desarrollo

métodos en la organización y áreas de producción para efectivizar el tiempo y costo de

fabricación.

Durante el ese siglo hasta la actualidad se han desarrollado industrias automovilísticas,

así como de innovación tecnológica de nuevos sistemas y modelos, aunque lo que se

busca actualmente es satisfacer el consumismo del comprador.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR

El motor de combustión interna es un mecanismo destinado a transformar la energía

calorífica en trabajo. La combustión tiene lugar en el cilindro mismo de la máquina, lo que

permite un mayor rendimiento en la transformación. Su funcionamiento es, en algunos

aspectos, similar al de la máquina de vapor: un pistón situado en un cilindro se expande y

contrae ejerciendo una fuerza, el líquido introducido dentro del cilindro es un derivado del

petróleo al que, a continuación, se prende fuego.

Al estar sometido a presión, el combustible no arde normalmente, sino que estalla. Esta

explosión empuja el pistón hacia afuera, ejerciendo un trabajo. Posteriormente, entra

nuevo combustible en el cilindro y se vuelve a comprimir para empezar de nuevo el ciclo.

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE EXPLOSIÓN DE CUATRO TIEMPOS

En el primer tiempo, llamado de admisión, el pistón se encuentra en el punto muerto

superior y empieza a bajar. En ese instante se abre la válvula de admisión,

permaneciendo cerrada ¡a de escape. Al ir girando el cigüeñal, el codo va ocupando

distintos puntos de su recorrido giratorio, y, por medio de la biela, hace que el pistón vaya

bajando y provocando una succión en el carburador a través del conducto que ha abierto

la válvula de admisión, arrastrando una cantidad de aire y gasolina, que se mezclan y

pulverizan en el carburador. Estos gases van llenando el espacio vacío que deja el pistón

al bajar. Cuando ha llegado al punto muerto inferior, se cierra la válvula de admisión y los

gases quedan encerrados en el interior del cilindro. Durante este recorrido del pistón, el

cigüeñal ha girado media vuelta.

Al comenzar el segundo tiempo, llamado de compresión, el pistón se encuentra en el

punto muerto inferior y las dos válvulas están cerradas. El cigüeñal sigue girando y, por

tanto, la biela empuja al pistón, que sube. Los gases que hay en el interior del cilindro van

ocupando un espacio cada vez más reducido a medida que el pistón se acerca al punto

muerto superior. Cuando alcanza este nivel, ¡os gases ocupan el espacio de la cámara de

compresión y, por tanto, están comprimidos y calientes por efecto de la compresión. Al

elevarse la temperatura, se consigue ¡a vaporización de ¡a gasolina y la mezcla se hace

más homogénea, por lo que existe un contacto más próximo entre la gasolina y el aire.

Durante esta nueva carrera del pistón, el cigüeñal ha girado otra media vuelta.

El tercer tiempo es el llamado de explosión. Cuando el pistón se encuentra en el punto

muerto superior después de acabada la carrera de compresión, salta una chispa en la

bujía, que inflama la mezcla de aire y gasolina ya comprimida y caliente, la cual se quema

rápidamente. Esta combustión rápida recibe el nombre de explosión y provoca una

expansión de los gases ya quemados, que ejercen una fuerte presión sobre el pistón,

empujándolo desde el punto muerto superior hasta el inferior. A medida que el pistón se

acerca al punto muerto inferior, la presión va siendo menor, al ocupar los gases un mayor

espacio. En este nuevo tiempo, el pistón ha recibido un fuerte impulso, que transmite al

cigüeñal, que por inercia seguirá girando hasta recibir un nuevo impulso. Cuando el pistón

llega al punto muerto inferior, se abre la válvula de escape, y permanece cerrada la de

admisión. Durante esta nueva carrera del pistón, denominada motriz por ser la única en

que se desarrolla trabajo, el cigüeñal ha girado otra media vuelta.

Al comenzar el cuarto tiempo, llamado de escape, el pistón se encuentra en el punto

muerto inferior, y la válvula de escape se ha abierto, por lo que los gases quemados en el

interior del cilindro escaparán rápidamente al exterior a través de ella, por estar sometidos

a mayor presión que la atmosférica. El cigüeñal sigue girando y hace subir al pistón, que

expulsa los gases quemados al exterior. Cuando llega al punto muerto superior, se cierra

la válvula de escape y se abre ¡a de admisión. Durante el tiempo de escape, el pistón ha

realizado una nueva carrera y el cigüeñal ha girado otra media vuelta. Acabado el tiempo

de escape, el ciclo se repite.

CLASIFICACIÓN DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Existen distintos criterios para clasificar los motores de combustión interna: según el

combustible utilizado, el número y la disposición de los Cilindros, el tipo y la colocación de

las válvulas o el sistema de enfriamiento empleado. La clasificación más frecuente se

basa en el tipo de ciclo, es decir, en el número de tiempos por ciclo (entendiendo por

tiempo una carrera hacia arriba o hacia abajo del émbolo a lo largo del cilindro). En el

denominado motor de explosión de cuatro tiempos, en cada ciclo de motor (llamado ciclo

de Otto) se suceden cuatro tiempos (admisión, compresión, explosión y escape).

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL CICLO DE OTTO

Un ciclo Otto ideal modela el comportamiento de un motor de explosión.

CICLO DE OTTO IDEAL

Esta aproximación teórica puede darse en las siguientes fases de operación:

1. Admisión

El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla

(aire + combustible) en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión

constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el

diagrama PV aparece como la línea recta E→A.

2. Compresión

El pistón sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso se supone

que la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que

el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible A→B,

aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la

fricción.

3. Explosión

Con el pistón en su punto más alto, salta la chispa de la bujía. El calor generado en

la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a

volumen prácticamente constante (ya que al pistón no le ha dado tiempo a bajar).

Esto se representa por una isócora B→C. Este paso es claramente irreversible, pero

para el caso de un proceso isócoro en un gas ideal el balance es el mismo que en

uno reversible.

4. Escape

Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una

temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla

fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia

masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que

entra es la misma podemos, para el balance energético, suponer que es el mismo

aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistón

está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y

tenemos la isócora D→A. Cuando el pistón empuja el aire hacia el exterior, con la

válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.

CICLO DE OTTO REAL

En la práctica, ni las transformaciones adiabáticas del ciclo de Otto son adiabáticas

(isentrópicas) ni las transformaciones isócoras tienen lugar a volumen constante. En la

siguiente figura se ha representado un esquema del ciclo real de Otto superpuesto con el

ideal, donde se indica de forma aproximada los puntos del ciclo donde tienen lugar la

explosión y el escape respectivamente.

PARÁMETROS DEL CICLO DE OTTO

El rendimiento en un motor de ciclo Otto, depende del diseño mecánico del motor, de:

La compresión

Cuanto mayor sea la compresión mayor será el rendimiento térmico del motor y

tanto más se aprovechará su combustible; aunque la compresión está limitada por

el límite de detonación, que implica una combustión irregular de la mezcla

inflamada, incluso una autocombustión, sin necesidad de chispa lo que provoca

sobrecargas y posibles daños en el motor.

Desarrollo y calidad de la combustión

Depende de que el combustible y el aire se mezclen íntimamente, al objeto de que

durante el tiempo que dure la combustión, el combustible se queme del modo más

completo posible, para lo que también es importante que el frente de la llama

avance uniformemente, tanto en el espacio como en el tiempo, hasta que se haya

quemado todo el combustible.

Mezcla de aire y combustible

El consumo de combustible depende de la proporción de la mezcla, produciéndose

el consumo mínimo para una proporción denominada estequiométrica de 14,7:1, lo

que quiere decir que por cada kg de combustible debemos utilizar 14,7 kg de aire,

es decir por cada litro de combustible se necesitan unos 10000 litros de aire.

BIBLIOGRAFIA

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_Otto

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//4750/4932/html/index.html

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http://www.motosonline.net/fichamecanica.asp?Id=3