Motor de combustión interna

Un motor de combustión interna, motor a esplosión o motor a pistón, ye un tipu de máquina que llogra enerxía mecánica direutamente de la enerxía química d'un combustible qu'ambura dientro de la cámara de combustión. El so nome deber a que dicha combustión produzse dientro de la mesma máquina, a diferencia de, por casu, la máquina de vapor.

Tipos principales Alternativos. El motor d'explosión ciclo Otto, que'l so nome provién del téunicu alemán que lu desenvolvió, Nikolaus August Otto, ye'l motor convencional de gasolina, anque tamién lo conoz como motor de ciclu Beau de Rochas debíu al inventor francés que lu patentó en 1862. El motor diésel, llamáu asina n'honor del inxenieru alemán nacíu en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principiu distintu y suel consumir gasóil. La turbina de gas. El motor rotatoriu. El Ciclu Atkinson.

Clasificación de los alternativos según el ciclu De dos tiempos (2T): efectúen una carrera útil de trabayu en cada xiru. De cuatro tiempos (4T): efectúen una carrera útil de trabayu cada dos xiros. Esisten los diésel y gasolina, tantu en 2T como en 4T.

Historia

La invención puede remontase a dos italianos: el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapiu, y Felice Matteucci, inxenieru hidráulicu y mecánicu, que yá en 1853 detallaron documentos d'operación y construcción y patentes pendiente en dellos países europeos como Gran Bretaña, Francia, Italia y Alemaña.Ver y tamién

Los primeros prototipos escarecíen de la fase de compresión; esto ye, la fase de succión terminaba prematuramente col zarru de la válvula d'almisión primero que'l pistón llegara a la metá, lo que provocaba que la chispa que xeneraba la combustión qu'emburria la carrera del pistón fuera débil. De resultes el funcionamientu d'estos primeros motores yera deficiente. Foi la fase de compresión la que dio una eficiencia significativa al motor de combustión interna, que llograría'l reemplazu definitivu de los motores a vapor ya impulsaría el desenvolvimientu de los automóviles, yá que llograba desenvolver una potencia igual o mayor en dimensiones considerablemente muncho más amenorgaes.

Les primeres aplicaciones práutiques de los motores de combustión interna fueron los motores fuera de borda. Esto foi por cuenta de que la principal torga pa l'aplicación práutica del motor de combustión interna en vehículos terrestres yera'l fechu de que, a diferencia de la máquina de vapor, nun podía empezar dende paráu. Los motores marinos nun sufren esti problema, una y bones les hélices son llibres d'un significativu momentu d'inercia.

El motor tal como lu conocemos güei foi desenvueltu pol alemán Nikolaus Otto, quien en 1886 patentó'l diseñu d'un motor de combustión interna a cuatro tiempos,

Aplicaciones más comunes thumb|left|200px|Motor SOHC de moto de competición, esfrecíu per aire, 1937. Les distintes variantes de los dos ciclos, tantu en diésel como en gasolina, tienen cada unu'l so ámbitu d'aplicación. 2T gasolina: tuvo gran aplicación nes motocicletes, motores d'ultralligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, perdiendo enforma terrenal nesti campu poles normes anticontaminación. Anguaño siguen n'usu pa les cilindraes mínimes de ciclomotores y scooters (50 cc), o un pocu más grandes de motocicletes de competición y motocrós, pequeños motores de motosierras y otres máquines portátiles llixeres, y pequeños grupos electróxenos (2015). 4T gasolina: apodera nes aplicaciones en motocicletes de toles cilindraes, automóviles, aviación deportiva y fuera borda. 2T diésel: apodera nes aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV güei día, y tracción ferroviaria. Nel so momentu de puxanza usar n'aviación con ciertu ésitu. 4T diésel: apodera nel tresporte terrestre, automóviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a apaecer na aviación deportiva.

Estructura y funcionamientu Los motores Otto y los diésel tienen los mesmos elementos principales: (bloque, cigoñal, biela, pistón, culata, válvules) y otros específicos de cada unu, como la bomba inyectora d'alta presión nos diésel, o d'antiguo el carburador nos Otto.

Nos 4T ye bien frecuente designalos por aciu el so tipu de distribución: SV, OHV, SOHC, DOHC. Ye una referencia a la disposición del (o los) árbol de lleves.

Cámara de combustión La cámara de combustión ye un cilindru, polo xeneral fixu, cerráu nun estremu y dientro del cual esmuzse un pistón bien afechu al cilindru. La posición escontra dientro y pa escontra fuera del pistón modifica'l volume qu'esiste ente la cara interior del pistón y les parés de la cámara. La cara esterior del pistón ta xunida por una biela al cigoñal, que convierte en movimientu rotatoriu'l movimientu llinial del pistón.

Nos motores de dellos cilindros, el cigoñal tien una posición de partida, llamada espiga de cigoñal y coneutada a cada exa, colo que la enerxía producida per cada cilindru aplicar al cigoñal nun puntu determináu de la rotación. Los cigoñales cunten con pesaos volantes y contrapesos que la so inercia amenorga la irregularidá del movimientu de la exa. Un motor alternativu puede tener de 1 a 28 cilindros. thumb|200px|Carburador SOLEX monocuerpo.

Sistema d'alimentación El sistema d'alimentación de combustible d'un motor Otto consta d'un depósitu, una bomba de combustible y un dispositivu dosificador de combustible que vaporiza o atomiza'l combustible dende l'estáu líquidu, nes proporciones correutes pa poder ser quemáu. Llámase carburador al dispositivu qu'hasta agora venía siendo utilizáu con esti fin nos motores Otto. Agora los sistemes d'inyeición de combustible sustituyir por completu por motivos medioambientales. La so mayor precisión na dosificación de combustible inyectáu amenorga les emisiones de CO2, y asegura un amiestu más estable. Nos motores diésel se dosifica el combustible gasoil de manera non proporcional al aire qu'entra, sinón en función del mandu d'aceleración y el réxime motor (mecanismu de regulación) por aciu una bomba inyectora de combustible. thumb|200px|left|Bomba d'inyeición de combustible BOSCH pa motor diésel.

Nos motores de dellos cilindros el combustible vaporizado llevar a los cilindros al traviés d'un tubu ramificáu llamáu colector d'almisión. La mayor parte de los motores cunten con un colector d'escape o d'espulsión, que tresporta fuera del vehículu y amortigua el ruíu de los gases producíos na combustión.

Sistema de distribución thumb|200px|Válvules y árbol de lleves. Cada cilindru toma'l combustible y espulsa los gases al traviés de válvules de cabezal o válvules esnidioses. Un muelle caltién cerraes les válvules hasta que s'abrir nel momentu fayadizu, al actuar les lleves d'un árbol de lleves rotatoriu movíu pol cigoñal, tando'l conxuntu coordináu por aciu la cadena o la correa de distribución. Hubo otros diversos sistemes de distribución, ente ellos la distribución por camisa corredera (sleeve-valve). thumb|200px|Cadena de distribución.

Encendíu

thumb|150px|left|Tapa del distribuidor. Los motores precisen una forma d'empecipiar la combustión del combustible dientro del cilindru. Nos motores Otto, el sistema d'encendíu consiste nun componente llamáu bobina d'encendíu, que ye un autu tresformador d'altu voltaxe al que ta conectáu un conmutador qu'ataya la corriente del primariu por que se induza un impulsu llétricu d'altu voltaxe nel secundariu.

Dichu impulsu ta sincronizáu col tiempu de compresión de cada unu de los cilindros; l'impulsu llevar al cilindru correspondiente (aquel que ta en compresión nesi momentu) utilizando un distribuidor rotativu y unos cables que lleven la descarga d'altu voltaxe a la buxía. El dispositivu que produz l'encendíu del amiestu combustible/aire ye la buxía, que, instalada en cada cilindru, dispón d'electrodos dixebraos unes décimes de milímetru, l'impulsu llétricu produz una chispa nel espaciu ente un electrodu y otru, qu'engafa'l combustible; hai buxíes con dellos electrodos, buxíes qu'usen el procesu de 'descarga de superficie' pa producir la chispa, y 'buxíes incandescentes ' (Glow-plug).

Si la bobina ta en mala traza se recalienta; eso produz perdes d'enerxía, amenorga la chispa de les buxíes y causa fallos nel sistema d'encendíu del automóvil. De los sistemes de xeneración d'electricidá nos motores, los magnetos dan un baxu voltaxe a poques rpm, aumentando'l voltaxe de la chispa al aumentar les rpm, mientres los sistemes con batería dan una bona chispa a baxes rpm, pero la intensidá de la chispa baxa al aumentar les rpm.

Refrigeración

Yá que la combustión produz calor, tolos motores tienen de disponer de dalgún tipu de sistema de refrigeración. Dellos motores estacionarios d'automóviles y d'aviones, y los motores fueraborda, esfrecer con aire. Los cilindros de los motores qu'utilicen esti sistema cunten nel esterior con un conxuntu de llámines de metal qu'emiten el calor producíu dientro del cilindru. N'otros motores utilízase refrigeración per agua, lo qu'implica que los cilindros atópense dientro d'una carcasa llena d'agua que nos automóviles faise circular por aciu una bomba. L'agua esfrecer al pasar poles llámines d'un radiador. Ye importante que'l líquidu que s'usa pa esfrecer el motor nun seya agua común y corriente porque los motores de combustión trabayen regularmente a temperatures más altes que la temperatura de ebullición de l'agua. Esto provoca una alta presión nel sistema d'enfriamientu dando llugar a falles nos barafustes y sellos d'agua, según nel radiador; úsase un refrigerante, pos nun fierve a la mesma temperatura que l'agua, sinón a más alta temperatura, y que tampoco se conxela a temperatures bien baxes.

Otra razón pola cual débese usar un refrigerante ye qu'ésti nun produz sarro nin sedimentos que se xunten a les parés del motor y del radiador formando una capa aislante que menguaría la capacidá d'enfriamientu del sistema. Nos motores navales utilízase agua del mar pa la refrigeración.

Sistema d'arranque Al contrariu que los motores y les turbines de vapor, los motores de combustión interna nun producen un par de fuercies cuando arrinquen (vease Momentu de fuercia), lo qu'implica que tien de provocase'l movimientu del cigoñal por que pueda empecipiase el ciclu. Los motores de automoción utilicen un motor llétricu (el motor d'arranque) conectáu al cigoñal por un embrague automáticu que se desacopla en cuanto arrinca'l motor. Per otru llau, dellos motores pequeños arrínquense a mano xirando'l cigoñal con una cadena o tirando d'una cuerda que s'endolca alredor del volante del cigoñal.

Otros sistemes d'encendíu de motores son los iniciadores d'inercia, qu'aceleren el volante manualmente o con un motor llétricu hasta que tien la velocidá abonda como pa mover el cigoñal. Ciertos motores grandes utilicen iniciadores esplosivos que, por aciu la esplosión d'un cartuchu mueven una turbina acoplada al motor y apurren l'osíxenu necesario p'alimentar les cámares de combustión nos primeros movimientos. Los iniciadores d'inercia y los esplosivos utilícense sobre manera p'arrincar motores d'aviones.

Tipos de motores thumb|Motor Otto DOHC de 4 tiempos. Motor convencional del tipu Otto

El motor convencional del tipu Otto ye un motor de tipu alternativu de cuatro tiempos (4T), anque en fora borda y vehículos de dos ruedes hasta una cierta cilindrada utilizóse enforma'l motor de dos tiempos (2T). El rendimientu térmicu de los motores Otto modernos vese llindáu por dellos factores, ente otros la perda d'enerxía pola resfregón, la refrigeración y falta de constancia nes condiciones de funcionamientu.