LA FORMA DE REALIZAR LA COMBUSTION

SEGÚN LA FORMA DE REALIZAR LA COMBUSTION

Motores de combustión interna

El motor de combustión interna es un mecanismo utilizado para convertir la energía química del combustible en energía calórica y esta última en energía mecánica.

Se les denominan de combustión interna porque el proceso químico de combustión ocurre en el interior del motor y los gases, producto de éste, al expandirse por el calor generado, ejercen la fuerza que proporciona la potencia mecánica. Para distinguirlo del motor de combustión externa o motor térmico, la generación de la energía calórica se realiza fuera del motor, por combustión de un combustible, y se transfiere a un medio físico termodinámico (como el agua), para posteriormente convertirse en potencia útil en el motor.

Los motores de combustión interna pueden ser agrupados en dos amplias categorías: i) motores alternativos y ii) motores rotativos.

Los motores de combustión interna alternativos son aquellos en los cuales la transmisión de trabajo se efectúa mediante un desplazamiento lineal, como en los motores basados en el diseño de Otto y Diesel. Los rotativos realizan la transmisión a través de un movimiento rotatorio, como las turbinas y los motores basados en el diseño de Wankel.

Motor de combustión externa

Un motor de combustión externa es una máquina que realiza una conversión de energía calorífica en energía mecánica mediante un proceso de combustión que se realiza fuera de la máquina.

Los motores de combustión externa también pueden utilizar gas como fluido de trabajo (aire, H2 y He los más comunes) como en el ciclo termodinámico Stirling.

Si la combustión es externa, el calor de la combustión se transfiere al fluido a través de una pared,

Motores de combustión externa:

Fluido

condensable Turbomáquina Turbina de vapor ciclo abierto o cerrado

Alternativo Máquina de vapor ciclo abierto o cerrado

Fluido no

condensable Turbomáquina Turbina de gas de ciclo cerrado

Alternativo Motor Stirling

Según el tipo de combustible

La mayoría de los motores reciprocantes queman combustibles hidrocarbonados, entre los cuales los de mayor difusión son: i) gasolina, predominantemente en pequeños y medianos vehículos de transporte; ii) gasóleo o diesel, tanto en aplicaciones estacionarias como de automoción, en particular en el segmento de camiones y maquinarias pesadas; iii) gas licuado del petróleo (GLP) en automoción; iv) gas natural, principalmente en motores de aplicaciones estacionarias; y v) combustibles pesados, en grandes motores estacionarios, como por ejemplo, los utilizados en las instalaciones termoeléctricas.

Por otra parte, estos motores también pueden clasificarse según su factibilidad en la utilización de combustibles como i) mono-combustibles, los que manipulan un solo tipo de combustible a la vez; ii) duales, aquellos que pueden trabajar con mezclas de combustibles, por ejemplo, diesel y gas natural simultáneamente y iii) bi-combustibles o multi-combustibles, los que están diseñados o adaptados para desempeñarse con diferentes tipos de combustibles no coincidentes.

Motores de Combustión Interna Alternativos

El gran desarrollo de los motores de combustión interna alternativos se debe a una serie de características que los colocan en favorable ventaja frente a otros motores, cabe destacar:

• Alta posibilidad de utilizar diferentes tipos de combustibles, en particular, líquidos de elevado poder calórico, característica ésta de gran importancia, porque condiciona la autonomía del vehículo

• Rendimientos térmicos aceptables, con valores dependientes del tipo de motor y de sus condiciones operativas, que raramente sobrepasan el 50% de la energía disponible en el combustible.

• Disponibilidad en una amplia gama de potencias, que en la actualidad abarcan desde 0,1 hasta 43.000 HP {" • Gran cantidad de disposiciones constructivas, que permiten adaptar los motores a los usos más diversos.

Con relación a la utilización de los motores de combustión interna alternativos como planta motriz, su extenso campo de aplicación se centra básicamente en dos áreas: i) motores para automoción y ii) motores estacionarios.

En el área de automoción la utilización más difundida es en los siguientes segmentos:

• Transporte por carretera (automóviles, camiones, motocicletas, etc.).

• Maquinarias de obras públicas (palas cargadoras, excavadoras, etc.).

• Maquinarias agrícolas (tractores, cosechadoras, etc.).

• Propulsión ferroviaria.

• Propulsión marina.

• Propulsión aérea (en la actualidad, sólo pequeños motores).

En el área de motores estacionarios, su empleo incluye:

• Generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y plantas de emergencia).

• Accionamiento industrial (bombas, compresores, etc.).

• Accionamiento agrícola (motobombas, cortadoras agrícolas, sierras mecánicas, etc.).

Clasificación de los Motores de Combustión Interna Alternativos

Los motores de combustión interna pueden clasificarse con base en una gran cantidad de parámetros relacionados con su diseño y comportamiento, de los cuales los siguientes son los más comúnmente utilizados.

Según el Proceso o Método de Ignición

a) Motores de encendido provocado, encendido por chispa (motor Otto) o motor de explosión. En estos motores, al final de la etapa de compresión, se dispone de una mezcla de aire y combustible prácticamente homogénea o una carga no uniformemente estratificada, en la cual se inicia el proceso de combustión con la ayuda de un agente externo, usualmente una descarga eléctrica oportuna (chispa producida en una bujía), para su posterior propagación mediante un frente de llama al resto de la cámara de combustión.

b) Motores de encendido por compresión (motor Diesel). En estos motores el fluido admitido en el cilindro, corrientemente aire, es comprimido de forma de elevar la temperatura del mismo a valores que garanticen la auto inflamación del combustible en el momento de su inyección al final de la etapa de compresión.

Según el Ciclo de Trabajo

a) Motores de cuatro tiempos. Se denominan así porque requieren cuatro carreras del pistón o dos revoluciones del motor, para realizar un ciclo completo.

b) Motores de dos tiempos. Son motores que aún cuando poseen las mismas fases de los motores cuatro tiempos, el ciclo completo se realiza sólo en dos carreras del pistón o lo que es igual,

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