MOTORES

CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS

“WALTER CROSS BUCHANAN”

MOTORES

MOTOR HIBRIDO

CARLOS ADRIAN MEDINA SOSA

VARGAS MARIANO JAVIER

4IV7

El motor

El motor es la parte mas compleja del automóvil y es además la que mayor atención ha recibido por parte de los fabricantes a lo largo de los mas de 100 años de historia de estas maquinas. La evolución del motor ha sido amplia y en diferentes direcciones y esta evolución no se detiene en la actualidad. El tema del motor es difícil de tratar si se quieren abarcar todas las posibilidades ya que su historia es muy rica y ha sido llevada a cabo por numerosos fabricantes en también numerosas variantes. Sin embargo vamos a intentarlo.

El motor es el componente del tren de fuerza que proporciona el movimiento al automóvil partiendo de la energía del combustible, salvo excepciones, todos son basados en el mecanismo pistón-biela-manivela que se muestra muy esquemáticamente en la figura 1. El nombre del mecanismo se deriva del hecho de se usan tres elementos con esos nombres para convertir en movimiento rotatorio de un eje la fuerza de empuje de gases a alta presión sobre un pistón. Observe que el movimiento de traslación del pistón (que en la realidad es cilíndrico) colocado dentro de otro cilindro guía (que se conoce como camisa) y que se ha representado con dos rayas verticales, se transmite a través de una barra recta conocida como biela a una manivela rotatoria llamada cigüeñal. La flecha representa el empuje de los gases sobre el pistón, que actúan solo en la carrera de descenso, luego la inercia de un volante acoplado al cigüeñal (que no se representa) y donde se ha acumulado energía, hace subir de nuevo el pistón para una nueva actuación del empuje de los gases, convirtiendo el movimiento oscilante del pistón en rotación permanente del cigüeñal.

Aunque no es exactamente igual, se asemeja al movimiento que se hace cuando se pedalea en una bicicleta, en el cual el empuje de las piernas se convierte en movimiento rotatorio del eje de los pedales y luego de la rueda a través de la cadena.

Aunque este es el mecanismo básico de funcionamiento, y común a todos los motores (excepto los escasos motores rotatorios) de los automóviles, no todos los motores tienen la misma construcción ni el mismo principio general de trabajo para aprovechar las posibilidades del mecanismo, por ello lo primero que debemos hacer a continuación es tratar de establecer una clasificación lo mas general posible de los motores para describirlos.

Conceptos básicos

Arbol de levas El árbol de levas o eje de levas es el órgano del motor que regula el movimiento de las válvulas de admisión y de escape. En la práctica, se trata de un árbol dotado de movimiento rotativo, sobre el cual se encuentran las levas o excéntricas, que provocan un movimiento oscilatorio del elemento causante de la distribución. El elemento que provoca la distribución, cuando está sujeto a un movimiento rectilíneo de traslación recibe el nombre de empujador, centrado o desviado según que su eje encuentre o no al eje de rotación de la leva. Cuando al mismo tiempo cumple un movimiento oscilante de rotación alrededor de un perno toma el nombre de balancín. El árbol de levas manda las válvulas en la apertura y las guía en el cierre, en el sentido de que el asentamiento se obtiene mediante la acción de muelles que tienden a mantener las válvulas cerradas, por lo que cada válvula se cierra según la ley impuesta por el perfil de la leva, pero por acción del muelle. Los casos de regulación desmodrómica, en los que el movimiento de la válvula está regulado por excéntricas en la apertura y en el cierre al objeto de evitar fatigas de los muelles, son muy raros, además de costosos y complejos.

Cigüeñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa. En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo. El cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor. Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Hay diferentes tipos de cigüeñales; Los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla. Por ejemplo para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos, (hoy ya en desuso) y de cinco apoyos, que actualmente es el más común.

Válvula admisión /escape Las válvulas son componentes del sistema de distribución construidas en acero de alta calidad o bien con aleaciones especiales para poder soportar las elevadas temperaturas a las que se exponen por los 700C. El objetivo de la válvula es poner a los cilindros en contacto con el exterior gracias a los orificios de admisión destinados a el ingreso de la mezcla o por los orificios de escape destinados a la expulsión de los gases residuales (produciendo también el hermetismo necesario en los cilindros para que se produzca la compresión necesaria de la mezcla) El mismo objetivo de la válvula determinan su tipo pudiendo ser de admisión las cuales se encargan de la apertura y cierre de ductos de admisión o de escape encargadas de apertura y cierre de los ductos de escape. Están colocadas en el bloque o culata, usándose para su montaje y deslizamiento un componente denominado guía de válvula que como su nombre lo indica ese una guía solidaria al bloque o culata desplazándose así por su interior la misma válvula. Esta guía sobresale en su extremo opuesto al cilindro para posibilitar la instalación de un retén que evita que el aceite penetre por entre la guía y la válvula hacia la cámara de combustión.

Pistón. El objetivo del pistón es transmitir la fuerza provocada por la combustión de la mezcla hacia la biela encontrándose el pistón adentro del cilindro con la sección denominada corona hacia arriba y en su parte inferior abierta entra la biela que es conectada mediante el pasador. El pistón es generalmente construido con una aleación de aluminio siendo usadas sofisticadas tecnologías para alcanzar una gran precisión de medidas

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