Motores Combustion Interna

PARALELO ENTRE EL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA Y EL MOTOR DIESEL

Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en sí misma. Los motores de combustión interna son principalmente de dos tipos.

El primero es el motor de encendido por chispa, comúnmente conocido como motor Otto (cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo desarrolló, Nikolaus August Otto) y/o naftero (por que funciona con nafta o gasolina regular). en este tipo de motor, el combustible vaporizado y mesclado con aire, entra en ignición por medio de una chispa eléctrica. la expansión de los gases causada por el calor de la combustión impele a un pistón o a un rotor. Comúnmente el combustible que consumen los motores de encendido por chispa es la gasolina, pero a veces también gases licuados a presión.

El segundo tipo es el motor de encendido por compresión diesel, que también utiliza el calor d un proceso de combustible para impulsar un pistón, pero en el que no se necesita chispa. en lugar de ello, el combustible, vaporizado, se inyecta y entra en contacto con aire calentado hasta una temperatura suficiente para que aquel arda por sí mismo. Los motores de encendido por compresión, emplean aceites pesados (ACPM) en lugar de gasolina

Claro ambos son motores de combustión interna ya que el proceso de combustión ocurre al interior del cilindro, ahora la pregunta es ¿Cuál es la diferencia entre motor diesel y de combustión interna convencional?, pues la respuesta está en el tipo de combustible utilizado en cada uno, y en el proceso utilizado para lograr la combustión al interior del cilindro.

TIPOS DE MOTORES

MOTOR CONVENCIONAL DEL TIPO OTTO

Motor Otto de 2T refrigerado por aire de una moto: azul aire, verde mezcla aire/combustible, gris gases quemados.

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos (4T), aunque en fuera borda y vehículos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utilizó mucho el motor de dos tiempos (2T). El rendimiento térmico de los motores Otto modernos se ve limitado por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.

La termodinámica nos dice que el rendimiento de un motor alternativo depende en primera aproximación del grado de compresión. Esta relación suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano para evitar el fenómeno de la detonación, que puede producir graves daños en el motor. La eficiencia o rendimiento medio de un buen motor Otto es de un 20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

FUNCIONAMIENTO

1. Tiempo de admisión - El aire y el combustible mezclados entran por la válvula de admisión.

2. Tiempo de compresión - La mezcla aire/combustible es comprimida y encendida mediante la bujía.

3. Tiempo de combustión - El combustible se inflama y el pistón es empujado hacia abajo.

4. Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia fuera a través de la válvula de escape.

MOTORES DIESEL

Motor diesel 2T, escape y admisión simultáneas

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En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores diesel son asimismo de los ciclos de cuatro tiempos, salvo los de tamaño muy grande, ferroviarios o marinos, que son de dos tiempos. Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.

En la primera carrera, la de admisión, el pistón sale hacia fuera, y se absorbe aire hacia la cámara de combustión. En la segunda carrera, la fase de compresión, en que el pistón se acerca. el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 °C. Al final de la fase de compresión se inyecta el combustible a gran presión mediante la inyección de combustible con lo que se atomiza dentro de la cámara de combustión, produciéndose la inflamación a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de trabajo, los gases producto de la combustión empujan el pistón hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigüeñal a través de la biela, transformándose en fuerza de giro par motor. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistón hacia dentro.

Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el combustible al arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada.

La eficiencia o rendimiento (proporción de la energía del combustible que se transforma en trabajo y no se pierde como calor) de los motores diesel dependen, de los mismos factores que los motores Otto, es decir de las presiones (y por tanto de las temperaturas) inicial y final de la fase de compresión. Por lo tanto es mayor que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. en los grandes motores de dos tiempos de propulsión naval. Este valor se logra con un grado de compresión de 20 a 1 aproximadamente, contra 9 a 1 en los Otto. Por ello es necesaria una mayor robustez, y los motores diesel son, por lo general, más pesados que los motores Otto. Esta desventaja se compensa con el mayor rendimiento y el hecho de utilizar combustibles más baratos.

Los motores diesel grandes de 2T suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min) (grandes barcos), mientras que los motores de 4T trabajan hasta 2.500 rpm (camiones y autobuses) y 5.000 rpm. (Automóviles)

MOTOR DE DOS TIEMPOS

Con un diseño adecuado puede conseguirse que un motor Otto o diesel funcione a dos tiempos, con un tiempo de potencia cada dos fases en lugar de cada cuatro fases. La eficiencia de este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro tiempos, pero al necesitar sólo dos tiempos para realizar un ciclo completo, producen más potencia que un motor cuatro tiempos del mismo tamaño.

El principio general del motor de dos tiempos es la reducción de la duración de los periodos de absorción de combustible y de expulsión de gases a una parte mínima de uno de los tiempos, en lugar de que cada operación requiera un tiempo completo. El diseño más

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