Motores De Combustion Interna

3.1 MARCO CONCEPTUAL

3.1.1 Ciclos Termodinámicos

Proceso abierto: Cuando no coincide el punto inicial y el final.

Proceso cerrado: Cuando el punto inicial coincide con el final

Motor térmico: Es aquel que realiza un trabajo al pasar calor desde un foco caliente a otro frio.

Maquina frigorífica: Recibe trabajo para pasar calor desde un foco frio a otro caliente.

Eficiencia: Es un término referido a la maquina frigorífica, similar en concepto al rendimiento, pero con la particularidad de que puede ser mayor que uno.

Bomba de calor: Es una maquina frigorífica que extrae calor del exterior y lo cede a una habitación calentándola o viceversa; puede tener la eficiencia mayor que 1.

Motor de Carnot: Nicolás Leonard Sadi Carnot (ingeniero francés) estudió un motor térmico en el que:

• Al motor se le suministra energía en forma de calor a temperatura elevada.

• El calor realiza un trabajo mecánico.

• El motor cede calor a temperatura inferior.

Ciclo de Carnot: es un ciclo teórico y reversible.

El rendimiento de una máquina de Carnot está determinado por la temperatura del foco frio T2 y del foco caliente T1.

El rendimiento de una máquina de este tipo será mayor cuanto mayor sea la diferencia entre las temperaturas del foco caliente T1 y el foco frio T2.

Proceso Reversible: Es aquel en el que realizando un cambio pequeño en el ambiente podemos hacer que recorra su trayectoria inversa. En la práctica es imposible y en cierto modo la naturaleza nos dice que todos los procesos que ocurren en ella son irreversibles, ejemplo las personas crecer pero no decrecen.

3.1.2 Transformaciones Termodinámicas

Transformación Isocora o isométrica: Es la que se realiza a volumen constante.

Transformación Isóbara: Es la que se realiza a presión constante.

Transformación Isoterma: Es la que se realiza a temperatura constante

Transformación Adiabática: Es la que tiene lugar sin intercambio de calor.

3.3 MARCO TEORICO

3.3.1 Ciclo Termodinámico

Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos en los que un sistema parte de una situación inicial y tras aplicar dichos procesos regrese al estado inicial. Como procesos termodinámicos se conoce a la variación de las propiedades termodinámicas del sistema (presión, entropía, volumen, entalpía y temperatura) desde un estado inicial a un estado final.

Al realizar un ciclo completo, la variación de la energía interna debe ser nula por lo tanto el calor transferido por el sistema debe de ser igual al trabajo realizado por el sistema (como dicta la primera ley de la termodinámica). Lo importante es que gracias a esta propiedad se puede obtener trabajo de un sistema mediante un aporte calorífico. Si el rendimiento fuese perfecto todo el calor que se suministra se podría transformar en calor, pero esto no es así ya que hay pérdidas de calor.

3.3.2 Ciclo Diesel.

El ciclo de diesel es un motor de encendido por compresión. El combustible atomizado se inyecta en el cilindro en p2 (alta presión) cuando la compresión se completa, y hay encendido sin una chispa. En la figura se muestra un ciclo idealizado de motor diesel.

Diagrama p-v.- Ciclo ideal Diesel (Motor diesel de aire estándar)

El ciclo diesel es el ciclo ideal para motores de encendido por compresión. La bujía es sustituida por un inyector de combustible en los motores diesel. En este motor se asume que la adición de calor se produce durante un proceso a presión constante que se inicia con el pistón en el punto muerto superior.

El ciclo de aire estándar diesel consiste de la siguiente secuencia de procesos internos reversibles:

1. Compresión isentrópica.

2. Adición de calor a presión constante.

3. Expansión isentrópica.

4. Rechazo de calor de volumen constante.

3.3.3 MOTOR DIESEL.

Descripción

El motor diesel es un motor que tiene la misma estructura y ciclo básico que un motor de gasolina. La diferencia principal entre un motor diesel y un motor de gasolina es el combustible que se utiliza y el método de encendido para la combustión del combustible.

Funcionamiento

Los motores diesel utilizan el calor de la compresión para encender la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. Este tipo de encendido se logra mediante el uso de alta presión en la compresión y de combustible diesel inyectado en el interior de la cámara de combustión a una presión muy alta. La combinación de combustible diesel y la alta compresión producen el encendido espontáneo para iniciar el ciclo de combustión.

Bloque del motor o monoblock

Los bloques de cilindros de los motores diesel y de gasolina parecen ser muy similares entre sí, pero existen algunas diferencias en la construcción. Las paredes de los cilindros son más gruesas que las paredes en un motor de gasolina de tamaño similar. Los motores diesel tienen estructuras más pesadas y gruesas con el fin de tener un mayor soporte del cigüeñal.

Cigüeñal

Los cigüeñales utilizados en los motores diesel son de construcción similar a los de los motores de gasolina con dos diferencias:

Los cigüeñales diesel generalmente son fabricados mediante el forjado en lugar de fundido. El forjado hace al cigüeñal más fuerte.

Los muñones de los cigüeñales diesel generalmente son más grandes que los muñones en los cigüeñales de los motores de gasolina. Los muñones de mayor tamaño le permiten al cigüeñal soportar esfuerzos más grandes.

Bielas

Las bielas que se utilizan en los motores diesel generalmente se fabrican de acero forjado. Las bielas utilizadas en los motores diesel difieren de las bielas utilizadas en los motores de gasolina en que las tapas están fracturadas para lograr una sola pieza

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