Editorial: KND
Instituto diversificado por cooperativa IDC Coatepeque, Quetzaltenango Catedrática: Sandra Ralda Curso: computación Grado: 5to Carrera: mecánica Secciones: “A” & “B”
Tema: motores gasolina y diésel
Integrantes: Yocer Said Castro López Walter Leonel Hernández Cuellar Hardy Manfredo Juárez Carreto Juan Carlos Gonzales Rosales Mynor Giovanni ajpop Pérez Jovi Antonio Vázquez morales
Índice: Construcción del automóvil Motor Motor de gasolina Carburación Encendido Motor diésel Lubricación y refrigeración Equipo eléctrico Embrague Caja de cambios Diferencial Suspensión, dirección y frenos Tendencias actuales Nuevos tipos de motores
INTRODUCCIÓN Automóvil, cualquier vehículo mecánico autopropulsado diseñado para su uso en carreteras. El término se utiliza en un sentido más restringido para referirse a un vehículo de ese tipo con cuatro ruedas y pensado para transportar menos de ocho personas. Los vehículos para un mayor número de pasajeros se denominan autobuses o autocares, y los dedicados al transporte de mercancías se conocen como camiones.
Motor El motor proporciona energía mecánica para mover el automóvil. La mayoría de los automóviles utiliza motores de explosión de pistones, aunque a principios de la década de 1970 fueron muy frecuentes los motores rotativos o rotatorios. Los motores de explosión de pistones pueden ser de gasolina o diésel. Motor de gasolina Los motores de gasolina pueden ser de dos o cuatro tiempos. Los primeros se utilizan sobre todo en motocicletas ligeras, y apenas se han usado en automóviles. En el motor de cuatro tiempos, en cada ciclo se producen cuatro movimientos de pistón (tiempos), llamados de admisión, de compresión, de explosión o fuerza y de escape o expulsión. En el tiempo de admisión, el pistón absorbe la mezcla de gasolina y aire que entra por la válvula de admisión. En la compresión, las válvulas están cerradas y el pistón se mueve hacia arriba comprimiendo la mezcla. En el tiempo de explosión, la bujía inflama los gases, cuya rápida combustión impulsa el pistón hacia abajo. En el tiempo de escape, el pistón se desplaza hacia arriba evacuando los gases de la combustión a través de la válvula de escape abierta. El movimiento alternativo de los pistones se convierte en giratorio mediante las bielas y el cigüeñal, que a su vez transmite el movimiento al volante del motor, un disco pesado cuya inercia arrastra al pistón en todos los tiempos, salvo en el de explosión, en el que sucede lo contrario. El cigüeñal está conectado mediante engranajes u otros sistemas al llamado árbol de levas, que abre y cierra las válvulas de cada cilindro en el momento oportuno. Carburación En el carburador se mezcla aire con gasolina pulverizada. La bomba de gasolina impulsa el combustible desde el depósito hasta el carburador, donde se pulveriza mediante un difusor. El pedal del
acelerador controla la cantidad de mezcla que pasa a los cilindros, mientras que los diversos dispositivos del carburador regulan automáticamente la riqueza de la mezcla, esto es, la proporción de gasolina con respecto al aire. La conducción a velocidad constante por una carretera plana, por ejemplo, exige una mezcla menos rica en gasolina que la necesaria para subir una cuesta, acelerar o arrancar el motor en tiempo frío. Cuando se necesita una mezcla extremadamente rica, una válvula conocida como estrangulador o ahogador reduce drásticamente la entrada de aire, lo que permite que entren en el cilindro grandes cantidades de gasolina no pulverizada. Encendido La mezcla de aire y gasolina vaporizada que entra en el cilindro desde el carburador es comprimida por el primer movimiento hacia arriba del pistón. Esta operación calienta la mezcla, y tanto el aumento de temperatura como la presión elevada favorecen el encendido y la combustión rápida. La ignición se consigue haciendo saltar una chispa entre los dos electrodos de una bujía que atraviesa las paredes del cilindro. Motor diésel Los motores diesel siguen el mismo ciclo de cuatro tiempos explicado en el motor de gasolina, aunque presentan notables diferencias con respecto a éste. En el tiempo de admisión, el motor diesel aspira aire puro, sin mezcla de combustible. En el tiempo de compresión, el aire se comprime mucho más que en el motor de gasolina, con lo que alcanza una temperatura extraordinariamente alta. En el tiempo de explosión no se hace saltar ninguna chispa —los motores diesel carecen de bujías de encendido—, sino que se inyecta el gasoil o gasóleo en el cilindro, donde se inflama instantáneamente al contacto con el aire caliente. Los motores de gasoil no tienen carburador; el acelerador regula la cantidad de gasoil que la bomba de inyección envía a los cilindros.
Los motores diesel son más eficientes y consumen menos combustible que los de gasolina. No obstante, en un principio se utilizaban sólo en camiones debido a su gran peso y a su elevado costo. Lubricación y refrigeración Los motores necesitan ser lubricados para disminuir el rozamiento o desgaste entre las piezas móviles. El aceite, situado en el cráter, o tapa inferior del motor, salpica directamente las piezas o es impulsado por una bomba a los diferentes puntos. Además, los motores también necesitan refrigeración. En el momento de la explosión, la temperatura del cilindro es mucho mayor que el punto de fusión del hierro. Si no se refrigeraran, se calentarían tanto que los pistones se bloquearían. Por este motivo los cilindros están dotados de camisas por las que se hace circular agua mediante una bomba impulsada por el cigüeñal. En invierno, el agua suele mezclarse con un anticongelante adecuado, como etanol, metanol o etilenglicol. Para que el agua no hierva, el sistema de refrigeración está dotado de un radiador que tiene diversas formas, pero siempre cumple la misma función: permitir que el agua pase por una gran superficie de tubos que son refrigerados por el aire de la atmósfera con ayuda de un ventilador. Equipo eléctrico El equipo eléctrico del automóvil comprende —además del sistema de encendido en el caso de los motores de gasolina— la batería, el alternador, el motor de arranque, el sistema de luces y otros sistemas auxiliares como limpiaparabrisas o aire acondicionado, además del cableado o arnés correspondiente. La batería almacena energía para alimentar los diferentes sistemas eléctricos. Cuando el motor está en marcha, el alternador, movido por el cigüeñal, mantiene el nivel de carga de la batería. A diferencia de un motor de vapor, un motor de gasolina o diesel debe empezar a girar antes de que pueda producirse la explosión. En los primeros automóviles había que arrancar el motor haciéndolo girar
manualmente con una manivela. En la actualidad se usa un motor de arranque eléctrico que recibe corriente de la batería: cuando se activa la llave de contacto, el motor de arranque genera una potencia muy elevada durante periodos de tiempo muy cortos. Embrague Todos los automóviles tienen algún tipo de embrague. En los automóviles europeos suele accionarse mediante un pedal, mientras que en los estadounidenses suele ser automático o semiautomático. Los dos sistemas principales son el embrague de fricción y el embrague hidráulico; el primero, que depende de un contacto directo entre el motor y la transmisión, está formado por el volante del motor, un plato conductor que gira junto a éste y un disco conducido situado entre ambos que está unido al eje primario o flecha de mando de la caja de cambios. Cuando el motor está embragado, el plato conductor presiona el disco conducido contra el volante, con lo que el movimiento se transmite a la caja de cambios. Al pisar el pedal del embrague, el volante del motor deja de estar unido al disco conducido. El embrague hidráulico puede usarse de forma independiente o con el embrague de fricción. En este sistema, la potencia se transmite a través de un fluido aceitoso, sin que entren en contacto partes sólidas. En el embrague hidráulico, un disco de paletas (o impulsor) que está conectado con el volante del motor agita el aceite con suficiente fuerza para hacer girar otro disco similar (rotor) conectado a la transmisión. Caja de cambios Los motores desarrollan su máxima potencia a un número determinado de revoluciones. Si el cigüeñal estuviera unido directamente a las ruedas, provocaría que sólo pudiera circularse de forma eficiente a una velocidad determinada. Para solventar este problema se utiliza el cambio de marchas, que es un sistema que modifica las relaciones de velocidad y potencia entre el motor y las ruedas motrices. En los automóviles europeos, el sistema más usado es la caja de cambios convencional, de engranajes desplazables. En
los automóviles americanos se utilizan mucho más los sistemas Hydra-Matic y los convertidores de par o torsión. Una caja de cambios convencional proporciona cuatro o cinco marchas hacia delante y una marcha atrás. Está formada esencialmente por dos ejes dotados de piñones fijos y desplazables de diferentes tamaños. El eje primario, conectado al motor a través del embrague, impulsa el eje intermedio, uno de cuyos piñones fijos engrana con el piñón desplazable del secundario correspondiente a la marcha seleccionada (salvo si la palanca está en punto muerto: en ese caso el eje secundario no está conectado con el intermedio). Para la marcha atrás hace falta un piñón adicional para cambiar el sentido de giro del eje secundario. En la marcha más alta, el eje primario queda unido directamente al secundario, girando a la misma velocidad. En las marchas más bajas y en la marcha atrás, el eje secundario gira más despacio que el primario. Cuando el eje secundario gira más rápido que el primario, se habla de overdrive o supe marcha, que permite aumentar la velocidad del automóvil sin que el motor exceda del número normal de revoluciones. Diferencial Cuando el automóvil realiza un giro, las ruedas situadas en el lado interior de la curva realizan un recorrido menor que las del lado opuesto. En el caso de las ruedas motrices, si ambas estuvieran unidas a la transmisión directamente darían el mismo número de vueltas, por lo que la rueda externa patinaría; para evitarlo se utiliza un mecanismo llamado diferencial, que permite que una de las ruedas recorra más espacio que la otra. En el caso de los vehículos con tracción en las cuatro ruedas se utilizan dos diferenciales, uno para las ruedas delanteras y otro para las traseras. Suspensión, dirección y frenos La suspensión del automóvil está formada por las ballestas, horquillas rótulas, muelles y amortiguadores, estabilizadores, ruedas y neumáticos. El bastidor del automóvil se puede considerar el cuerpo integrador de la suspensión. Está fijado a los brazos de los ejes
mediante ballestas o amortiguadores. En los automóviles modernos, las ruedas delanteras (y muchas veces las traseras) están dotadas de suspensión independiente, con lo que cada rueda puede cambiar de plano sin afectar directamente a la otra. Los estabilizadores son unas barras de acero elástico unidas a los amortiguadores para disminuir el balanceo de la carrocería y mejorar la estabilidad del vehículo. La dirección se controla mediante un volante montado en una columna inclinada y unido a las ruedas delanteras por diferentes mecanismos. La servodirección, empleada en algunos automóviles, sobre todo los más grandes, es un mecanismo hidráulico que reduce el esfuerzo necesario para mover el volante. Un automóvil tiene generalmente dos tipos de frenos: el freno de mano, o de emergencia, y el freno de pie o pedal. El freno de emergencia suele actuar sólo sobre las ruedas traseras o sobre el árbol de transmisión. El freno de pie de los automóviles modernos siempre actúa sobre las cuatro ruedas. Los frenos pueden ser de tambor o de disco; en los primeros, una tira convexa de amianto (asbesto) o material similar se fuerza contra el interior de un tambor de acero unido a la rueda; en los segundos, se aprietan unas pastillas (balatas) contra un disco metálico unido a la rueda. TENDENCIAS ACTUALES A finales del siglo XX, los automóviles se enfrentan a dos desafíos fundamentales: por un lado, aumentar la seguridad de los ocupantes para reducir así el número de víctimas de los accidentes de tráfico, ya que en los países industrializados constituyen una de las primeras causas de mortalidad en la población no anciana; por otro lado, aumentar su eficiencia para reducir el consumo de recursos y la contaminación atmosférica, de la que son uno de los principales causantes. En el primer apartado, además de mejorar la protección ofrecida por las carrocerías, se han desarrollado diversos mecanismos de seguridad, como el sistema antibloqueo de frenos (ABS) o las bolsas de aire (airbag). En cuanto al segundo aspecto, la escasez de petróleo
y el aumento de los precios del combustible en la década de 1970 alentaron en su día a los ingenieros mecánicos a desarrollar nuevas tecnologías para reducir el consumo de los motores convencionales (por ejemplo, controlando la mezcla aire-combustible mediante microprocesadores o reduciendo el peso de los vehículos) y a acelerar los trabajos en motores alternativos. Para reducir la dependencia del petróleo se ha intentado utilizar combustibles renovables: en algunos países se emplean hidrocarburos de origen vegetal (véase gasohol), y también se ha planteado el uso de hidrógeno, que se obtendría a partir del aire usando, por ejemplo, la energía solar. El hidrógeno es un combustible muy limpio, ya que su combustión produce exclusivamente agua. Nuevos tipos de motores Entre las alternativas a los motores de explosión convencionales, los motores eléctricos parecen ser los más prometedores. El motor de turbina continúa sin resultar práctico a escala comercial por sus elevados costes de fabricación y otros problemas, y el motor de vapor demostró ser poco práctico. Los importantes avances en la tecnología de baterías han permitido fabricar automóviles eléctricos capaces de desarrollar velocidades superiores a los 100 km/h con una gran autonomía. Este tipo de vehículos es extremadamente limpio y silencioso, y resulta ideal para el tráfico urbano.
Motor Definición genérica de motor: Aparato que transforma en trabajo mecánico cualquier otra forma de energía.
Nociones sobre el motor: Para empezar, definamos lo que la mayoría de la gente entiende por automóvil. El significado estricto de la palabra, quiere decir "que se mueve por sí mismo, sin intervención externa." Pero por ejemplo, para Ley de Seguridad Vial Española en el anexo de definiciones, un automóvil tiene, además, otras características, como la que excluye de esta categoría a los vehículos especiales. Personalmente, me quedo con la primera definición. Entrando en materia, decir que de entre las diferentes clases de motores que existen, nos ocuparemos de los térmicos y dentro de éstos, de los de dos y cuatro tiempos que utilizan como combustible gas-olina (motores de explosión) o gas-oil (motores de combustión). Estos motores basan su funcionamiento en la expansión, repentina, de una mezcla de combustible y aire en un recinto reducido y cerrado. Esta expansión, puede ser explosión o combustión según se trate de un motor de gas-olina o diesel. Para que se logre, debe mezclarse el carburante con aire, antes de entrar en los cilindros en los motores de gas-olina o una vez dentro en los de gas-oil, en una proporción, aproximada, de 10.000 litros de aire por 1 de carburante. En la combustión, la mezcla, arde progresivamente, mientras que en la explosión, lo hace, muy rápido. Los gases procedentes de la combustión, al ocupar mayor volumen que la mezcla, producen una fuerza que actúa directamente sobre la cabeza del pistón y hace que ésta se mueva, véase figura 1.
Este movimiento producido es recogido por la biela, que está unida al pistón por su pie de biela y a éste, por medio de un bulón. En la unión de la biela y el pistón, para atenuar el rozamiento, se interponen unos casquillos. La biela se une por la cabeza de biela al cigüeñal, que es un eje de material resistente y con tantos codos como cilindros tenga el motor. Acaba el cigüeñal en una rueda o volante pesado (contrapeso) con el objeto, de que acabado el tiempo de la explosión, no pierda sentido de giro, venciendo los puntos muertos hasta que se produzca una nueva explosión. Todos estos elementos van encerrados en un bloque que por su parte inferior se cierra con una bandeja, llamada cárter. Del bloque asoman los extremos del cigüeñal al que sirve de apoyo, este punto, recibe el nombre de bancada, para que el cigüeñal no se deforme por efecto de las explosiones, se intercala otra bancada.
Esquema de los elementos del motor:
Cilindro, pistón, cilindrada, calibre y carrera La explosión debe producirse en un punto adecuado del recorrido del pistón, para que la onda expansiva se aproveche al máximo. La explosión tiene lugar en el cilindro, en el que se desliza un émbolo o pistón que tiene forma de vaso invertido. Sobre su superficie superior actúa la presión de la onda expansiva producida por la explosión. El pistón ajusta dentro del cilindro con holgura de forma que minimice el rozamiento, pero esto produciría la fuga de gases, para evitarla, en unas hendiduras D de la falda E del pistón (figura 2), se instalan unos
semi anillos flexibles (acerados) denominados segmentos. Hay dos tipos de segmentos, a saber: de compresión A y B y de engrase C (al primer segmento de compresión A, se suele denominar de fuego). Se suelen colocar dos o tres de compresión y uno o dos de engrase.
El pistón se desplaza en el interior del cilindro desde su punto muerto superior (P.M.S.), que es el más elevado que alcanza, al punto muerto inferior (P.M.I.) que es el más bajo de su recorrido. A esa distancia, se denomina carrera. Al diámetro, interior, del cilindro se denomina calibre. Estos datos, se expresan en milímetros. Entendemos por cilindrada, el volumen comprendido entre el PMS y el PMI, es decir, el volumen de la parte del cilindro que comprende la carrera. Si un motor tiene varios cilindros, la cilindrada total de éste será la suma de las cilindradas de todos los cilindros. La cilindrada de un motor, se expresa en centímetros cúbicos (c.c.) o litros y se halla:
Al alojamiento del conjunto de cilindros de un motor, se denomina bloque de cilindros. Los motores, generalmente, se clasifican tanto por el número de cilindros que montan, como por el sistema en que están dispuestos. Los principales, son: Motores de 4, 6 u 8 cilindros en linea. Motores de 6, 8 ó 12 cilindros en V. - Motores de 2 ó 4 cilindros horizontales opuestos. En el caso de los cilindros en V, dos cabezas de biela irán alojadas en cada code del cigüeñal. A la capacidad de esfuerzo de un motor, se denomina potencia al freno, se mide en caballos de vapor (C.V.) y se determina aplicando un freno denamométrico al volante motor. No debemos confundir la potencia al freno con la "potencia fiscal". Esta última se obtiene por una formula, que no tiene nada que ver con la mecánica, y su finalidad es unicamente fiscal.
Camara de compresión: Cada cilindro que cerrado, herméticamente, en su parte superior para que al producirse la explosión el pistón reciba toda la fuerza. La pieza que cierra los cilindros se denomina culata y al ajustarla, debe quedar una pequeña cabidad entre ésta y el PMS, llamada cámara de compresión, comparando su medida con la de todo el cilindro, nos dá la relación de compresión del motor.
La relación de compresión es un número abstracto, pero es fundamental para comprender algunas circunstancias, como el tipo de
gas-olina a utilizar. Es normal que los motores de gas-oil, tengan una relación de compresión más elevada. Obtendremos la relación de compresión con la formula siguiente:
Siendo "V" la cilindrada y "v" el volumen de la cámara de compresión, si tomamos V+v = V', el resultado de la formula anterior se expresará como Así, podemos deceir que la relción de compresión en un motor de explosión, suele ser, de 7:1 ó 10:1. Tiempos del motor El ciclo de combustión es el conjunto de operaciones que se realizan en un cilindro desdes que entra la mezcla carburada hasta que son espulsados los gases. Cuando el ciclo se realiza en cuatro etapas, se dice que el motor es de cuatro tiempos: Admisión, Compresión, Explosión y Escape. Primer tiempo: Admisión El pistón comienza un movimiento, descendente, entre el PMS y el PMI. El cigüeñal da media vuelta mientras que el pistón, al estar cerrada la válvula de escape y abierta la de admisión, subciona la mezcla carburada llenando, con ella, el cilindro.
Tiempos del motor Segundo tiempo: Compresión El pistón retorna del PMI al PMS, permaneciendo las dos válvulas cerradas, comprime, progresivamente, la mezcla carburada, dando el cigüeñal otra media vuelta.
Tiempos del motor Tercer tiempo: Explosión Una vez terminada la compresión salta la chispa de la bujía en el centro de la mezcla, que ha sido fuertemente comprimida, lo que hace
que el pistón sea despedido con fuerza a su PMI, dando el cigüeñal otra media vuelta. Este tiempo de denomina de explosión o combustión, y las dos válvulas deben permanecer cerradas.
Tiempos del motor Cuarto tiempo: Escape El pistón vuelve a subir a su PMS y en su camino liempia el cilindro de los gases resultantes del tiempo anterior, dado que la válvula de admisión permanece cerrada y la de expulsión abierta. El cigüeñal da otra media vuelta, cerrando el ciclo.
Tiempos del motor
Este es el ciclo de cuatro tiempos, en el que por cada explosión, de un mismo cilindro, el cugüeñal da dos vueltas completas, perdiendo gran parte de la fuerza entre explosión y explosión. Si combinamos cuatro cilindros de tal forma que por cada media vuelta haya una explosión, minimizaremos la perdida de fuerza. RESUMIENDO
REGLAJES DEL MOTOR Notese en las figuras 2, 3, 4 y 5, que la posición tando del pistón como de la biela, parece no corresponder con el tiempo que pretende representar. Esto es debido a que corresponden a los tiempos del ciclo practico y no al ciclo teorico que se describe. En teoria, los un tiempo empieza donde termina el anterio, pero si esto fuera realmente así, la potencia del motor se vería muy menguada. Para aprobechar toda la potencia, es necesario solapar los tiempos de manera que antes de que acabe uno ya haya empezado el siguiente. Para conseguir este solapamiento nos serviremos de los reglajes del motor. Un reglaje de motor de admisión, explosión y escape.
afecta
a
los
tiempos
Reglaje de admisión Consiste en adelantar la apertura de la válvula de admisión y retrasar su cierre, también se denomina avance. Por tanto, la válvula de admisión se abrirá antes de que el pistón llegue a su PMS y se cerrarán después de que haya pasado por su PMI. Con este reglaje, conseguimos un mejor llenado del cilindro con la mezcla carburad Reglaje de explosión o encendido Este consiste en adelantar el instante en el que salta la chispa de la bujía, es decir, que se efectuará el encendido antes de que el pistón llege al PMS. El porqué del avance de encendido, es muy simple, sabemos que aún siendo la combustión de la mezcla muy rápida, no es instantanea por tanto si la chispa saltara cuando el pistón se encuentra en su PMS, la combustión no sería completa antes de que éste empezara a descender. Pero si lo sería si la combustión empezara antes de llegar a su PMS siendo, en este caso, mayor la fuerza con que el pistón es empujado y mejor, también, el aprobechamiento del combustible. El avance de encenddo se mide en grados del volante motor. Así, si decimos que el avance es de 15º, queremos decir que al volante le faltan 15º para que el pistón llegue al PMS. Reglaje de escape Su finalidad es la de conseguir un mejor baciado del cilindro de los gases. Para lo cual debe abrirse la válvula de escape momentos antes de que el pistón llegue al PMI y se cierre un poco después de haber pasa del PMS, coincidiendo con la apertura de la válvula de admisión. Por tanto, el reglaje de escape tiene dos objetivos: primero, avanzar la apertura de la válvula de escape, operación que se denomina avance de la apertura del escape (A.A.I.), y segundo, retrasar el cierre de la
mencionada válvula, del escape (R.C.E.).
que
se
denomina retraso
del
cierre
ORDEN DE EXPLOSIONES Por orden de explosiones se entiende la sucesión de encendidos en los distintos cilindros del motor. Se por una serie de números que señalan el orden. Cada número determina el ordinal del cilindro, empezando por el lado opuesto al del volante. El orden de explosión más usado es 1-3-4-2, pudiendose variar éste, siempre y cuando también variemos la disposición de los codos del cigüeñal.
MOTOR DE DOSTIEMPOS
En estos motores la cuatro operaciones de que se compone el ciclo del motor de cuatrotiempos se realizan en, sólo, dos carreras del pistón, existiendo una explosión por cada vuelta del cigüeñal. No tienen válvulas sino que van provistos de tres ventanas o lumbreras. La primera es la de escape y está situada frente a la de admisión de mezcla. Hay una tercera lumbrera, por la que entra la mezcla al carter desde el que pasa al cilindro. Al igual que en el motor de cuatro tiempos, en el de dos también hay segmentos de compresión, pero no de engrase dado que éste se efectúa directamente por el aceite que porta la mezcla carburada y que mantiene una proporción, aproximada, de medio litro de aceite por diez de gasolina.
Automóvil Para el automóvil con al menos cuatro ruedas y no más de nueve plazas destinado al transporte de personas, véase Automóvil de turismo.
Automóviles históricos. El término automóvil (del griego αὐτο "uno mismo", y del latín mobĭlis "que se mueve") se utiliza por antonomasia para referirse a losautomóviles de turismo.1 En una definición más genérica se refiere a un vehículo autopropulsado destinado al transporte de personas o mercancías sin necesidad de carriles.1 Existen diferentes tipos de automóviles, como camiones, autobuses,2 furgonetas,3 motocicletas,4motocarros o cuatriciclos. Historia del automóvil El primer automóvil con motor de combustión interna se atribuye a Karl Friedrich Benz en la ciudad de Mannheim en 1886 con el modelo Benz Wheeler (rodante en inglés) o "Motorwagen".5 Poco después, otros pioneros como Gottlieb Daimler y Wilhelm Maybach presentaron sus modelos. El primer viaje largo en un automóvil lo realizó Bertha Benz en 1888 al ir de Mannheim a Pforzheim, ciudades separadas entre sí por unos 105 km.6 Cabe destacar que fue un hito en la automovilística antigua, dado que un automóvil de esta época tenía como velocidad máxima unos 20 km/h, gastaba muchísimo más combustible de lo que gasta ahora un vehículo a esa misma velocidad y lagasolina se compraba en farmacias, donde no estaba disponible en grandes cantidades.[cita requerida] El 8 de octubre de 1908, Henry Ford comenzó a producir automóviles en una cadena de montaje con el Ford modelo T, lo que le permitió
alcanzar cifras de fabricación hasta entonces impensables. Ford aprovechó el empuje de la Revolución industrial y comenzó a fabricar elModelo T, en serie, esto era algo nunca antes visto ya que previamente todos los automóviles se fabrican a mano, con un proceso artesanal que requería de mucho tiempo. La línea de ensamble de Ford le permitió fabricar los Modelo T durante casi veinte años, en los cuales produjo quince millones de ejemplares. Órganos principales en vehículos automóviles Estructura (Carrocería, Chasis, Bastidor) Neumático Llanta Volante de dirección Motor (Grupo motopropulsor: motor, embrague, caja de cambios) Palanca de cambios Transmisión Frenos Dirección Suspensión Sistemas auxiliares de seguridad y confort Orden de masa en vehículos automóviles Tara: masa del vehículo con su dotación completa de agua, combustible, lubricante, repuestos y accesórios, sin pasajeros ni carga. Masa en orden de marcha: tara+conductor de 75 kg (para autobuses y autocares +acompañante de 75kg). Masa en carga: masa efectiva del vehículo.
Masa máxima autorizada: M.M.A., la masa máxima permitida para el vehículo en vías públicas. Masa máxima técnicamente admisible: La masa máxima para la utilización del vehículo basada en su construcción según especificaciones del fabricante. Masa remolcable máxima autorizada: masa máxima autorizada en vía pública para un remolque o semi-remolque. Masa por eje: la que gravita sobre el suelo transmitida por la totalidad de las ruedas acopladas a un eje en cada uno de los casos anteriormente descritos. Clasificación de vehículos automóviles Según Reglamento de Homologación nº 13 L:Vehículos de menos de 4 ruedas: L1: Cilindrada menor a 50 c.c. y cuya velocidad es inferior a 50 km/h con 2 ruedas. L2: Cilindrada menor a 50 c.c. y cuya velocidad es inferior a 50 km/h con 3 ruedas. L3: Cilindrada mayor a 50 c.c. y cuya velocidad es mayor a 50 km/h con 2 ruedas. L4: Cilindrada mayor a 50 c.c. y cuya velocidad es superior a 50 km/h con 3 ruedas asimétricas. L5: Masa máxima autorizada (M.M.A.) menor a 1000 kg y cilindrada mayor a 50 km/h con tres ruedas asimétricas. M: Vehículos destinados al transporte de personas: M: Vehículos de 4 o 3 ruedas cuya M.M.A. sea inferior a 1000 kg. M1: Vehículos con una capacidad igual o inferior a 9 plazas.
M2: Vehículos con una capacidad mayor a 9 plazas y una M.M.A. inferior a 5000 kg. M3: Vehículos con una capacidad mayor a 9 plazas y una M.M.A. superior a 5000 kg N: Vehículos destinados al transporte de mercancías: N: Vehículos de 4 o 3 ruedas cuya M.M.A. sea inferior a 1000 kg. N1: Vehículos cuya M.M.A. sea inferior a 3500 kg. N2: Vehículos cuya M.M.A. sea inferior a 12000 kg. N3: Vehículos cuya M.M.A. sea superior a 12.000 kg. O: Remolques y semirremolques: O1: Remolques y semirremolques cuya M.M.A. sea inferior a 750 kg. O2: Remolques y semirremolques cuya M.M.A. sea superior a 750 kg. e inferior a 3500 kg. O3: Remolques y semirremolques cuya M.M.A. se superior a 3500 kg e inferior a 10000 kg. O4: Remolques y semirremolques cuya M.M.A. se superior a 10000 kg. Según Directivas CE 77/143, 88/449, 91/328[editar] Categoría 1: Destinados al transporte de personas con más de 9 plazas. Categoría 2: Destinados al transporte de mercancías cuya M.M.A. exceda de 3500 kg. Categoría 3: Remolques o semirremolques cuya M.M.A. exceda de 3500 kg. Categoría 4: Transporte aparato taxímetro o ambulancia.
de
personas
con
Categoría 5: Mínimo 4 ruedas, destinados al transporte de personas con una M.M.A. de hasta 3500 kg. Método de propulsión Los automóviles se propulsan mediante diferentes tipos de motores como son: Motores de vapor: Fueron los primeros motores empleados en máquinas automóviles. Su principio de funcionamiento se basa en quemar un combustible para calentar agua dentro de una caldera (inicialmente fue mediante leña o carbón) por encima del punto de ebullición generando así una elevada presión en su interior. Cuando se alcanza determinado nivel de presión el vapor es conducido, mediante válvulas, a un sistema de cilindros que transforma la energía del vapor en movimiento alternativo, que a su vez es transmitido a las ruedas. El uso más habitual de estos motores fue en los ferrocarriles. Motores de combustión interna: El combustible reacciona con un comburente, normalmente el oxígeno del aire, produciéndose una combustión dentro de los cilindros. Mediante dicha reacción exotérmica, parte de la energía del combustible es liberada en forma de energía térmica que, mediante un proceso termodinámico, se transforma parcialmente en energía mecánica. En automoción, los motores más utilizados son los motores de combustión interna, especialmente los alternativos motores Otto y motores diésel, aunque también se utilizan motores rotativos Wankel o turbinas de reacción. Motor eléctrico: Consumen electricidad que se suele suministrar mediante baterías que admiten varios ciclos de carga y descarga. Durante la descarga, la energía internade los reactivos es transformada parcialmente en energía eléctrica. Este proceso se realiza mediante una reacción electroquímica de reducción-oxidación, dando lugar a laoxidación en el terminal negativo, que actúa como ánodo, y la reducción en el terminal positivo, que actúa como cátodo. La energía eléctrica obtenida es transformada por el motor eléctrico en energía mecánica. Durante la carga, se proporciona
energía eléctrica a la batería para que aumente su energía interna y la reacción reversible de oxidación-reducción se realiza en sentido opuesto al de la descarga, dando lugar a la reducción en el terminal negativo, que actúa de como cátodo y la oxidación en el terminal positivo que actúa como ánodo. Combustibles
Recarga de un automóvil de turismo con gas natural vehicular.
Motor de cuatro tiempos de unvehículo de combustible flexiblebrasileño con un pequeño depósito de reserva de gasolina utilizado para elarranque en frío cuando la temperatura es inferior a 15 °C. Actualmente, los combustibles más utilizados para accionar los motores de los automóviles son algunos productos derivados del petróleoy del gas natural, como la gasolina, el gasóleo, gases licuados del petróleo (butano y propano), gas natural vehicular o gas natural comprimido. Fuera del ámbito de los turismos se utilizan otros combustibles para el accionamiento de vehículos de otros medios de
transporte, como el fueloil en las turbinas del transporte aéreo.
algunos barcos o
el queroseno en
En algunos países también se utilizan biocombustibles como el bioetanol o el biodiésel. Los principales productores de bioetanol sonEstados Unidos y Brasil, seguidos de lejos por la Unión Europea, China y Canadá,7 generalmente a partir de la fermentación del azúcarde productos agrícolas como maíz, caña de azúcar, remolacha o cereales como trigo o cebada. El biodiésel es producido principalmente por la Unión Europea y Estados Unidos,8 en su mayor parte a partir de la esterificación y transesterificación de aceites de plantas oleaginosas, usados o sin usar, como el girasol, la palma o la soja. Existe debate sobre la viabilidad energética de estos combustibles y cuestionamientos por el efecto que tienen al competir con la disponibilidad de tierras para el cultivo de alimentos.9 10 Sin embargo, tanto el impacto sobre el ambiente como el efecto sobre el precio y disponibilidad de los alimentos dependen del tipo de insumo que se utilice para producir el biocombustible.11 12 13 14 En el caso del bioetanol, cuando es producido a partir de maíz se considera que sus impactos son significativos y su eficiencia energética es menor, mientras que la producción de etanol en Brasil a partir de caña de azúcar es considerada sostenible.11 12 15 13 16 No obstante también existe Biodiesel obtenido de aceites vegetales usados y desechados ya para alimentación que no tendrían impacto negativo alguno en el medio ambiente. Véanse también: Gasohol y Vehículo de combustible flexible. Accionamiento eléctrico Aunque hace muchos años que se utilizan los vehículos eléctricos en diferentes ámbitos del sector industrial, ha sido recientemente (por cuestiones políticas) que se han comenzado a producir en serie turismos con motor eléctrico. Si bien la autonomía de estos vehículos es muy limitada debido a la poca carga eléctrica almacenable en
las baterías por unidad de masa, en un futuro esa capacidad podría aumentarse. El nivel de contaminación depende de cómo se genere la electricidad utilizada y de las fuentes de energía primaria que se utilicen (en España, la electricidad se genera aproximadamente en un 33 % de fuente nuclear, 33 % de centrales térmicas y el resto es hidráulica, solar y eólica). La propulsión eléctrica tiene la principal desventaja en su peso, corta autonomía y excesivo tiempo de recarga (debido a las baterías); como ventajas, tienen la variación continua de velocidad, sencillez —no requiere embrague ni caja de engranes— y recuperabilidad de la energía al frenar. Accionamiento híbrido Los híbridos pueden ser vehículos de combustión que mueven un generador para cargar baterías o vehículos con los dos sistemas (de combustión y eléctrico) instalados separadamente. Recientemente se ha comenzado la comercialización de automóviles de turismo híbridos, que poseen un motor eléctrico principal (o uno en cada rueda). Además tienen un motor térmico de pistones o turbina que mueve a un generador eléctrico a bordo, para recargar las baterías mientras se viaja, que funciona cuando las baterías se descargan. Las baterías se recargan con la energía proporcionada por el generador eléctrico movido por el motor térmico o al frenar el automóvil con frenos regenerativos. Los turbogeneradores tienen ventajas de peso, limpieza, bajo mantenimiento y variabilidad de combustibles (en estas épocas de incertidumbre petrolera), ante los motores de pistones. En todo caso siguen siendo vehículos de combustión con la opción eléctrica para desplazamientos cortos. Otros sistemas de propulsión
Esquema de funcionamiento de una pila de combustible. Otra forma de energía para el automóvil es el hidrógeno, que no es una fuente de energía primaria, sino un vector energético, pues para su obtención es necesario consumir energía. La combinación del hidrógeno con el oxígeno deja como único residuo vapor de agua. Hay dos métodos para aprovechar el hidrógeno, uno mediante un motor de combustión interna y otro mediante pilas de combustible, una tecnología actualmente cara y en pleno proceso de desarrollo. El hidrógeno normalmente se obtiene a partir de hidrocarburos mediante el procedimiento de reformado con vapor. Podría obtenerse por medio de electrólisis del agua, pero no suele hacerse pues es un procedimiento que consume más energía de la que después aporta. También existen motores experimentales que funcionan por aire comprimido. El aire debe ser generado previamente con otro motor por lo que no son prácticos. Véase también: Vehículo de combustible alternativo Datos técnicos de un automóvil que figuran en los catálogos comerciales Los establecimientos comerciales que venden automóviles nuevos facilitan a los compradores que se interesan por sus vehículos catálogos comerciales donde figuran datos de cada modelo como los siguientes:17
Motor: Tipo de motor: Motor de combustión interna Motor eléctrico disposición del motor Motor rotativo (en los Mazda RX-7 y Mazda RX-8) Cilindrada, diámetro de cilindro por carrera por número de cilindros. Relación de compresión Potencia máxima. En kW y CV, incluyendo la velocidad de giro del motor (en rpm) a la que se alcanza dicha potencia. Par máximo. En Nm, indicando el régimen del motor cuando se alcanza dicho par. Tipo de sistema de alimentación de combustible, indicando si es de carburador o de inyección directa o indirecta. Tipo de sistema atmosférico.
de
alimentación
de
aire: turboalimentado o
Combustible utilizado Alternador Capacidad de carga en Amperios hora (Ah)
de
la batería.
Habitualmente
se
indica
Capacidad depósito (l) Prestaciones Velocidad máxima (km/h) Tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h (s) Tiempo de aceleración entre dos velocidades en una marcha concreta (s)
Tiempo de aceleración para recorrer 1000 m desde que empieza a moverse (s) Consumos: en ciclo urbano, ciclo extra urbano, ponderado. Suele indicarse en l/100km en Europa y en millas por galón (mpg) en Estados Unidos. Emisiones CO2, en ciclo urbano, ciclo extraurbano y ponderado. Se expresa en g/km. Transmisión: tipo de caja de cambios, número de velocidades, relaciones de reducción, velocidad de circulación a una determinada velocidad del motor en cada marcha. Frenos: tipo (freno de tambor, antiblockiersystem),dimensiones
disco, freno
de
Ruedas: dimensiones de llantas y neumáticos Otros: tipo de Suspensión delantera y trasera, tipo de mecanismo de dirección, radio de giro mínimo. Carrocería Tipo de carrocería Gálibo: longitud, anchura y altura Batalla (distancia entre ejes) y vías delantera y trasera Capacidad del maletero Masas: tara, masa máxima autorizada, masa máxima remolcable (con freno y sin freno en el remolque). Contaminación Cambio climático En Europa se está extendiendo entre los consumidores la tendencia a comprar coches que generen menos contaminación, uno de los mayores problemas actuales en el mundo y estrechamente
relacionado con el cambio climático. Algunas marcas, como Honda o Toyota, Chevrolet, Ford y otras marcas ya están yendo hacia la electrificación del transportecon vehículos híbridos (un motor de gasolina y otro eléctrico). En España, la etiqueta energética ya está disponible también para los coches. Los vehículos clasificados como A y B emiten niveles de CO2 por debajo del umbral de 120 g/km, los vehículos clasificados como G, en cambio, emiten más que el doble.18 La sociedad JATO Dynamics (en), nacida en 1984 y presente en más de 40 países evaluó por marca cuáles son en promedio los que producen los vehículos menos contaminantes. De la investigación FIAT ocupó el primer lugar con 133,7 g/km (gramo de emisión de CO2 por kilómetro recorrido). Le siguen Peugeot con 138,1 g/km, Citroëncon 142,4 g/km, Renault con 142,7 g/km, Toyota con 144,9 g/km y cierra la lista Ford con 147,8 g/km.19 En la actualidad la norma europea sobre emisiones no limita las emisiones de CO2 en automóviles, aunque sí se indica el CO2 que emiten los automóviles en la etiqueta energética y, con la entrada en vigor de la norma Euro V el 1 de septiembre de 2009 y tras un periodo de adaptación que finalizará en 2012,[actualizar] se reducirán los niveles medios de CO2 de cada marca a 130 g/km. Cabe indicar que las emisiones de CO2 (g/km) de un motor térmico son proporcionales al consumo de combustible (l/km), considerando que realizan una combustión completa; siendo la razón de proporcionalidad diferente para cada combustible, en función de su concentración de carbono. Véanse también: Normativa europea sobre emisiones, Óxidos de nitrógeno y Aerosol. Lamentablemente todas estas normas responden más a cuestiones políticas que reales ya que básicamente solo se tiene en cuenta para definir contaminación las emisiones de CO2, CO y poca cosa más. No
se hace ninguna referencia en estas normas a la contaminación del ciclo completo de cada vehículo (toxicidad de materiales etc) o a la que genera el uso de electricidad cuando es generada de forma no renovable (carbón, nuclear, diésel, etc.) en su fuente primaria. Renovación Debido a que los automóviles más modernos son más seguros y menos contaminantes, muchos países ofrecen incentivos fiscales para que los propietarios desechen sus modelos antiguos y compren otros más nuevos. Permitiendo les así obtener un bono económico de compra. Por ejemplo, en España existe el plan REVIVE que incentiva la modernización del parque de vehículos automóviles, para incrementar la seguridad automovilística y la protección del medio ambiente. Dicho programa se aplica a los turismos nuevos de cilindrada inferior a 1,5 litros. Otros programas son el Plan Integral de Automoción compuesto por el Plan de Competitividad, dotado con 800 millones de euros, el Plan VIVE II y la apuesta por el vehículo híbrido eléctrico, con el objetivo de que en 2014 circulen por las carretas españolas un millón de coches eléctricos. Para ello, se propone poner en marcha un programa piloto denominado Proyecto Novele, consistente en la introducción en 2009 y 2010, y dentro de entornos urbanos, de 2.000 vehículos eléctricos que sustituyan a coches de gasolina y gasóleo.20 También, en Latinoamérica, el Gobierno de Ecuador impulsa un proyecto dirigido a renovar el parque de vehículos, siendo opcional para taxis y autobuses de más de 5 años de antigüedad, mientras que es obligatorio para los vehículos de alrededor de 30 años de antigüedad. Se ofrece un bono pagado en parte por el fabricante de automóviles y en parte por el gobierno -mientras más antiguo es el vehículo mayor es dicho bono. Por su parte, desde el 2011, Chile está haciendo una campaña para renovar el parque de autobuses, siendo los de mayor antigüedad, cambiados por buses más modernos. Esta campaña se llama Renueva tu Micro y va dirigida a todos los empresarios que deben jubilar sus antiguas máquinas que superen los
20 años o 1.000.000 de kilómetros. Algo similar ocurrió desde 1990, cuando comenzaron las bases amarillas de Licitación de Recorridos, debiendo renovar las máquinas anteriores a 1980 y con el tiempo se hace con las de esa década hasta la actualidad. Véase también Número de chasis Clasificación de automóviles Anexo: Lista de países por vehículos per cápita Anexo:Países por producción de vehículos de motor Original equipment manufacturer Referencias[editar] ↑ Saltar a:a b «Automóvil», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001). Consultado el 20 de julio de 2009. Volver arriba↑ «Autobús», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001). Consultado el 19 de agosto de 2009. Volver arriba↑ «Furgoneta», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001). Consultado el 19 de agosto de 2009. Volver arriba↑ «motocicleta», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001). Consultado el 19 de agosto de 2009. Volver arriba↑ Automuseum Dr. Carl Benz, Ladenburg/Germany Volver arriba↑ Bertha Benz Memorial Route
Volver arriba↑ Statistics: Annual World Ethanol Production by Country (en inglés). Renewable Fuels Association. Consultado el 22 de junio de 2009. Volver arriba↑ Biocombustibles: una promesa y algunos riesgos, en Informe sobre el desarrollo mundial 2008. Banco Mundial (19-102007). Consultado el 22 de junio de 2009. Volver arriba↑ Timothy Searchinger et al. (29-02-2008). «Use of U.S. Croplands for Biofuels Increases Greenhouse Gases Through Emissions from Land-Use Change» (en Inglés). Revista Science319 (5867): pp. 12381240. doi:10.1126/science.1151861. Originalmente publicado "online" en Science Express del 7 de febrero de 2008. Ver Letters a Science por Wang and Haq. Existen críticas a la investigación que consideran que estos resultados están fundamentados en escenarios que suponen el peor caso. Volver arriba↑ Fargione et al. (29-02-2008). «Land Clearing and the Biofuel Carbon Debt» (en Inglés). Revista Science 319 (5867): pp. 1235-1238. doi:10.1126/science.1152747. Originalmente publicado "online" en Science Express del 7 de febrero de 2008. Estos resultados han sido refutados por considerar que los autores utilizaron el peor escenario posible ↑ Saltar a:a b Donald Mitchell (Julio 2008). «A note on Rising Food Crisis» (en inglés). Banco Mundial. Consultado el 29-07-2008.Policy Research Working Paper No. 4682. Disclaimer: Este trabajo refleja los resultados, interpretación y conclusiones de los autores, y no necesariamente representa la visión del Banco Mundial ↑ Saltar a:a b «Another Inconvenient Truth» (en inglés). Oxfam (28-062008). Consultado el 06-08-2008.Oxfam Briefing Paper 114. ↑ Saltar a:a b (en Inglés) Biofuels in Brazil: Lean, green and not mean. The Economist. 26-06-2008. Consultado el 30-07-2008. Edición impresa de The Economist
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dentro de la propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor. Tipos principales Alternativos. El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo desarrolló, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina, aunque también se lo conoce como motor de ciclo Beau de Rochas debido al inventor francés que lo patentó en 1862. El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo. La turbina de gas. El motor rotatorio. El Ciclo Atkinson. Clasificación de los alternativos según el ciclo[editar] De dos tiempos (2T): efectúan una carrera útil de trabajo en cada giro. De cuatro tiempos (4T): efectúan una carrera útil de trabajo cada dos giros. Existen los diésel y gasolina, tanto en 2T como en 4T. Historia Historia del motor de combustión interna La invención se puede remontar a dos italianos: el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio, y Felice Matteucci, ingeniero hidráulico y mecánico, que ya en 1853 detallaron documentos de operación y construcción y patentes pendientes en varios países europeos como Gran Bretaña, Francia, Italia y Alemania.1
Los primeros prototipos carecían de la fase de compresión; es decir, la fase de succión terminaba prematuramente con el cierre de la válvula de admisión antes de que el pistón llegase a la mitad, lo que provocaba que la chispa que generaba la combustión que empuja la carrera del pistón fuese débil. Como consecuencia el funcionamiento de estos primeros motores era deficiente. Fue la fase de compresión la que dio una eficiencia significativa al motor de combustión interna, que lograría el reemplazo definitivo de los motores a vapor e impulsaría el desarrollo de los automóviles, ya que lograba desarrollar una potencia igual o mayor en dimensiones considerablemente mucho más reducidas. Las primeras aplicaciones prácticas de los motores de combustión interna fueron los motores fuera de borda. Esto fue debido a que el principal impedimento para la aplicación práctica del motor de combustión interna en vehículos terrestres era el hecho de que, a diferencia de la máquina de vapor, no podía comenzar desde parado. Los motores marinos no sufren este problema, ya que las hélices son libres de un significativo momento de inercia. El motor tal como lo conocemos hoy fue desarrollado por el alemán Nikolaus Otto, quien en 1886 patentó el diseño de un motor de combustión interna a cuatro tiempos, basado en los estudios del inventor francés Alphonse Beau de Rochas de 1862, que a su vez se basó en el modelo de combustión interna de Barsanti y Matteucci. [cita requerida] Aplicaciones más comunes Motor SOHC de moto de competición, refrigerado por aire, 1937. Las diferentes variantes de los dos ciclos, tanto en diésel como en gasolina, tienen cada uno su ámbito de aplicación. 2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación. Además de en las cilindradas mínimas de
ciclomotores y scooters (50 cc), sólo motores muy pequeños como motosierras y pequeños grupos electrógenos siguen llevándolo. 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda. 2T diésel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy día, y tracción ferroviaria. En su momento de auge se usó en aviación con cierto éxito. 4T diésel: domina en el transporte terrestre, automóviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviación deportiva. Estructura y funcionamiento Los motores Otto y los diésel tienen los mismos elementos principales: (bloque, cigüeñal, biela, pistón, culata, válvulas) y otros específicos de cada uno, como la bomba inyectorade alta presión en los diésel, o antiguamente el carburador en los Otto. En los 4T es muy frecuente designarlos mediante su tipo de distribución: SV, OHV, SOHC, DOHC. Es una referencia a la disposición del (o los) árbol de levas. Cámara de combustión La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al cilindro. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros, el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con
pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor alternativo puede tener de 1 a 28 cilindros. Carburador SOLEX mono cuerpo. Sistema de alimentación El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. Se llamacarburador al dispositivo que hasta ahora venía siendo utilizado con este fin en los motores Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por completo por motivos medioambientales. Su mayor precisión en la dosificación de combustible inyectado reduce las emisiones de CO2, y asegura una mezcla más estable. En los motores diésel se dosifica el combustible gasoil de manera no proporcional al aire que entra, sino en función del mando de aceleración y el régimen motor (mecanismo de regulación) mediante una bomba inyectora de combustible.
Bomba de inyección de combustible BOSCH para motor diésel. En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se lleva a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. La mayor parte de los motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta fuera del vehículo y amortigua el ruido de los gases producidos en la combustión. Sistema de distribución Válvulas y árbol de levas. Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al
actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal, estando el conjunto coordinado mediante la cadena o la correa de distribución. Ha habido otros diversos sistemas de distribución, entre ellos la distribución por camisa corredera (sleeve-valve).
Cadena de distribución. Encendido Encendido del motor
Tapa del distribuidor.
Los motores necesitan una forma de iniciar la combustión del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de encendido consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto-transformador de alto voltaje al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso eléctrico de alto voltaje en el secundario. Dicho impulso está sincronizado con el tiempo de compresión de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que está en compresión en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables que llevan la descarga de alto voltaje a la bujía. El dispositivo que produce el encendido de la mezcla combustible/aire es la bujía, que, instalada en cada cilindro, dispone de electrodos separados unas décimas de milímetro, el impulso eléctrico produce una chispa en el espacio entre un electrodo y otro, que inflama el combustible; hay bujías con varios electrodos, bujías que usan el proceso de 'descarga de superficie' para producir la chispa, y 'bujías incandescentes ' (Glow-plug). Si la bobina está en mal estado se recalienta; eso produce pérdidas de energía, reduce la chispa de las bujías y causa fallos en el sistema de encendido del automóvil. De los sistemas de generación de electricidad en los motores, las magnetos dan un bajo voltaje a pocas rpm, aumentando el voltaje de la chispa al aumentar las rpm, mientras los sistemas con batería dan una buena chispa a bajas rpm, pero la intensidad de la chispa baja al aumentar las rpm. Refrigeración Refrigeración en motores de combustión interna Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores estacionarios de automóviles y de aviones, y los motores fueraborda, se refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema cuentan en el exterior con un conjunto de láminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se
utiliza refrigeración por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una bomba. El agua se refrigera al pasar por las láminas de un radiador. Es importante que el líquido que se usa para enfriar el motor no sea agua común y corriente porque los motores de combustión trabajan regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento dando lugar a fallas en los empaques y sellos de agua, así como en el radiador; se usa un refrigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino a más alta temperatura, y que tampoco se congela a temperaturas muy bajas. Otra razón por la cual se debe usar un refrigerante es que éste no produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor y del radiador formando una capa aislante que disminuiría la capacidad de enfriamiento del sistema. En los motores navales se utiliza agua del mar para la refrigeración. Sistema de arranque Al contrario que los motores y las turbinas de vapor, los motores de combustión interna no producen un par de fuerzas cuando arrancan (véase Momento de fuerza), lo que implica que debe provocarse el movimiento del cigüeñal para que se pueda iniciar el ciclo. Los motores de automoción utilizan un motor eléctrico (el motor de arranque) conectado al cigüeñal por un embrague automático que se desacopla en cuanto arranca el motor. Por otro lado, algunos motores pequeños se arrancan a mano girando el cigüeñal con una cadena o tirando de una cuerda que se enrolla alrededor del volante del cigüeñal. Otros sistemas de encendido de motores son los iniciadores de inercia, que aceleran el volante manualmente o con un motor eléctrico hasta que tiene la velocidad suficiente como para mover el cigüeñal. Ciertos motores grandes utilizan iniciadores explosivos que, mediante la explosión de un cartucho mueven una turbina acoplada al motor y
proporcionan el oxígeno necesario para alimentar las cámaras de combustión en los primeros movimientos. Los iniciadores de inercia y los explosivos se utilizan sobre todo para arrancar motores de aviones. Tipos de motores
Motor Otto DOHC de 4 tiempos. Motor convencional del tipo Otto[editar] Artículo principal: Ciclo Otto Artículo principal: Motor a gasolina
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 (Figura 1) Tiempo de admisión - El aire y el combustible mezclados entran por la válvula de admisión. Tiempo de compresión - La mezcla aire/combustible es comprimida y encendida mediante la bujía. Tiempo de combustión - El combustible se inflama y el pistón es empujado hacia abajo. Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia fuera a través de la válvula de escape. Motores diésel[editar]
Los cuatro tiempos del diésel 4T; pulsar sobre la imagen. Artículo principal: Motor diésel
Motor diésel 2T, escape y admisión simultáneas. En teoría, el ciclo diésel 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 diésel son
asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tamaño muy grande, ferroviario o marino, 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 diésel 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 diésel 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 el Otto. Por ello es necesaria una mayor robustez, y los motores diésel 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 diésel 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 Artículo principal: Motor de dos tiempos Con un diseño adecuado puede conseguirse que un motor Otto o diésel 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 simple de motor de dos tiempos utiliza, en lugar de válvulas de cabezal, las válvulas deslizantes u orificios (que quedan expuestos al desplazarse el pistón hacia atrás). En los motores de dos tiempos la mezcla de combustible y aire entra en el cilindro a través del orificio de aspiración cuando el pistón está en la posición más alejada del cabezal del cilindro. La primera fase es la compresión, en la que se enciende la carga de mezcla cuando el pistón llega al final de la fase. A continuación, el pistón se desplaza hacia atrás en la fase de explosión, abriendo el orificio de expulsión y permitiendo que los gases salgan de la cámara. Motor de 5 tiempos Hacia 1879 Nicolaus August Otto diseñó y construyó un motor con doble expansión, concepto propuesto por los ingleses Jonathan Hornblower y Artur Woolf en 1781, antes de que Watt llevase a la práctica la máquina de vapor. La primera expansión se hacía en el cilindro donde se realizó la combustión, y una segunda en otro pistón, este a baja presión, con el objetivo de lograr el aprovechamiento de la energía de los gases de escape; incluso se han construido motores
con triple expansión, como el Troy, y el principio se usó en muchos motores marinos. En 1906 la empresa EHV radicada en Connecticut, EEUU, fabricó un motor de combustión interna de tres cilindros y doble expansión que montaron en un automóvil. Al igual que el motor construido por Otto, cuyo comprador lo devolvió, el motor de EHV no demostró en la práctica las ventajas de menor consumo de combustible esperadas. En España hay dos patentes concedidas de motores con un principio similar, una de 1942 a Francisco Jimeno Cataneo (Nº OEPM 0156621) y otra de 1975 a Carlos Ubierna Laciana (Nº OEPM 0433850), en el INTA se construyó un prototipo de motor de aviación con cilindros en estrella y un principio parecido, ideado por el ingeniero J Ortuño García, patentes 0230551 y 0249247 y al que se atribuyó un consumo muy bajo de combustible, está expuesto en el Museo del Aire en Cuatro Vientos, Madrid. El año 2009, la empresa británica ILMOR presentó en una exposición internacional de motores en Stuttgart, un prototipo de motor de 5 tiempos, según una patente concedida en EEUU a Gerhard Schmitz. Para este motor anunciaron un consumo específico de 215 g/kWh, una relación de compresión efectiva de 14'5/1 y un peso inferior en 20% a los motores convencionales equivalentes.2 3 4 Motor Wankel
Motor Wankel.
Artículo principal: Motor Wankel En la década de 1950, el ingeniero alemán Félix Wankel completó el desarrollo de un motor de combustión interna con un diseño revolucionario, actualmente conocido como Motor Wankel. Utiliza un rotor triangular-lobular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro. La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cámara. La rotación del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro. El motor de Wankel es compacto y ligero en comparación con los motores de pistones, por lo que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las décadas de 1970 y 1980. Además, funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata. No requiere mucha refrigeración, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridad en la conducción. No obstante salvo algunos ejemplos prácticos como algunos vehículos Mazda, ha tenido problemas de durabilidad. Motor de carga estratificad Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada, diseñado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de re-circulación de los gases resultantes de la combustión y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura máxima que se alcanza es suficientemente baja como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno, mientras que la temperatura media
es la suficiente para limitar las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos. Véase también Motor de combustión interna alternativo Motor Wankel Motor diésel Motor radial Motor rotativo Calado Bertha Benz Memorial Route Referencias Volver arriba↑ Ver Gallo, Ermanno (2007). El misterio tras los inventos. Ediciones Robinbook. p. 275. ISBN 9788496924215. y también Klooster, John W. (2009). Icons of Invention: The Makers of the Modern World from Gutenberg to Gates (en inglés). ABC-CLIO. p. 221. ISBN 9780313347436. Volver arriba↑ Ricard Miguel Vidal: "El motor de aviación de la "A" a la "Z"". Aeroteca, Barcelona 2008 Volver arriba↑ Takashi Suzuki, Ph D. "The romance of engines". SAE 1997 Volver arriba↑ LJK Setright: "Some unusual engines". Mechanical Engineering Publications Limited. London 1975 L J K Setright: 'Some Unusual Engines', Mechanical Engineering Publications Limited. London, 1975. ISBN 0 85928 208 9 Varios Autores: 'Enciclopedia CEAC del motor y automóvil', Barcelona, 1974. ISBN 84-329-1007-4
Takashi Suzuki, PhD: 'The romance of engines', SAE, 1997. ISBN 156091-911-6 sir Harry Ricardo y J G G Hempson: 'The High-Speed InternalCombustion Engine', Reimpresión el 2004 de la 5ª edición de 1968. Max Bentele: 'Engine revolutions', SAE 1991. ISBN 1-56091-081-X Herschel Smith: 'A History of Aircraft Piston Engines', SunFlower University Press, 1986. ISBN 0-07-058472-9 Bill Ginston: 'Development of Piston Aero Engines', PSL 1999. ISBN 978 1 85260 619 0 Arias-Paz: 'Manual del Automóvil', 'Motocicletas'. Dossat. Bibliografía Motores de combustión interna - Dante Giacosa - Ed. Hoepli Manual de la técnica del automóvil - BOSCH -(ISBN 3-934584-82-9) Internal Combustion Engines. - Dr. R. K. Singal. Katson Books, 2012. ISBN 978-93-5014-214-1 Historia, tipos y piezas del motor Primero, ante todo voy a definir lo que es un motor: un motor es un sistema material que transforma una determinada clase de energía (hidráulica, Química, eléctrica, etc. ) en energía mecánica. Máquina destinada a producir movimiento a expensas de otra fuente de energía. Esta
la historia
y
el
desarrollo
del
motor:
-Los motores hidráulicos son los más antiguos conocidos (Herón de Alejandría, S. I a. J.C.), que utilizaban como fuerza primaria la energía de una masa de agua que cae desde cierta altura, llamada salto. Esta energía se transforma en trabajo útil disponible en el eje de la máquina, que antiguamente era la rueda hidráulica, actualmente la
turbina. El motor nace por la necesidad de trabajos que, bien por duración, intensidad, manejabilidad o mantenimiento, no puede ser realizado por animales.
Se diferencian pricipalmente dos tipos de motor: de gasolina y de diésel.
Motor de gasolina: historia y funcionamiento
La gasolina, la cual se obtiene mediante la destilación fraccionada del petróleo, fue descubierta en 1857. Más adelante, en 1860,Jean Joseph Etienne Lenoir creó el primer motor de combustión interna quemando gas dentro de un cilindro. Pero habría que esperar hasta 1876 para que Nikolaus August Otto construyera el primer motor de gasolina de la historia, de cuatro tiempos, que fue la base para todos los motores posteriores de combustión interna. En 1885 Karl Benz
comienza a utilizar motores de gasolina en sus primeros prototipos de automóviles.
El funcionamiento es el siguiente:
El combustible se inyecta pulverizado y mezclado con el gas (habitualmente aire u oxígeno) dentro de un cilindro. La combustión total de 1 gramo de gasolina se realizaría teóricamente con 14,8 gramos de aire pero como es imposible realizar una mezcla perfectamente homogénea de ambos elementos se suele introducir un 10% más de aire del necesario (relación en peso 1/16), a veces se suele inyectar más o menos combustible, esto lo determina la sonda lambda (o sonda de oxigeno) la cual envía una señal a la ECU. Una vez dentro del cilindro la mezcla es comprimida. Al llegar al punto de máxima compresión (punto muerto superior o P.M.S.) se hace saltar una chispa, producida por una bujía, que genera la explosión del combustible. Los gases encerrados en el cilindro se expanden empujando un pistón que desliza dentro del cilindro (expansión teóricamente adiabática de los gases). La energía liberada en esta explosión es pues transformada en movimiento lineal del pistón, el cual, a través de una biela y el cigüeñal, es convertido en movimiento giratorio. La inercia de este movimiento giratorio hace que el motor no se detenga y que el pistón vuelva a empujar el gas, expulsándolo por la válvula correspondiente, ahora abierta. Por último el pistón retrocede de nuevo permitiendo la entrada de una nueva mezcla combustible.
Motor diésel: historia y funcionamiento
Muchos lo consideraron un motor térmico en rendimiento elevado y menos contaminante. Ideado por Rudolf Diesel, de quien tomo el nombre genérico, este tipo de motor fue diseñado originalmente para fabricar con carbón pulverizado.
El 28 de febrero de 1892, Rudolf Diesel obtuvo la primera patente del motor que le hizo famoso. De hecho, este se diferencia de los de gasolina en un pequeño detalle: no precisa chispa para iniciar la combustión. Diesel, en su búsqueda de un motor de alto rendimiento, tuvo en cuenta que según los principios termodinámicos del físico N.L Sadi Carnot, uno de los padres de la termodinámica, existía la posibilidad de que una mezcla de aire y combustible pudiera explotar simplemente si se comprimía lo suficiente.
Durante años, los motores Diesel tuvieron aplicaciones limitadas a causa de dificultades prácticas.
Eran pesados, ruidosos y producirán grandes vibraciones. Su potencia, además, era muy inferior a la de los motores de gasolina de cilindrada similar. Solo la llegada de nuevas tecnologías, como el turbocompresor o la inyección directa, permitió que se popularizasen entre los automovilistas, hasta el punto de que, en el año 2000, en algunos mercados europeos, los turismos Diesel igualaron y superaron en ventas a los de gasolina. Sin embargo, en Estados Unidos continuaron siendo poco menos que anecdóticos.
Funcionamiento:
El motor Diesel funciona por el principio del autoencendido o autoignición, en el que la mezcla aire-combustible arde por la gran temperatura alcanzada en la cámara de compresión, por lo que no es necesaria la chispa como en los motores de explosión. A continuación se explica el proceso. En cuanto el combustible frio contacta con el aire que se encuentra a gran temperatura, comienza a elevarse su temperatura, formándose vapor alrededor de cada una de las gotas. El aire circundante se enfría y toma calor de la masa de aire comprimido, transmitiéndolo nuevamente a la gota de combustible que vuelve a calentarse hasta alcanzar su temperatura de inflamación. Cuando esto ocurre, comienza la combustión y el calor producido se pasa a toda la masa de aire y combustible restante, produciéndose su inflamación. El tiempo que transcurre entre la entrada de las primeras gotas y el inicio de la combustión se llama retardo a la inflamación, el cual representa el tiempo de giro del cigüeñal que transcurre entre el comienzo de la inyección y la inflamación del combustible.
Durante este periodo se está inyectando combustible de forma contínua.
Este fenómeno produce un picado particular, parecido a la detonación en los motores de gasolina, que aumenta a medida que lo hace el retardo a la inflamación. Para reducir este fenómeno es necesario que la combustión se inicie con el menor intervalo de tiempo respecto a la inyección, por lo que se usa un combustible con un alto grado de cetano asi como una buena pulverización del mismo, con relaciones de compresión elevadas y cámaras de alta turbulencia.
Piezas y partes del motor: Piezas:
Partes de un motor:
Motor diésel
Motor diésel antiguo inyectora en línea
de
automóvil,
seccionado,
con bomba
El motor diésel es un motor térmico que tiene combustión interna alternativo que se produce por el autoencendido del combustible debido a altas temperaturas derivadas de la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel. Se diferencia del motor de gasolina.[¿cuál?]
Bomba inyectora en línea.
Bomba inyectora rotativa. El motor diésel fue inventado en el año 1893, por el ingeniero alemán Rudolf Diesel, empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de motores y vehículos de carga. Rudolf Diesel estudiaba los motores de alto rendimiento térmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores de combustión interna. Su invento le costó muy caro, por culpa de un accidente que le provocó lesiones a él y a sus colaboradores y que casi le costó la vida porque uno de sus motores experimentales explotó. Durante años Diesel trabajó para poder utilizar otros combustibles diferentes a la gasolina, basados en principios de los motores de compresión sin ignición por chispa, cuyos orígenes se remontan a la máquina de vapor y que poseen una mayor prestación. Así fue como a finales del siglo XIX, en el año 1897, MAN produjo el primer motor conforme los estudios de Rudolf Diesel, encontrando para su funcionamiento, un combustible poco volátil, que por aquellos años era muy utilizado, el aceite liviano, más conocido como fuel oil que se utilizaba para alumbrar las lámparas de la calle. Constitución
El motor diésel de cuatro tiempos está formado básicamente de las mismas piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son: Válvulas Cárter Mientras que los siguientes, son elementos que si bien la mayoría (excepto bujías de pre-calentamiento y toberas)son componentes comunes con los motores de gasolina, pueden ser de diseño y Toberas Bujías de Precalentamiento Principio de funcionamiento
Bomba de inyección diésel deCitroën motor XUD. Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o precámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Ésta es la llamada autoinflamación . La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy
pequeños que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y 900 °C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando elpistón hacia abajo.
Inyector common rail de mando electrohidráulico. Esta expansión, a diferencia del motor de gasolina es adiabática generando un movimiento rectilíneo a través de la carrera del pistón . La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un movimiento de rotación. Para que se produzca la autoinflamación es necesario alcanzar la temperatura de inflamación espontánea del gasóleo. En frío es necesario pre-calentar el gasóleo o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo fluctuando entre los 220 °C y 350 °C, que recibe la denominación de gasóleo o gasoil en inglés. Ventajas y desventajas Comparados con los motores a gasolina, la principal ventaja de los motores diésel es su bajo costo de operación, debido al precio del combustible que necesita para funcionar (DIESEL 2). existe una
creciente demanda del mercado por motores de este tipo, especialmente en el área de turismo, desde la década de 1990, (en muchos países europeos ya supera la mitad), Actualmente en los vehículos pequeños se está utilizando el sistema common-rail . Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejorando las prestaciones del mismo; menor ruido (característico de estos motores) y una menor emisión de gases contaminantes.[cita requerida] Las desventajas iniciales de estos motores (principalmente valor de adquisición, costos de mantenimiento, ruido y menos prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras tecnológicas que se han hecho con el tiempo, en su diseño original sobre todo en inyección electrónica de combustible y mejoras en sistema de alimentación de aire forzado con accesorios como el turbocompresor.El uso de una precámara para los motores de automóviles, se consiguen prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, pero se presenta el inconveniente de incremento del consumo de combustible, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Durante los ultimos años el precio del combustible ha superado a la gasolina común por al aumento de la demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como es el caso detransportistas, agricultores o pescadores. Aplicaciones[editar]
Vista de un motor diésel de dos tiempos marino
Sección de un diésel de dos tiempos, con las válvulas de escape y el compresor mecánico para las lumbreras de admisión Maquinaria agrícola de cuatro tiempos (tractores, cosechadoras) Propulsión ferroviaria 2T Propulsión marina de cuatro tiempos hasta una cierta potencia, a partir de ahí dos tiempos Vehículos de propulsión a oruga Automóviles y camiones (cuatro tiempos) Grupos generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y de emergencia) Accionamiento industrial (bombas, compresores, etc., especialmente de emergencia) Propulsión aérea Véase también Gasóleo Biodiésel
Biocarburantes Ciclo diésel Motor de mezcla pobre Motor Wankel Motor Stirling El Comienzo Un auto es uno de los más complicados objetos que una persona observa durante un día normal. Los autos tienen miles de partes, y todas ellas funcionan en conjunto día a día. Sin embargo, los principios básicos detrás de todos los motores de autos son muy simples y una vez los entienda muchas cosas acerca de los carros tendrán sentido. Comencemos desde lo primero: ¿Porqué tiene un auto? Respuesta: para desplazar su cuerpo y sus cosas de un lugar a otro. Eso es lo que hace un auto. Si fuera a una cabina telefónica, marcara un número y si de alguna forma su cuerpo fuera transmitido a otro lugar (como hacen en viaje a las estrellas en el cuarto de transportación) ¿tendría usted auto? De ninguna manera. Es por esto que en viaje a las estrellas nadie tiene autos. [Lógicamente esto lo lleva a preguntarse porqué el capitán Kirk necesita una nave -¿porqué simplemente todos se quedan en el planeta tierra y se teletransportan a todos esos diferentes lugares instantáneamente en lugar de enredarse con la nave Enterprise? Tal vez el teletransportador sólo puede transportar a cierta distancia...] Así que debe tener un auto hasta que se invente el cuarto de transportación. La siguiente pregunta es: ¿porqué cada auto, motocicleta, podadora y demás son movidos por la gasolina? Porque la gasolina tiene una extremadamente alta densidad de energía, porque es barata (en relación a las alternativas) y porque es fácil y
relativamente seguro utilizarla. En comparación, toma cerca de 1000 libras de ácido de batería almacenar la misma cantidad de energía que un galón (7 libras) de gas. Le tomaría varias horas recargar las baterías pero tardaría cerca de 15 segundos bombear un galón de gas. Es por eso que no hay muchos autos eléctricos, el gas es facilidad. El propósito de un motor de auto a gasolina es, convertir la gasolina en movimiento para que se pueda mover. Actualmente la manera más fácil de crear movimiento con la gasolina es quemarla dentro del motor. Entonces, un motor de auto está generalmente relacionado con una máquina de combustión interna. Hay dos cosas que resaltar:
También existen los motores de combustión externa. Motores a vapor en los viejos trenes y botes son los mejores ejemplos de máquinas de combustión externas. El combustible (carbón, madera, aceite, lo que sea) en una máquina de vapor quema fuera de la máquina para crear vapor y el vapor genera movimiento dentro de la máquina. El resultado en combustión interna es mucho más eficiente (gasta menos combustible por milla) que la combustión externa, además de ello las máquinas de combustión interna son mucho más pequeñas que su equivalente en combustión externa. Esto explica porqué no vemos autos de Ford y GM utilizando motores a vapor. Existen también diferentes tipos de de combustión interna. El motor con turbina de gas es otro de combustión interna. Las turbinas de gas tienen interesantes ventajas y desventajas, pero su principal desventaja ahora mismo es su alto precio de fabricación (son más costosos que los motores de pistón usados en los autos de hoy).
Casi todos los autos de hoy utilizan combustión interna recíproca porque esas máquinas son relativamente eficientes (comparados con máquinas de combustión externa), relativamente baratas (comparadas
a las turbinas de gas) y relativamente fácil de cargar (comparada a un auto eléctrico). Esas ventajas sobresalen para mover un auto. Para entender el motor de un auto debe entender cómo funciona la combustión interna en un motor de pistones.
Combustión Interna Para enteder la idea básica detrás de cómo funciona un motor de combustión interna recíproca, imagine el siguiente aparato. Digamos que se toma un pedazo de tubería de plástico, tal vez de 3 pulgadas de diámetro y 3 pies de largo. Digamos que se coloca una tapa en un extremo. En ese extremo se hizo un pequeño hueco, y a tra véz de él se introdujo algo como una bujía o algo que pueda crear una chispa. Digamos entonces que se rocía un poco de gasolina. Por último colocamos una papa (o algo así) dentro del tubo. Así:
¡No recomiendo que haga esto!, pero digamos que sí. Lo que obtendríamos sería un aparato conocido cumunmente como un "cañon de papas". Lo interesante, y la razón de porqué se tiene en cuenta tal aparato, es que este puede lanzar una papa a una distancia de ¡700 pies (casí 2 campos de football)! El cañon de papas utiliza el pricipio básico de las máquinas de combustión interna: Si se coloca una pequeña cantidad de combustible de alta energía (como la gasolina) en un pequeño, y cerrado espacio y lo enciende, una increible cantidad de energía es despedida en forma de gas expandiéndose. Puede utilizar esa energía para propulsar una papa a 700 pies. Es
este caso la energía es transformada en el movimiento de la papa. Puede utilizarlo también para otros propósitos. Por ejemplo, si pudiera crear un ciclo que le permitiera ejecutar explosiones como esta cientos de veces por minuto, y si pudiera utlizar esa energía de manera eficiente, lo que ha obtenido es la idea del motor de un auto. Casi todos los autos de hoy utilizan lo que es llamado un ciclo de combustión de cuatro tiempos para convertir gasolina a movimiento. El ciclo de cuatro tiempos también es conocido como ciclo de Otto, en honor a Nikolaus Otto quien lo inventó en 1867. El ciclo es ilustrado en la siguiente figura. Estos son:
Succión. Compresión. Encendido. Descarga. Puede observar en la figura que un dispositivo llamado pistón reemplaza a la papa en el cañón. El pistón está conectado a una polea que rota mediante una biela. Mientras se rota, se obtiene el efecto de "resetear el cañón". Así que el pistón comienza otra vez, la válvula de succión se abre y el pistón baja para dejar que el motor tome aire y gasolina mediante un cilindro durante el proceso de succión. Sólo una pequeña gota de gasolina se necesita para ser mezclada con el aire para que funcione. Entonces el pistón se regresa para comprimir esta mezcla de aire/combustible. La compresión hace que la explosión sea más poderosa. Cuando el pistón alcanza el límite superior, se emite una chispa para encender la gasolina. La carga de gasolina en el cilindro explota, haciendo que el cilindro baje. Una vez que el cilindro bajó se abre la válvula de descarga y se deja que esta deje el cilindro
para ir al tubo de escape. Ahora la máquina está lista para el siguiente ciclo, así que succiona otra carga de gas y... Note que el movimiento que viene de una combustión interna es rotacional, mientras que el movimiento que obtuvo la papa es lineal. En una máquina el movimiento lineal es convertido a rotacional por la polea. El movimiento rotatorio es conveniente porque deseamos rotar las ruedas del auto como sea. Hasta ahora el concepto ha sido muy simple. Ahora veamos todas las partes que trabajan juntas para hacer esta operación.
Partes de un Motor La figura de la izquierda indica todas las partes en un motor de 4 ciclos simple. He aquí una simple descripción de cada una, además de un vocabulario que le ayudará a entender de qué se habla cuando de autos se trata.
Cilindro: el pistón se mueve de arriba a abajo dentro del cilindro. El motor descrito aquí tiene un cilindro. Lo que es típico en las máquinas cortadoras de césped, pero los autos tienen más de un cilindro (4, 6 y 8 son los más comunes). En motores multicilindros estos están colocados en una de tres formas: en línea, en V u opuestos, tal como se muestra:
Diferentes configuraciones tienen direfentes efectos, costos de fabricación y características que las hacen más convenientes a algunos vehículos. Productor de chispa: Este provee la chispa que enciende la mezcla de aire/combustible para que pueda ocurrir la combustión. La chispa debe suceder justo en el momento exacto. Válvulas: Las válvulas de succión y descarga se abren en el instante en que la mezcla entra y cuando sale. Note que las válvulas están cerradas durante la compresión y la combustión mientras que la cámara de combustión está sellada. Pistón: un pistón es una pieza de metal cilíndrica que se mueve de arriba a abajo dentro del cilindro. Anillos del Pistón: proveen un sello movible entre los bordes exterior e interior del cilindro. Los anilos sirven para dos propósitos 1) Previenen que la mezcla de aire/combustible en la cámara de combustión se filtre durante la compresión y combustión, y 2) Mantienen al aceite lejos del área de combustión, donde sería quemado. La mayoría de autos "queman aceite" y se les debe añadir un cuarto por cada 1000 millas. Cámara de combustión: esta es el área donde la compresión y la combustion tienen lugar. Mientras el pistón se mueve de arriba a abajo, puede ver que el tamaño de la cámara de combustión cambia. Tiene un volumen máximo y un mínimo. La diferencia entre el máximo y el mínimo es llamada desplazamiento, y es medida en litros o en centímetros cúbicos (CC's) donde 1000 cc equivalen a un litro. Así que si tiene un motor de cuatro cilindros y cada cilindro se desplaza medio litro, entonces el motor es "un motor de 2.0 litros". Si cada cilindro se
desplaza medio litro y hay 6 cilindros colocados en V tiene un "3.0 litros V6". Generalmente el desplazamiento le dice algo acerca de cuánto poder tiene un motor. Un cilindro que desplace medio litro puede almacenar el doble de aire/combustible que desplaza un cuarto de litro, y por ello se esperará cerca del doble de poder del cilindro más grande (si todo lo demás es igual). Así que un motor 2.0 litros es la mitad de poderoso que uno 4.0 litros. Puede obtener mayor desplazamiento incrementando el número de cilindros o agrandando la cámara de combustión (o los dos). Conector: conecta el pistón a la polea. Puede rotar y moverse para que la polea ruede. Polea: hace que el movimiento de arriba a abajo de pistón se transforme en un movimiento circular.
Qué puede salir mal Un día se levanta en la mañana y acciona su auto pero este no funciona... ¿Qué puede estar mal? Ahora que sabe cómo funciona un motor, puede entender las cosas básicas que mantienen a un motor trabajando. Hay tres cosas fundamentales que pueden ayudar a mantener la máquina malfuncionando: una mala mezcla de combustible, falta de condensación o falta de chispa. Detrás de esto hay cientos de cosillas que pueden provocar problemas, pero estas son el "gran árbol". Basados en el motor simple del que hemos estado hablando, he aquí una guía rápida de esos problemas que afectan su máquina:
Mala mezcla de combustible: una mala mezcla de combustible puede ocurrir de varias maneras. Quizás usted está sin gas, y la máquina está recibiendo aire pero no combustible. O el aire succionado podría estar siendo estorbado y tendría combustible pero no aire. O el
sistema de combustible puede estar entregando mucho o poco combustible a la mezla, haciendo que la combustión no opere normalmente. O puede haber impurezas en el combustible (como agua en su tanque de gas) que hace que el combustible no se queme. Falta de compresíon: si la carga de aire y combustible no puede ser comprimida apropiadamente, entonces el proceso de combustión no funciona como debería. Esto puede ocurrir si 1) sus anillos del pistón están trabajando mal (permitiendo que el aire/combustible atraviese el pistón durante la compresión), o 2) si las válvulas de succión o descarga no están sellando apropiadamente, o 3) el cilindro tiene un orificio. El "orificio" más común en un cilindro ocurre en la parte superior del cilindro (lo que sostiene las válvulas y el generador de chispas) (también conocido como la cabeza del cilidro) se ata a sí mismo. Generalmente el cilindro y la cabeza del cilindro se unen con una placa entre ellos para asegurar un buen sello. Si la placa se rompe se crean pequeños orificios entre el cilindro y la cabeza y estos orificios causan escapes. Falta de Chispa: la chispa puede no existir o ser débil por varias razones. Si su generador de chispas o el alambre conectado a ella está defectuoso la chispa será débil. Si el alambre no existe, o el sistema que envía una chispa a atra véz del alambre no trabaja apropiadamente, no habrá chispa. Si la chispa ocurre antés o despues del ciclo el combustible no se encenderá en el momento apropiado y puede ocasionar una gran gama de problemas. Existen muchas otras cosas que pueden salir mal. Por ejemplo, si la batería está muerta no se puede encender el motor. Si la polea que hace que las ruedas corran tampoco funcionará. Si las válvulas no se abren y cierran en el momento apropiado, el aire no puede ejecutar su función y el motor no funcionaría. Si no se tiene el sufuiciente aceite el pistón no se puede mover de arriba a abajo libremente en el cilindro.
Subsistemas del Motor Como puede ver en las descripciones de arriba, una máquina tiene varios subsistemas que ayudan a hacer su trabajo para convertir combustible en movimiento. La mayoría de esos subsistemas pueden ser implementados utilizando diferentes tecnologías, y mejores tecnología pueden mejorar el rendimiento del motor. He aquí una descripción de todos los diferentes subsistemas usados en los motores modernos:
Sistema de lubricación: asegura que en cada movimiento del motor éste reciba aceite para que se puedar mover con facilidad. Las dos principales cosas que necesitan aceite son los pistones (para que se puedan deslizar fácilmente en su cilindro) y la polea para que pueda rotar libremente. En la mayoría de los autos el aceite es succionado por una bomba, corre hacia el filtro para quitarle impurezas, y luego lanzado en chorritos a las paredes del cilindro. El aceite usado es recolectado y utilizado para repetir el ciclo. Sistema del combustible: bombea gasolina desde el tanque y lo mezcla con aire para que pueda ir a los cilindros. Hay tres maneras comunes de repartir el combustible: carburación, inyección directa e inyección de puerto. En la carburación un aparato llamado carburador mezcla gas con aire y lo envía al motor. Para motores de inyección de combustible (fuel inyection) el combustible es inyectado individualmente a cada cilindro justamente a la válvula de succión (inyección de puerto) o directamente en el cilindro (inyección directa). Sistema de descarga: incluye el tubo de escape y el mofle. Sin un mofle lo que se escucharía es el ruido de muchas pequeñas explosiones que vienen al escape. Un mofle reduce el sonido. Tren de válvulas: se consta de las válvulas y un mecanismo que las abre y cierra. El sistema de abrir y cerrar es llamado árbol de levas. El árbol de levas tiene mecanismos que mueven las válvulas de arriba a abajo, como se muestra en la figura.
La mayoría de motores modernos tienen lo que es llamado árbol de levas superior. Esto significa que el árbol de levas está ubicado sobre las válvulas (como se muestra en la figura). El árbol de levas activa las válvulas directamente mediante una unión muy breve. Los motores más antiguos utilizan un árbol de levas ubicado en un sumidero cerca a la polea. Sistema de encendido: produce un alto voltaje eléctrico y lo transmite al productor de chispas por medio de cables de encendido. La carga primero va a un ditribuidor, el cual se puede encontrar fácilmente bajo el capó de la mayoría de los autos. El distribuidor tiene un cable central y 4, 6 ó 8 cables (dependiendo del número de cilindros) adicionales. Esos cables de encendido envían la carga a cada generador de chispa. Sistema de enfriamiento: en la mayoría de los autos se consta del radiador y una bomba de agua. El agua que circula por pasages alrededor del cilindro y viaja al radiador para enfriarlo. En unos cuantos autos (más notablemente en los Volkswagen Beetles), así como en las motocicletas y podadoras, el motor está sometido a aire frío. El aire frío hace que la máquina no se caliente demasiado. Sistema de succión de aire: en la mayoría de los autos el aire fluye a travéz de un filtro directo a los cilindros. Las máquinas de alto desempeño están turbo cargadas o super cargadas, haciendo que el aire que llegue a la máquina sea primero presurizado (así que más mezcla de aire/combustible puede ser metida en cada cilindro) para incrementar la eficiencia. La cantidad de presurización es llamada "empujón". Los turbo cargadores utilizan una pequeña turbina atada al tubo de escape que activa una turbina compresora en el flujo de aire entrante. Los super cargadores están atados directamente al motor para activar el compresor.
Sistema de arranque: se consta de un motor encendedor eléctrico y un solenoide. Cuando se voltea la llave en el encendedor el motor de arranque rota el motor unas pocas revoluciones para que el proceso de combustión pueda comenzar. El arranque debe superar: 1) toda la fricción interna causada por los anillos del pistón, 2) la presión de compresión de cualquier cilindro, 3) la energía necesitada para abrir y cerrar válvulas con el árbol de levas, y 4) todas las otras cosas relacionadas a la máquina como la bomba de agua, de aceite, alternador, etc. Debido a esto se necesita mucha energía y ya que un auto utiliza un sistema eléctrico de 12 voltios, cientos de amperios de electricidad deben correr en el motor de encendido. El solenoide es esencialmente un gran switch electrónico que puede soportar tal corriente. Cuando se acciona la llave se activa el solenoide para alimentar el motor. Sistema de control de emisiones: se consta de un convertidor catalítico, una colección de sensores y accionadores, y una computadora para ajustar todo. Por ejemplo, el convertior catalítico utiliza un catalizador y oxígeno para quemar cualquier combustible sin uso y otros químicos en la descarga. Un sensor de oxígeno verifica que haya suficiente disponible para que el catalizador trabaje y ajusta las cosas si es necesario. Sistema eléctrico: se consta de una batería y un alternador. EL alternador está conectado al motor por un cinturón y genera electricidad para recargar la bateria. La batería genera 12 voltios de poder para todo lo que en el auto necesita electricidad (sistema de arranque, radio, luces, vidrios eléctricos, asientos eléctricos, computadoras, etc.) a travéz del cableado del vehículo. Cómo hacer que un Motor genere más Poder Utilizando toda esta información puede comenzar a ver que hay muchas diferentes maneras de hacer que las máquinas mejoren su rendimiento. Los fabricantes de autos están constantemente jugando con todas las siguientes variables para hacer a las máquinas más poderosas y/o más ahorradoras de combustible.
Incrementar el desplazamiento: esto significa más poder porque puede quemar más gas durante cada revolución del motor. Puede incrementar el desplazamiento haciendo que el cilindro más grande o añadiendo más cilindros. 12 cilindros parecer ser el límite práctico. Incrementar el porcentaje de compresión: produce más poder, hasta cierto punto. Entre más se comprima la mezcla aire/combustible, más espontánea es la explosión (antes de que la chispa la encienda). Las gasolinas de alto octano previenen este tipo de combustiones tempranas. Es por esto que los autos de alto desempeño generalmente necesitan gasolina de alto octano -sus máquinas utilizan altos porcentajes de compresión para tener más poder-. Llenar más cada cilindro: Si coloca más aire (y combustible) en cada cilindro de determinado tamaño, puede obtener más poder del cilindro (de la misma forma que habría aumentado el tamaño del cilindro). Los turbo cargadores y super cargadores presurizan el aire entrante para colocar más aire efectivamente en cada cilindro. Enfriar el aire entrante: comprimir el aire eleva su temperatura. Debería tener el aire más fresco en el cilindro porque el caliente es el más escaso porque se expande cuando la combustión se produce. Por esto muchos autos con super cargador y turbo cargador tienen un enfriador interno. Este es un radiador especial en el que el aire comprimido pasa para ser enfirado antes de que entre al cilindro. Dejar que el aire entre más fácil: a medida que el pistón se mueve en la fase de succión, la resistencia del aire puede quitar poder de la máquina. La resistencia del aire puede ser reducida dramáticamente colocando dos válvulas de succión en cada cilindro. Algunos autos modernos lo utilizan. Los filtros de aire grandes también pueden mejorar el flujo de aire. Dejar que la descarga salga más fácilmente: si la resistencia del aire hace que se le dificulte la salida a la descarga del cilindro, le quita poder a la máquina. La resistencia del aire puede ser reducida
añadiendo una segunda válvula de descarga a cada cilindro (un auto con 2 válvulas de succión y descarga tiene 4 válvulas por cilindro, lo que mejora el desempeño -cuando oiga que un comercial de autos que diga que tiene 4 cilindros y 16 válvulas, lo que está diciendo es que la máquina tiene 4 válvulas por cilindro-). Si el tubo de escape es muy pequeño o el mofle tiene gran cantidad de resistencia de aire entonces esto puede causar una presión que tiene el mismo efecto. Los sistemas de descarga de alto desempeño utilizan cabeceras, grandes tubos de escape para eliminar la presión en el sistema de descarga. Cuando escuche que un auto tiene "descarga dual", la meta es mejorar el flujo de la descarga mediante dos tubos de escape en lugar de uno. Hacer todo menos pesado: las partes ligeras ayudan al motor a que se desempeñe mejor. Cada vez que un pistón cambia la dirección utiliza energía para detener el recorrido en una dirección y comenzar en otra. Entre más ligero el pistón, menos energía toma. Inyección de combustible: permite tener una medida precisa de combustible para cada cilindro. Esto mejora el desempeño y la economización de combustible.
Preguntas
y
Respuestas
¿Cuál es la diferencia entre un motor a gasolina y un motor diesel? En un motor diesel no hay chispa de encendido. En cambio, el combustible diesel es inyectado al cilindro y el calor y la presión de la compresión hace que el combustible se encienda. El combustible diesel tiene una desidad de energía más alta que la gasolina, así que las máquinas diesel tienen mayor kilometraje.
¿Cuál es la diferencia entre en motor de dos tiempos y uno de cuatro? La mayoría de sierras y motores de bote utilizan motores de dos tiempos. En los motores de dos tiempos no hay válvulas movibles y el generador de chispas dispara cada vez que el pistón alcanza la cima de su ciclo. Un hueco en la parte más baja de la pared del cilindro deja entrar gas y aire. A medida que el pistón se mueve de arriba a abajo es comprimido, el productor de chispa inicia la combustion, y la descarga sale a través de otro hueco en el cilindro. Debe mezclar aceite y gas en un motor de dos tiempos porque los huecos en el cilindro previenen el uso de anillos para sellar la cámara de combustion. Generalmente lás máquinas de dos tiempos producen una gran cantidad de poder en relación a su tamaño porque hay dos veces más ciclos de combustion por rotación. De todos modos, estas utilizan más gasolina y queman grandes cantidades de aceite, así que son contaminantes. Se mencionaron las máquinas de vapor en este artículo, ¿hay algunas otras ventajas de las máquinas a vapor y otros tipos de máquinas de combustión interna? la principal ventaja es que puede utilizar cualquier cosa que queme así como el combustible. Por ejemplo, las máquinas de vapor pueden utilizar carbón, madera o papel como combustible, mientras que una máquina de combustión interna necesita puro, combustible de alta calidad líquido o gaseoso. Existen otros ciclos detrás del ciclo de Otto usados en los motores de autos? el ciclo de dos tiempos es diferente, como en el ciclo diesel descrito arriba. También existe el ciclo Wankle usado en motores rotatorios (Mazda utilizó una vez el ciclo Wankle pero ya no lo hace estas máquinas son ligeras por el poder que producen pero utilizan gran cantidad de gas y no demora casi tiempo-). La máquina el el Mazda Millenia utiliza una modificación del ciclo de Otto llamado el ciclo Miller. Las turbinas de gas utilizan el ciclo Brayton. ¿Porqué tener 8 cilindros en una máquina?, ¿porqué no tener un gran cilindro del mismo desplazamiento en vez de los 8 cilindros? Hay un puñado de razones de porqué un motor de 4.0 litros tiene 8 cilindros
en vez de un gran cilindro de 4 litros. La razón principal es la suavidad. Un motor V8 es más suave porque tiene 8 explosiones uiformemente espaciadas en vez de una gran explosión. Otra razón es el torque de arranque. Cuando se arranca un motor V8 se están utilizando 2 cilindros (1 litro) a travéz de sus choques de compresión, mientras que un solo gran cilindro comprimirá 4 litros en cambio.