Motor de gasoil.
Ciclo diésel

Motor endotérmico
Caja de cambios

Pistón

¿Qué es un pistón?

¿Qué es un pistón?

Un pistón es un elemento formado por dos piezas: un émbolo que se mueve en un movimiento alternativo rectilíneo y una camisa o guía a la que se mueve. En principio, el pistón tiene forma cilíndica y suele ser de metal, aunque podría ser de cualquier material.

La guía en realidad es una cavidad que puede estar integrada en una pieza diferente. Forma parte del sistema pistón-biela-manivela que sirve para transformar movimientos rectilíneos en rotativos y al revés.

Definición de pistón

Partes y componentes de un motor térmico

Partes y componentes de un motor térmico

En esta secciión describimos las distintas partes de un motor térmico. De motores térmicos han de muchos tipos, sin embargo nos centraremos en el motor diesel y el motor de gasolina (de ciclo otto).

A pesar ser motores distintos comparten muchas partes en común, por lo que el esquema presentado nos servirá para indicar la nomenclatura de cada elemento.

Los elementos más importantes de los motores de combustión interna, comunes a los motores de explosión y diesel, los clasificamos en dos grandes grupos:

  • Elementos…

Historia del motor alternativo

Historia del motor alternativo

Un primer ejemplo de la historia del conocido de movimiento giratorio a alternativo es el mecanismo de manivela. Las manivelas manuales más antiguas aparecieron en China durante la dinastía Han (202 aC-220 dC). Varios aserraderos en Asia romana y Siria bizantina durante los siglos III-VI dC tenían un mecanismo de biela que convertía el movimiento rotatorio de una rueda de agua en el movimiento lineal de las hojas de sierra. En 1206, el ingeniero árabe Al-Jazari inventó un cigüeñal.

Motor de pistón

Un motor de pistón…

Tipos de máquinas de vapor

Tipos de máquinas de vapor

Las máquinas de vapor son ingenios mecánicos capaces de transformar energía calorífica en energía mecánica en un eje en movimiento de rotación. Esta energía calorífica aprovecha mediante la energía contenida en vapor de agua a alta presión y temperatura.

Consideramos máquinas de vapor todas aquellas máquinas que transforman la energía térmica de un fluido en energía mecánica. Por lo general, el fluido debe ser calentado previamente y a la salida de la máquina…

Ciclos reales de los motores térmicos

Ciclos reales de los motores térmicos

El ciclo real de un motor térmico es el que refleja las condiciones efectivas de su funcionamiento. Estas condiciones se identifican con el diagrama de presiones medias en el cilindro en correspondencia a las diversas posiciones del pistón. La presión mostrada en un diagrama de presiones media es la denominada presión media indicada.

El diagrama indicado es el gráfico que representa este ciclo.

Funcionamiento simplificado del indicador

El indicador es un aparato que sirve para obtener el diagrama indicado del ciclo de un motor térmico.

Motor de 4 tiempos

Motor de 4 tiempos

Un motor de cuatro tiempos es un tipo motor de combustión interna, un motor alternativo. Puede funcionar tanto en ciclo diesel como en ciclo Otto (motor de gasolina). És por lo tanto, un moto termodinámico y de combustión.

La característica més importante es que necesita realizar cuatro carreras del pistón o émbolo para completar el ciclo. Durante estas 4 carreras el cigüeñal realiza dos vueltas completas. Estos cuatro tiempos son: admisión, compresión, combustión o explosión y escape.

Diagrama de presiones para un motor de 4 tiempos

Diagrama de presiones para un motor de 4 tiempos

A continuación analizamos el diagrama de las presiones de un ciclo real en función del desplazamiento angular del eje para un motor de 4 tiempos.

Conociendo el ciclo indicado, lo inmediato es trazar el diagrama de las presiones en el cilindro del motor térmico en función del desplazamiento angular de la manivela, en lugar de hacerlo en función de los volúmenes o de los movimientos alternativos del pistón. Al hacerlo tenemos en cuenta la relación cinemática que liga este ultimo con la rotación del eje.

En la figura esta…

Motor alternativo

Motor alternativo

El motor alternativo utiliza el movimiento alternativo de uno o más pistones para convertir la presión en un fluido en trabajo. Generalmente este trabajo es en forma de movimiento de rotación, es decir, obtenemos energía mecánica. En el sentido inverso nos encontramos com las máquinas rotativas en que el movimiento de las piezas de la máquina ya es de rotación como las turbinas o el motor Wankel.

El motor alternativo también es conocidos como motor de pistón. Los motores alternativos más…

Ciclo Otto

Ciclo Otto

El ciclo Otto teórico es el ciclo ideal del motor Otto. El motor Otto también se conoce como motor de encendido por chispa debido a que la ignición del combustible se realiza a través de una chispa provocada por una bujía.También se conoce como motor de gasolina por el tipo de combustible que utiliza.

Una forma de estudiar el rendimiento de este motor es analizando su ciclo teórico. El ciclo teórico es una aproximación al ciclo real cn muchas simplificaciones. A la práctica, aparecen tantas variables que…

Motor de 2 tiempos

Motor de 2 tiempos

En el motors de 2 tiempos, el ciclo operativo se realiza en dos carreras. La admisión del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape se debe producir durante una fracción de la carrera de trabajo.

Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea préviamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión.

El ciclo de 2 tiempos fue concebido para simplificar el sistema de distribución, eliminando…

Encendido por compresión

Encendido por compresión

El motor de encendido por compresión es el motor diesel o de ciclo diesel. Esta calsificación se refiere a la forma en que se inicia la combustión del combustible dentro del pistón.

En este tipo de motor, lo que entra en la cámara inicialmente es sólo aire; el gasóleo se inyecta más o menos cerca del punto muerto superior. El combustible entra en estado líquido, pero es denso.  El denso combustible debe vaporizarse, mezclarse con el aire y alcanzar las condiciones de presión y temperatura apropiadas para inflamarse.…

Cilindro de un motor térmico

Cilindro de un motor térmico

El cilindro de un motor es el recinto por donde se desplaza un pistón. El nombre de cilindro le viene de su forma prácticamente cilíndrica.

Los materiales con que se fabrican los cilindros son específicos de cada tipo de motor. La forma de construir y los materiales escogidos de los cilindro hace variar las prestaciones del motor. Un cilindro hecho con una matriz de fundición gris con grafito laminar proporciona buenas propiedades de deslizamiento. Un cilindro de motor hecho am aleaciones de alta calidad como con molibdeno, cromo, níquel y manganeso,…

Tipos de motores térmicos

Tipos de motores térmicos

Los motores térmicos se pueden clasificar de muchas maneras diferentes. A continuación clasificaremos los motores térmicos, teniendo en cuenta seis aspectos diferentes:

  • Dependiendo del llos donde se realiza la combustión.
  • Dependiendo del combustible que utiliza y el tipo de encendido.
  • Dependiendo del tipo de movimiento de los elementos móviles.
  • Dependiendo de cómo realiza el ciclo.
  • Dependiendo del número de cilindros
  • Dependiendo de la disposición de los cilindros
Tipo…

Ciclo operativo

Por ciclo operativo de un motor térmico entendemos la sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y repite periódicamente. La duración del ciclo operativo se mide por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo.

En este sentido, se distinguen dos tipos de motores térmicos:

  • Motor de 4 tiempos. En el motor de cuatro tiempos el ciclo se realiza en 4 carreras del pistón. Este motor realiza un ciclo cada dos revoluciones del árbol motor.

Definición de cigüeñal

Definición de cigüeñal

El cigüeñal es el árbol de transmisión de fuerza que hace de manivela del conjunto biela-manivela. Su función es transformar los movimientos alternativos en movimientos de rotación (motores de explosión, por ejemplo), o viceversa (prensas mecánicas excéntricas).

En los motores térmicos el cigüeñal recoge las fuerzas originadas durante la explosión y convierte, mediante la biela, el movimiento lineal alternativo del pistón en movimiento rotativo. Transmite el movimiento y la fuerza motriz a los…

Ciclos de los motores térmicos

Ciclos de los motores térmicos

El sistema de funcionamiento de los motores térmicos se basa en un ciclo que se repitiendo constantemente. En el caso de los motores de combustión interna este ciclo consta de la entrada de combustible (admisión), combustión del combustible, expansión del cilindro y expulsión de los gases producidos. Este ciclo genera un movimiento mecánico, si el ciclo se repite tendremos un movimiento mecánico constante.

Un motor térmico puede trabajar mediante muchos ciclos distintos. En este apartado explicaremos los distintos ciclos…

Diferencia entre los ciclos Otto real y teórico

Diferencia entre los ciclos Otto real y teórico

Entre el ciclo Otto real y el Otto teórico correspondiente existen diferencias sustanciales. Algunas de estas diferencias se pueden observar al comparar el diagrama del ciclo real con el diagrama del ciclo teórico. Las otras diferencias que vamos a analizar se refieren a las diferencias entre los valores de temperaturas y presiones de los dos ciclos del motor Otto.

Diferencias en la forma del diagrama

La diferencia de forma del diagrama entre un ciclo Otto real y un ciclo Otto teórico consiste en un perfil distinto en las curvas de expansión y compresión,…

Classificación de los motores alternativos

Classificación de los motores alternativos

Los motores alternativos se pueden clasificar de muchas formas distintas. Las principales formas de clasificación són las siguientes:

  • Según la disposición de los cilindros en el motor
  • Según la cilindrada
  • Según la relación de compresión
  • Según la relación de diámetro y carrera
  • Según el número de movimientos de cada ciclo
Clasificación según la disposición de los cilindros

Una forma de classificación habitual…

Motor Stirling

Motor Stirling

El motor Stirling es un motor térmico de combustión externa. Originariamente se concibió como un motor principal industrial para competir con la máquina de vapor, pero en la práctica, durante más de un siglo sólo se usó para aplicaciones domésticas y para motores de baja potencia.

El motor Stirling fue inventado en 1816 por Robert Stirling, un cura escocés. Una de las preocupaciones de la época era la seguridad de las máquinas de vapor. El objetivo de Stirling era conseguir un motor menos peligroso que…

Motores térmicos

Motores térmicos

Los motores térmicos son un tipo de motores alternativos. En realidad, son los motores alternativos más populares.

Este tipo de motores utilizan la energía térmica provocada por la combustión de un combustible (generalmente gasoil o gasolina) para convertirla en energía mecánica.

Máquinas térmicas

A menudo el concepto de motor térmico se confunde con el de máquina térmica. Estos términos estan relacionados pero no són exactamente lo mismo. Una máquina térmica…

Análisis de un ciclo y su rendimiento térmico

Segunda ley de la termodinámica

Ningún motor real o ideal puede convertir en trabajo mecánico todo el calor introducido.

Por tanto, sólo una fracción del calor suministrado por la combustión será transformada en trabajo; esta fracción representa el rendimiento térmico del motor. Entonces definimos,

Rendimiento térmico ideal

.

Relación entre la cantidad de calor transformada en trabajo…

Diagrama indicado en función del ángulo de la manivela para un motor de 2 tiempos

En la primera figura se representa un diagrama indicado típico de un motor de 2 tiempos. Consideramos superfluo hacer una descripción detallada del mismo; bastará, para aclarar algunos puntos oscuros, el examen del correspondiente diagrama trazado en función del desplazamiento angular de la manivela. Ilustra este diagrama la segunda figura.

Como tampoco hay, en este caso, correspondencia entre "tiempo" y "carrera", para comodidad de la exposición hemos hecho coincidir el principio de los dos tiempos con los puntos que corresponden, respectivamente,…

Examen del diagrama indicado

Examen del diagrama indicado

¿Qué es el diagrama indicado?

El diagrama indicado es el diagrama que representa el ciclo real de un motor térmico (un motor diésel o un motor Otto).

El ciclo real de un motor térmico refleja las condiciones efectivas de funcionamiento. Estas condiciones se identifican con el diagrama de presiones medias en el cilindro en correspondencia a las diversas posiciones del pistón. La presión mostrada en un diagrama de presiones media es la denominada presión media indicada.

Estudio del diagrama indicado