Motor de gasoil.
Ciclo diésel

Motor endotérmico
Caja de cambios

Presión

Definición de presión

Definición de presión

En la vida cotidiana encontramos muchos ejemplos de presión que utilizamos a menudo: la presión atmosférica para hablar de los cambios de tiempo, la presión sanguínea para hablar de salud, la presión de las ruedas del coche en el campo del motor. Incluso hablamos de presión en temas que no tienen ningún vínculo con la física: la presión de una entrevista de trabajo.

Fuerza y presión son conceptos muy diferentes. La presión (símbolo P) es la magnitud física que mide la fuerza instantánea…

Diferencias entre el motor Otto y el motor diésel

Diferencias entre el motor Otto y el motor diésel

El motor Otto y el motor diésel son dos tipos de motores térmicos. Se trata de dos tipos de motores endotérmicos que, mediante reacciones termodinámicas, convierten la energía interna del combustible en trabajo mecánico. Sin embargo, existen ciertas diferencias entre ellos.

La diferencia más importante la encontramos en su ciclo teórico. El motor Otto funciona según el ciclo Otto mediante encendido por chispa mientras que el motor diésel se rige según el ciclo diésel mediante el encendido por compresión.

Ciclo diésel teórico

Ciclo diésel teórico

El ciclo diésel teórico es el ciclo teórico de un motor diésel, también conocido como motor de encendido por compresión.

El ciclo teórico de un motor térmico es una aproximación teórica de su funcionamiento para calcular su rendimiento.

El ciclo de un motor de combustión interna se constituye mediante las transformaciones físicas y químicas que sufre el combustible durante su paso por dentro del motor.

El estudio de un ciclo real teniendo en cuenta todas las numerosas variables, representa…

Historia del motor diésel

Historia del motor diésel

El motor diésel fue inventado por Rudolf Diesel, en el año 1893. Rudolf Diese era un ingeniero alemán, empleado de la firma MAN.

Rudolf Diesel estudiaba los motores de alto rendimiento térmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores de combustión interna. El objetivo de Diese era reemplazar a los viejos motores de vapor que eran poco eficientes, muy pesados y costosos.

Primeros pasos antes de llegar al motor diésel

En 1806, los hermanos Claude y Nicéphore Niépce desarrollaron el primer motor de combustión…

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…

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,…

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…

Ciclo indicado previsto

 

Es necesario conocer bien el ciclo, no solo para comprobar si el funcionamiento térmico del motor es correcto, sino también para determinar el valor de las fuerzas que actúan sobre los órganos del motor. Cuando en fase de proyecto hay que establecer las dimensiones de los órganos del motor, se procede al calculo de las solicitaciones partiendo de un ciclo previsto. Este puede trazarse por similitud con ciclos de motores parangonables con aquél en estudio, pero también se obtiene de un modo sencillo y rápido, ás de…

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.

Ciclo mixto de Sabathé

Las condiciones reales de funcionamiento de los motores Diesel difieren notablemente de las que se hallan representadas en los ciclos ideales Otto y Diesel. Para los motores Diesel, el proceso de combustión se aproxima a una transformación a presión constante sólo en el caso de motores excepcionalmente grandes y lentos.

El diagrama real muestra que, en condiciones normales, la combustión se lleva a cabo, en los motores Diesel, según un proceso…

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

Ventajas del motor diésel

Ventajas del motor diésel

Los motores diésel tienen varias ventajas sobre otros motores de combustión interna:

Ventajas relacionadas con el combustible del motor diésel

El combustible de un motor diésel tiene una mayor densidad de energía y se requiere un menor volumen de combustible para realizar una cantidad específica de trabajo.

Los motores diésel inyectan el combustible directamente en la cámara de combustión, no tienen restricciones de admisión de aire aparte de los filtros de aire y las tuberías de admisión…

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,…

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…

Ciclo Stirling

Ciclo Stirling

El ciclo de Stirling es un ciclo termodinámico que describe el funcionamiento de una clase de equipo (máquinas generadoras u operadoras). El ciclo describe el motor Stirling original que fue inventado y patentado en 1816 por el reverendo Robert Stirling, ayudado sustancialmente por su hermano ingeniero.

El motor Stirling es un motor de combustión externa. Esta característica lo diferencia de otros tipos de motores como el motor otto o el motor diésel que son motores de combustión interna. Ambos motores funcionan según el ciclo otto y el…

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.

Comparación entre los tres ciclos teóricos

Para comparar los ciclos que acabamos de examinar, es necesario tomar como referencia algunos de los factores de cuyo valor dependen la forma y superficie del, como son: la relación de compresión, la presión máxima, la cantidad de calor suministrado, la de calor sustraído y el trabajo útil.

En la figura siguiente se han trazado las curvas de las variaciones de rendimiento térmico ideal al variar la relación de co

mpresión…

Vapor. ¿Qué es?

Vapor. ¿Qué es?

Se denomina vapor a una sustancia en la fase de gas que se encuentra a una temperatura más baja que el punto crítico. Debido a esta característica, el vapor se puede condensar en un líquido o un sólido incrementando su presión sin reducir la temperatura.

Es decir, el vapor es un gas que se puede condensar a temperatura constante, aumentando la presión. Por otro lado, para convertir un gas no vaporoso a líquido, no es suficiente en aumentar la presión, sino que habrá que disminuir la temperatura.

Por ejemplo,…

Pascal. ¿Qué es?

Pascal. ¿Qué es?

El pascal (símbolo: Pa ) es una unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir la presión interna, la tensión mecánica, el módulo de Young y la resistencia a la tracción. Se define como un newton por metro cuadrado.  Es llamada en honor al matemático francés Blaise Pascal.

Algunos múltiples comunes del pascal son el hectopascal (1 hPa = 100 Pa), que equivale a un milibar, el quilopascal (1 kPa = 1000 Pa), el megapascales…

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…

Diferencias entre el ciclo diesel real y teórico

Diferencias entre el ciclo diesel real y teórico

Entre los ciclos diesel real y teórico existen diferencias y semejanzas en la forma y en los valores de las presiones y temperaturas. Diferencias que también aparecen en el ciclo otto. Algunas de estas semejanzas corresponden a las del ciclo otto; por ejemplo, las semejanzas debidas a la variación de los calores específicos, a la perdida de calor y al tiempo de abertura de la válvula de escape.

Otras difieren en parte y son originadas por la disociación y la perdida por bombeo. Por ultimo, una es peculiar del motor diesel, a saber; la referente…

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.…

Seguridad en las máquinas de vapor

Seguridad en las máquinas de vapor

La seguridad en las máquinas de vapor es un tema importante que hay que estudiar y prevenir bien debido a las características de este tipo de máquinas.

La composición de las máquinas de vapor formada por calderas y otros componentes a presión  hace que se almacenen fluidos con una energía potencial muy elevada. Debido a la elevada presión y temperatura con la que se trabaja cualquier fugas de vapor o explosión puede ser muy dañina por la seguridad de las personas.

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…

Máquina de vapor

Máquina de vapor

Una máquina de vapor es un dispositivo que produce energía mecánica mediante el uso de vapor de agua. En particular, se transforma, por medio del vapor, la energía térmica en energía mecánica. El calor se produce típicamente quemando combustibles fósiles, particularmente carbón, pero también puede provenir de la madera, los hidrocarburos o las reacciones nucleares.

Descripción de las máquinas de vapor

Una parte esencial del sistema que incluye la máquina de vapor es el generador de…

Ciclo Atkinson

Ciclo Atkinson

El motor de ciclo Atkinson es un tipo de motor de combustión interna alternativo inventado por James Atkinson en 1882. Es prácticamente un motor de ciclo Otto común, pero con una manivela del cigüeñal modificado para obtener una mayor eficiencia a expensas de una reducción en la potencia. El objetivo era competir con el ciclo de Otto sin infringir ninguna patente.

En su versión original, el ciclo de Atkinson requiere una sola rotación del cigüeñal para completar un ciclo de funcionamiento, manteniendo inalteradas las fases…

Funcionamiento del motor universal

Funcionamiento del motor universal

El devanado de excitación portador de corriente en el estator genera un campo magnético, que se amplifica mediante el paquete de chapa de hierro y se agrupa en polos definidos. Lo mismo sucede en el devanado de la bobina de armadura aguas abajo. Dependiendo de cómo se establezcan los polos, este campo magnético creado por el estator del motor universal hace que el rotor se arrastre por detrás o lo empuje delante de él. En este caso, las bobinas deben invertirse en cada media revolución (para máquinas con un par de polos), para lo cual…

Refinería

Refinería

Una refinería de petróleo es una planta industrial, de la materia prima de aceite mediante purificación y destilación bajo presión normal y bajo vacío en fracciones con un definido intervalo de ebullición transferido. El refinamiento adicional de los cortes de ebullición se realiza mediante métodos como la extracción o métodos de limpieza química. Para aumentar la calidad de los productos, como su índice de octano, se utilizan procesos de conversión como la isomerización o el reformado catalítico.…

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…

Historia de la máquina de vapor

Historia de la máquina de vapor

No se puede determinar un único inventor de la máquina de vapor ni una fecha exacta para la creación del motor de vapor, ya que la evolución histórica de la máquina de vapor es muy larga, y no se ha creado un prototipo de golpe. La evolución de la máquina de vapor se ha ido creando lentamente y su creación ha pasado por manos de muchos inventores, que poco a poco lo han ido mejorando, y la han ido adaptando a las circunstancias sociales, económicas y políticas de cada período histórico.

La primera…

Ciclos teóricos y ciclos reales

Ciclos teóricos de los motores endotérmicos

Para los ciclos teóricos, las aproximaciones más empleadas en orden de aproximación a la condiciones reales son tres:

  • ciclo real
  • ciclo de aire
  • ciclo aire-combustible.

A estos ciclos teóricos se comparan en la práctica los ciclos reales. Los ciclos reales se obtienen experimentalmente por medio de los indicadores. El uso de estos idndicadores es el motivo por el qual los ciclos reales también son llamados ciclos indicados.

Los ciclos teóricos…

¿Qué es el encendido por chispa?

¿Qué es el encendido por chispa?

Llamamos encendido por chispa a la una de las formas en que se enciende un motor tèrmico. Los motores que arrancan mediante encendido por chispa son motores de gasolina de ciclo Otto.

En este tipos de motores aparece un elemento, la bujía, que és capaz de provocar una chispa cuando recibe energía eléctrica. De este modo, la bujía és capaz de transformar la energía eléctrica que proviene de la batería en una chispa.

Alrededor de la chispa que provoca la bujía se crea el llamado foco de encendido inicial.…

Motor diésel

Motor diésel

Los motores diésel también son conocidos como motores de encendido por compresión. El motor diésel es un tipo de motor de combustión interna que utiliza como combustible gasóleo siguiendo el ciclo termodinámico diésel.

El rendimiento real de los motores térmicos de cilco diésel es de entre un 35% y un 40% y es muy utilizado para propulsar vehículos.

Los motores diésel pueden funcionar con ciclos de 4 y de 2 tiempos. Los motores de 2 tiempos no consumen más combustibles que los…

Termodinámica química

Termodinámica química

La termodinámica química es el estudio de la interrelación del calor y el trabajo con reacciones químicas o con cambios físicos de estado dentro de los límites de las leyes de la termodinámica. La termodinámica química implica no solo medidas de laboratorio de diversas propiedades termodinámicas, sino también la aplicación de métodos matemáticos al estudio de cuestiones químicas y la espontaneidad de los procesos.

La estructura de la termodinámica química se basa en…

Caldera. ¿Qué es y cómo funciona?

Caldera. ¿Qué es y cómo funciona?

Una caldera es un recipiente, o un conjunto de tubos, utilizado para calentar agua u otro fluido. Para calentar el líquido se pueden utilizar diversos combustibles como gasóleo, carbón, biomasa, etc. Lo más habitual son los combustibles fósiles.

Funcionamiento y aplicaciones de una caldera

La caldera es una máquina o aparato está diseñado para calentar agua u otro fluido, normalmente por combustión de un combustible como gas, gasóleo, carbón, biomasa, etc. El…

Tansformaciones termodinámicas

Tansformaciones termodinámicas

La transformación termodinámica es un proceso por el que un sistema termodinámico pasa de un estado de equilibrio termodinámico a otro.

Un sistema termodinámico está en principio en un estado de equilibrio termodinámico cuando las variables principales del sistema (es decir, presión, volumen y temperatura) no experimentan ninguna variación adicional con el paso del tiempo.

En el caso de que dos o todas las variables anteriores cambien (la variación de solo una de ellas es imposible porque todas están…

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…

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…

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…