4. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y CINEMÁTICA DEL MOTOR
Un
motor de combustión interna basa su funcionamiento, como su nombre lo
indica, en el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible
dentro de una cámara cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la
presión y generar con suficiente potencia el movimiento lineal
alternativo del pistón
Este
movimiento es transmitido por medio de la biela al eje principal del
motor o cigüeñal, donde se convierte en movimiento rotativo, el cual se
transmite a los mecanismos de transmisión de potencia (caja de
velocidades, ejes, diferencial, etc.) y finalmente a las ruedas, con la
potencia necesaria para desplazar el vehículo a la velocidad deseada y
con la carga que se necesite transportar.
Mediante el proceso de
la combustión desarrollado en el cilindro, la energía química contenida
en el combustible es transformada primero en energía calorífica, parte
de la cual se transforma en energía cinética (movimiento), la que a su
vez se convierte en trabajo útil aplicable a las ruedas propulsoras; la
otra parte se disipa en el sistema de refrigeración y el sistema de
escape, en el accionamiento de accesorios y en perdidas por fricción.
En
este tipo de motor es preciso preparar la mezcla de aire y combustible
convenientemente dosificada, lo cual se realizaba antes en el carburador
y en la actualidad con los inyectores en los sistemas con control
electrónico. Después de introducir la mezcla en el cilindro, es
necesario provocar la combustión en la cámara de del cilindro por medio
de una chispa de alta tensión que la proporciona el sistema de
encendido.
4.1.1 El principio de funcionamiento de un motor de combustión interna
En
un motor el pistón se encuentra ubicado dentro del cilindro, cuyas
paredes le restringen el movimiento lateral, permitiendo solamente un
desplazamiento lineal alternativo entre el punto muerto superior (PMS) y
el punto muerto inferior (PMI); a dicho desplazamiento se le denomina
carrera
Tanto
el movimiento del pistón como la presión ejercida por la energía
liberada en el proceso de combustión son transmitidos por la biela al
cigüeñal (ver figura 4.2). Este último es un eje asegurado por los
apoyos de bancada al bloque del motor, y con unos descentramientos en
cuales se apoyan las bielas, que son los que permiten que el movimiento
lineal del pistón transmitido por la biela se transforme en un
movimiento circular del cigüeñal.
Este movimiento circular debe
estar sincronizado principalmente con el sistema de encendido y con el
sistema valvular, compuesto principalmente por el conjunto de válvulas
de admisión y de escape, cuya función es la de servir de compuerta para
permitir la entrada de mezcla y la salida de gases de escape
Normalmente las válvulas de escape son aleadas con cromo
con pequeñas adiciones de níquel, manganeso y nitrógeno, para
incrementar la resistencia a la oxidación debido a las altas
temperaturas a las que trabajan y al contacto corrosivo de los gases de
escape.
4.2 EL CICLO DE FUNCIONAMIENTO TEÓRICO DE CUATRO TIEMPOS
La
mayoría de los motores de combustión interna trabajan con base en un
ciclo de cuatro tiempos, cuyo principio es el ciclo termodinámico de
Otto (con combustible gasolina o gas) y el ciclo termodinámico de Diesel
(con combustible A.C.P.M.). Por lo tanto, su eficiencia está basada en
la variación de la temperatura tanto en el proceso de compresión
isentrópico1, como en el calentamiento a volumen (Otto) o presión
constante (Diesel).
El ciclo consiste en dos carreras
ascendentes y dos carreras descendentes del pistón. Cada carrera
coincide con una fase del ciclo de trabajo, y recibe el
nombre de la acción que se realiza en el momento, así: Admisión Compresión-Combustión - Expansión - Escape
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