Motor de Combustión Interna

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El motor de combustión interna es el l componente de un vehículo de motor que convierte la energía química del combustible en energía mecánica para obtener potencia. El motor de combustión interna también acciona el generador y varios accesorios, como el compresor del aire acondicionado y la bomba de dirección asistida. Véase también: Automóvil; Climatización del automóvil; Sistema eléctrico del automóvil; Dirección del automóvil

La flexibilidad de un motor de combustión interna que funciona con el ciclo Otto de cuatro tiempos sigue siendo la planta motriz dominante en los vehículos convencionales e híbridos eléctricos. Se trata de un motor multicilíndrico de gasolina, refrigerado por líquido, de encendido por chispa y de varios tiempos (véase la ilustración). No obstante, se están investigando combustibles alternativos. El motor tiene las válvulas de admisión y escape en la culata, y el encendido y la inyección de combustible están controlados electrónicamente. Un motor de ciclo Otto es un motor de pistón de combustión interna que puede estar diseñado para funcionar con dos o cuatro carreras de un pistón que se mueve hacia arriba y hacia abajo en un cilindro. Por lo general, el motor de automoción utiliza cuatro carreras para convertir la energía química en energía mecánica mediante la combustión de gasolina o un combustible de hidrocarburos similar. El calor producido se convierte en trabajo mecánico al empujar el pistón hacia abajo en el cilindro. Una biela unida al pistón transfiere esta energía a un cigüeñal giratorio. Véase también: Combustibles alternativos para vehículos; Cámara de combustión; Motor; Gasolina; Ciclo Otto

Los motores de combustión interna para automóviles con entre 1 y 16 cilindros en línea, planos, horizontalmente opuestos o en V han aparecido en los vehículos de producción. El aumento del tamaño y el peso de los vehículos ha desempeñado un papel importante en esta transición, ya que ha exigido motores con mayor cilindrada y cilindros para ofrecer un rendimiento aceptable.

En muchos motores de automoción, el árbol de levas, que acciona las válvulas de admisión y escape, se ha trasladado del bloque de cilindros a la culata. Esta disposición del árbol de levas en cabeza permite el uso de más de dos válvulas por cilindro, con varios motores multiválvulas que tienen de tres a cinco. Algunos motores con árbol de levas en cabeza sólo tienen un árbol de levas, mientras que otros tienen dos árboles de levas, uno para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Un motor de tipo V puede tener cuatro árboles de levas, dos para cada banco de cilindros.

La mayoría de los motores tienen una sincronización fija de las válvulas, independientemente del número de árboles de levas o de su ubicación. La distribución variable de las válvulas puede mejorar el ahorro de combustible y minimizar las emisiones de escape, especialmente en los motores multiválvulas. A velocidades más altas, la eficiencia volumétrica puede aumentar abriendo antes las válvulas de admisión. Un método acciona el árbol de levas a través de un mecanismo electrohidráulico que, por señal del ordenador del motor, gira el árbol de levas de admisión hacia delante unos 10º. Otro sistema varía tanto la sincronización como la elevación de las válvulas al disponer de dos lóbulos de leva, cada uno con un perfil diferente, que el ordenador puede activar selectivamente para accionar cada válvula. Los solenoides controlados por ordenador para abrir y cerrar las válvulas permitirán eliminar todo el tren de válvulas, incluido el árbol de levas, del motor de pistón de la automoción, al tiempo que proporcionan una sincronización y una elevación de válvulas variables.

Históricamente, los principales componentes del motor se han fabricado con metales ferrosos, ya sea por fundición o por forja. Sin embargo, el énfasis en la reducción de peso para mejorar el ahorro de combustible ha aumentado enormemente el uso del aluminio para los bloques de cilindros, las culatas y otros componentes del motor. Algunas tapas de motor y colectores de admisión son de magnesio. Las piezas internas del motor, como las bielas, los piñones, los rotores de la bomba de aceite y las guías de las válvulas, se funden o forjan con una forma casi neta mediante la pulvimetalurgia. Los motores de altas revoluciones pueden utilizar bielas de titanio para reducir la masa en movimiento. Véase también: Pulvimetalurgia

Piezas como las tapas del motor, los colectores de admisión y los cárteres de aceite también pueden fabricarse con plástico o materiales compuestos. Estos materiales permiten ahorrar peso y reducir el ruido y las vibraciones del motor. Las piezas y los revestimientos cerámicos del motor permiten que éste funcione a temperaturas más altas, lo que aumenta su eficiencia. Los puertos de escape revestidos de cerámica en la culata pueden reducir su temperatura y aumentar la eficacia del catalizador. Véase también: Convertidor catalítico.

Datos verificados por: Thompson

Motor de Combustión Interna como Dispositivos, Inventos y Tipos

El motor de combustión interna es un grupo de dispositivos en los que los reactivos de la combustión (oxidante y combustible) y los productos de la combustión sirven como fluidos de trabajo del motor. Un motor de este tipo obtiene su energía del calor liberado durante la combustión de los fluidos de trabajo que no reaccionan, la mezcla de oxidante y combustible. Este proceso tiene lugar dentro del motor y forma parte del ciclo termodinámico del aparato. El trabajo útil generado por un motor de combustión interna (CI) resulta de los productos gaseosos calientes de la combustión que actúan sobre las superficies móviles del motor, como la cara de un pistón, un álabe de turbina o una tobera.

Los motores de combustión interna son los dispositivos de generación de energía más ampliamente aplicados y utilizados en la actualidad. Algunos ejemplos son los motores de gasolina, los motores diésel, los motores de turbina de gas y los sistemas de propulsión de cohetes.

Inventores e inventos

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Los motores de combustión interna se dividen en dos grupos: motores de combustión continua y motores de combustión intermitente. El motor de combustión continua se caracteriza por un flujo constante de combustible y oxidante en el motor. Se mantiene una llama estable dentro del motor (por ejemplo, un motor a reacción). El motor de combustión intermitente se caracteriza por el encendido periódico del aire y el combustible, y suele denominarse motor alternativo. Se procesan volúmenes discretos de aire y combustible de forma cíclica. Los motores de pistón de gasolina y los motores diesel son ejemplos de este segundo grupo.

Los motores de combustión interna pueden ser delineados en términos de una serie de eventos termodinámicos.Entre las Líneas En el motor de combustión continua, los eventos termodinámicos ocurren simultáneamente mientras el oxidante y el combustible y los productos de la combustión fluyen constantemente a través del motor.Entre las Líneas En cambio, en el motor de combustión intermitente, los acontecimientos se suceden y se repiten en cada ciclo completo.

A excepción de los cohetes (tanto los motores de cohetes sólidos como los de propulsión líquida), los motores de combustión interna ingieren aire, luego comprimen el aire e introducen combustible en el aire o introducen combustible y comprimen la mezcla de aire y combustible. A continuación, lo que es común a todos los motores de combustión interna, la mezcla de aire y combustible se quema, se extrae trabajo de la expansión de los productos gaseosos calientes de la combustión y, finalmente, los productos de la combustión se liberan a través del sistema de escape. Su funcionamiento puede contrastarse con el de los motores de combustión externa (por ejemplo, las máquinas de vapor), en los que el fluido de trabajo no reacciona químicamente y la ganancia de energía se consigue únicamente mediante la transferencia de calor al fluido de trabajo por medio de un intercambiador de calor.

El motor de combustión interna más común es el de cuatro tiempos, de gasolina, de carga homogénea y encendido por chispa. Esto se debe a su excelente rendimiento como motor principal en la industria del transporte terrestre. Los motores de encendido por chispa también se utilizan en la industria aeronáutica; sin embargo, las turbinas de gas de las aeronaves se han convertido en los motores principales de este sector debido a que la industria aeronáutica hace hincapié en la autonomía (véase qué es, su concepto; y también su definición como «autonomy» en el contexto anglosajón, en inglés), la velocidad y la comodidad de los pasajeros. El ámbito de los motores de combustión interna también incluye dispositivos exóticos como los motores supersónicos de combustión ramjet (scramjets), como los propuestos para los aviones hipersónicos, y sofisticados motores y cohetes, como los utilizados en los transbordadores espaciales estadounidenses y otros vehículos espaciales.

Datos verificados por: Brite

Recursos

Traducción al Inglés

Traducción al inglés de Motor de combustión interna: Internal combustion engine.

Véase También

Temperatura adiabática de la llama
Relación aire-combustible
Agujero
Ingeniería Mecánica
Componentes de los motores de combustión interna
Motor de petróleo crudo – un motor de dos tiempos
Desglose (mecánica del motor)
Motor diésel
Dieselización
Inyección directa
Dinamómetro
Vehículo eléctrico
Banco de pruebas de motores: información sobre cómo comprobar un motor de combustión interna
Motor de combustión externa
Combustibles fósiles
Inyección directa de gasolina
Turbina de gas
Bomba de calor
Encendido por compresión de carga homogénea
Vehículo híbrido
Inyección indirecta
Motor de reacción
Ciclo de inyección de magnesio
Motor modelo
Válvulas múltiples
Combustible
Motor de pistón
Motor rotativo sin pistón
Motor alternativo
Carrera
Turbocompresor
Cilindrada variable / Relación de compresión variable

Bibliografía