MOTORES DE 2T El motor de dos tiempos, también denominado motor de ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico pero no obtiene pistones (admisión, compresión, combustión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Se diferencia del más conocido y frecuente motor de cuatro tiempos de ciclo de Otto, en el que este último realiza las cuatro etapas en dos revoluciones del cigüeñal. Existe tanto en ciclo Otto como en ciclo Diésel además. El motor de 2 tiempos es, junto al motor de 4 tiempos, un motor de combustión interna con un ciclo de cuatro fases de admisión, compresión, combustión y escape, como el 4 tiempos, pero realizadas todas ellas en solo 2 tiempos, es decir, en dos movimientos del pistón. Los motores de 2 tiempos son mejores que los 4 tiempos. En un motor 2 tiempos se produce una combustión por cada vuelta de cigüeñal mientras que en un motor 4 tiempos se produce una combustión por 2 vueltas de cigüeñal, lo que significa que a misma cilindrada se genera mucha más potencia (Entre un 30% y 50%), pero también un mayor consumo de combustible. Este motor es el más usual principalmente en motocicletas y motores fuera de borda.
MOTORES DE 4T Un motor de cuatro tiempos es un motor de combustión interna alternativo tanto de ciclo Otto como ciclo del diésel, que precisa cuatro carreras del pistón o émbolo (dos vueltas completas pero del cigüeñal para completar el ciclo termodinámico de combustión. Este
es un motor de combustión interna que hace que la mezcla de gasolina y aire se convierta en movimiento. Para que esto ocurra el motor tiene que pasar por cuatro fases. Estas tiempos son: admisión, compresión, combustión o explosión y escape.
1. Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado (MEP) o el aire en motores de encendido por compresión (MEC). La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta La válvula de admisión se encuentra abierta y la carrera que realiza el pistón es descendente.
2. Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
3. Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a través del inyector el combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo
4. Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.
CICLO OTTO El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado por una chispa eléctrica CICLO TERMODINÁMICO Es el conjunto de las transformaciones termodinámicas de un fluido, en un sistema que retorna a las condiciones iniciales después de haber realizado un trabajo. En los motores de combustión interna, como en el caso de los automóviles, el trabajo obtenido proviene de la transformación parcial del calor producido por la combustión. Generalmente, el estudio de los ciclos termodinámicos se lleva a cabo suponiendo que se trata de un fluido perfecto, que funciona en una máquina igualmente perfecta, es decir, suponiendo que el ciclo está constituido por una serie de transformaciones termodinámicas ideales, como las transformaciones adiabáticas (sin intercambio de calor
con el exterior), isobáricas (a presión constante), las isocoras (a volumen constante) e isotérmicas (a temperatura constante).
Una serie de ciclos termodinámicos se han implementado en la práctica:
El ciclo Bryton, que consiste en turbinas de vapor y motores de reacción.
El ciclo Otto, ampliamente utilizado en el sector de la automoción.
El ciclo Diesel, muy utilizado en navegación marítima, ferrocarriles y automóviles.
El ciclo Sterling, muy parecido al ciclo ideal de Carnot, y que suele utilizar aire u otro gas como fluido de trabajo.
El ciclo Ericsson, que utiliza aire caliente como fluido de trabajo y que está específicamente pensado para aplicaciones solares.
El ciclo Rankine.
MOTOR ALTERNATIVO Los motores de combustión interna alternativos, también a menudo llamados motor de pistón o motor de émbolo y vulgarmente conocidos como motores de explosión o motores diésel, son motores térmicos en los que los gases generados en la reacción exotérmica resultante de un proceso de combustión empujan un émbolo o pistón en un movimiento alternativo, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, obteniendo finalmente un movimiento de rotación. El funcionamiento cíclico de estos motores implica la necesidad de sustituir los gases de la combustión por nueva mezcla de aire y combustible en el interior del cilindro; esta mezcla es aproximadamente, 16 partes de aire por una de combustible; este proceso se denomina renovación de la carga. LosMotores de Combustión Interna Alternativos (MCIAs o MACIs) representan la mayoría, por su flexibilidad de operación, bajo coste y capacidad de ser construidos en tamaños variados,. Hacen uso de combustibles líquidos o gaseosos; refinados, pues los queman en su interior. Están basados en variar el volumen de una cámara por medio de un émbolo o pistón con movimiento alternativo dentro de un cilindro recto. Se disponen
varios cilindros en paralelo, idénticos, para aumentar la potencia y suavizar la marcha. Al finalizar los procesos es necesario renovar la carga, gases residuales que se sustituyen por gases frescos, y volver a empezar. La repetitividad de los procesos hace idóneo el concepto termodinámico de ciclo extendido al caso en que solo hay repetición 𝒑 − 𝑽, pero no de 𝑻 y composición. Los motores alternativos aprovechan la energía almacenada en un fluido, que se introduce en condiciones adecuadas en la máquina, y la transforman en energía mecánica. En cambio, las máquinas generadoras alternativas reciben energía mecánica y la ceden en formas diversas, por ejemplo, a un fluido en forma de variaciones de presión y volumen, para superar diferencias de presión, desniveles, pérdidas de carga en las conducciones, o para accionar otros mecanismos. Los mecanismos alternativos más usados, sobre todo en el sector automovilístico, son los denominados de biela-manivela.
Características comunes La configuración genérica es un cilindro donde dentro hay un pistón, a veces dos. Si hay sólo un cilindro un extremo del cilindro está cerrado, si existen dos pistones cada uno cierra un extremo. En el cilindro se introduce el fluido de trabajo, generalmente aire o vapor de agua. Se puede introducir bajo presión y caliente (por ejemplo, la máquina de vapor), o se calienta y comprime en el interior del cilindro, ya sea por la ignición de una mezcla de aire y combustible (motor de combustión interna) o por contacto con un intercambiador de calor caliente en el cilindro (motor Stirling). Los gases calientes y a presión se expanden, empujando el pistón hacia la parte inferior del cilindro. El pistón se devuelve a la parte superior del cilindro (punto muerto superior) por un volante de inercia, o la potencia de otros pistones conectados al mismo eje o, en algunos diseños, el pistón puede ser accionado por ambas lados, en cuyo caso se dice que es de doble efecto. En los motores con dos pistones por cilindro estos vuelven al centro. Dentro de este tipo existe una variante que emplea aire comprimido para desplazar los pistones motor de pistón libre En la mayoría de los tipos los gases expandidos o "agotados" se eliminan del cilindro por esta carrera, aunque en algunas máquinas de vapor se condensa y se vuelve a enviar a la caldera. Algunos tipos de motor de Stirling, no expulsan nada sino que calienta y enfría repetidamente la misma cantidad de gas sellada. En los que emplean fluidos incompresibles generalmente el fluido trabaja en circuito cerrado y se vuelve a enviar a la bomba.
Clasificación Para clasificar los motores de este tipo, es común, emplear el número y la disposición de los cilindros, como puede ser lineal, en V, radial. Y por último también se tiene en cuenta la cilindrada, es decir, el volumen total de desplazamiento de gas por los pistones que se mueven en los cilindros, normalmente se mide en centímetros cúbicos (cm3 o cc) o litros (l) o (L). Por ejemplo, para motores de combustión interna, los modelos con uno o dos cilindros son comunes en los vehículos más pequeños, tales como motocicletas , mientras que los automóviles tienen normalmente entre cuatro y ocho, y las locomotoras y los buques puede tener una docena, o más, de cilindros. La cilindradas puede variar de 10 cm3 o menos en motores de modelos a escala hasta varios miles de centímetros cúbicos en los motores marinos.