Reporte Chido De Motores.docx

INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................................. 2 MARCO TEÓRICO. ................................................................................................................................ 2 TIPOS Y CLASIFICACIÓN DE MOTORES DE COMBUSTIÓN ............................................................... 2 MCE ............................................................................................................................................. 2 MCI .............................................................................................................................................. 3 MCIR ........................................................................................................................................ 3 MCIA ........................................................................................................................................ 3 OTTO.................................................................................................................................... 4 DIESEL .................................................................................................................................. 6 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. ........................................................................................................... 9 MOTORES QUE HAY EN EL LABORATORIO. ..................................................................................... 9 MCIA CICLO OTTO 4 T DE USO AUTOMOTRIZ (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). .......................... 9 MCIA CICLO DIESEL 4 T DE USO AUTOMOTRIZ (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). ......................... 9 MCIA CICLO OTTO 2 T DE USO AERONÁUTICO (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). ......................... 9 MCIA CICLO OTTO 4 T DE USO AERONÁUTICO (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). ......................... 9 MCIR CICLO JOULE – BRYATON (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN) ............................................... 10 CONCLUSIONES. ................................................................................................................................ 10 REFERENCIAS. .................................................................................................................................... 10

INTRODUCCIÓN. En la actualidad los motores, ya sean eléctricos o de combustión interna, son pieza clave en el desarrollo del transporte terrestre, marítimo y aéreo pues son estos quienes hacen girar al mundo. La industria en general se ve también beneficiada con el gran desarrollo que se ha dado a través de los años de los diferentes motores, la autonomía y potencia que brindan cada vez son mejores y por esta razón los hace aún una opción viable para en el futuro. Por obvias razones el tener los conocimientos básicos de cómo funcionan y que componen estas maravillosas máquinas es de vital importancia. En este reporte se explicará brevemente que es un motor y los diferentes tipos que hay haciendo énfasis en los motores de combustión interna alternativos (MCIA), detallando su funcionamiento, los componentes fundamentales, los tiempos con los que trabaja y los dos principales ciclos que existen en este tipo de motores (Clico Otto y Diesel) así como las ventajas y desventajas que hay entre ellos y las principales aplicaciones que tienen en el mundo.

MARCO TEÓRICO. TIPOS Y CLASIFICACIÓN DE MOTORES DE COMBUSTIÓN Los tipos de los motores de combustión se explica en el siguiente cuadro… (cuadro sinóptico de los motores) Tipo de refrigeración, aeronáutico o automotriz Pese a la gran variedad de motores de combustión que existen en esta práctica se describirán solamente los motores que se tienen en el laboratorio de térmicas los cuales son MCIA ECH y ECOMP y MCIR A continuación, se explican de manera breve sus principales componentes y su funcionamiento. Hay dos tipos principales de motores, de combustión interna y de combustión externa. Los motores que se desarrollaron primero fueron los de combustión externa. Otra manera de distinguir los tipos de motores es por el ciclo que emplean ya sea Otto o Diesel, de 2 y 4 tiempos, enfriados por aire o por agua entre otras.

MCE Estos motores funcionan haciendo la quema del combustible ya sea sólido o líquido fuera de la máquina, la energía liberada a partir de la combustión es dirigida al mecanismo de la máquina para convertirla en energía mecánica. Un ejemplo de un motor de combustión externa es la máquina de vapor, a continuación, en la Figura 1, se muestra un esquema de dicha máquina.

Figura…. En la Figura 1 se muestra una máquina que convierte la energía del combustible en movimiento para posteriormente producir electricidad. Se puede notar como la combustión se hace fuera de la máquina, al quemar el combustible se produce calor, el cual, hace que el agua se evapore dentro de la caldera. El vapor va dirigido al pistón moviéndolo en línea recta y el sistema biela-manivela convierte ese movimiento lineal del pistón en un movimiento circular para transmitirlo al generador y posteriormente producir energía eléctrica. Los motores de combustión interna son aquellos motores que llevan a cabo la combustión del fluido de trabajo dentro de la máquina convirtiendo la energía química del combustible en energía mecánica. El ejemplo más práctico es un motor de un automóvil. A este tipo de motores de combustión interna se les denomina alternativos. A continuación, se explica con más detalle este concepto.

MCI A diferencia de los MCE, donde la combustión se lleva a cabo fuera de la maquina los MCI tienen la cámara de combustión dentro del motor de ahí que se les llame MCI. Y son estos motores en los cuales se centrará el estudio ya que son los de mayor uso en la actualidad y que representan tanto porcentaje, son principal fuente generadora de trabajo para industrias y ampliamente utilizados en el sector de transportes. MCIR Se explicará brevemente los MCIR, los cuales trabajan bajo el ciclo Joule – Brayton, también conocidos como motores de turbina de gas a excepción del motor Wankel, el cual es un MCIR pero no trabaja con el ciclo Joule - Brayton Explica principales componentes. Diferentes tipos de MCIR y cuadro sinóptico con imágenes

MCIA Los MCIA son aquellos donde se genera un trabajo sobre una superficie móvil que se desplaza en movimientos rectilíneos, en otras palabras, los motores de cilindro-émbolo son un MCIA. En este

caso sucede una reacción exotérmica resultante de un proceso de combustión la cual empuja el sistema cilindro-émbolo transmitiendo el movimiento lineal a un movimiento de rotación. Existen dos grandes tipos de MCIA que se clasifican en motores encendidos por chispa y motores encendidos por compresión. Los motores encendidos por chispa son denominados motores de ciclo Otto y los motores encendidos por compresión se les llama motores de ciclo Diésel. Otra clasificación de estos motores, que abarca tanto a los motores de ciclo Otto como los de ciclo Diesel, son los tiempos y hay de 2 y 4 tiempos en ambos casos. Los tiempos que se manejan en estos motores son admisión, compresión, combustión-explosión y escape, para motores de 4 tiempos, los cuales realizan un ciclo de trabajo y dos vueltas del cigüeñal. Para los motores de 2 tiempos un ciclo de trabajo equivale a una vuelta del cigüeñal y los tiempos son AdmisiónCompresión y Combustión-Escape. OTTO El motor de ciclo Otto es un motor caracterizado por encender la mezcla aire-combustible a través de una chispa que se genera en la cámara de combustión del cilindro al momento que el fluido de trabajo este comprimido. Funcionamiento principal

Como se ha mencionado anteriormente, existen motores de ciclo Otto de 2 y 4 tiempos. El de 4 tiempos consta de: 1.- ADMISIÓN. El émbolo se encuentra en el punto muerto superior (PMS) y pasa al punto muerto inferior (PMI) abriendo la válvula de admisión y permitiendo la entrada de la mezcla de aire-combustible. 2.- COMPRESIÓN. El émbolo se encuentra en el PMI, la válvula de admisión se cierra y el émbolo pasa del PMI al PMS comprimiendo toda la mezcla de aire-combustible. 3.- COMBUSTIÓN-EXPLOSIÓN. Al estar la mezcla de aire-combustible comprimida en la cámara de combustión, las válvulas de admisión y escape cerradas, la bujía genera una chispa que enciende el combustible generando así la combustión del fluido de trabajo y empujando el émbolo del PMS al PMI. 4.- ESCAPE. Después de realizar la combustión de la mezcla aire-combustible se generan los gases de escape que están en el volumen total del cilindro. El émbolo realiza la carrera del PMI al PMS dirigiendo todos los gases de la combustión a la válvula de escape que se abre. Al llegar al PMS se vuelve a repetir el tiempo de ADMISIÓN.

Figura 2. Esquema de los cuatro tiempos de un MCIA ciclo Otto.

Componentes principales

Los componentes de los MCIA son muy complejos actualmente con toda la tecnología que se desarrolla, sin embargo, nos concentraremos en los componentes básicos de los MCIA de ciclo Otto. En la Figura 2 se muestra un diagrama con las partes fundamentales de cualquier MCIA de ciclo Otto.           

Árbol de levas. Su función principal es abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape. Culata. Es la parte donde se encuentra la cámara de combustión, las válvulas y el inyector. Válvulas. Las válvulas permiten el paso del combustible y la salida de los gases de la combustión. Cilindros. En los cilindros se encuentra el émbolo y la biela. Biela. Mecanismo que transmite el movimiento lineal del émbolo en movimiento circular al cigüeñal. Bloque. Donde se ubican los cilindros. Volante. Mecanismo que guarda energía necesaria para romper la inercia del motor estático. Cárter. Almacena el aceite con el cual es lubricado el motor. Cigüeñal. En el cigüeñal se transmite toda la energía de cada cilindro. Correa de distribución. La correa distribuye el movimiento del cigüeñal a los demás dispositivos como la bomba de aceite, la marcha, la bomba de agua etc. Cojinete de bancada. Es donde descansa el cigüeñal.

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Segmento o anillos. Ayudan a mantener hermético el volumen del cilindro y a darle lubricación para su correcto funcionamiento. Bujías. Su función es producir una chispa para encender la mezcla aire-combustible dentro de la cámara de combustión. Émbolo. Pieza del motor que se mueve en línea recta empujando el fluido de trabajo o recibiendo un impulso de este.

Clasificación de motores Otto DIESEL El motor de ciclo Diésel se diferencia del motor de ciclo Otto por la manera en que lleva a cabo la combustión, mientras el ciclo Otto necesita una chispa para producir la quema del fluido de trabajo el motor de ciclo Diésel no necesita una chispa pues la combustión se logra gracias a la simple compresión del aire elevando su temperatura y presión para posteriormente inyectar el combustible y se presente la combustión. Los componentes de un MCIA de ciclo Diésel no cambian significativamente respecto a los de ciclo Otto pues solamente prescinden de bujías. Componentes principales En la Figura se muestran gráficamente los componentes de un MCIA de ciclo Diésel y se explica brevemente cada una de sus partes.

Figura 3. Diagrama con las partes de un MCIA ciclo Otto.

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Árbol de levas. Su función principal es abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape. Culata. Es la parte donde se encuentra la cámara de combustión, las válvulas y el inyector. Válvulas. Las válvulas permiten el paso del combustible y la salida de los gases de la combustión. Cilindros. En los cilindros se encuentra el émbolo y la biela. Biela. Mecanismo que transmite el movimiento lineal del émbolo en movimiento circular al cigüeñal. Bloque. Donde se ubican los cilindros.

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Volante. Mecanismo que guarda energía necesaria para romper la inercia del motor estático. Cárter. Almacena el aceite con el cual es lubricado el motor. Cigüeñal. En el cigüeñal se transmite toda la energía de cada cilindro. Correa de distribución. La correa distribuye el movimiento del cigüeñal a los demás dispositivos como la bomba de aceite, la marcha, la bomba de agua etc. Cojinete de bancada. Es donde descansa el cigüeñal. Segmento o anillos. Ayudan a mantener hermético el volumen del cilindro y a darle lubricación para su correcto funcionamiento.

Funcionamiento principal

1.- ADMISIÓN. El émbolo se encuentra en el punto muerto superior (PMS) y pasa al punto muerto inferior (PMI) abriendo la válvula de admisión y permitiendo la entrada de aire solamente. 2.- COMPRESIÓN. El émbolo se encuentra en el PMI, la válvula de admisión se cierra y el émbolo pasa del PMI al PMS comprimiendo toda la mezcla de aire elevando así su presión y temperatura. 3.- COMBUSTIÓN-EXPLOSIÓN. Al aire comprimido se le inyecta el combustible para que esa temperatura y presión que tiene haga posible la combustión. Entonces el émbolo pasa a realizar la carrera del PMS al PMI. 4.- ESCAPE. Después de realizar la combustión de la mezcla aire-combustible se generan los gases de escape que están en el volumen total del cilindro. El émbolo realiza la carrera del PMI al PMS dirigiendo todos los gases de la combustión a la válvula de escape que se abre. Al llegar al PMS se vuelve a repetir el tiempo de ADMISIÓN.

Figura 4. Esquema de los 4 tiempos de un ciclo Diésel.

Clasificación de motor Diesel

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. La práctica se desarrolló…. Pudimos observar los motores que se encuentran en el laboratorio y realizamos un análisis detallado de cada una de las características de cada motor. A continuación se enlistan los motores vistos y se redacta la descripción que se desarrollo en la clase.

MOTORES QUE HAY EN EL LABORATORIO.     

Motor uno Motor dos Motor tres Motor cuatro Motor cinco

MCIA CICLO OTTO 4 T DE USO AUTOMOTRIZ (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). MCIA CICLO DIESEL 4 T DE USO AUTOMOTRIZ (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). MCIA CICLO OTTO 2 T DE USO AERONÁUTICO (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN). MCIA CICLO OTTO 4 T DE USO AERONÁUTICO (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN).

MCIR CICLO JOULE – BRYATON (DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN)

CONCLUSIONES. La versatilidad que existe en los MCIA es muy amplia, pues las aplicaciones que tienen son muchas. Los motores vistos en el laboratorio fueron de gran ejemplo para identificar, reconocer y reafirmar el funcionamiento de las diferentes partes que componen un MCIA. También las configuraciones de los cilindros que se analizaron en el laboratorio son extraordinarias, desde el pequeño motor en línea hasta la configuración en estrella, sin olvidar la configuración en V de 8 cilindros y el motor de aviación de dos tiempos.

REFERENCIAS. Giacosa, D. Motores Endotérmicos. Hoepli, 3 ed. Milán Italia 1970 https://ingenieromarino.com/motores-de-combustion-interna-alternativos-mcia-1oparte/ https://www.ecured.cu/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna Motores de combustión interna alternativos, M.Muñoz, F. Payri, Sección de publicaciones de la E.T.S. de Ingenieros Industriales (Universidad Politécnica de Madrid), 1989. http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/tag/ciclo-diesel/ Obert E , Motores de Combustión Interna: Análisis y Aplicación, (1997)