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MOTORES

Justificación:

Consideramos que el tema sobre máquinas térmicas es importante para nuestros alumnos porque cada día es más evidente que su uso (o debo decir abuso) ha provocado cambios climáticos que ponen en riesgo el desarrollo sustentable y la calidad de vida.

También consideramos que el tema de motores y en general de máquinas térmicas fue el origen de la Revolución Industrial y de todo el sistema socio económico de globalización que persiste hasta nuestros días.

Además es necesario a que esta edad se interesen no solo por el uso automóviles que utilizan motores y en general de los avances tecnológicos sino en su desarrollo y funcionamiento, para poder generar tecnología propia que los coloque en una posición más competitiva con el resto de los estudiantes del mundo.

Objetivos:

Objetivo general:

Conocer los elementos y el funcionamiento del motor, con especial interés en el motor Diesel.

Objetivos específicos:

  ü  Saber qué es un motor y conocer las partes de esta.

  ü  Identificar los tipos de motores.

Motor:

Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce movimiento.

Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes:

-Motores térmicos:

Cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica.

Motores de combustión interna: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petróleo y gasolina, los del gas natural o los biocombustibles.

Motores de combustión externa: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.

-Motores eléctricos:

Cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.

En los aerogeneradores, las centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transforma algún tipo de energía de otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.

Los motores eléctricos utilizan la inducción electromagnética que produce la electricidad para producir movimiento, según sea la constitución del motor núcleo con cable arrollado, sin cable arrollado, monofásico, trifásico, con imanes permanentes o sin ellos; la potencia depende del calibre del alambre, las vueltas del alambre y la tensión eléctrica aplicada.

Partes de un motor:

¿Cómo funciona el motor?

Los motores de 4 tiempos son los más populares de la actualidad, casi en cualquier tipo de vehículo, y entre las motos se han terminado imponiendo a los motores de 2 tiempos casi en todas las disciplinas al ser más limpios y menos contaminantes.

Un motor de explosión con ciclo de 4 tiempos se compone por un cilindro, una biela, un cigüeñal, al menos dos válvulas, una bujía y muchos otros componentes que hacen que todo trabaje de forma coordinada. Para entender cómo es posible que una mezcla de gasolina y aire se convierta en movimiento te explicamos uno a uno cada uno de los 4 tiempos de este tipo de motor de combustión, o también llamado motor Otto.

 ü  Tiempo 1: ADMISIÓN

En el primer tiempo una mezcla de gasolina y aire va a entrar en la cámara de combustión del cilindro. Para ello el pistón baja del punto superior del cilindro al inferior, mientras que la válvula(o válvulas) de admisión se abre y deja entrar esa mezcla de gasolina y aire al interior del cilindro, para cerrarse posteriormente.

La gasolina es combinada con aire ya que, de por sí, la gasolina sola no ardería y necesita oxígeno para su combustión. La relación teórica es 1 gramo de gasolina por 14,8 gramos de aire, pero depende de muchos factores, como por ejemplo de la densidad de ese aire. Por eso en los motores modernos una sonda lambda examina los gases sobrantes de la combustión e informa a la centralita sobre cómo ha de ser la proporción de la mezcla gasolina/aire a suministrar por los inyectores.

 ü  Tiempo 2: COMPRESIÓN

En el segundo tiempo, con el pistón en su posición más baja y la cámara de combustión llena de gasolina y aire, la válvula de admisión se cierra y deja la cámara cerrada herméticamente. La inercia del cigüeñal al que está unida la biela del pistón hará que el pistón vuelva a subir y comprima así la mezcla.

La gasolina y el aire se comprimen dentro de una cámara hermética y, al reducirse de tal manera el espacio, las moléculas chocan entre sí aumentando la temperatura de la mezcla. La gasolina y el aire están listos para el tercer tiempo: La combustión.

 ü  Tiempo 3: COMBUSTIÓN

En el tercer tiempo, con el pistón en su posición más alta y comprimiendo la mezcla de gasolina y aire, es cuando entra en acción la bujía.

Es en este preciso momento, con la mezcla comprimida y a una alta temperatura, cuando la bujía genera una chispa que hace explotar violentamente esa mezcla. La combustión hace empujar el pistón hacia abajo con fuerza y la biela y el cigüeñal se encargan de convertir ese movimiento lineal del pistón, de arriba abajo, en un movimiento giratorio.

 ü  Tiempo 4: ESCAPE

En el cuarto tiempo, el último de este proceso y que significará la cuarta carrera del pistón y la segunda vuelta del cigüeñal, el pistón se encuentra en su parte más baja de nuevo y con la cámara de combustión llena de gases quemados producto de la combustión de la gasolina y aire.

El pistón vuelve a subir en este cuarto tiempo y al hacerlo empuja esos gases hacia arriba para que salgan por la válvula de escape que se abre con el fin de dejarlos salir y volver a dejar la cámara del cilindro cavia. No como durante la compresión, que permanecía cerrada.

Es ahora, con el pistón de nuevo en la parte superior cuando se inicia el ciclo de nuevo desde el principio. El pistón volverá a bajar mientras que la válvula de admisión se abre y deja pasar una nueva mezcla de gasolina y aire, y así una y otra vez.

Características generales:

Rendimiento:

 Es el cociente entre la potencia útil que generan y la potencia absorbida. Habitualmente se representa con la letra griega n.

Potencia:

Es el trabajo que el motor es capaz de realizar en la unidad de tiempo a una determinada velocidad de giro. Se mide normalmente en caballos de vapor (CV), siendo 1 CV igual a 736 vatios.

Par motor:

Es el momento de rotación que actúa sobre el eje del motor y determina su giro. Se mide en Kg*m (Kilogramos por metro), o lo que es lo mismo Newton-metro (Nm), siendo 1Kgm igual a 9,81 Nm (9,81 Kg*f*m). Hay varios tipos de pares, véanse por ejemplo el par de arranque, el par de aceleración y el par nominal.

Estabilidad:

Es cuando el motor se mantiene a altas velocidades sin gastar demasiado combustible tanto como energía eléctrica en su correspondiente tiempo que pasa el motor sin ningún defecto pero esto solo se hace en las fábricas donde se desarrolla el motor.

Conclusión:

El hombre siempre ha necesitado ir evolucionando y junto con él sus creaciones. Desde el año 1862 hasta la fecha, los motores han presentado una variación notable o por qué no decirlo una gran evolución, vemos que el primer motor construido consumía grandes cantidades de combustible, en cambia ahora son cada vez más poderosos y económicos.