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Los motores: Motores de explosión.

Artificios que transforman cualquier clase de energía en trabajo mecánico, o que suministran la energía necesaria para que ciertos artefactos, genéricamente denominados máquinas, puedan producir un trabajo. Así, por ejemplo, un automóvil es una máquina que consta de bastidor montado sobre 4 ruedas, amortiguadores, caja de carrocería, etc. y de 1 motor que le proporciona movimiento.
Existe gran número de motores diferentes y diversas formas de clasificarlos. Pueden agruparse en animados e inanimados. Son motores animados el hombre y los animales, cuando emplean su energía muscular para realizar un trabajo mecánico. Son inanimados los que generan una clase de energía a partir de otra. De acuerdo con la clase de energía utilizada, pueden clasificarse en motor eléctrico, eólico, hidráulico, térmico, etc., según que empleen la energía que genera una corriente eléctrica, una masa de aire en movimiento, una corriente de agua , o el calor de combustión de un combustible , respectivamente.

Temas relacionados : Electricidad del Automotor . Bujías

Entre los más importantes motores se cuenta el de explosión, clasificado como motor aerobio atmosférico, pues necesita el oxígeno del aire para que el combustible se queme y origine los gases que, al expandirse, generan la energía que realizará un trabajo mecánico. El motor anaerobio es el de reacción de un cohete, que no precisa del oxígeno del aire para su funcionamiento.
El motor de explosión se funda en el siguiente principio: si una mezcla de aire y de un gas combustible, contenida dentro de un cilindro provisto de un émbolo, se inflama por medio de una chispa, se produce una explosión y como consecuencia de ésta una elevada temperatura que provoca la dilatación de los gases producidos por la combustión del carburante y con ella la presión que empuja el émbolo. El movimiento alternativo que éste realiza se transmite a otros órganos que lo transforman en uno giratorio, que mueve una máquina o un vehículo como, por ejemplo, un automóvil.
El motor de explosión es un motor de combustión interna, como el Diesel, pero el primero es un motor de encendido por chispa, y el segundo, de encendido por compresión. El órgano principal de un motor de explosión es el cilindro que está abierto en la parte inferior y cerrado en la superior por la culata. Ésta tiene una cavidad que forma sobre el émbolo la cámara de combustión. La culata sirve, además, de soporte para la bujía y, en el caso de distribución superior, tiene orificios para las válvulas de admisión de la mezcla de combustible y comburente y para el escape de los gases de la combustión. Entre las partes extremas del cilindro, llamadas punto muerto superior y punto muerto inferior, se mueve el émbolo, alternativamente hacia arriba y hacia abajo. Está unido por la parte inferior al mecanismo de biela, manivela y cigüeñal, es decir, al dispositivo que transforma el movimiento rectilíneo y alternativo del émbolo en otro circular.
El motor de explosión es un motor cíclico, es decir, que funciona repitiendo periódicamente las mismas operaciones en el mismo orden. Éstas pueden realizarse en 4 tiempos o en 2, según se efectúen las fases de admisión de la mezcla carburante, su compresión, explosión o combustión y expansión de ella y escape de los gases quemados, en 2 revoluciones del árbol motor o cigüeñal o en una, respectivamente.

Corte esquemático de un motor Austin Morris, Serie “E” , de eje de levas superior. La nafta se mezcla con aire en el carburador, y la mezcla pasa a los cilindros a través del múltiple de entrada y válvulas de admisión. Las bielas de pistón hacen girar el cigüeñal, que pone en movimiento, los engranajes por medio del embrague. Los engranajes hacen girar el mecanismo de transmisión, conectado a las ruedas por el eje de transmisión. Los gases de combustión son expulsados a través de las válvulas de salida y el tubo de escape.

Ciclo de 4 tiempos

Motores de nafta, de cuatro tiempos. 1 - el pistón baja para permitir la entrada de una mezcla de nafta y aire, 2 - El pistón sube y se produce la compresión de la mezcla. 3- La bujía incendia la mezcla y la expansión de los gases hace bajar el pistón. 4- El pistón sube nuevamente y expulsa los gases de la combustión a través del escape.

En el motor de 4 tiempos el ciclo se cumple así: 1er. tiempo o de admisión. El émbolo comienza su movimiento alternativo desde el punto muerto superior hacia el punto muerto inferior, Su descenso produce dentro del cilindro una disminución de presión y con ello la abertura de la válvula de admisión y la aspiración del carburante y del comburente que penetran en el recinto de aquél. El movimiento del émbolo, que se transmite al mecanismo de biela, manivela y cigüeñal, corresponderá a media vuelta del árbol motor cuando llegue al punto muerto inferior, lapso en que el cilindro se habrá llenado con la mezcla de combustible y comburente. Así termina el primer tiempo y se cierra la válvula de admisión. 2do. tiempo o de compresión. El émbolo inicia su movimiento hacia el punto muerto superior y comprime el carburante hasta unas 8 atmósferas. Por efecto de la compresión la temperatura de la mezcla aumenta hasta llegar casi a la necesaria para la inflamación del carburante. Cuando el émbolo termina su movimiento ascendente, también finaliza el segundo tiempo del ciclo y el árbol motor completa su vuelta. 3er. tiempo o de explosión. En el instante en que el émbolo termina su carrera ascendente, la chispa que salta entre los electrodos de la bujía inflama el carburante. Su combustión produce una notable elevación de temperatura y con ello la violenta dilatación de los gases que ejercen una considerable presión sobre el émbolo, empujándolo hacia el punto muerto inferior. Este movimiento se transmite al árbol motor que cumple al término de aquel una vuelta y media. 4to. tiempo o de escape. Al iniciarse, se abre la válvula de escape de los gases de la combustión, que son empujados hacia el ambiente exterior por el émbolo que comienza otra carrera ascendente. Cuando llega al punto muerto superior, el árbol motor completa 2 vueltas o 2 revoluciones y con ello termina el ciclo de 4 tiempos, que vuelve a repetirse y así sucesivamente. De los 4 tiempos, 2 descendentes y 2 ascendentes, sólo el tercero es activo, pues es el único que produce energía útil para transformarla en trabajo.

Ciclo de 2 tiempos

En éste, las fases del cielo son también 4: admisión, compresión, explosión y escape, pero se realizan sólo en 2 tiempos o en 2 carreras del émbolo, razón por la cual el árbol motor cumple en igual tiempo una sola vuelta o revolución.
El cilindro de un motor de 2 tiempos tiene lumbreras en lugar de válvulas. Aquéllas son aberturas convenientemente situadas en la pared del cilindro; una, para la aspiración del carburante y comburente, que penetran por debajo del émbolo en la cámara inferior del cilindro; otra, para la admisión, esto es, para que aquella mezcla pase de dicha cámara a la de combustión, situada por encima del émbolo, y una tercera, para el escape de los gases de combustión.
Los 2 tiempos se cumplen así: en uno, después que el émbolo comprimió la mezcla de carburante y comburente, cerró las lumbreras de admisión y de escape, se produce la explosión. En este lapso, cuando el émbolo está llegando al punto muerto superior, descubre la lumbrera de aspiración para que penetre nueva mezcla en la cámara inferior del cilindro. En el otro tiempo, el émbolo, al descender empujado por la fuerza expansiva de los gases de la combustión, descubre la lumbrera de escape para que salgan al exterior los gases quemados, cierra la de aspiración y abre la de admisión. La mezcla nueva que penetra en la cámara superior del cilindro empuja los gases quemados hacia su salida. Después se repite el ciclo y así sucesivamente.
La energía necesaria para iniciar el movimiento del émbolo, es decir, para poner en marcha el motor de explosión, se consigue por medio de un pequeño electromotor, llamado motor de arranque, alimentado por una batería de acumuladores, cuya acción cesa cuando el motor de explosión comienza a funcionar. La abertura y cierre de las válvulas del cilindro y la producción de la chispa eléctrica por la bujía se obtienen por medio de mecanismos sincronizados con el cigüeñal. Como el calor originado por las sucesivas explosiones y combustiones calentaría excesivamente el cilindro, se lo refrigera mediante dispositivos especiales.

 

 

 

 

 

 

 
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