Motores de combustión interna

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
CONCEPTOS

CICLO OTTO
Ciclo ideal de los motores de encendido por chispa

Fases de Operación
1. Admisión: El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior).

2.Compresión: El pistón sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso se supone que la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible A→B, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la fricción.
Combustión
Con el pistón en su punto más alto, salta lachispa de la bujía. El calor generado en la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prácticamente constante (ya que al pistón no le ha dado tiempo a bajar). Esto se representa por una isócora B→C. Este paso es claramente irreversible, pero para el caso de un proceso isócoro en un gas ideal el balance es el mismo que en uno reversible.
3. Expansión: Laalta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible C→D.

4. Escape: Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. Elsistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma podemos, para el balance energético, suponer que es el mismo aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la isócora D→A. Cuando elpistón empuja el aire hacia el exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.

MOTOR DIESEL
Se inyecta diesel, no hay chispa sino presiones altas que mueven el cigüeñal.
Se inyecta el diesel, no se utiliza chispa, sino que producto de la compresión se eleva la temperatura y presión hasta el punto de oxidación
El motor Diesel funciona por el principio delautoencendido o autoignición, en el que la mezcla aire-combustible arde por la gran temperatura alcanzada en la cámara de compresión, por lo que no es necesaria la chispa como en los motores de explosión. A continuación se explica el proceso.
En cuanto el combustible frio contacta con el aire que se encuentra a gran temperatura, comienza a elevarse su temperatura, formándose vapor alrededor de cada unade las gotas. El aire circundante se enfría y toma calor de la masa de aire comprimido, transmitiéndolo nuevamente a la gota de combustible que vuelve a calentarse hasta alcanzar su temperatura de inflamación. Cuando esto ocurre, comienza la combustión y el calor producido se pasa a toda la masa de aire y combustible restante, produciéndose su inflamación.
CILINDRO
Motores Cuadrados y SuperCuadrados (diámetro o calibre > carrera del pistón)
Ventajas:
* Mayor potencia para un mismo volumen de cilindro.
* Se mejora el llenado del cilindro con gases frescos; mejor evacuación de los gases tóxicos.
* Menos roce entre pistón y cilindro porque la carrera es menor

Motores Alargados (carrera del pistón > diámetro o calibre)
Ventajas:
* Mayor relación de compresión
*Mayor rendimiento de la cámara de compresión
* Tiempo de combustión para la mezcla A/C produce menos gases tóxicos

Entendemos por la cilindrada, el volumen comprendido entre el PMS y el PMI, es decir, el volumen de la parte del cilindro que comprende la carrera.
El pistón se desplaza en el interior del cilindro desde su punto muerto superior (P.M.S.), que es el más elevado que alcanza, al...