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HiSTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA
Los motores de combustión interna alternativos (MCIA) actuales tienen ya más de un siglo de historia. Si hubiera que escoger una fecha que marcara el nacimiento de los motores modernos (tal como los conocemos actualmente), esa sería el año 1876, cuando el alemán Nicolaus Otto solicitó la patente titulada Gasmotor, obtenida a nombre de la GasmotorenfabrikDeutz AG con el número DE 532.
.Si bien el motor de Otto fue, a buen seguro, resultado de una evolución continua, basada a su vez en numerosos antecedentes, hay que atribuirle el mérito de haber establecido la estrategia de los desarrollos futuros de los MCIA en una dirección con respecto a la cual iban a existir pocas desviaciones en lo sucesivo.
Los MCIA no empiezan (ni terminan) con elmotor de Otto, aunque éste constituya uno de los hitos más importantes de su historia. Los primeros antecedentes de los MCIA fueron, sin duda, las máquinas de vapor, desarrolladas en el siglo XVIII, durante la primera revolución industrial, de la que, en buena parte, fueron artífices. Las máquinas de vapor se pueden considerar los primeros ingenios capaces de producir, con rendimientos aceptables,energía mecánica no natural, entendiendo por tal la que no procede del aprovechamiento de energías existentes en la naturaleza, como la hidráulica o la eólica. Todos los motores térmicos actuales se derivan, en mayor o menor medida, de las máquinas de vapor. Los MCIA tienen en común con éstas una de sus principales características, que consiste en ser máquinas volumétricas o de desplazamientopositivo, lo que significa que el fluido de trabajo está contenido dentro de un recinto delimitado por paredes móviles que, al desplazarse, modifican el volumen de la masa de fluido que evoluciona por el motor.
Esa circunstancia confiere a las máquinas volumétricas la propiedad de que su funcionamiento se puede comprender de manera intuitiva ya que, hasta cierto punto, es sencillo imaginar lo quesucede cuando un gas se expande o se comprime dentro de un cilindro por mediación del movimiento de un émbolo. Esa aproximación intuitiva permitió que las máquinas de vapor (y, en buena medida, también los MCIA) se desarrollasen de manera esencialmente empírica, sin la existencia de una base que explicara su funcionamiento con método científico.
La similitud existente entre los procesos que tienenlugar en las máquinas de vapor y en los MCIA queda reflejada en la Figura 1.2, que muestra los diagramas presión-volumen (p–V) de ambas máquinas. El diagrama p–V, también conocido como diagrama del indicador, es de gran importancia, como se verá oportunamente, en el estudio de los MCIA.
Figura 1.2 Diagramas p–V de una máquina de vapor (izquierda) y de un MCIA (derecha).
Su carácter deantecedente histórico de los MCIA y los aspectos que tienen en común justifican la conveniencia de describir brevemente los hitos fundamentales que determinaron la historia de las máquinas de vapor.
La carrera de trabajo se realizaba durante el movimiento descendente del émbolo, debido al vacío generado al condensar el vapor dentro del cilindro por mezcla con agua líquida; el movimiento ascendentetenía lugar gracias a la acción de un contrapeso. La presión del vapor en la caldera era muy baja, evitando así los problemas de seguridad de la máquina de Savery.
Los derechos otorgados a la patente de Savery extendían la protección de su invención a los dispositivos para conseguir la elevación de agua usando la potencia del fuego, razón por la que Newcomen (que tuvo que firmar acuerdoscomerciales, primero con Savery y luego con sus herederos) murió sin haber podido disfrutar en exclusiva de los beneficios de su invento.
En 1769 se produjo un nuevo avance cuando el escocés James Watt obtuvo en el Reino Unido una patente que tenía por título Un nuevo método para disminuir el consumo de vapor y de combustible en máquinas térmicas (patente británica GB 913 A.D. 1769). Watt enumeraba en...