Motor de combustión interna

Un motor de combustión interna, o motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe, a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.
HISTORIA
Los primeros motores decombustión interna alternativos de gasolina que sentaron las bases de los que conocemos hoy fueron construidos casi a la vez por Karl Benz y Gottlieb Daimler.
Los intentos anteriores de motores de combustión interna no tenían la fase de compresión, sino que funcionaban con una mezcla de aire y combustible aspirada o soplada dentro durante la primera parte del movimiento del sistema. La distinción mássignificativa entre los motores de combustión interna modernos y los diseños antiguos es el uso de la compresión.
TIPOS PRINCIPALES
• Alternativos.
o El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina.
o El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel,funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo.
• La turbina de gas.
• El motor rotatorio.
Clasificación de los alternativos según el ciclo
• De dos tiempos (2T): efectúan una carrera útil de trabajo en cada giro
• De cuatro tiempos (4T) efectúan una carrera útil de trabajo cada dos giros.
Existen los diésel y gasolina tanto en 2T como en 4T.

ASPECTOS GENERALES:
En lospróximos párrafos abordaremos el estudio del motor de combustión interna. En primer lugar se hará un enfoque general sobre este tipo de motor y como del análisis general se derivan los diferentes ciclos que se usan hoy en día.
CICLOS GENÉRICOS:
Una característica clave de los motores de combustión interna es que en cada ciclo se aspira aire fresco, luego se adiciona el combustible y se quema en elinterior del motor. Luego los gases quemados son expulsados del sistema y se debe aspirar nueva mezcla o aire. Por lo tanto se trata de un ciclo abierto.
En la Figura 1 vemos un ciclo genérico de un motor de combustión interna.
Este consta de las siguientes partes generales: Existe una presión mínima en el sistema equivalente a pa. Desde 1 hasta 2 se realiza una compresión, en teoría adiabáticasin roce. Entre 2 y 3 se realiza la combustión, con un aporte de calor Qabs. Entre 3 y 4 se realiza la expansión de los gases calientes. Normalmente es en esta etapa donde se entrega la mayor parte del trabajo. Esta expansión es también, en teoría, adiabática y sin roce. En 4 se botan los gases quemados a la atmósfera. El ciclo es realmente abierto, pero (para efectos de análisis) se supone quese cierra entre 4 y 1, volviéndose el estado inicial. Se introduce, por lo tanto, el concepto de Ciclo de aire equivalente. Esto significa que suponemos que el ciclo lo describe solo aire, al cual lo hacemos pasar por una sucesión de estados tal que se reproduce el ciclo real. Esto implica las siguientes suposiciones y simplificaciones:
• Las propiedades del aire se suponen constantes para todoel ciclo (no varían ni Cp ni Cv, aunque en el caso real sí lo hacen por variación de temperatura y porque en parte del ciclo se trabaja con gases quemados).
• Se supone un sistema cerrado. Es decir, el aire está cerrado dentro del sistema y se somete a las evoluciones equivalentes.
• Entre 2 y 3 se supone que se aporta calor externamente para lograr la evolución equivalente.
• En formaanáloga, entre 4 y 1 se supone que se enfría el aire en forma equivalente.
Una evolución clave en este ciclo genérico es la compresión de base 1-2. En efecto, ella es característica de cada ciclo y es (relativamente) constante. En cambio en la operación real, la cantidad de calor Qabs puede variar en forma importante, por lo tanto también varía la evolución 3-4. Pero la compresión de base es...