Motores de combustion interna

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MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
MOTOR DE 2 TIEMPOS
En los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo es realizado en dos carreras, por lo que la admisión del
fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape, durante una
fracción de la carrera de trabajo.
Para que ello ocurra, es necesario que elfluido activo sea Previamente comprimido para poder entrar en el
cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión.
En el ejemplo de la figura la compresión previa del fluido se efectúa en la cámara del cárter por acción del
pistón, que funciona como bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido
activo puede realizarse sinnecesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante
su carrera, adecuadas lumbreras (válvulas) de aspiración y de escape.

El ciclo de 2 tiempos fue concebido para simplificar el sistema de distribución, eliminando y reduciendo el
número de válvulas, y para obtener una mayor potencia a igualdad de dimensiones del motor.
Sin embargo, prontamente fueron quedando atrás dada lasaltas potencias logradas con los motores de
cuatro tiempos y las mayores emisiones contaminantes de los motores de dos tiempos, además de
dificultades tecnológicas para lograr un mejor funcionamiento de estos.

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MOTORES DE CUATRO TIEMPOS
Son los más importantes y ampliamente utilizados. La gran mayoría de los motores de combustióninterna, también conocidos antiguamente como motores endotérmicos, son de cuatro tiempos. A ellos se
orienta la temática que se entrega a continuación.
Estos motores operan bajo el “ciclo de cuatro tiempos” el cual comprende las fases o procesos
siguientes:
a)
b)
c)
d)

Admisión de la mezcla aire-combustible en el cilindro
Compresión de la mezcla
Combustión y Expansión
Expulsión o Escapede los gases productos de combustión

Cada proceso corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
La combustión de la mezcla puede ser iniciada por una chispa generada en una bujía, en cuyo caso
hablamos de un motor de encendido por chispa, termodinámicamente representados por el Ciclo Otto
(motor Otto o), o por la alta temperatura alcanzada al interior del cilindro al final delproceso de
compresión de la mezcla de aire-combustible, en cuyo caso hablamos de un motor de encendido por
compresión, representados termodinámicamente por un Ciclo Diesel (motor diesel).
Motor de encendido por chispa.-

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el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresión

siendo r = V1 / V2 la razón (o relación) de compresión.Los parámetros principales que gobiernan la eficiencia térmica de un ciclo Otto son la relación de
compresión y la relación de capacidades térmicas específicas.
El valor de la eficiencia térmica aumenta al aumentar la relación de compresión, pero desde el
punto de vista practico esta limitado por la ocurrencia de la preignición cuando la relación se eleva por
encima de 10.

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Prof. Ubaldo Zúñiga Q.

Para los hidrocarburos comunes (gasolinas) la eficiencia térmica aumenta al incrementar el
cuociente entre los calores específicos.
Cuando los calores específicos son variables (con la temperatura) la eficiencia se debe determinar
mediante la relación de energías internas

n = 1- ( u4 - u1 )/( u3 - u2 )

Las temperaturas de losestados 2 y 4 se calculan con las relaciones isoentrópicas de volúmenes reducidos
vr2 = vr1*(v2/v1) = vr1/r
y

vr4 = (v4/v3) = r*vr3
vr es función sólo de la temperatura

Debido a las variaciones del calor específico, el ciclo teórico ideal sufre variaciones en los procesos de
adición y rechazo de calor quedando como se muestra en la figura siguiente:

Pero no son esas las únicas...