MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

5 Sep

Un motor de combustión interna es: cualquier tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión.

Existen motores de combustión interna de cuatro tipos: el motor cíclico Otto, el motor diesel, el motor rotatorio y la turbina de combustión

El motor cíclico Otto de 4 tiempos, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en los automóviles y en los motores de aviación.

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos, es decir, que el ciclo completo del pistón tiene cuatro fases, dos hacia el cabezal cerrado del cilindro y dos hacia atrás.

Durante la primera fase del ciclo el pistón se mueve hacia atrás mientras se abre la válvula de admisión. El movimiento del pistón durante esta fase aspira hacia dentro de la cámara la cantidad necesaria de la mezcla de combustible y aire.

Durante la siguiente fase, el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro y comprime la mezcla de combustible contenida en la cámara. Cuando el pistón llega hasta el final de esta fase y el volumen de la cámara de combustión es mínimo, la bujía se activa y la mezcla arde, expandiéndose y creando dentro del cilindro la presión que hace que el pistón se aleje; ésta es la tercera fase.

 En la fase final, se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro para expulsar los gases, quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.

En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende del grado de compresión, la proporción entre los volúmenes máximo y mínimo de la cámara de combustión.

Esta proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1,aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 20 a un 25% o sea, que sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

La combustión en el motor de ciclo OTTO, aunque teóricamente no produciría sustancias nocivas, la combustión incompleta que se produce si las crea, aunque en bajo porcentaje.

El resultado de la combustión es:

 

Nombre

Símbolo

Porcentaje

 
         
 

Nitrógeno

N2

71 %

 
 

Vapor de agua

H2O

9 %

 
 

Anhídrido carbónico

CO2

18 %

 
 

Oxígeno y otros

O2

1 %

 
 

Contaminantes

 

1 %

 
   

NOx

0,08 %

 
   

HC

0,05 %

 
   

CO

0,85 %

 
   

Partículas sólidas

   

 Como vemos hay solamente 1% de gases contaminantes pero si este porcentaje se suma a la contaminación de las industrias, centrales eléctricas, geotérmicas y la propia de las ciudades, por las calefacciones, refrigeraciones, calles sin pavimentar, calles cerradas, baches, quema de llantas, leña, cohetes, procesos industriales etc  que no tiene ningún control de las autoridades ambientales,como es el caso de Mexicali,  se puede crear una contaminación severa.

Si  la combustión en el motor, fuera la óptima, se produciría: vapor de agua, dióxido de carbono y nitrógeno, ninguno de los cuales es contaminante, pero como en algunos casos las combustiones son incompletas, se produce en los gases de escape, sustancias contaminantes como el monóxido de carbono CO, óxidos de nitrógeno NOx, hidrocarburos HC Pb. El contenido perjudicial asciende aproximadamente al 1% de los gases de escape.

La gran mayoría de los automoviles, traen sistemas muy eficientes para disminuir la contaminación en los gases de escape como por ejemplo: la bomba de inyección de aire en los gases de escape, el convertidor catalítico, la valvula EGR, el filtro de reciclado de vapores del tanque de combustible, el sensor de oxigeno, la valvula pvc, el filtro de aire del motor entre otros.

Tambien es factor importante de contaminación la gasolina cara y mala que se vende de este lado de la frontera, por su bajo octanaje, suciedad y algunas veces adulteración.

En el caso  del motor diesel que utilizan la mayoría del transporte de carga y de pasajeros, difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar a un volumen constante en lugar de a una presión constante.

 La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.

Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Otto trabajan de 2.500 a 5.000 rpm. No obstante, algunos tipos de motores diesel pueden alcanzar las 2.000 rpm. Como el grado de compresión de estos motores es de 14 a 1, son por lo general más pesados que los motores Otto, pero esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia.

 
 
Posted by: Yoreme

 

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