Ciclo Otto

• La patente más antigua registrada para un motor de explosión se remonta al año 1800, cuando Philippe Lebon propuso e ideó un motor cuya mezcla de aire y gas alumbrado se quemaría dentro de un cilindro con el objetivo de mover un pistón.
• En 1852, Ettiene Lenoir, construyó una máquina equipada con un motor de explosión de dos tiempos con autoencendido capaz de moverse por si sola, el cuál consiguió con éxito un viaje de diez millas velocidad de 3 quilómetros a la hora
• En 1862, Alphonse Beau de Rochas, mejoró notablemente esta máquina, comprimiendo la mezcla antes de su combustión e ideó un ciclo de cuatro tiempos

La idea de Rochas fue adaptada por esa época por el ingeniero alemán Nikolaus August Otto, quien fabricó eficientes motores fijos de gas, y enunció con claridad sus principios de funcionamiento.

Uno de los colaboradores de Otto era Gottlieb Daimler, quien cambió la alimentación de gas por gasolina

HISTÓRIA DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Puede ser de 4 tiempos:

O puede ser de dos tiempos:

El ciclo Otto es el ciclo termodinámico dado por :

1. Admisión

2. Compresión

3. Combustión

4. Escape

Ciclo Otto

y partes funadamentales de un motor de Combustión Interna

Junta de culata

Es la encargada de sellar la unión entre la culata y el bloque de cilindros.

Es una lámina muy fina fabricada generalmente de acero aunque también se le unen diversos materiales como el asbesto, latón, caucho y bronce.

Bulones

Es el elemento que se utiliza para unir el pistón con la biela, permitiendo la articulación de esa unión.

Materiales

Debido a los esfuerzos de fricción a los que está sometido el pistón, se fabrica de materiales muy resistentes al calor y al esfuerzo físico pero siempre empleando materiales lo más ligeros posibles, para así aumentar su velocidad y poder alcanzar valores de rotación elevados.

El material empleado para la fabricación de émbolos destinados a motores es a base de aleaciones ligeras, a base de aluminio-silicio con ligeros contenidos de Cobre, Níquel y Magnesio.

Anillos

Los segmentos son unos anillos elásticos situados sobre las ranuras practicadas en la cabeza del pistón.

Función:

Mantener una buena compresión sin fugas en el motor.

Asegurar la lubricación del cilindro.

Material:

En la fabricación de segmentos se utiliza la fundición de hierro aleada con ligeras proporciones de Silicio, Níquel y Manganeso.

partes fundamentales de un motor de Combustión Interna

Bielas

La biela es la pieza que está encargada de transmitir al cigüeñal la fuerza recibida del pistón. Las bielas están sometidas en su trabajo a esfuerzos de compresión, tracción y también de flexión muy duros y por ello, se fabrican con materiales muy resistentes pero a la vez han de ser lo más ligeros posibles.

El bulón normalmente se construye de acero cementado y templado, con proporciones de carbono, cromo, manganeso y silicio.

Para que el bulón no se salga de la unión pistón/biela y ralle la pared del cilindro, se utilizan distintos métodos de fijación del bulón.

Pistones

Las funciones del pistón:

Recibir las fuerzas causadas en la combustión a través de la biela y transmitirla al cigüeñal.

Transmitir el calor producido por los gases de combustión hacia las paredes del cilindro para que sean refrigeradas por el lubricante.

Partes del bloque del motor

BLOQUE

El bloque es la parte más grande del motor, en el se instalan los cilindros donde aquí los pistones suben y bajan. También por aquí se instalan los espárragos de unión con la culata y pasa el circuito de lubricación y el circuito de refrigeración.

Los materiales utilizados para la construcción del bloque han de ser materiales capaces de resistir las altas temperaturas, ya que aquí se realizan también los procesos de expansión y escape de gases.

Generalmente el bloque motor está construido en aleaciones de hierro con aluminio, con pequeñas porciones de cromo y níquel. Con esta aleación conseguimos un material de los cilindros nada poroso y muy resistente al calor y al desgaste.

Cilindros

Es donde los pistones realizan todas sus carreras de admisión, compresión, expansión y escape. Es una cavidad de forma cilíndrica.

Se fabrican con fundiciones de acero aleadas con níquel, molibdeno y cobre. En algunos casos se les alea con cromo para una mayor resistencia al desgaste.

En la culata es donde encontramos todo el sistema de distribución

Cámara de combustion

Las temperaturas alcanzadas en la cámara de combustión son muy elevadas, por eso mismo se ha de mantener siempre bien refrigerada.

El volumen de la cámara de combustión tiene que venir determinado por la relación de compresión, es decir, la relación entre el volumen del cilindro y el volumen de ésta.

Debido a las altas temperaturas que alcanzan las válvulas (sobretodo las de escape), se fabrican de materiales muy resistentes al calor como aceros al cromo-níquel, al tungsteno-silicio o al cobalto-molibdeno. En las válvulas de admisión, debido a que no alcanzan temperaturas tan elevadas se utilizan aceros al carbono con pequeñas proporciones de cromo, silicio y níquel.

Válvulas

Normalmente la válvula de admisión suele ser de mayor diámetro que la de escape, debido a que la dificultad que hay en entrar los gases de admisión es más elevada que evacuar al exterior los gases de escape.

Partes de una Culata

CULATA

es la parte superior del motor en donde se encuentran las válvulas de admisión y de escape, el eje de levas, las bujías y las cámaras de combustión.

También encontramos todo el sistema de distribución, aunque antiguamente el eje de levas se encontraba en la parte inferior del motor.

Se encuentran conductos de refrigeración y lubricación al igual que el bloque motor, para que por aquí pasen los correspondientes líquidos.

La culata es la parte estática del motor que más se calienta, por eso su construcción ha de ser muy cuidadosa. Una culata debe ser resistente a la presión de los gases, ya que en la cámara de combustión se producen grandes presiones y temperaturas, poseer buena conductividad térmica para mejorar la refrigeración, ser resistente a la corrosión y poseer un coeficiente de dilatación exactamente igual al del bloque motor.

La culata, al igual que el bloque motor, se construye de aleaciones de hierro con aluminio, con pequeñas porciones de cromo y níquel.

Guía de válvula

La guía de válvula es un casquillo de bronce o de otro metal dentro del cual se desliza el vastago de la válvula, además tiene la función de absorber las fuerzas laterales que actúan sobre el vástago de la válvula. De su precisión de montaje en la culata y del juego mecánico con la válvula depende en gran parte el consumo de aceite en los motores.

• Bloque motor

• Culata

• Cárter

En el motor de combustión interna, tanto en los motores de 2 tiempos y 4 tiempos, la finalidad de cada sistema general de alimentación, distribución, encendido, refrigeración y lubricación

Árbol de levas

un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños, y están orientadas de diferente manera para activar diferentes mecanismos de forma repetitiva

La bujía

Es la pieza encargada de dar una chispa alcanzar la temperatura suficiente para encender el carburante . La bujía va situada en la cámara de combustión muy cerca de las válvulas

El cigüeñal

Es el encargado de transformar el movimiento de la biela en movimiento rotatorio o circular. El cigüeñal es un eje, provisto de manivelas y contrapesos, dentro de los cuales generalmente se encuentran orificios de lubricación.

El cigüeñal es una pieza que ha de soportar grandes esfuerzos, por eso se construye de materiales muy resistentes para que puedan aguantar cualquier movimiento sin romperse. Los cigüeñales normalmente se fabrican de acero al Cromo-Molibdeno con cobalto y níquel.

cárter

Es la parte inferior del motor donde se encuentra el cigüeñal, los cojinetes del cigüeñal y el volante de inercia.

En el cárter está depositado el aceite del sistema de lubricación, y en su parte inferior tiene un tapón para el vaciado de éste. El cárter generalmente esta provisto de aletas en su parte externa para mejorar la refrigeración de éste y mantener el aceite a una buena temperatura de funcionamiento, que oscila generalmente entre los 80°C y los 90°C.

El cárter debido a que no se calienta demasiado, debe de tener una buena refrigeración para mantener el aceite a una temperatura óptima como ya hemos dicho antes, por eso se construye de materiales muy ligeros pero con una buena conductividad térmica. El material más utilizado es el aluminio, aunque se le mezclan pequeñas porciones de cobre y de zinc.

Los cojinetes

son los encargados de unir la biela con el cigüeñal para evitar que haya rozamiento entre ellos, para evitar perdidas de potencia y averias. Tienen forma de media luna y se colocan entre el cigüeñal y la cabeza de las bielas. Normalmente se fabrican de acero, revestidos de un metal antifricción conocido como metal Babbitt.

El volante motor es una pieza circular que ofrece una resistencia a ser acelerado o desacelerado. En el momento en que el motor no se acelera, es decir (fase de admisión, compresión y escape) se ha de mantener la velocidad del motor para que no haya una caida de rpm.

El volante motor puede estar construido de materiales distintos, dependiendo si queremos un volante motor muy pesado o ligero

Volante motor

O volante de inercia es el encargado de mantener al motor estable en el momento que no se acelera. En el volante motor se suelen acoplar distintos elementos del motor para recibir movimiento del motor mediante correas o cadenas (árbol de levas, bomba de agua y aceite, etc).

Los cojinetes tienen que estar construidos con gran exactitud, cualquier poro o mala construcción de éste puede hacer funcionar mal el motor, por eso en caso de avería se ha de cambiar inmediatamente.