EFICIENCIA DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

La mayoría de los vehículos funcionan mediante un motor de combustión interna llamado también MOTOR DE EXPLOSIÓN, debido a que la combustión la realiza en su interior. Son máquinas térmicas cuyo fin es transformar en trabajo el calor generado por un combustible.

Nikolaus August Otto

Mecánico alemán, que en 1876 desarrolló un motor que funcionó quemando gas de carbón. En la actualidad los motores de gasolina aplican los principios desarrollados por Otto.

 

Cómo funciona un motor de 4 tiempos?

Un motor de combustión interna es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados íntimamente y confinados en un espacio especial (cámara), los gases son quemados (combustión).
Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos.

En la figura animada que aparece más abajo se puede apreciar el funcionamiento del motor de 4 tiempos.
1er tiempo: carrera de admisión. Se abre la vávula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible.
2do tiempo: carrera de compresión. Se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.
3er tiempo: carrera de expansión. Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión expande los gases que ejercen presión sobre el pistón.
4to tiempo: carrera de escape. Se abre la vávula de escape, el pistón sse desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados.

 


A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Balancín de válvula.
Tapa de válvulas.
Pasaje de admisión.
Culata de cilindros.
Cámara de refrigeración.
Bloque de motor.
Carter de motor.
Lubricante.
Eje de levas.
Regulador de válvula.
Bujía de encendido.
Pasaje de Escape.
Pistón.
Biela.
Puño de biela.
Cigüeñal.

 

Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI (Punto Muerto Inferior) y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro.

  1. Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.
  2. Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón. El la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.
  3. En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo. Para mejorar el llenado del cilindro, también se utilizan sistemas de sobrealimentación.

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Eficiencia

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 relación 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%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. 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. 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%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

        

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