3. motores de combustión interna

UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE DE MEDELLIN.
MAQUINARIA
PARA
FACULTAD DE MINAS.
DE CARRETERAS.
CONSTRUCIÓN
3. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
3.1 INTRODUCCIÓN.
3.2 ZONAS Y ELEMENTOS BÁSICOS.
3.3 FUNCIONAMIENTO.
3.4 CLASIFICACIÓN.
Los motores de combustión interna son sistemas que
convierten, internamente, la energía química de un
combustible, en energía mecánica de rotación de un eje
denominado cigüeñal, cuyo elemento terminal es una
rueda denominada volante de inercia.
En un motor de combustión interna es necesario
diferenciar las siguientes zonas básicas:
a) Culata. Es la zona superior del motor, por la cual entra
el aire filtrado y el combustible al mismo, a través de una
serie de mecanismos instalados en esa zona.
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b) Bloque. Es la zona intermedia del motor, que contiene
los cilindros dentro de los cuales se deslizan los
pistones, que son los elementos que convierten la fuerza
de los gases en rotación del cigueñal.
c) Cárter. Es la zona inferior del motor que contiene un
depósito de aceite para lubricación de todos los
elementos del motor.
En estas tres (3) zonas van instalados los siguientes
elementos:
• cigüeñal
• bielas
• pistones
• inyectores
• válvulas de admisión
• válvulas de escape
• árbol de levas
• bomba de agua
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• bomba de aceite
• ventilador
• radiador
La descripción del funcionamiento de un motor de
combustión
interna,
tipo
Diesel,
puede
hacerse
describiendo los cuatro movimientos de cada pistón
dentro de su cilindro así:
a) Admisión. Imaginemos inicialmente el pistón en el punto
máximo superior dentro de un cilindro, (punto muerto
superior-pms), con las válvulas de admisión y de escape
completamente
cerradas.
Seguidamente
el
pistón
empieza a bajar e inmediatamente se abre la válvula de
admisión.
Cuando el pistón llega al punto máximo
inferior, (punto muerto inferior-pmi), se ha llenado
completamente de aire el cilindro y se cierra la válvula
de admisión. Se ha cumplido la fase o carrera de
admisión.
b) Compresión. A continuación el pistón comienza a subir
comprimiendo progresivamente el aire, manteniendo las
dos válvulas cerradas, hasta llegar nuevamente al pms
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donde se alcanza el máximo nivel de compresión del
aire. Se ha cumplido la fase o carrera de compresión.
c) Combustión. Inmediatamente terminada la compresión,
penetra, a través de un inyector, un chorro dosificado de
combustible diesel que al entrar en contacto con el aire
comprimido y caliente produce un autoencendido de esa
mezcla. Manteniendo las dos válvulas cerradas, el
pistón empieza a bajar por la fuerza inducida por la
expansión de los gases, hasta que llega al pmi donde
termina su única fase o carrera productiva o sea la de
combustión.
d) Escape.
Al
terminar
la
combustión
se
abre,
inmediatamente, la válvula de escape y empieza el
pistón
nuevamente
a
subir
barriendo
los
gases
quemados y limpiando el cilindro hasta llegar al pms
cumpliéndose, en esta forma, la fase o carrera de
escape.
Inmediatamente se abre nuevamente la
válvula de admisión y se inicia otro ciclo.
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Tarea: Hacer una descripción similar a la anterior para
describir el funcionamiento del motor de gasolina.
Los motores de combustión
interna, utilizados en la
maquinaria de construcción de carreteras, se pueden
clasificar desde los siguientes puntos de vista:
a) Según el sistema de refrigeración:
• enfriados por agua
• enfriados por aire
b) Según el combustible utilizado:
• de gasolina
• diesel
• kerosene
c) según el funcionamiento:
• de cuatro tiempos
• de dos tiempos
d) Según la disposición de los cilindros:
• en línea verticales
• en línea oblicuos
• en v
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• horizontales alternos
e) Según la disposición de las válvulas:
• de válvulas en la culata
• de válvulas en el bloque
• mixtos
f) Según la compresión:
• de baja compresión como los de kerosene
• de mediana compresión como los de gasolina
• de alta compresión como los diesel
g) Según la velocidad de rotación
• de baja velocidad (menos de 2000 rpm)
• de mediana velocidad (entre 2000 y 3000 rpm)
• de alta velocidad (más de 3000 rpm)
h) Según el sistema de alimentación de aire:
• de aspiración natural
• turbocargados o sobrealimentados
i) Según el sistema de encendido:
• por chispa (producida por bujías)
• autoignición (diesel)
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3.5 DIFERENCIAS ENTRE UN MOTOR DIESEL Y UNO DE
GASOLINA.
Las principales diferencias entre un motor diesel y uno de
gasolina son las siguientes:
a) Los motores diesel son más eficientes que los de
gasolina. La eficiencia de los motores diesel es del orden
del 35% y la de los motores de gasolina del orden del
27%.
b) Para desarrollar la misma potencia, los motores diesel
consumen menos combustible que los de gasolina
(aproximadamente un 25% menos de combustible).
c) los motores diesel son más voluminosos y pesados que
los de gasolina y por lo tanto son más costosos.
d) a nivel mundial, el combustible diesel es más barato que
la gasolina.
e) los gases generados por el motor diesel son menos
nocivos que los emitidos por el motor de gasolina.
f) el combustible diesel es menos volátil que la gasolina y
por lo tanto es menos riesgoso en relación con la
propagación de incendios.
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