Sistema de distribucion

El sistema de distribución es el conjunto de elementos que regulan la apertura y cierre de válvulas en el momento oportuno y a su vez la entrada de la mezcla, (gases frescos) y la salida de los gases residuales de los cilindros, en el momento adecuado después de producirse la explosión.

Elementos del sistema de distribución
Los elementos principales de la distribución son: árbol de levas, engranaje de mando, y las válvulas con sus muelles.
Se clasifican, de acuerdo con su función en:
• Elementos interiores
o Válvula de admisión
o Válvulas de escape
• Elementos de exteriores
o Árbol de levas.
o Elementos de mando.
o Taqués.
o Balancines

Válvulas
Las válvulas son los llamados elementos interiores del sistema de distribución, mientras que a los demás se los denominan exteriores.
Mediante la acción de las válvulas se abre o cierra la entrada de la mezcla o salida de gases quemados de la cámara de combustión. En las válvulas encontramos dos partes fácilmente reconocibles, su cabeza y el vástago. La cabeza de la válvula es la que entre en contacto con los gases de combustión y el trabajo constante de contacto sobre el asiento de la válvula. Los vástagos presentan en algunos casos su extremo ranurado o rebajado según el tipo de seguro usado, siendo los más comunes de una o varias ranuras.

Árbol de levas
El árbol de leva es el eje que movido por el cigüeñal hace posible la apertura y cierre de válvulas mediante unas profusiones excéntricas denominadas levas.
Para la transmisión del movimiento desde el cigüeñal hacia el árbol de levas se utiliza un sistema de engranajes que mediante la diferencia de dientes en ellos hace posible reducir la velocidad de giro a la que realmente necesita el árbol de levas (ésta velocidad de giro siempre es menor que la del cigüeñal).

Elementos de mando
Esta formado por diferentes piñones.
Uno de éstos se encuentra presente en el cigüeñal en el punto opuesto al volante, mientras que otro está colocado en un extremo del árbol del levas.
La transmisión entre éstos piñones se realiza en la mayoría de los autos mediante una correa de neopreno haciendo que éste sistema se silencioso, liviano y muy económico al momento de reemplazar ésta. Debe seguirse estrictamente las recomendaciones del fabricante para su reemplazo (que pueden ser 30.000, 50.000 km o más según lo recomendado), ya que una correo con un excesivo desgaste puede terminar en su rotura con graves daños para el vehículo.
Otro tipo de transmisión menos usado es por cadena, también silencioso aunque no tanto como con correas.
También es posible encontrar la transmisión directamente realizada por ruedas dentadas, generalmente de forma helicoidales y lubricados por el aceite del motor para prolongar su duración.

 

  

Taqués
Son elementos que se interponen entre la leva y el elemento que estas accionan. Su misión es aumentar la superficie de contacto entre estos elementos y la leva. Los taqués , han de ser muy duros para soportar el empuje de las levas y vencer la resistencia de los muelles de las válvulas.
Para alargar la vida útil de los taqués, se les posiciona de tal manera, que durante su funcionamiento realicen un movimiento de rotación sobre su eje geométrico.
Los taqués siempre están engrasados por su proximidad al árbol de levas.
La ligereza es una cualidad necesaria para reducir los efectos de inercia.

Taqués hidráulicos
Los taqués hidráulicos funcionan en un baño de aceite y son abastecidos de lubricante del circuito del sistema de engrase del motor.
Los empujadores o taqués se ajustan automáticamente para adaptarse a las variaciones en la longitud del vástago de las válvulas a diferentes temperaturas. Carecen de reglaje. Las ventajas más importantes de este sistema son su silencioso funcionamiento y su gran fiabilidad.

Balancines
Los balancines dirigen la apertura y cierre de válvulas, y consisten en palancas construídas de acero que accionan alrededor del eje de balancines, ubicado entre las válvulas y las varillas de los balancines, o entre las válvulas y las levas si se trata de un motor con árbol de levas en cabeza.

Problemas y Trabajos en el taller.

• Las válvulas deterioradas tienen que cambiarse. En las válvulas todavía utilizables puede verificarse la excentricidad en un trono para válvulas, o en la guia de válvulas, con la ayuda de un comparador. No debe sobrepasar los 0,05 mm. Pueden mecanizarse las válvula en el torno. Las válvulas de los automoviles generalmente no se reparan, se cambian por nuevas.
• Si los asientos de válvulas están desgastados o quemados tendrán que ser mecanizados de nuevo.
• Si las guias de válvula tiene huelgo, las válvulas no van bien guiadas y no cierran bien.
• Si un resorte de válvula ha perdido su tensión, habrá perdida de potencia, tiene que ser cambiado.
• Los taques si tienen un juego demasiado grande producirán un ruido, deberá cambiarse el taque, también cuando tenga desgaste por la acción de la leva.
• Las varillas de empuje se saben doblar, en un torno se las puede arreglar o cambiar por nuevas.
• En los balancines los casquillos con juego deben cambiarse por otros nuevos.
• Si el árbol de levas tiene demasiado juego en los soportes habrá que cambiar el árbol o los soportes.
• Árbol de levas que no gire concentricamente tendrá que enderezarse con una prensa en frió.
• Si la superficie de la leva están gastadas también habrá que cambiar el árbol de leva. 

 Conclusión:
 Después de lo estudiado podría decir que el sistema de distribución es algo muy complejo. Este sistema no ha cambiado mucho en todo el tiempo que tiene, claro que hay variantes pero siempre el principio es el mismo. Me gustaría que se hagan estudios y se puedan hallar otros tipos de distribución mas económicos y que den mas potencia a los vehículos, este es un tema muy bonito para investigar mas.

Bibliografia:
http://www.mecanicadeautos.info/index.php?id=Sistema_de_distribucion
http://www.microcaos.net/ocio/motor/el-sistema-de-distribucion-del-automovil/
Técnico en Mecánica Electrónica y Automotriz CODESIS
Gtz Motores 1

Sistema de refrigeración, averías y soluciones

Sistema de refrigeración

Es de gran importancia, ya que el funcionamiento correcto y la efectividad de su servicio dependen en gran parte del enfriamiento. Durante el funcionamiento del motor se produce calor debido al frotamiento de las piezas en movimiento y a la combustión de los gases en el cilindro puede alcanzar hasta los 2000ºC.

Si se permitiera estas altas temperaturas que permanezcan constantes en el motor durante su funcionamiento, las propiedades lubricantes del aceite en el sistema de lubricación quedarían destruidas por completo, y el motor sufriría daños considerables por efecto del intenso calor producido. El metal antifricción de los casquetes se fundiría, los pistones se pegarían a los cilindros, los cilindros se escoriarían y el motor completo quedaría inservible. Por lo tanto se puede deducir que el exceso de calor puede causar deterioro completo o parcial de un motor.

El sistema de refrigeración sirve para la importante tarea de evitar en el motor temperaturas excesivamente elevadas y para conservar una temperatura lo suficientemente alta para el funcionamiento eficaz del motor.

La refrigeración tiene por objeto mantener una temperatura de funcionamiento alrededor de 120ºC en la culata, con el fin de evitar una dilatación exagerada, asegurar las propiedades lubricantes del aceite y asegurar una buena carburación.

Los sistemas empleados para la refrigeración para los motores son:

• Refrigeración por aire.
• Refrigeración por líquido.

Refrigeración por aire

La gran ventaja de la refrigeración por aire es su sencillez; por esta razón se usa mucho en motocicletas, bombas estacionarias y maquinarias para carreteras. La refrigeración por aire se puede aplicar a motores de pequeña capacidad. El hecho que los motores enfriados por aire no requieren radiador, cámaras de agua, bomba de agua, y todos los componentes asociados por la refrigeración por agua, supone que los costos de fabricación son menores.

La Volkswagen utilizo en algunos modelos este sistema, tras entrar en producción masiva después de la II guerra mundial, llego a ser el automóvil mas barato de mas éxito en el volumen de producción.

Los motores refrigerados por aire no solamente son sencillos, sino también ligeros.

El amplio uso de aleaciones en lugar de acero en su construcción y la ausencia de muchas piezas del sistema de refrigeración por agua, permiten que el diseñador ahorre gran cantidad de peso.

Los motores con este sistema se hacen normalmente con los cilindros opuestos, horizontalmente o en V muy abiertos.

Aunque este sistema se utiliza, por lo general en motores pequeños y baratos no significa que el sistema sea ineficaz.

Las ventajas son una mayor sencillez, mayor rendimiento térmico, menor peso del motor, mayor estabilidad y menor consumo, en la práctica este tipo de refrigeración da un resultado excelente.

Los principales inconvenientes de los motores refrigerados por aire son el ruido y los problemas que atrae su aplicación en motores grandes. El ruido es causado por dos factores como son la ausencia de la cámara de agua y el ventilador. Como hay menos material en torno al bloque del motor, los ruidos de la combustión resultan sofocados. El funcionamiento del ventilador que lanza aire sobre el motor crea también una cantidad considerable de ruido.

Los componentes de la mayor parte de los sistemas son muy sencillos. El ventilador se sitúa  frente a un conductor semi circular que cubre también la culata de cilindros y cuyo interior contiene tabiques que dirigen la corriente de aire sobre las aletas de enfriamiento del motor y a través del enfriador del aceite. Por debajo de los cilindros, el aire se dirige al termostato que hace funcionar una válvula por medio de una palanca. La válvula controla el flujo de aire que llega al ventilador y con esto se mantiene la temperatura del motor adecuada.

Después de pasar sobre el motor y el termostato, el aire se dirige hacia la parte trasera del automóvil o pasa a través de un sistema de cambio calorífico que suministra agua caliente para la calefacción del vehiculo. La culata y los cilindros de los motores enfriados por aire son piezas fundidas como aletas. Las aletas distribuyen el calor del motor sobre un área amplia. Si se hace el cilindro sin aletas, su longitud es de 15cms todo su calor se extiende sobre esta longitud.

Si se hace el cilindro con 10 aletas, cada una de 5 cms de profundidad, la misma cantidad de calor se dispersara sobre 100cms. De esta forma disminuirá la temperatura del cilindro y se permitirá que el aire tenga mayor acceso a las superficies que más enfriamiento requieren.

El ventilador movido por el motor dirige una corriente aire – frío sobre las aletas. El ventilador es necesario porque los motores enfriados por aire requieren un flujo de aire muy grande.

La forma y el tamaño de las aletas y el ventilador son cuestiones fundamentales para la eficacia del motor y también lo es la separación de las aletas. La separación amplia proporciona un flujo de aire fácil y por consiguiente poco soplo del ventilador que puede ser un poco pequeña. Si las aletas están muy juntas dispersaran mas calor, pero exigirán un ventilador mas poderoso para mantener el proceso de enfriamiento que, a su vez absorberá mas energía del motor.

Refrigeración por líquido

Este sistema depende de los métodos de trasferencia de calor los cuales son:

• Conducción
• Convención
• Radiación

El procedimiento generalmente empleado es el de refrigeración por líquido. Existen 3 sistemas que permiten la circulación de agua:

• Termosifón
• Por bomba
• Por termosifón acelerado por bomba

Termosifón

En este sistema la circulación del líquido refrigerante no se obtiene por medio de una bomba o por cualquier medio mecánico, sino se hace uso de la propiedad que tiene el líquido refrigerante caliente, es más liviano que el frío por la diferencia de densidades y por lo tanto sube a la parte mas alta del recipiente que lo contiene.

En el sistema termosifón el líquido circula con aumento de la temperatura del motor. En este sistema la velocidad de evacuación del líquido es muy débil.

  

Por bomba

La bomba es colocada entre el radiador y el motor en un punto bajo del circuito. La velocidad de evacuación esta limitada a 1mt/seg. En caso de daño de la bomba la refrigeración no esta asegurada.

Termosifón acelerado por bomba

En este sistema se adiciona una bomba para acelerar la circulación del líquido refrigerante. La bomba puede estar fijada sobre la culata o sobre el cárter de cilindros, está generalmente situada a la salida del líquido frío y dirigido hacia el cárter de cilindros.

Componentes del sistema de refrigeración por líquido.

• Bomba de agua: el líquido se bombea a través del motor y el radiador.

• Camisas de agua: contiene el líquido refrigerante alrededor de los cilindros del motor y las cámaras de combustión.

• Depósito de recuperación del líquido refrigerante: almacena el líquido refrigerante que sale del radiador a medida que este se expande debido al incremento de temperatura.

• Ventilador: provoca un flujo de aire através del radiador.

• Termostato: mantiene la temperatura adecuada al motor, controlando la circulación del líquido refrigerante.

• Desviador: Permite que la bomba de agua recircule el liquido refrigerante y el flujo de aire a través del núcleo del calefactor.

• Mangueras: unen los componentes del sistema de enfriamiento, proporcionando la circulación del líquido refrigerante.

• Calefactor: proporciona calor eléctrico al líquido refrigerante del motor para calentar el motor y ayudar el arranque en frío.

• Transmisión del enfriador del aceite: transfiere calor del fluido de la trasmisión automática al líquido refrigerante en el radiador.

• Radiador: Su función es intercambiar calor.

Daños en el sistema de enfriamiento.

Las averías que determinan un funcionamiento anormal del circuito de refrigeración son:

• Perdidas del líquido refrigerante en el circuito
• Calentamiento excesivo del motor.
• El motor tarde mucho tiempo en alcanzar la temperatura de operación.

Las causas de un calentamiento anormal o excesivo pueden ser:

• Poco liquido refrigerante
• Radiador sucio por el exterior.
• Termostato funciona mal.
• Radiador y camisas obstruidas.
• Bomba de agua dañada; se nota mirando la tapa del radiador y observando si el agua circula con el motor encendido.

Conclusión:

El sistema de refrigeración es un sistema muy complejo del cual puedo decir que es necesario que un vehículo lo tenga en optimas condiciones, caso contrario podría dañar el motor. Me agrada mucho la idea del sistema por aire y me gustaría que en un futuro hayan motores grandes con este tipo de sistema de refrigeración me parece que hay que investigar y tratar de mejorarlo y utilizarlo mas, como dice que abarata costos es muy bueno a mi parecer.

Bibliografía:

Técnico en Mecánica Electrónica y Automotriz CODESIS

Sistema de Lubricación, averías y soluciones.

Marco teórico:
Lubricación

La función principal es reducir el rozamiento entre las piezas del motor, tiene la misión de refrigerar las partes del motor que no pueden ceder su calor directamente al líquido refrigerante o al aire de refrigeración. El aceite limpia el motor llevándose partículas de abrasión y depósitos de residuos de la combustión, protege además las piezas del motor contra corrosión.

El aceite debe engrasar, refrigerar, obturar, limpiar, proteger de la corrosión y amortiguar los ruidos de los mecanismos del motor.

Clase de rozamiento de deslizamiento

• Rozamiento seco.
• Líquido.
• Semilíquido.

Rozamiento seco 

Por causa del duro contacto de las partes que se deslizan se presentan en las elevaciones o crestas temperaturas elevadas; los sitios afectados se sueldan entre si, conduce a fuerte desgaste, a elevadas temperaturas y finalmente al agarrotamiento o gripado. Con el gripado se sueldan definitivamente las piezas.

Rozamiento semilíquido

Se presenta donde a pesar de la lubricación no puede formarse la película de aceite coherente y uniforme.

Rozamiento liquido

Es el mas pequeño, por la capa de aceite que se adhiere. Las piezas están en presencia de rozamiento entre líquidos. Pero este rozamiento es muy pequeño, el desgaste y el calor también. La capa de aceite se llama película de aceite.

Disposición de la lubricación del motor.

Del deposito de aceite se manda este mediante una bomba, habitualmente a través de filtros a los numerosos puntos del motor que hay que lubricar, a cuyo efecto existe una válvula de sobrepresion o válvula de seguridad que impide, especialmente en el caso de arranques en frío, que se produzcan subidas peligrosas de la presión. De los puntos que se lubrican gotea el aceite nuevamente al cárter o deposito que lo contiene. Los puntos de engrase más importantes son los cojinetes del cigüeñal, los de la biela, los de perno de pistón, los del árbol de levas, taqués, balancines, cadena, tensor de cadena, accionamiento del distribuidor y cilindros. La cantidad de aceite que hay en el cárter o depósito con el motor parado debe estar entre los límites prescritos por la fábrica.

Lubricación por aceite no usado

Se extrae este de un recipiente mediante una bomba y se manda a presión a los diferentes puntos que hay que lubricar. Cada sitio a lubricar recibe la cantidad de aceite que le es indispensable. El caudal impulsado por la bomba puede depender del número de revoluciones del motor y de la carga de este. Tiene la ventaja de que en los puntos a lubricar siempre se tiene aceite limpio a temperatura fresca. Pero como se trata de cantidades muy pequeñas no es posible una refrigeración eficaz, como la que se pretende hoy mediante el aceite.

Lubricación por mezcla

La forma más sencilla de lubricar el motor. El aceite lubricante suele agregarse al combustible al llenar el deposito o se agrega a la mezcla en el carburador por medio de un deposito especial y una bomba dosificadora. El caudal impulsado por la bomba puede depender del número de revoluciones del motor y de la carga de este. La relación de mezcla del aceite con el combustible esta comprendida entre 1:25 y 1:100. La lubricación por mezcla sólo puede utilizarse en motores de dos tiempos, en los que la mezcla pasa por el cárter del cigüeñal.

Lubricación por inmersión o por salpicadura

Las tapas de las bielas van provistas de unos cacillos y los muñones del cigüeñal con discos. Unos y otros se sumergen en el depósito de aceite del cárter y lanzan el aceite salpicando todos los puntos. Se emplea siempre como complemento del circuito de engrase a presión.

Lubricación por circuito a presión

Es el sistema mas empleado. En este sistema, una bomba aspira aceite del cárter, normalmente a través de un filtro, y lo impulsa por los conductos y, en su caso, por un filtro a los puntos de lubricación.

Lubricación por Cárter seco

Es un tipo constructivo de la lubricación por circulación a presión. Se prefiere su uso en vehículos todo terreno y deportivos.

El aceite que retorna al Carter se manda por medio de una bomba aspirante a un depósito auxiliar desde el cual, por medio de una bomba de aceite a presión, se impulsa a los puntos que haya que lubricar. Así se garantiza una buena lubricación incluso en el caso de grandes inclinaciones en la posición del coche.

En los casos de lubricación por circulación a presión y de lubricación por cárter seco se han previsto manómetros de aceite y luces de control de la presión del aceite.

Filtro de aceite

Se instalan para evitar que el lubricante se deteriore prematuramente a causa de las impurezas. Además, suelen mejorar la refrigeración del flujo de aceite. Hay que distinguir entre filtros del circuito principal y del circuito secundario.

Normalmente se montan filtros de circuito principal porque así todo el caudal impulsado pasa a presión por el filtro antes de llegar a los puntos de lubricación y se eliminan previamente las impurezas. Una válvula de desvío colocada delante del filtro del circuito principal garantiza que, en caso de obstrucción del filtro, el aceite pueda llegar, sin filtrar, a los puntos de lubricación a través de un conducto de derivación. La válvula de sobrepesion situada a continuación de la bomba de aceite impide que la presión en los conductos de aceite resulte inadmisible, cosa que puede ocurrir, especialmente, en el arranque en frío. Una válvula de retención situada después de la bomba impide que se vacíen los conductos de alimentación con el motor parado.

A través de un filtro del circuito secundario no circula más que una parte del caudal de aceite impulsado porque se encuentra en un ramal paralelo al conducto principal. De esta manera, a los puntos de lubricación puede llegar aceite sucio. Por esta razón se mejora la finura del filtro y el aceite se limpia, ciertamente, con mayor lentitud pero con más intensidad. Como solo pasa una parte del aceite por el circuito secundario, no necesita válvula de desvío. Los filtros obstruidos no pueden bloquear el flujo de aceite hacia los puntos de lubricación.

Refrigeración del aceite.

Para refrigeración del motor cada vez se recurre más al aceite. Cuando el aceite se ha calentado demasiado y, con ello, ha perdido viscosidad, padece su capacidad de lubricación. Por esta razón cobra cada vez más importancia la cuestión de una refrigeración del aceite que sea digna de confianza. En los motores de alta potencia se emplean solo refrigeradores de aceite refrigerados por aire sino también refrigeradores de aceite refrigerados por el agua del circuito del radiador.

En los motores poco cargados es suficiente, aun hoy, la refrigeración del cárter de aceite por el viento de la marcha. La refrigeración puede intensificarse por medio de un cárter de metal ligero provisto de aletas. Sin embargo. La refrigeración del aceite en el cárter es muy irregular porque depende de la temperatura exterior y del viento de la marcha.

Refrigerador de aceite.

Esta incluido en el circuito de lubricación y entonces pasa por el aceite del motor. El aire fresco circula por el radiador y descarga así el calor.

Refrigeradores de aceite refrigerados por líquido

Están intercalados en el circuito de refrigeración del motor. El aceite lubricante se enfría al pasar el liquido refrigerante cuando el motor esta caliente. Con el motor frío, el líquido refrigerante se calienta con más rapidez que el aceite, por lo que le cede calor. De esta manera se consigue que el aceite alcance rápidamente la temperatura de régimen de 90ºC y la mantenga sin grandes variaciones. Los refrigeradores de aceite suelen estar en el circuito principal y suelen tener un conducto de derivación y una válvula de sobrepresion. La cantidad de aceite que pasa a través del refrigerador suele regularse por medio de una válvula termostática.

Averías y trabajos en el taller

Causas mas probables de un consumo excesivo de aceite:

• “se pegan” los aros del pistón.
• Cuando las superficies de deslizamiento de los cilindros y guías de las válvulas están desgastadas.
• Cuando el aceite lubricante se calienta demasiado. 
• Cuando se emplea aceite con viscosidad demasiada pequeña.
• Cuando las juntas están deterioradas.
• Empaque del cárter de la distribución.
• Tapa del cárter de la distribución torcida o rota.
• Empaque del cárter inferior.
• Cárter inferior roto o rajado.
• Obstrucción en el tubo de retorno al cárter desde el retenedor de aceite en el extremo trasero del cigüeñal.
• Retenedor en el extremo del árbol de levas.
• Empaquetadura desgastada.
• Cigüeñal torcido, bombea por los empaques.
• Empaque de la tapa de válvula.
• Anillos gastados o sin elasticidad.
• Cilindro gastados, o cónico.
• Falda del pistón sin elasticidad, ni ajuste contra el cilindro.
• Pistón con cabeceo.
• Biela torcida.
• Aceite diluido.
• Respiradero obstruido.
• Anillos flojos o enfrentados.
• Orificios de recogida del aceite obstruidos.
• Cilindro rayado.
• Casquetes de biela gastado.
• Resorte del limitador de presión bloqueado.

Agua en el cárter.
Puede ser debido a fugas por el empaque de la culata o cilindro rajado o grieta en un anillo de caucho, pasando el agua al cárter o también puede ser por condensación de humedad en tiempo frío.
Para el primer caso la solución es el cambio del empaque de la culata o la reparación del cilindro, lo segundo cambiando el aceite.

Reglas para trabajar

• Usar siempre los lubricantes prescritos.
• No cambiar el aceite nada más que con el motor caliente.
• Determinar sin demora la causa cuando no exista presión en el aceite.
• El filtro de uso único solo debe apretarse a mano.
• Vigilar constantemente que el nivel de aceite sea el correcto.

Conclusión:
Después de lo estudiado puedo concluir con que el sistema de lubricación, es de suma importancia en el motor. Yo creo que hay que investigar nuevas maneras de mejorar este sistema y aprovecharlo al máximo ya que de el depende bastante la vida útil de motor, también ayuda a la refrigeración y con mejores aceites mas va a durar un motor.
Bibliografia:
GTZ Mecanica Automotriz.
Tecnico en Mecanica y Electronica Automotriz.

Ciclo Atkinson

Marco teórico:

El motor de gasolina (ciclo Otto) es de cuatro tiempos, aunque hay una versión de dos tiempos. Antes de proseguir hay que hacer una pequeña justicia histórica, y es que este ciclo fue inventado por el francés Alphonse Beau de Rochas en 1862, Otto lo inventó más tarde pero se llevó la fama.

En 1882 James Atkinson diseñó un motor basado en el de ciclo Otto, se diseñó para saltarse la patente que protegía al motor de cuatro tiempos. No pasó de ser una anécdota histórica, pero el ciclo en el que se basa se ha rescatado en los últimos años para los híbridos.

El ciclo Atkinson es más eficiente, ya que consigue relaciones más altas de compresión. La gasolina, cuando se encuentra muy comprimida tiende a detonar antes, lo cual no interesa. Pero si se logra una alta relación de compresión, el rendimiento termodinámico es superior.

Los motores con mayores relaciones de compresión necesitan gasolina con un octanaje superior. El índice RON no habla del poder detonante de la gasolina, sino al revés, su poder antidetonante.¿Cómo consigue Atkinson que aumente la relación de compresión, pero evitando que la gasolina RON 95 detone antes de tiempo?

Es más fácil de lo que pensáis, basta con retrasar el cierre de las válvulas de admisión, permitiendo un pequeño reflujo de gases que vuelve al colector de admisión mientras asciende el pistón, permitiendo una relación de compresión superior. Estas válvulas controlan la cantidad de gases en el cilindro y la duración de la carrera de compresión. Podemos considerarlo como un cinco tiempos.

Dicho de otra manera, la carrera de compresión dura menos que la carrera de expansión. Todo esto nos sirve para aprovechar mejor la energía liberada durante la explosión de la gasolina. Como hay una menor mezcla en el cilindro, la potencia es inferior al de un motor Otto de la misma cilindrada, pero la eficiencia termodinámica del Atkinson es más alta: gastan menos.

Como los Atkinson gastan menos y dan menos potencia, son motores idóneos para aplicaciones híbridas. El motor eléctrico aporta la potencia que falta, y así combinan una entrega de potencia buena con un consumo realmente bajo. Ahora vamos a ver tres ejemplos de vehículos actuales que usan este sistema:

• 2009 Ford Escape Hybrid: 2.5 153 CV, 7,84 l/100 km (autovía), relación de compresión 12,3:1
• Toyota Prius II: 1.5 78 CV, potencia combinada híbrida 115 CV, 4,3 l/100 km, relación de compresión 13:1

• Toyota Prius III: 1.8 98 CV, potencia combinada híbrida 134 CV, consumo inferior a 4,3 l/100 km

Los híbridos procuran que el motor Atkinson gire a su régimen más eficiente, y el exceso de potencia generada se almacena en las baterías. Esto supone un menor consumo que si se utilizase el motor Atkinson en regímenes en los que no consigue la misma eficiencia termodinámica.

Y para los ingenieros…

Este es el diagrama presión-volumen del ciclo Atkinson. Se produce un mayor aporte de calor a volumen constante en Q_p y otro en Q_p‘, mientras que el calor residual cedido por los gases de escape se descompone en Q_o y Q_o‘.

Si el ciclo Otto si se dieseliza un poco, nos da el ciclo Atkinson. Basta con ver las analogías: más relación de compresión, mayor rendimiento termodinámico, menor potencia.

Análisis:

• Consigue relaciones más altas de compresión.
• El rendimiento termodinámico es superior.
• Las válvulas controlan la cantidad de gases en el cilindro y la duración de la carrera de compresión.
• La potencia es inferior al de un motor Otto de la misma cilindrada.
• Consumen menos combustible ya que tienen más eficiencia termodinámica.

Conclusión:

Creo que se debería usar mas este tipo de motor ya que consume menos combustible. Se lo podría usar en autos que no necesiten tanta potencia para un tipo de cliente que solo desee trasladarse y no necesite potencia.

Bibliografía: http://www.motorpasion.com/tecnologia/motor-de-ciclo-atkinson

Historia del motor a gasolina

Objetivo: Conocer la evolución del motor.
                 ¿Cómo funciona un motor?


Marco Teórico:

Los primeros motores de gasolina que funcionaron fueron proyectados siguiendo el mismo esquema de los motores de vapor. En este tipo de motores, el vapor procedente de una caldera se hace expansionar en una cámara cilíndrica o cilindro. La presión ejercida por la expansión del vapor empuja hacia adelante una pieza metálica llamada pistón (embolo). El vapor pasa de la caldera al cilindro a través de la válvula de admisión, en el cilindro el vapor se expansiona y oprime el pistón originando su descenso.

Cuando este se acerca a la parte inferior del cilindro, la válvula de admisión se cierra y la entrada de vapor se detiene. Abriendo la válvula de evacuación el vapor contenido en el cilindro es expulsado y el pistón retrocede a su posición original en la parte superior del cilindro. Este tipo de motor funciona siguiendo los ciclos. Un motor de vapor tiene un ciclo de dos fases, siendo una el movimiento ascendente del pistón a lo largo del cilindro y la otra el movimiento descendente del pistón.

Aunque muchos países han contribuido al desarrollo y perfeccionamiento del motor de combustión interna y se han producido cientos de millones de motores, muy pocos conocen quien fue el inventor.

El motor de combustión interna no puede atribuirse a una sola persona, es decir, que fueron las ideas combinadas de los inventores las que contribuyeron al desarrollo del primer motor de combustión interna. El inventor francés llamado Lebon ideo en el año de 1799 una maquina a la cual dio el nombre de “motor de combustión interna”, en esa máquina el inventor hizo arder cierta cantidad de gas combustible mezclado con cierta cantidad de aire, dentro de un cilindro provisto de un embolo (pistón) y la expansión de los gases producidos por la combustión dentro del cilindro empujo el embolo hacia afuera. Sin embargo la maquina no fue perfeccionada debido a la muerte de Lebon.

Otro inventor el reverendo W. Cecil de Inglaterra construyo un motor semejante al de Lebon e hizo arder una mezcla combustible de hidrogeno y aire. En sus notas del experimento de Cecil se encontraron indicaciones claras de sus proyectos, ya que hizo notar que su motor estaba provisto de medios para transmitir energía y era capaz debido a las explosiones producidas encima de la cabeza del embolo (pistón), hace girar un eje a una velocidad de 60 revoluciones por minuto.

Lebon y Cecil descubrieron el fenómeno de que al quemar ciertos combustibles en el cilindro de sus maquinas producían movimientos del embolo (pistón) y del eje, no lograron perfeccionar sus inventos al grado de no poder comercializarlos, debido a los escasos conocimientos sobre termodinámica que contaba la ciencia en aquel tiempo. Sin embargo sus ideas contribuyeron mucho al desarrollo del primer motor eficaz de combustión interna.

Otro ingles, llamado William Barnett, ampliando los experimentos de Cecil y Lebon, encontró que era necesario para obtener una mayor cantidad de energía, comprimir los gases en el cilindro antes de someterlos a la combustión. Lo cual contribuyo ampliamente a despertar el entusiasmo entre los mejores ingenieros de la época quienes procedieron a experimentar intensamente con el único propósito de convertir una simple curiosidad de laboratorio en una maquina práctica que estuviera destinada a ser una de las contribuciones principales en el progreso de la civilización. Barnett como Lebon y Cecil, no pudo perfeccionar su máquina y fracaso al igual que muchos otros que trataron de resolver los problemas de índole técnica que implicaba la realización de tal idea.

En el año 1860, un inventor francés llamado Lenior alcanzo un adelanto considerable en el perfeccionamiento de las maquinas de Lebon, Cecil y Barnett; pero tenía muy poco conocimiento sobre la disipación de calor, por lo tanto sus trabajos no dieron el fruto. Lenior fracaso en sus esfuerzos de mantener su motor a una temperatura moderada de manera que pudiera funcionar sin recalentamiento, sino que tampoco logro aprovechar parte del calor generado por la combustión de los gases dentro del cilindro para mejorar la eficiencia del motor.

Otro ingeniero francés en 1862, llamado Beau de Rochas, patento un motor de combustión interna cuyo funcionamiento se basaba en el “ciclo de cuatro tiempos”. No obstante que Rochas no construyo un modelo de su invento, las teorías de su patente eran suficientemente convincentes para poner en manifiesto su efectividad.

En las patentes Rochas se puede resaltar los siguientes puntos:

Alcanzar la mayor comprensión de los gases, antes de la combustión.

Obtener la mayor expansión de los gases durante la combustión, de modo que el pistón sea lanzado hacia abajo en su cilindro con el mayor impulso posible.

Alcanzar la mayor velocidad del pistón dentro de ciertos límites prácticos, de manera que el pistón y por tanto el eje, pueda permanecer en movimiento algún tiempo después de haberse aplicado la fuerza de la expansión de los gases.

El principio de funcionamiento del motor que tan detalladamente describió Beau de Rochas, es la utilizada en los motores de combustión interna con ciclo de cuatro tiempos. Gracias a los esfuerzos de dos científicos alemanes llamados Nicolaus August Otto y Eugen Langen, quienes en la exposición de Paris de 1867 presentaron al público un motor de combustión interna cuyo principio de funcionamiento estaba basado en la teoría de Beau de Rochas. Por tal motivo el principio del ciclo de cuatro tiempos, también se conoce con el nombre de “ciclo de Otto”.

El motor ideado por Otto funciona de la siguiente forma: en la primera fase llamada de admisión, la carga es aspirada hacia el interior de la cámara, provocando el descenso del pistón a lo largo del cilindro. Durante esta fase la válvula de admisión permanece abierta y la de escape cerrada. La fase de comprensión se inicia cuando el pistón empieza a desplazarse hacia arriba. Durante esta fase las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas, de forma que la carga es comprimida hasta que su volumen se hace muy pequeño. Cuando toda la carga queda encerrada en la recamara o parte superior del cilindro, es encendida mediante una chispa eléctrica que salta entre los polos de la bujía y se inicia la fase de explosión, en la cual se forman gases muy calientes que se expansionan empujando el pistón hacia abajo a lo largo del cilindro. Estás válvulas permanecen cerradas. En la fase de escape se abre la válvula de escape y el pistón reinicia su carrera ascendente empujando los gases residuales de la combustión hacia el exterior del cilindro. Otto construyo un motor de gasolina siguiendo la secuencia de fases anteriormente descrita y comenzó su fabricación de escala industrial que giraba a 180 revoluciones por minuto.

En 1883 Gottlieb Daimler, por su interés en los vehículos de propulsión mecánica y motores de más altas revoluciones, desarrollo el primer motor de cuatro tiempos adecuado para vehículos automotores, el cual giraba a cerca de 900 revoluciones por minuto.

En el año de 1893 el ingeniero alemán Rudolf Diesel publico un trabajo titulado Teoría y construcción de un motor térmico racional. Mediante la termodinámica se intentaba llegar a comprender las relaciones existentes entre el calor y el trabajo con el fin de aplicarlas luego en la construcción de convertidores de energía más eficaces. La teoría de Diesel se basaba en dos consideraciones fundamentales. La primera consistía en el hecho de que cuanto más se comprimía una determinada cantidad de gas, mas aumentaba su temperatura y de manera análoga cuando más se expandía disminuía la temperatura. Por ejemplo la temperatura de la mezcla es muy alta cuando es comprimida por el pistón en su carrera ascendente y alcanza su mínimo volumen y se enfría cuando el gas alcanza su máximo volumen. Diesel se basaba que cuanto mayor fuese la diferencia entre las dos temperaturas del gas, antes y después de la compresión mejor funcionaria el motor. La relación entre los dos volúmenes de gas en el cilindro antes y después de la comprensión, se denomina relación de comprensión.

La idea de diesel consistía en aumentar la eficacia del motor de combustión interna de Otto, aumentando su relación de comprensión, pensaba en construir un motor que pudiera comprimir el aire hasta 16 veces de su volumen original; en este estado el aire alcanzaría una temperatura de 583 ºC. Entonces se inyectaría directamente en el cilindro el carburante que debido a la alta temperatura prendería espontáneamente. En los primeros modelos de  motor Diesel quemaban polvo de carbón.

Después de todos los citados inventores y científicos, el motor de combustión interna, usando carburante derivados del petróleo, se expandió rápidamente y surgieron nuevos inventores que fueron perfeccionando los distintos elementos que componen un motor de combustión interna hasta la actualidad. 

Análisis:

El motor de combustión interna no puede atribuirse a una sola persona, es la recopilación de las ideas combinadas.

El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Conclusión:

He aprendido que el motor ha tenido bastantes procesos para llegar a ser lo que es hoy. Los inventores del motor fueron personas muy inteligentes ya que en la actualidad se basan en el mismo principio: admisión, compresión, trabajo (explosión), escape. El motor es un invento que ha cambiado el mundo y siempre va a estar evolucionando. Se realizaran estudios para hacerlos mas económicos, potentes, menos contaminantes, entre otras cosas, es algo que no va a parar.


Recomendaciones: Realizar practicas con motores para tener un mejor entendimiento.


Bibliografía: Técnico en Mecánica y Electrónica Automotriz  CODESIS.