Admision compresion explosion y escape
MOTOR
Definición: Es una maquina que tiene como por misión el transformar la energía calorífica en energía mecánica ósea en trabajo directamente utilizable.
Clasificación: Según la forma de encendido tenemos a:
Motores Otto: Se impulsan en preferencia con gasolina y la mezcla se forma generalmente fuera de la cámara de combustión. (bujías).
Motores DIESEL: La formación de la mezcla es interior y se impulsan preferentemente con gasolina (diesel). La combustión en el cilindro se produce por autoencendido.
Clasificación de Motores.- Según la procedencia del calor que recibe el fluido activo, es decir según donde se realiza la combustión; los motores se clasifican en dos grades grupos.
Motores de Combustión Externa.- La combustión se realiza fuera del fluido del fluido activo, es decir fuera del motor propiamente dicho
Motores de Combustión Externa.- También llamados endotérmicos el combustible se quema en el seno del fluido, activo en el interior del motor de forma que primero el combustible sumado al aire y compresión experimenta una serie de transformaciones químicas quedando finalmente constituidos por los gases de escape.
CICLO DE LOS MOTORES MARINOS.
Se llama ciclo de trabajo de un motor a la sucesión de operaciones que el fluido activo realiza en el cilindro y que se va repitiendo periódicamente en el mismo orden.
En los motores alternativos un ciclo de trabajo completo se puede realizar en 4 carreras del embolo y entonces se llama de 4 tiempo, o bien en 2 carreras del embolo y el motor se llama de 2 tiempo.Esto significa que los motores de 4 tiempos realizan un ciclo de trabajo completo cada dos vueltas del cigüeñal, mientras que los de 2 tiempos realizan un ciclo completo de una vuelta.
El ciclo completo está constituido por tiempos o fases cada una de las cuales corresponde aproximadamente a una carrera del embolo, o sea, a, media vuelta de cigüeñal.
CICLO DE 4 TIEMPOS
Los motores de 4 tiempos, que son los más empleados, tienen su ciclo de trabajo constituido por los cuatros tiempos, fases o carreras siguientes:
Tiempo1º: Admisión o aspiración de la carga del cilindro
Tiempo2º: Comprensión de la caga
Tiempo3º: Combustión de la mezcla y la combustión
Tiempo4º: Escape o expulsión de los productos de la combustión
Al terminar el escape, vuelve a empezar un nuevo ciclo con el tiempo de admisión.
FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESE CON CICLO DE 4 TIEMPOS
El motor diesel puede funcionar según los ciclos de cuatro o de dos tiempos. El de cuatro tiempos es el más empleado en motores pequeños y medio, mientras que el de dos tiempos se emplea en motores lentos y grandes, como los utilizados en la marina.Veamos ahora con detalle lo que sucede en uno de los cilindros del motor durante los cuatro tiempos en que está dividido el ciclo, representados gráficamente en la figura I.
1º tiempo: ADMISION Las válvulas de admisión están abiertas completamente cuando el embolo pasa por el PMS, y mientras baja hasta el PMI crea un vacio en el interior del cilindro y aspira aire solo. Cuando llega al PMI, el cilindro está lleno de aire a la presión de casi una atmosfera y a temperatura ambiente. La válvula de escape ha permanecido cerrada durante todo ese tiempo
2º tiempo: COMPRENSION (principios de inyección).En el PMI se cierra la válvula de admisión y al ascender el embolo va comprimiendo el aire que hay en el interior del cilindro, hasta reducir su volumen al de la cámara de combustión. La válvula de escape continua cerrada.Al final de la compresión, el volumen del aire se ha reducido su temperatura se ha elevado su presión ha aumentado.Cerca del final de la comprensión se inyecta en la cámara de combustión una pequeña cantidad de combustible, exactamente medida. .
CICLO TEORICO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Teóricamente el motor Diesel sigue un ciclo de trabajo de combustión a presión constante, que en el caso del motor de cuatro tiempos se desarrollaría en la forma siguiente:
Primer tiempo: ASPIRACION
La válvula de aspiración se abre completamente en el PMS, y el embolo, mientras baja hasta el PMI, aspira aire a la presión atmosférica. Cuando llega al PMI el cilindro está lleno de aire a la presión de una atmosfera y a la misma temperatura que existe en el exterior. En el diagrama de la figura 8 la fase de aspiración se representa por la línea a-b.
Segundo tiempo: COMPRESION.
En el PMI se cierra la válvula de admisión y al ascender el embolo va comprimiendo el aire que hay en el interior del cilindro, hasta reducir su volumen como el de la cámara de combustión. En el diagrama las variaciones crecientes de presión durante esta fase de comprensión las representa la curva b-c (fig. 9). Es una curva adiabática, que quiere decir que durante este periodo no existe absorción ni desprendimiento de calorías.
Al final de la compresión la temperatura es de 600ºC y la presión alrededor de unos 30 a 35 bar (atmosfera).
El momento en que empieza la inyección de esa cantidad de combustible y la exactitud de su dosado son dos factores muy importantes para el buen funcionamiento y rendimiento del motor.Casi inmediatamente después de empezar la inyección se produce el encendido espontaneo del combustible y comienza la combustión, que se prolonga hasta poco después del PMS.
3º tiempo: EXPANSION Después de alcanzado el PMS, el embolo desciende hasta el PMI. Las dos válvulas permanecen cerradas. La máxima presión en la cámara se alcanza después del PMS. Los gases se expansionan y empujan al embolo hacia el PMI, transmitiéndole una fuerza que a través de la biela actúa sobre el cigüeñal, dándole un nuevo impulso de rotación. Esta es la carrera de trabajo útil del motor.
4º tiempo: ESCAPE Después del PMI, el embolo se dirige de nuevo hacia el PMS expulsando los gases quemados a través de la abertura de la válvula de escape, que se ha abierto poco antes de que terminara la carrera de expansión. La válvula de admisión permanece cerrada.
Al llegar el embolo al PMS comienza un nuevo ciclo.Hemos descrito el ciclo de trabajo en un cilindro, o lo que es lo mismo, en un motor de un solo cilindro, y en él solamente una carrera del embolo produce trabajo e impulsa el cigüeñal, solo hay un tiempo motriz, el de expansión. En las otras tres carreras, destinadas a la preparación de la mezcla, es el cigüeñal el que impulsa al embolo, gracias a la energía que le suministra el volante de inercia y que este ha almacenado en el tiempo motriz
Tercer tiempo: COMPRESION.
Es el momento en que termina la comprensión se inicia la introducción gradual del combustible, finísimamente pulverizado, como ya hemos visto anteriormente. Tan perfecta es la atomización del combustible, que se va quemando a medida que penetra en el seno del aire caliente de la cámara de compresión, cuya temperatura es superior a la de combustión del combustible.
El característico golpeteo de los motores Diesel se debe a esta fase de la combustión a volumen constante.
Cuarto Tiempo. ESCAPEAl llegar al embolo al PMI se abre la válvula de escape y cae rápidamente la presión interior del cilindro hasta la atmosférica y en la carrera ascendente el embolo expulsa los gases (Fig.15).
En la figura 16 tenemos el diagrama teórico de un motor Diesel de 4 tiempos, con inyección directa del combustible y en la figura 17 se representa el diagrama teórico de la distribución.