Post on 07-Jan-2016
description
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 1/55
EVOLUCIÓN
DEL MOTOR ACOMBUSTIÓN
INTERNA
INTEGRANTES:
Ilatoma Cadenillas, Rosa Windy Peltroche Caicedo, Gerardo Paolo Larrea Rivera, Maykell
CICLO: I
ESCUELA: Ingeniería Mecánica Eléctrica
DOCENTE: olís osa, !eri"erto
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 2/55
1
DEDICATORIA
#edicamos esta monogra$ía a n%estros &adres, ya
'%e gracias a s% a&oyo tanto moral como a$ectivo
han sido n%estro im&%lso y $%ente de ins&iraci(n
&ara c%lminar con é)ito el &resente tra"a*o+
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 3/55
2
AGRADECIMIENTO
dios &or "endecirme con s% in$inito amor y ha"erme
acom&a-ado en este transc%rso de n%estras vidas
&ermitiéndonos c%lminar este tra"a*o+
n%estros &adres &or s% es$%er.o &ara darnos %n $%t%ro
me*or &or'%e siem&re est%vieron conmigo "rindándonos
s% a&oyo incondicional y $%eron ellos '%ienes est%vieron
&resentes en n%estras mentes+
n%estra $amilia '%e siem&re est%vieron a mi lado
"rindándonos s% a&oyo &ara la reali.aci(n de esta
monogra$ía+
l Lic+ !eri"erto olís osa '%ien con s%s ense-an.as y
sa"id%ría s%&o g%iarnos en el desarrollo del tra"a*o+
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 4/55
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN................................................................6
2. OBJETIVOS.......................................................................7
2.1. OBJETIVOS GENERAL:......................................................................7
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:.................................................................7
3. DEFINICIÓN DE MOTOR ......................................................8
4. HISTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA..................11
5. PARTES DEL MOTOR .........................................................17
5.1. BLOQUE MOTOR .............................................................................18
/+0+0+ 1%nta de c%lata.............................................................................................18
/+0+2+ Cilindros....................................................................................................19/+0+3+ Pistones.....................................................................................................19
/+0+4+ nillos.......................................................................................................20
/+0+/+ 5%lones......................................................................................................20
/+0+6+ 5ielas........................................................................................................21
5.2. CULATA.........................................................................................21
/+2+0+ Cámara de com"%sti(n...................................................................................22
/+2+2+ 7álv%las.....................................................................................................23
/+2+3+ G%ías y asientos de las válv%las........................................................................23
/+2+4+ 8r"ol de levas..............................................................................................24
/+2+/+ 5%*ías........................................................................................................24
5.3. CRTER ........................................................................................24
/+3+0+ Cig9e-al.....................................................................................................25
/+3+2+ Co*inetes....................................................................................................25
/+3+3+ 7olante motor ..............................................................................................26
3
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 5/55
!. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO......................................26
!.1. PRINCIPIOS BSICOS........................................................................26
!.2. PRINCIPIOS TERMODINMICOS..........................................................27
6+2+0+ Ciclo te(rico del motor de com"%sti(n interna......................................................28
!.3. PRINCIPIOS FÍSICOS.........................................................................29
!.4. ENCENDIDO...................................................................................30
6+4+0+ vance de encendido.....................................................................................31
6+4+2+ Com"%sti(n en los motores #iesel.....................................................................32
". SISTEMA DE ENCENDIDO EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
33
".1. PARTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO.................................................33
:+0+0+ lternador ..................................................................................................34
:+0+2+ 5atería.......................................................................................................34
:+0+3+ 5o"ina.......................................................................................................34
:+0+4+ R%&tor .......................................................................................................35
:+0+/+ #istri"%idor .................................................................................................36
:+0+6+ 5%*ías........................................................................................................36
".2. ENCENDIDO ELECTRÓNICO...............................................................37
:+2+0+ Encendido con ay%da electr(nica......................................................................38
#. TIPOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA......................39
#.1. MOTOR DE 2 TIEMPOS......................................................................39
;+0+0+ Ciclo <tto de 2 tiem&os=.................................................................................39
#.2. MOTOR DE 4 TIEMPOS......................................................................40
;+2+0+ Ciclo <tto de 4 tiem&os..................................................................................40
;+2+2+ Ciclo #iesel de 4 tiem&os................................................................................41
;+2+3+ Ciclo Wankel de 4 tiem&os..............................................................................43
$. IMPACTO AMBIENTAL.......................................................45
4
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 6/55
$.1. %CONTAMINAN O NO CONTAMINAN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN
INTERNA&.............................................................................................. 46
$.2. M'TODOS DE REDUCCIÓN DE SUSTANCIAS TÓ(ICAS...............................46
$.3. DESCRIPCIÓN DE LAS EMISIONES DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.
47
>+3+0+ Mon()ido de car"ono ?C<@.............................................................................47
>+3+2+ #i()ido de car"ono ?C<2@..............................................................................48
>+3+3+ A<2..........................................................................................................48
>+3+4+ B)ido de a.%$re ?<2@...................................................................................48
>+3+/+ B)ido de nitr(geno ?A<2@...............................................................................48
>+3+6+ <)ígeno ?<2@..............................................................................................49
>+3+:+ PM0........................................................................................................49
>+3+;+ PM2+/.......................................................................................................50
>+3+>+ !C............................................................................................................50
1). CONCLUSIONES............................................................51
11. BIBLIOGRAFÍA..............................................................52
12. ANE(OS......................................................................53
12.1. GLOSARIO.....................................................................................53
5
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 7/55
1. INTRODUCCIÓN
El motor de com"%sti(n interna ha evol%cionado m%cho desde los inicios hasta
el día de hoy, desde los comien.os de esta tecnología donde nadie a&osta"a &or
él, de"ido a '%e la má'%ina de va&or era más com&etente, hasta el día de hoy
donde es el motor más %tili.ado del m%ndo &ara el trans&orte+En el &resente tra"a*o hemos tratado de rescatar los datos más relevantes so"re
de$inici(n, del motor de com"%sti(n interna &resentado así %na visi(n general
acerca del mismo+
e e)&onen las distintas &artes y com&onentes de este, y s%s res&ectivas$%nciones e im&ortancia+demás mostramos los &rinci&ios "ásicos de s% $%ncionamiento disting%iendo
los distintos ti&os de circ%laci(n '%e &resentan y el circ%ito corres&ondiente a la
&arte eléctrica de este+e resalta tam"ién el im&acto am"iental generado &or dichos motores
considerando el nivel de emisi(n de contaminantes al am"iente '%e estos
&rod%cen, a&ortando tam"ién con diversos métodos '%e red%cen el da-o ca%sado
&or los mismos+sí mismo se trata en todo momento de %sar %n leng%a*e claro y &reciso con la
$inalidad de "rindar in$ormaci(n &%nt%al &ara la mayor com&rensi(n del lector+
6
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 8/55
2. OBJETIVOS
2+0+ OBJETIVOS GENERAL:
• Presentar %na visi(n general acerca del motor de com"%sti(n
interna+
2+2+ OBJETIVOS ESPECIFICOS:
• #e$inir con e)actit%d las $%nciones y &rinci&ios so"re el motor de
com"%sti(n interna+• 5rindar in$ormaci(n &%nt%al acerca de la %tilidad y %sos del
motor de com"%sti(n interna+• Entender y com&render en s% totalidad al motor de com"%sti(n
interna+
7
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 9/55
3. DEFINICIÓN DE MOTOR
ComDnmente esc%chamos '%e la &ala"ra motor hace re$erencia a &ersonas o
alg%nas entidades '%e desarrollan ciertas tareas o '%e llevan adelanteF ideas o
em&rendimientos &ero '%e, en de$initiva, no conllevan ningDn tra"a*o en el
sentido $ísico+ Ao res%ltará raro oír '%e la gente se re$iere a alg%ien '%e ya no
está diciendo '%e era el motorF de la $amilia, o '%e era el motorF en %na
o$icina o en c%al'%ier otro l%gar+ iem&re, inde$ecti"lemente, se hace re$erencia
al movimiento, a la acci(n de moverse, de andar, de hacer $%ncionar algo 7ayanovedad la '%e traemosLo mismo &%ede s%ceder en la in$ormática+ Motor, la &ala"ra motor, se a&lica
comDnmente en la *erga a términos tales como motor de "Ds'%edaF o engineF
y siem&re se hace re$erencia a lo mismo= el hecho de generar %n movimientoF
'%e &rod%.ca de$initivamente %na acci(n+ Para el caso de estos motores de
"Ds'%edaF, a &artir de %na serie de &ala"ras clave, se desencadena el &roceso de
&es'%isa en di$erentes direcciones electr(nicas en "Ds'%eda de %n res%ltado
$inal+ #esde los &rimeros "%scadores, con$ormados &or los ro"ots de la &rimera
mitad de la década de 0>>, hasta las modernas tecnologías de las s&iders y los
meta"%scadores, el &rinci&io regente ha sido la analogía a"sol%ta con los
motores= la &rod%cci(n de %n verdadero movimientoF+
Aosotros los amantes de los a%tos, casi como '%e ignoramos y de*amos de lado
c%al'%ier otra ace&ci(n de esta &ala"ra '%e no haga re$erencia a %no de los más
maravillosos inventos del hom"re= el a%tom(vil+H%é sería de los a%tos '%e amamos y dis$r%tamos sin el motorJ La nada s(lo
%n "ello o"*eto de dise-o y nada más+ in d%das, el &asa*e de la tracci(n a
sangre, mediada &or el es$%er.o de ca"allos, "%eyes, "%rros o m%las signi$ic( %n
salto im&onente en términos de rendimiento y calidad en el trans&orte+ K%e en
8
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 10/55
este conte)to '%e los &rinci&ios '%e rigen el $%ncionamiento de %n motor $%eron
den%nciados &or 5ea% de Rochas y l%ego, ya en 0;62, $%eron llevados a la
&ráctica &or el alemán <tto, lo '%e $inalmente deriv( en '%e el ciclo de
trans$ormaciones '%e &rovoca %n $l%ido en el interior del motor se denomine
ciclo <tto+Pala"ras más, &ala"ras menos, y al margen del marco hist(rico &lagado de
n%merosas anécdota, lo cierto es '%e el motor es el verdadero cora.(n de n%estro
amigo, el a%to, y el '%e ?en de$initiva@ nos &ermite dis$r%tarlo a &leno+
El motor es, en &ala"ras harto sim&li$icadas, %na má'%ina '%e &%ede convertir la
energía '%e se enc%entre almacenada de di$erentes $ormas en s% interior, como
&%eden ser com"%sti"les, "aterías o $%entes de otro ti&o, en energía mecánica
'%e $inalmente termina reali.ando %n tra"a*oF, %n movimientoF+ < sea '%e,
"ásicamente, el motor trans$orma la energía '%ímica ?de los com"%sti"les@ en
energía mecánica '%e se trad%ce e$ectivamente en s% e*e de salida+ e &rod%ce
de este modo %na $%er.a '%e &rovoca inde$ecti"lemente movimiento+ Esta
ca&acidad de trans$ormaci(n energética t%vo s% origen en las &rimeras má'%inas
de va&or, en las c%ales la energía térmica era convertida en energía mecánica,
&ara llegar a s% a&oteosis con la conversi(n de com"%sti"les $(siles en la
ca&acidad de des&la.amiento+ &artir de entonces, la di$%si(n de los
a%tom(viles inici( %n crecimiento de &ro&orciones e)&onenciales, desde los
tradicionales dise-os '%e comen.aron a &o"lar con lentit%d las calles de las
grandes ci%dades en la década de 0>3 hasta los $ormida"les &rototi&os
modernos de variados dise-os '%e recorren %r"es y caminos en el siglo I+i t%viésemos '%e res%mirlo en %nas &ocas &ala"ras, &odríamos decir '%e el
$%ncionamiento del motor trata so"re lo sig%iente= entradas y salidas ?ver
seg%nda imagen@+ En el a&artado de entradasF %"icamos al aire y los
9
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 11/55
com"%sti"les con el agregado del a&orte hecho &or sistemas a%)iliares como los
l%"ricantes, los sistemas de re$rigeraci(n y la energía eléctrica+ simismo,
dentro del "lo'%e del motor %"icamos como entrantesF a los di$erentes sistemas
de distri"%ci(n, mecanismos &ist(n"ielamanivela y como res%ltante ?o
salidaF@ tendríamos a la energía mecánica &rod%cida como derivado de todo lo
anterior, de*ando &ara lo Dltimo todo lo resid%al como &%eden ser los gases de la
com"%sti(n y el calor &rod%cido+Motores los hay de todo ti&o= están a'%ellos '%e consig%en la energía
&roveniente de $l%idos ?motores e(licos, hidrá%licos, de aire com&rimido,
térmicos, etc+@+ Los hay tam"ién la energía de los s(lidos y a'%ellos '%e
terminan consig%iendo la energía de otras $ormas es&eciales ?&or e*em&lo los
motores eléctricos@+Las características generales de los motores se &odrían clasi$icar de la sig%iente
manera=
E* +,-/0/,-: es el cociente entre la &otencia Dtil y la &otencia
a"sor"ida+ Es im&ortante en este &%nto citar '%e la &otencia no es otra
cosa '%e la energía '%e se trans$iere en $%nci(n del tiem&o de acci(nN &or
tradici(n, s%ele seg%ir e)&resándose en ca"allos de $%er.a, &ese a la
&re$erencia m%ndial con %tili.ar al vatio como %nidad de medici(n+ V,*/ , /+ 6 -0/-*7: ésta es la velocidad ang%lar del
cig9e-al, vale decir, el nDmero de radianes &or seg%ndo a las '%e gira+
7ale recordar '%e el radián es %na medida ang%lar e'%ivalente a %nos /:O
se)agesimales+ P,-/: es la res%ltante del tra"a*o '%e el motor es ca&a. de desarrollar
a %na determinada velocidad de giro en %na determinada %nidad de
tiem&o+ La relaci(n entre el &eso y la &otencia de %n a%to es %na de las
varia"les cardinales &ara de$inir la ca&acidad de des&la.amiento en
10
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 12/55
velocidad en tramos de e)tensi(n red%cida+ Este &rinci&io es el '%e
&ermite a los a%tos de K(rm%la 0 &artici&ar de los certámenes, dado '%e
tras&ortan m%y &oco &eso en el marco de %na &otencia m%y elevada P+ 0+: es $inalmente el momento de rotaci(n '%e acciona so"re el
e*e del motor y termina determinando s% giro+ Generalmente se mide en
kilográmetros ?kgm@ o AetonsMetro ?Am, tam"ién denominados
*o%les en el sistema internacional@+ ?5erme*o 2@ En nuestra opinión el motor de combustión interna es uno de los
inventos más importantes debido a sus usos y aplicaciones en la vida
del hombre
4. HISTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
#esde '%e el inventor $rancés #enis Pa&in en el a-o 06;: constr%yera s%
&rimera má'%ina de va&or ca&a. de moverse &or sí sola, hasta el tri%n$o del
ingeniero 1ames Watt con s% otra má'%ina de va&or con %n nota"le y me*ora"le
rendimiento, h%"ieron m%chas modi$icaciones, '%e cada ve. me*ora"an más esta
tecnología, &ero ha"ía otro com&etidor '%e i"a a llegar m%cho más le*os, el
motor de com"%sti(n interna+ mediados del siglo I la má'%ina de va&or $%nciona"a "ien, &ero tenía el
&ro"lema de s% gran vol%men &ara la a&licaci(n en vehíc%los+ e necesita"a %n
motor '%e com"inase el hornillo, la caldera y el cilindro de la má'%ina de va&or
en %na %nidad &e'%e-a y ligera+ La má'%ina de com"%sti(n interna en la c%al el
com"%sti"le inyectado, me.clado con aire, se hace estallar &ara mover %n &ist(n
dentro de %n cilindro, res%lt( ser la sol%ci(n más adec%ada+La &atente más antig%a registrada &ara %n motor de e)&losi(n se remonta al a-o
0;, c%ando Phili&&e Le"on &ro&%so e ide( %n motor c%ya me.cla de aire y gas
al%m"rado se '%emaría dentro de %n cilindro con el o"*etivo de mover %n &ist(n+
11
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 13/55
%n'%e Le"on no llevo a la &ráctica s% idea, ésta $%e a&rovechada en 0;: &or
Riva.+ %n'%e el motor de Riva. &rogres( nota"lemente, aDn no rendía lo
s%$iciente como &ara llevarlo a la &ráctica+ En 0;/2, el Krancés de origen 5elga,
Ettiene Lenoir, constr%y( %na má'%ina e'%i&ada con %n motor de e)&losi(n de
dos tiem&os con a%toencendido ca&a. de moverse &or sí sola, el c%ál consig%i(
con é)ito %n via*e de die. millas entre París y 1oinvillelePort a la &o"re
velocidad de 3 '%il(metros a la hora+ %n así era m%y &oco &otente &ara
com&etir con la má'%ina de va&or de Watt+ En 0;62, l&honse 5ea% de Rochas,
me*or( nota"lemente esta má'%ina, com&rimiendo la me.cla antes de s%
com"%sti(n e ide( %n ciclo de c%atro tiem&os+La idea de Rochas $%e ada&tada &or esa é&oca &or el ingeniero alemán Aikola%s
%g%st <tto, '%ien $a"ric( e$icientes motores $i*os de gas, y en%nci( con
claridad s%s &rinci&ios de $%ncionamiento+ Aikola%s %g%st <tto, '%e de*( s% tra"a*o como comerciante &ara dedicarse a
los motores de com"%sti(n interna, constr%y( en 0;60 %n motor de com"%sti(n
interna, '%e cons%mía gas de al%m"rado, &ara s% comerciali.aci(n se asoci( con
el ind%strial E%gen Langen y $%ndaron *%ntos %na $á"rica en Colonia en 0;64+En 0;:6 &er$eccion( el motor constr%ido en 0;60 mediante los conocimientos
est%diados &or l&honse 5ea% de Rochas so"re el ciclo de c%atro tiem&os+Este motor, logr( s%&erar la e$icacia del motor de com"%sti(n e)terna a va&or de
Watt, &or lo '%e se em&e.a"an a montar estos motores en la ind%stria+ &esar
del é)ito econ(mico inicial de s%s motores, <tto &erdi( la &atente en 0;;6, al
desc%"rirse la anterioridad del invento del ciclo de c%atro tiem&os &or l&honse
5ea% de Rochas+Entre los cola"oradores de <tto se encontra"a Gottlie" #aimler, '%ien sería el
'%e s%stit%y( el motor de gas constr%ido &or <tto, &or %n motor alimentado con
gasolina+
12
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 14/55
ntes '%e él, en 0;:/ el a%stríaco ieg$ried Marc%s constr%y( %n motor de
gasolina lento de c%atro tiem&os con %n dis&ositivo magnético de encendido+
In$ort%nadamente &ara él y &ara el &rogreso de la técnica de esa é&oca, s% motor
hacía %n r%ido tan desagrada"le al $%ncionar '%e las a%toridades de 7iena le
&rohi"ieron seg%ir con s%s e)&erimentos+iete a-os más tarde, en 0;;3, #aimler, en com&a-ía de May"ach, em&e.( a
ensayar los &rimeros motores de gasolina+ % constr%cci(n era tan com&acta '%e
res%ltaron adec%ados &ara vehíc%los ligeros, y alcan.aron regímenes de
novecientas revol%ciones &or min%to+En 0;;/ $%e montado %no de estos motores en %na es&ecie de "icicleta de
madera, y al a-o sig%iente en %n carr%a*e de c%atro r%edas+ En 0;;>, #aimler,
dio otro &aso $%ndamental al constr%ir el motor de$initivo &ara a%tom(vil+ l
mismo tiem&o, otro alemán, el mecánico Qarl 5en., de Mannheim, esta"a
tra"a*ando en el mismo sentido, y en 0;;/ &atent( %n a%tom(vil con %n motor
de c%atro tiem&os y estr%ct%ra de t%"os, lo c%al re&resenta"a %n &eso total más
conveniente en relaci(n a la ca&acidad del motor+anto los inventos de #aimler como de 5en. llamaron e)traordinariamente la
atenci(n en Krancia, naci(n '%e hi.o todo lo &osi"le &or &oseerlos+ La &atente de
#aimler $%e com&rada &or los ingenieros galos René Panhard y Emile Levassor,
c%ya am"ici(n era constr%ir %n a%téntico vehíc%lo e'%i&ado con %n motor de
e)&losi(n+Estos dos hom"res em&e.aron s%s &rimeros ensayos entre 0;> y 0;>0+ Sna ve.
aca"ado s% &rimer vehíc%lo, reali.aron %n via*e de ida y v%elta entre la Porte
dTIvry y el viad%cto de %te%il, en Krancia, el c%al se reali.( con total é)ito+
1%ntos, dieron comien.o entonces a la ind%stria del a%tom(vil con la $%ndaci(n
de la &rimera em&resa de a%tom(viles del m%ndo, PanhardLevassor+
13
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 15/55
Primer vehíc%lo constr%ido &or la &rimera em&resa de a%tom(viles, Panhard
Levassor e'%i&ado con %n motor de gasolina+
El motor de gasolina desarrollado &or #aimler en a'%el entonces era el máse$ica. y el '%e domina"a toda la ma'%inaria ind%strial y de la ind%stria
a%tomovilística, &ero &or otra &arte, otro ingeniero tra"a*a"a con el $in de
s%&erar el motor ideado &or <tto+Ese ingeniero $rancés, llamado R%dol$ #iesel, &atent( en 0;>2, lo '%e i"a a ser
la má'%ina térmica más e$iciente de todos los tiem&os, el motor #iesel+R%dol$ #iesel naci( el 0; de mar.o de 0;/; en París, hi*o de inmigrantes
"ávaros+ En 0;: t%vieron '%e a"andonar Krancia al estallar la g%erra $ranco
&r%siana, y se dirigieron a Inglaterra+ #esde Londres, R%dol$ $%e enviado a
%gs"%rgo ?lemania@, donde contin%( con s% $ormaci(n académica hasta
ingresar en la echnische !ochsch%le de M%nich, donde est%di( ingeniería "a*o
la t%tela de Carl von Linde+En 0;:/, a la edad de 0: a-os, $%e discí&%lo de s% antig%o t%tor e inventor de la
nevera Carl von Linde en M%nich, con lo '%e le dio cierta e)&eriencia a la hora
de inventar cosas+ Más tarde, regres( a París como re&resentante de la em&resa
de má'%inas $rigorí$icas de s% maestro+En 0;>, se traslad( a 5erlín &ara oc%&ar %n n%evo cargo en la em&resa de 7on
Linde+ llí est%di( la idea de dise-ar %n motor de com"%sti(n interna, con la
ca&acidad de s%&erar al motor de <tto, y acercarse lo má)imo &osi"le al
rendimiento energético te(rico ideal en%nciado &or Carnot+En 0;>2, o"t%vo la &atente alemana de s% motor, y %n a-o des&%és &%"lic(, con
el tít%lo heorie %nd Qonstr%ktion eines rationellen WUremotors, %na detallada
descri&ci(n de s% motor+Entre 0;>3 y 0;>: est%vo llevando a ca"o en MA ?&erteneciente al gr%&o
Qr%&&@, el desarrollo y constr%cci(n de s%s motores #iesel+ ?PWLQ 0>;4@El &rimer motor '%e constr%y(, e)&lot( d%rante la &rimera &r%e"a, &ero R%dol$
so"revivi( y contin%( s% tra"a*o, hasta 0;>:, des&%és de varios est%dios y
14
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 16/55
me*oras, c%ando constr%y( %n motor #iesel, con %na &otencia de 2/ ca"allos de
va&or y %n rendimiento del 0V+
l a-o sig%iente, me*or( este motor, alcan.ando %n rendimiento del 0;V, dondes%&er( con creces la e$icacia del motor de <tto, $%e entonces c%ando se
im&lementaron s%s motores a la ind%stria+-os más tarde, otro ingeniero alemán, ide( otro ti&o de motor de com"%sti(n
interna, el motor rotativo, a%n'%e a-os antes ya se ha"ía &ro&%esto de hacer,
n%nca se ha"ía llevado a ca"o, &ero ese ingeniero alemán en 0>36, Kéli) Wankel,
&atentaría el dise-o de %n motor rotativo '%e llevaría s% nom"re, el motor
rotativo Wankel+Kéli) Wankel naci( el 03 de agosto de 0>2 en Lahr, en el "os'%e negro en
lemania, hi*o Dnico de R%dol$ Wankel, el c%al m%ri( d%rante la &rimera
g%erra m%ndial+Wankel sali( de la esc%ela en la edad de 0> a-os, &ero él gan( el reconocimiento
académico dentro de s% &ro&io tiem&o en '%e le concedieron %n grado honorario
del #octorado de echnische Sniversit /at M%nchen en 0>6>+ % &rimer tra"a*o
$%e de a&rendi. de ventas &ara %n editor en !eidel"erg, &ero le dedic( &oco
es$%er.o, &erdiendo el tra"a*o de las ventas en 0>24+Wankel, '%e ya domina"a en el est%dio de los motores de com"%sti(n interna,
&resent( en 0>26 %n dise-o de %n ti&o de t%r"ina '%e '%iso &atentar, &ero no se
la concedieron &or'%e ya ha"ía sido est%diada en %n dise-o de Enke en 0;;6+
Los motores rotativos, ya ha"ían sido ideados desde hacía cientos de a-os,
gostino Ramelli en 0/;; $%e el &rimero, &ero no se llev( a ca"o en los motores
de com"%sti(n interna+am"ién, en 0:/> 7atio de 1ames $a"ric( %n motor de va&or de &ist(n rotatorio,
en 0>3 1%an Cooley hi.o %n motor ti&o Wankel, y en 0>; Sm&le"y lo a&lic( a
la com"%sti(n interna, &ero n%nca se llev( a ca"o+K%e hasta el a-o 0>33 c%ando, Kéli) Wankel, solicit( %na &atente &ara %n motor
rotativo a&licado a la com"%sti(n interna, '%e él reci"i( en 0>36+
15
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 17/55
En los a-os sig%ientes, Wankel tra"a*( &ara 5MW, #7L, 1%nker, y #aimler
5en.+ #%rante este tiem&o él desarroll( varios &rototi&os de motores rotativos y
tam"ién "om"as y com&resores rotatorios+ #es&%és al $inal de la seg%nda
g%erra m%ndial en 0>4/ en '%e s% desarrollo $%e interr%m&ido, &osteriormente
ingreso en A++S+ Esto cond%ce a la cola"oraci(n con Walter Kroede, *e$e del
&rograma y en 0>/0 desarrollaron %n motor de motocicleta+El &rimer motor rotatorio verdaderamente $%ncional de Wankel se e*ec%t( en
$e"rero de 0>/:+ Por mayo dise-aron %n &rototi&o ca&a. de $%ncionar d%rante
dos horas y &rod%cir 20 ca"allos de va&or+ El &rimer motor rotativo ti&o Wankel
realmente e$ica. y ca&a. de a&licarlo en la ind%stria se e*ec%t( el : de 1%lio de
0>/;+Kinalmente, Keli) Wankel m%ri( el > de oct%"re de 0>;; en !eidel"erg,
lemania+#esde entonces han tra"a*ado en este motor im&ortantes em&resas '%e
ad'%irieron licencias de a&licaci(n= C%rtissWright, en Estados Snidos ?en
a&licaciones &ara motores de aviaci(n@N en lemania, Mercedes 5en. ?&ara
a%tom(viles y a&licaciones #iesel@N Kitchelsans ?&ara motores de
motocicletas@ y en 1a&(n oyoQogyo ?$a"ricante de Ma.da@+ demás em&resas
como Perkins, RollsRoyce, Kiat, Rena%lt, Citron y 7olksagen, se interesaron
en %na % otra $orma+
En la act%alidad, sig%e go"ernando los motores de com"%sti(n interna ideados
&or <tto y #iesel, a%n'%e la em&resa *a&onesa Ma.da siga $omentando y
$a"ricando motores Wankel, ya '%e los rotativos ti&o Wankel &resentan varios
inconvenientes a me*orar, '%e los mantienen le*os de los motores alternativos a
&ist(n+ ?7illegas 2:@
16
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 18/55
Concordamos en que el desarrollo del motor ha sido fundamental para la
vida del hombre permitiéndole así evolucionar tanto en el campo laboral
como en el tecnológico
5. PARTES DEL MOTOR
En el motor de com"%sti(n interna, tanto en los motores de 2 tiem&os y 4
tiem&os, la $inalidad de cada sistema general de alimentaci(n, distri"%ci(n,
encendido, re$rigeraci(n y l%"ricaci(n es aca"ar en %na de las 3 &artes
sig%ientes= 5lo'%e motor, C%lata y Cárter+Estas tres &artes del motor, son las &artes vitales, &or'%e como ya hemos dicho
antes, c%al'%ier sistema s% o"*etivo es aca"ar a'%í &ara reali.ar s% $%nci(n+
5.1. BLOQUE MOTOR
El "lo'%e es la &arte más grande del motor, en él se instalan los cilindros
donde a'%í los &istones s%"en y "a*an+ am"ién &or a'%í se instalan los
es&árragos de %ni(n con la c%lata y &asa el circ%ito de l%"ricaci(n y el
circ%ito de re$rigeraci(n+Los materiales %tili.ados &ara la constr%cci(n del "lo'%e han de ser
materiales ca&aces de resistir las altas tem&erat%ras, ya '%e a'%í se
reali.an tam"ién los &rocesos de e)&ansi(n y esca&e de gases+Generalmente el "lo'%e motor está constr%ido en aleaciones de hierro
con al%minio, con &e'%e-as &orciones de cromo y ní'%el+ Con esta
aleaci(n conseg%imos %n material de los cilindros nada &oroso y m%y
resistente al calor y al desgaste+En el "lo'%e motor se enc%entran los distintos com&onentes=
17
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 19/55
/+0+0+ 1%nta de c%lata
La *%nta de c%lata es la encargada de sellar la %ni(n entre la c%lata y
el "lo'%e de cilindros+ Es %na lámina m%y $ina $a"ricada
generalmente de acero a%n'%e tam"ién se le %nen diversos materiales
como el as"esto, lat(n, ca%cho y "ronce+La *%nta de c%lata &osee las mismas &er$oraciones '%e el "lo'%e
motor, la de los &istones, los es&árragos de s%*eci(n con la c%lata y
los cond%ctos de re$rigeraci(n y l%"ricaci(n, &ara &oder enviar a
éstos a la c%lata+
/+0+2+ Cilindros
En los cilindros es donde los &istones reali.an todas s%s carreras de
admisi(n, com&resi(n, e)&ansi(n y esca&e+ Es %na cavidad de $orma
cilíndrica+En el interior de los cilindros las &aredes son totalmente lisas y se
$a"rican con $%ndiciones de acero aleadas con ní'%el, moli"deno y
co"re+ En alg%nos casos se les alea con cromo &ara %na mayor
resistencia al desgaste+En el cilindro se ada&tan %nas camisas colocadas a &resi(n entre el
"lo'%e y el cilindro, la c%al es elemento de recam"io o modi$icaci(n
en caso de %na re&araci(n+ #e esta manera conseg%imos '%e el
"lo'%e este más se&arado del calor y &odemos %tili.ar materiales más
ligeros como el al%minio &ara la s% constr%cci(n+
/+0+3+ Pistones
El &ist(n es el encargado de darle la $%er.a generada &or la e)&losi(n
a la "iela, &ara '%e ella haga el resto+
18
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 20/55
#e"ido a los es$%er.os tanto de $ricci(n como de calor a los '%e está
sometido el &ist(n, se $a"rica de materiales m%y resistentes al calor y
al es$%er.o $ísico &ero siem&re em&leando materiales lo más ligerosPosi"les, &ara así a%mentar s% velocidad y &oder alcan.ar regímenes
de rotaci(n elevados+ Los &istones se acost%m"ran a $a"ricar de
aleaciones de al%miniosilicio, ní'%el y magnesio en $%ndici(n+Para me*orar el rendimiento del motor y &osi"les $allos y averías, se
constr%yen &istones sin $alda, es decir, se red%ce el ro.amiento del
&ist(n con el cilindro gracias a '%e la &arte '%e ro.a es m%cho menor+
/+0+4+ nillos
Los anillos van montados en la &arte s%&erior del cilindro, rodeando
com&letamente a éste &ara mantener %na "%ena com&resi(n sin $%gas
en el motor+Los anillos, tam"ién llamados segmentos, son los encargados de
mantener la estan'%eidad de com&resi(n en la cámara de com"%sti(n,
de"ido al &osi"le esca&e de los va&ores a &resi(n tanto de la me.cla
como de los &rod%ctos de la com"%sti(n+am"ién se monta %n anillo de engrase, &ara &oder l%"ricar el
cilindro correctamente+Los anillos o segmentos s%elen $a"ricarse de hierro aleado con
silicio, ní'%el y manganeso+
/+0+/+ 5%lones
Es el elemento '%e se %tili.a &ara %nir el &ist(n con la "iela,
&ermitiendo la artic%laci(n de esa %ni(n+El "%l(n normalmente se constr%ye de acero cementado y tem&lado,
con &ro&orciones de car"ono, cromo, manganeso y silicio+ Para '%e
19
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 21/55
el "%l(n no se salga de la %ni(n &ist(nX"iela y ralle la &ared del
cilindro, se %tili.an distintos métodos de $i*aci(n del "%l(n+
/+0+6+ 5ielas
La "iela es la &ie.a '%e está encargada de transmitir al cig9e-al la
$%er.a reci"ida del &ist(n+Las "ielas están sometidas en s% tra"a*o a es$%er.os de com&resi(n,
tracci(n y tam"ién de $le)i(n m%y d%ros y &or ello, se $a"rican con
materiales m%y resistentes &ero a la ve. han de ser lo más ligeros
&osi"les+ Generalmente están $a"ricadas de acero al cromomoli"deno
con silicio y manganeso, acero al cromovanadio o al cromoní'%el o
tam"ién &odemos encontrar "ielas $a"ricadas de acero al car"ono
aleado con ní'%el y cromo+%n'%e es %na sola &ie.a en ella se di$erencian tres &artes &ie, c%er&o
y ca"e.a+ El &ie de la "iela es el '%e la %ne al &ist(n &or medio del
"%l(n, el c%er&o aseg%ra la rigide. de la &ie.a y la ca"e.a gira so"re
el codo del cig9e-al+Generalmente las "ielas están &er$oradas, es decir, se les crea %n
cond%cto &or donde circ%la el aceite "a*o &resi(n desde la ca"e.a
hasta el &asado, con el $in de lograr %na "%ena l%"ricaci(n+
/+2+ CULATA
La c%lata es la &arte s%&erior del motor en donde se enc%entran las
válv%las de admisi(n y de esca&e, el e*e de levas, las "%*ías y las cámaras
de com"%sti(n+ En la c%lata es donde encontramos todo el sistema de
distri"%ci(n, a%n'%e antig%amente el e*e de levas se encontra"a en la
&arte in$erior del motor+
20
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 22/55
La c%lata tam"ién tiene cond%ctos de re$rigeraci(n y l%"ricaci(n al ig%al
'%e el "lo'%e motor, &ara '%e &or a'%í &asen los corres&ondientes
lí'%idos+La c%lata es la &arte estática del motor '%e más se calienta, &or eso s%
constr%cci(n ha de ser m%y c%idadosa+ Sna c%lata de"e ser resistente a la
&resi(n de los gases, ya '%e en la cámara de com"%sti(n se &rod%cen
grandes &resiones y tem&erat%ras, &oseer "%ena cond%ctividad térmica
&ara me*orar la re$rigeraci(n, ser resistente a la corrosi(n y &oseer %n
coe$iciente de dilataci(n e)actamente ig%al al del "lo'%e motor+La c%lata, al ig%al '%e el "lo'%e motor, se constr%ye de aleaciones de
hierro con al%minio, con &e'%e-as &orciones de cromo y ní'%el+
/+2+0+ Cámara de com"%sti(n
Es %n es&acio vacío '%e está %"icado en la c%lata donde tiene l%gar la
com"%sti(n de la me.cla de aire y com"%sti"le+En la cámara de com"%sti(n tam"ién van %"icas las válv%las de
admisi(n y esca&e, la "%*ía y en alg%nos casos el inyector de
com"%sti"le ?en caso de inyecci(n directa@+Las tem&erat%ras alcan.adas en la cámara de com"%sti(n son m%y
elevadas, &or eso mismo se ha de mantener siem&re "ien re$rigerada+El vol%men de la cámara de com"%sti(n tiene '%e venir determinado
&or la relaci(n de com&resi(n, es decir, la relaci(n entre el vol%men
del cilindro y el vol%men de ésta+
/+2+2+ 7álv%las
Las válv%las van %"icadas en la cámara de com"%sti(n y son los
elementos encargados de a"rir y cerrar los cond%ctos &or donde entra
la me.cla ?válv%las de admisi(n@ y &or donde salen los gases de
esca&e ?válv%las de esca&e@+
21
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 23/55
Aormalmente la válv%la de admisi(n s%ele ser de mayor diámetro
'%e la de esca&e, de"ido a '%e la di$ic%ltad '%e hay en entrar los
gases de admisi(n es más elevada '%e evac%ar al e)terior los gases de
esca&e+#e"ido a las altas tem&erat%ras '%e alcan.an las válv%las ?so"re todo
las de esca&e@, se $a"rican de materiales m%y resistentes al calor
como aceros al cromoní'%el, al t%ngstenosilicio o al co"alto
moli"deno+ En válv%las de admisi(n, de"ido a '%e no alcan.an
tem&erat%ras tan elevadas se %tili.an aceros al car"ono con &e'%e-as
&ro&orciones de cromo, silicio y ní'%el+
/+2+3+ G%ías y asientos de las válv%las
Las g%ías son cas'%illos en $orma alargada, introd%cidos en los
ag%*eros reali.ados en la c%lata &ara alo*arlas, dentro de los c%ales se
desli.an las válv%las+ Los asientos es donde se coloca la válv%la en el
momento '%e está cerrada &ara '%e haya %na "%ena estan'%eidad+Generalmente están $a"ricadas de acero al cromovanadio o al
cromoní'%el+ La constr%cci(n de las g%ías de las válv%las s%ele ser
de $orma c(nica, de esta manera no se ac%m%la el aceite '%e &%ede
ser introd%cido &or error dentro del cilindro+
/+2+4+ 8r"ol de levas
El ár"ol de levas o tam"ién llamado e*e de levas es el elemento
encargado de a"rir y cerrar las válv%las en el momento &reciso+El 8r"ol de levas se constr%ye de hierro $%ndido aleado con &e'%e-as
&ro&orciones de car"ono, silicio, manganeso, co"re, cromo, $(s$oro y
a.%$re+
22
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 24/55
En el a&artado de sistema de distri"%ci(n, se darán más detalles de él
y de s% $%ncionamiento+
/+2+/+ 5%*ías
La "%*ía es la &ie.a encargada de dar %na chis&a alcan.ar la
tem&erat%ra s%$iciente &ara encender el car"%rante ?solo en motores
<tto@+La "%*ía va sit%ada en la cámara de com"%sti(n m%y cerca de las
válv%las+ En el a&artado de sistema de encendido se darán más
detalles de ésta+
5.3. CRTER
El cárter es la &arte in$erior del motor donde se enc%entra el cig9e-al, los
co*inetes del cig9e-al y el volante de inercia+En el cárter está de&ositado el aceite del sistema de l%"ricaci(n, y en s%
&arte in$erior tiene %n ta&(n &ara el vaciado de éste+ El cárter
generalmente está &rovisto de aletas en s% &arte e)terna &ara me*orar la
re$rigeraci(n de éste y mantener el aceite a %na "%ena tem&erat%ra de
$%ncionamiento, '%e oscila generalmente entre los ;YC y los >YC+El cárter de"ido a '%e no se calienta demasiado, de"e de tener %na "%ena
re$rigeraci(n &ara mantener el aceite a %na tem&erat%ra (&tima como ya
hemos dicho antes, &or eso se constr%ye de materiales m%y ligeros &ero
con %na "%ena cond%ctividad térmica+ El material más %tili.ado es el
al%minio, a%n'%e se le me.clan &e'%e-as &orciones de co"re y de .inc+En el cárter encontramos los sig%ientes com&onentes=
23
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 25/55
/+3+0+ Cig9e-al
El cig9e-al es el encargado de trans$ormar el movimiento de la "iela
en movimiento rotatorio o circ%lar+ 1%nto con el &ist(n y la "iela, se
considera la &ie.a más im&ortante del motor+El cig9e-al es %n e*e, &rovisto de manivelas y contra&esos, dentro de
los c%ales generalmente se enc%entran ori$icios de l%"ricaci(n+El cig9e-al es %na &ie.a '%e ha de so&ortar grandes es$%er.os, &or
eso se constr%ye de materiales m%y resistentes &ara '%e &%edan
ag%antar c%al'%ier movimiento sin rom&erse+ Los cig9e-ales
normalmente se $a"rican de acero al CromoMoli"deno con co"alto y
ní'%el+
/+3+2+ Co*inetes
Los co*inetes son los encargados de %nir la "iela con el cig9e-al &ara
evitar '%e haya ro.amiento entre ellos, &ara evitar &érdidas de
&otencia y averías+ ienen $orma de media l%na y se colocan entre el
cig9e-al y la ca"e.a de las "ielas+ Aormalmente se $a"rican de acero,
revestidos de %n metal anti$ricci(n conocido como metal 5a""itt+Los co*inetes tienen '%e estar constr%idos con gran e)actit%d,
c%al'%ier &oro o mala constr%cci(n de éste &%ede hacer $%ncionar
mal el motor, &or eso en caso de avería se ha de cam"iar
inmediatamente+
/+3+3+ 7olante motor
El volante motor o volante de inercia es el encargado de mantener al
motor esta"le en el momento '%e no se acelera+
24
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 26/55
En el volante motor se s%elen aco&lar distintos elementos del motor
&ara reci"ir movimiento del motor mediante correas o cadenas ?ár"ol
de levas, "om"a de ag%a y aceite, etc+@El volante motor es %na &ie.a circ%lar '%e o$rece %na resistencia a ser
acelerado o desacelerado+ En el momento en '%e el motor no se
acelera, es decir ?$ase de admisi(n, com&resi(n y esca&e@ se ha de
mantener la velocidad del motor &ara '%e no haya %na caída de r&m+El volante motor &%ede estar constr%ido de materiales distintos,
de&endiendo si '%eremos %n volante motor m%y &esado o ligero+ El
volante motor &esado mantendrá me*or la velocidad del motor, &ero
&erderemos algo de aceleraci(n+ i el volante motor es más ligero,
tendrá a caer más de r&m, &ero la aceleraci(n del mismo será más
rá&ido, &or eso los volantes ligeros se montan en motores con %n
nDmero considera"le de cilindros ?7illegas 2:@+
!. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
!.1. PRINCIPIOS BSICOS
En este a&artado se darán los conce&tos "ásicos necesarios &ara entender
el $%ncionamiento $ísico de los motores de com"%sti(n interna, tanto a
nivel termodinámico, como a nivel de tra"a*o $inal reali.ado &or el
motor+ En este a&artado tam"ién e)&licaremos c(mo $%nciona el ciclo de
cada motor de com"%sti(n interna ?<tto, #iesel, Wankel y t%r"ina de
gas@+
25
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 27/55
!.2. PRINCIPIOS TERMODINMICOS
La $inalidad de %n motor es la de reali.ar %n tra"a*o lo más e$ica.mente
&osi"le, &ara eso varias &ersonas idearon el motor de com"%sti(n interna
'%e rem&la.aría a la má'%ina de va&or, de esta manera o&timi.arían el
m%ndo del motor+En el caso de los motores de com"%sti(n interna, el tra"a*o a reali.ar se
consig%e gracias a %na e)&losi(n, esa e)&losi(n se consig%e gracias a la
energía interna del com"%sti"le '%e se enciende+
odo com"%sti"le tiene %na energía interna '%e &%ede ser trans$ormada
en tra"a*o, entonces, en los motores de com"%sti(n interna, la energía
%tili.ada &ara '%e el motor realice %n tra"a*o es la energía interna del
com"%sti"le+Esta energía interna se mani$iesta con %n a%mento de la &resi(n y de la
tem&erat%ra ?e)&losi(n@, '%e es lo '%e reali.ará %n tra"a*o+%&ongamos '%e tenemos %n cilindro dentro del c%al hay %n com"%sti"le
me.clado con aire re&artido &or todo s% vol%men, en el momento '%e lo
calentamos, hacemos reaccionar dicho com"%sti"le con el o)ígeno del
aire y, &or tanto, a%menta la &resi(n y la tem&erat%ra del gas,
e)&andiéndose y &resionando al &ist(n con %na $%er.a K y des&la.ándolo
hacia a"a*o+Esa $%er.a K hace des&la.ar al &ist(n %na distancia, &or lo tanto
tendríamos %n tra"a*o reali.ado+Este sería el $%ncionamiento "ásico de %n motor de com"%sti(n interna,
donde %n com"%sti"le reacciona dentro de %n cilindro y hace des&la.ar
%n &ist(n &ara reali.ar %n tra"a*o+
26
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 28/55
6+2+0+ Ciclo te(rico del motor de com"%sti(n interna
Para '%e oc%rra esa e)&losi(n, como ya hemos dicho antes tiene '%e
ha"er %n com"%sti"le me.clado con aire &ara '%e &%eda reaccionar y
e)&lotar+Por lo tanto, no solo "asta con %n &roceso de e)&losi(n del
com"%sti"le, sino '%e hace $alta %n &roceso de admisi(n &ara '%e
este car"%rante ?aire y com"%sti"le@ entre en el cilindro+ am"ién
&ara &oder reali.ar el ciclo hace $alta %n &roceso de esca&e, &ara
&oder vaciar el cilindro y '%e &%eda volver a entrar el car"%rante+Con estos tres &rocesos ya &odemos seg%ir %n ciclo ?admisi(n Z
e)&ansi(n Z esca&e@+ %n'%e $%e l&honse 5ea% de Rochas '%ién
o&timi.( nota"lemente el motor de com"%sti(n interna a-adiendo
otro &roceso al ciclo, el &roceso de com&resi(n+Con el &roceso de com&resi(n conseg%imos '%e el a%mento de
&resi(n en el momento de la e)&losi(n sea m%cho mayor, ya '%e
antes de e)&lotar, los gases reactivos ya están &resionados+ sí se ha
'%edado el ciclo del motor de com"%sti(n interna hasta hoy, con 4
&rocesos &or ciclo ?admisi(n Z com&resi(n Z e)&ansi(n Z esca&e@+Como vemos en la $ig%ra, &odemos ver el ciclo te(rico del motor de
com"%sti(n interna+ En 0 tenemos el &roceso de admisi(n ya
aca"ado, con %na &resi(n inicial ?Pa@+ #e 0 a 2 vemos el &roceso de
com&resi(n donde el s%&%esto &ist(n se des&la.a &ara red%cir el
vol%men y a%mentar la &resi(n del car"%rante+ #e 2 a 3 es el
momento donde oc%rre la e)&losi(n del gas, el sistema a"sor"e calor
y a%menta la &resi(n y la tem&erat%ra del gas+ Ese gas a alta &resi(n
y tem&erat%ra se e)&ande y des&la.a el &ist(n reali.ando %n tra"a*o
27
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 29/55
Dtil ?3 a 4@+ Kinalmente de 4 a 0 los gases '%emados salen del cilindro
de*ando a este lim&io &ara volver a em&e.ar el ciclo+
!.3. PRINCIPIOS FÍSICOS
Para &oder seg%ir el ciclo, hace $alta %n mecanismo ca&a. de &rod%cir
c%atro carreras de &ist(n &ara reali.ar los c%atro &rocesos del ciclo, el
mecanismo "ielamanivela %tili.ado tam"ién en la má'%ina de va&or es
el más adec%ado+En la imagen o"servamos en '%e se "asa el mecanismo "ielamanivela+
En el &roceso de e)&ansi(n es c%ando reali.amos el tra"a*o del ciclo, en
este instante los gases em&%*an al &ist(n con %na $%er.a K hacia a"a*o,
esa $%er.a del &ist(n es transmitida a la "iela, '%e es la &ie.a encargada
de convertir el movimiento rectilíneo del &ist(n en rotativo+ La "iela le
da la $%er.a al cig9e-al, '%e es la &ie.a '%e girará so"re sí mismo regido
a la $%er.a '%e le s%ministra la "iela+La $%er.a s%ministrada al cig9e-al '%e está en movimiento reali.a %n
tra"a*o+ El tra"a*o '%e reali.a el motor &or cada v%elta '%e el cig9e-al da
so"re sí mismo lo de$inimos como &ar motor+Por tanto, el &ar motor es &ro&orcional a la $%er.a de la e)&losi(n, ya '%e
no intervienen las v%eltas del cig9e-al &or %nidad de tiem&o+#onde sí '%e intervienen las v%eltas del cig9e-al es en la &otencia
desarrollada, '%e la de$inimos como la cantidad de tra"a*o ?&ar motor@
&or %nidad de tiem&o+La &otencia es &ro&orcional al &ar motor y las v%eltas '%e da el cig9e-al
&or %nidad de tiem&o ?r&m@=Potencia [ Par motor ) r&mEl &ar motor como ya hemos dicho de&ende de la $%er.a de la e)&losi(n+
La $%er.a de la e)&losi(n no es constante &ara cada velocidad del motor+
28
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 30/55
En %na cierta velocidad del motor tenemos el &%nto de má)imo &ar, '%e
es donde se consig%e la má)ima $%er.a s%ministrada y &or
anto la má)ima aceleraci(n del vehíc%lo+ Por eso, interesa mantener el &ar motor lo más alto y constante &osi"le+La &otencia se ve re$le*ada en la aceleraci(n media má)ima y en la
velocidad &%nta, es decir, contra más &otencia menos tiem&o &ara
alcan.ar %na velocidad y %na velocidad má)ima mayor del vehíc%lo+
?7illegas 2:@
!.4. ENCENDIDO
El sistema de encendido es el encargado de encender la me.cla de
aire y de com"%sti"le en el momento '%e se &recise+En este a&artado de sistemas de encendido e)&licaremos los sistemas
'%e se llevan a ca"o &ara encender el com"%sti"le, tanto en los motores
de gasolina como en los motores #iesel+En caso de los motores de gasolina, la me.cla se enciende gracias a la
"%*ía '%e &ro&orciona %na chis&a lo s%$iciente &otente como &ara
em&render la reacci(n+ in em"argo, en los motores #iesel no hay
ningDn sistema mecánico '%e encienda la me.cla, las &ro&ias &resiones
en el cilindro son lo s%$icientemente &otentes como &ara encender el
com"%sti"le+
El &ro&io sistema de encendido tiene '%e controlar el momento en el
'%e la chis&a ha de saltar &ara '%e se encienda la me.cla y sea lo más
e$ica. y $acti"le &osi"le+ La com"%sti(n se ha de reali.ar en el momento
'%e el &ist(n está en el &%nto más alto ?PM@, a%n'%e &ara '%e la
com"%sti(n sea más $acti"le se %tili.a %n avance de encendido '%e
e)&licaremos a contin%aci(n+
29
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 31/55
6+4+0+ vance de encendido
l ig%al '%e el cr%ce de válv%las e)istente &ara los avances de
admisi(n y de esca&e &ara '%e la entrada y salida de gases sea más
e$iciente, este avance tam"ién in$l%ye en el momento de '%emar la
me.cla+El avance de encendido se %tili.a &or'%e la com"%sti(n del
car"%rante no es instantánea, es decir, tarda %n tiem&o en em&e.ar a
reaccionar+
En la $ig%ra &odemos o"servar como la chis&a de la "%*ía se e$ectDa
antes de '%e el &ist(n lleg%e al P%nto M%erto %&erior ?PM@+ #e
esta manera la me.cla se em&ie.a a encender &arcialmente &ero sin
&rod%cir %na $%er.a ni %na gran &resi(n+ En el momento '%e el
&ist(n llega al PM, la &resi(n de los gases ahora sí '%e es
elevada+
ntig%amente, este avance era &rod%cido &or %n con*%nto ne%mático
y esta"a $i*ado &or %na distancia entre el &ist(n y el PM, &ero
de"ido a '%e esa distancia de avance varía &or el régimen de giro y
la cantidad de gases '%e entran, se vieron o"ligados a dise-ar
sistemas electr(nicos '%e calc%laran a&ro)imadamente a &artir de él
régimen de giro y la carga de gases '%e entrará, el avance de
encendido '%e ha"rá, avan.ando o retrasando el encendido en cada
momento en caso de $allo+
6+4+2+ Com"%sti(n en los motores #iesel
La com"%sti(n en los motores #iesel no es e$ect%ada &or ning%na
chis&a como ya hemos citado antes, sino '%e la com"%sti(n se
e$ectDa a medida '%e entra el com"%sti"le en el cilindro+
30
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 32/55
Este com"%sti"le reacciona con el aire sin ning%na $%ente e)terna de
calor como &or e*em&lo %na "%*ía, sino '%e el com"%sti"le reacciona
con el aire de"ido a las altas &resiones '%e están sometidos los
motores #iesel ?más de 3 atm(s$eras@+ntig%amente los motores #iesel eran m%y di$íciles de arrancar
c%ando el motor esta"a $río, esto era de"ido a '%e el aire a%n'%e
est%viese m%y &resionado no cogía la s%$iciente tem&erat%ra como
&ara encender el gasoil+
Para esto se inventaron los calentadores o "%*ías de
&recalentamiento+ on dis&ositivos calentados eléctricamente '%e se
&onen incandescentes '%e se dedican a calentar el aire '%e va
entrar en el motor &ara elevar la tem&erat%ra del sistema en el
momento del arran'%e+ Sabemos que el motor tiene muchas componentes, las cuales son
muy esenciales para su correcto funcionamiento y otras que sirven
para mantearlo con una vida útil de mayor duración, partes como
las del sistema de refrigeración que estos poseen
". SISTEMA DE ENCENDIDO EN MOTORES DE COMBUSTION
INTERNA
Como ya hemos dicho antes, &ara encender el car"%rante en el motor de
gasolina, se necesita hacer saltar %na chis&a entre los dos electrodos de la "%*ía
&ara &rod%cir la tem&erat%ra necesaria &ara '%e la me.cla se encienda+Para '%e esa chis&a salte en la "%*ía, de"ido a s% material de constr%cci(n y
las altas &resiones en el cilindro, se necesitan tensiones m%y altas+
contin%aci(n e)&licaremos el &roceso de encendido+
31
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 33/55
En el momento '%e &onemos en contacto la llave de arran'%e, se cierra el
circ%ito y la "atería em&ie.a a entregar %n volta*e+ Ese volta*e es demasiado "a*o
?02 voltios@ &ara hacerlo saltar entre los electrodos de las "%*ías, entonces la
"o"ina con la ay%da del r%&tor consig%e cam"iar ese volta*e "a*o ?02 voltios@ a
volta*es m%y altos ?3 voltios@+ Esa corriente de alta tensi(n generada en la
"o"ina es enviada al delco, donde ahí se enc%entra %n distri"%idor giratorio
'%e re&arte la tensi(n a la "%*ía corres&ondiente+
".1. PARTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO
El sistema de encendido en motores de gasolina se "asa de los sig%ientes
com&onentes=
:+0+0+ lternador
Es %n dis&ositivo accionado directamente &or el motor '%e se encarga
de generar %na corriente &ara cargar la "atería+ Este alternador va
cargando la "atería &ara '%e ésta no se agote+ l estar directamente
accionado &or el motor, si s%"imos las revol%ciones del motor
tam"ién a%mentamos la corriente generada y cargaremos antes la
"atería en caso de '%e esté a &%nto de agotarse+
:+0+2+ 5ateríaLa "atería es la encargada de s%ministrar la energía eléctrica &ara
'%e circ%le de camino a la "%*ía+ Es %n gr%&o de dos o más
elementos ac%m%ladores de energía eléctrica, conectados entre sí+
Esta energía eléctrica viene dada &or la reacci(n '%ímica del &lomo
y ácido s%l$Drico, '%e son las "aterías %tili.adas en vehíc%los+
32
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 34/55
Para a%mentar s% vida Dtil, es decir, '%e s% tiem&o de descarga
a%mente casi inde$inidamente, ésta se mantiene en carga constante
&or medio del alternador, '%e le &ro&orciona la energía eléctrica
necesaria &ara '%e no se agote+
:+0+3+ 5o"ina
La "o"ina es el dis&ositivo eléctrico '%e se encarga de trans$ormar la
"a*a tensi(n '%e &roviene de la "atería en %na corriente
s%$icientemente alta &ara hacer saltar la chis&a entre los electrodos de
la "%*ía+ \sta consta de dos $ilamentos enrollados en %n elemento
metálico+El &rimario ?$ilamento@ c%ando reci"e la corriente de la "atería, el
r%&tor le interr%m&e la corriente '%e &asa &or este $ilamento,
entonces al sec%ndario se le ind%ce %na corriente m%cho más alta
ca&a. de hacer saltar la chis&a entre los electrodos de la "%*ía y
encender la me.cla+ Esto es de"ido a la di$erencia de es&iras entre
ellos+demás de generar alta tensi(n &ara el encendido de la me.cla, la
"o"ina c%m&le otras $%nciones '%e son= enviar esa alta tensi(n sin
retraso con res&ecto al momento &reesta"lecido &or la a&ert%ra del
r%&tor, crear %n chis&a con energía s%$iciente &ara iniciar el
encendido, $%ncionar de $orma reg%lar al variar la velocidad del
motor y &oseer la ca&acidad de resistir el corto circ%ito c%ando se
de*a al contacto de arran'%e cerrado, es decir, se de*a en acci(n el
arran'%e del motor+
33
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 35/55
:+0+4+ R%&tor
El r%&tor está sit%ado dentro del distri"%idor y se encarga de
interr%m&ir &eri(dicamente la corriente en el $ilamento &rimario de la
"o"ina &ara '%e la corriente sea ind%cida en el sec%ndario+Esta interr%&ci(n se logra &or la a&ert%ra de dos contactos, los c%ales
son comandados &or %na leva, accionada &or y a la misma velocidad
'%e el ár"ol de levas ?en caso de motor de 4 tiem&os@+l r%&tor tam"ién se le s%ele llamar &latinosF, esto es de"ido a '%e
antig%amente estos contactos esta"an hechos de este material de"ido
al es$%er.a '%e tienen '%e so&ortar+
:+0+/+ #istri"%idor
Este elemento es el encargado de re&artir la alta tensi(n a cada "%*ía
en cada momento+ Por eso solo es necesario en motores de más de %n
cilindro+El distri"%idor es %na &arte m(vil, tam"ién llamado &i&a giratoria o
esco"illa '%e toma la corriente de %n contacto central y la distri"%ye
a las terminales de las "%*ías+El distri"%idor va sit%ado en el delco, donde a'%í tam"ién se sitDa el
r%&tor y los reg%ladores de avance de encendido+La velocidad de rotaci(n es e)actamente la misma '%e el r%&tor, es
decir, '%e el ár"ol de levas en caso de ser %n motor de 4 tiem&os+
:+0+6+ 5%*ías
La "%*ía es el elemento '%e se encarga de hacer saltar la chis&a &or
s%s electrodos &ara así encender la me.cla de aire y gasolina+ La
"%*ía además de constar de los electrodos, está rec%"ierta de %n
aislante &ara disi&ar el calor generado en la cámara de com"%sti(n ya
'%e está en contacto directo con las e)&losiones+
34
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 36/55
!ay dos ti&os de "%*ías, las "%*ías $rías y las "%*ías calientes+ la
hora de montar %na "%*ía, se ha de mirar siem&re la más adec%ada
&ara t% motor+ Las "%*ías $rías se %tili.an &ara motores '%e tra"a*an
d%ramente y a altas tem&erat%ras ya '%e disi&an el calor m%y rá&ido+
in em"argo, las "%*ías calientes se %tili.an en motores '%e tra"a*an a
"a*as tem&erat%ra &or'%e la disi&aci(n del calor es m%y lenta+Para me*orar la e$icacia y la ra&ide. a la hora de encender la me.cla,
se %tili.an "%*ías constit%idas &or más de %n electrodo como la "%*ía
de la imagen, siem&re res&etando el Dnico electrodo central y varios
electrodos de masa+
".2. ENCENDIDO ELECTRÓNICO
El encendido convencional &%ramente eléctrico '%e aca"amos de
e)&licar &resenta alg%nos inconvenientes+ En la década de los >,
gracias al gran &rogreso '%e t%vo la electr(nica, se &%dieron
im&lementar varias ideas al encendido de los motores de com"%sti(n
interna+El encendido convencional &resenta los sig%ientes inconvenientes= El sistema no es ca&a. de &ro&orcionar más de 2 chis&as &or
min%to, lo '%e im&ide montar motores con gran nDmero de
cilindros y grandes regímenes+ El r%&tor es %n sistema mecánico '%e en alg%nos casos &%ede
$allar de"ido a re"otes entre los contactos &or la gran velocidad a
la '%e $%nciona, grandes volta*es '%e &asan entre los contactos,
etc+ EL distri"%idor giratorio es otro sistema mecánico '%e
&%ede desgastarse, $allar y se ha de s%"stit%ir tem&oralmente+
35
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 37/55
El avance de encendido se &rod%ce mecánicamente y s%
e$icacia es m%y "a*a+
Para me*orar los distintos inconvenientes '%e &resenta el
encendido convencional se rec%di( a la electr(nica, donde con
ella conseg%iríamos crear %n sistema de encendido sin &ro"lemas
de averías, más sim&le, "arato, lim&io y e$ica.+ contin%aci(n e)&licaremos los distintos sistemas '%e se
han ido im&lementando en el encendido y veremos '%e in$l%encia
t%vieron hasta el sistema %tili.ado act%almente+pinamos que el encendido electrónico es un aporte importante
en el campo del motor de combustión porque permite un
encendido que produce una descarga y acciona el motor en un
tiempo más corto
:+2+0+ Encendido con ay%da electr(nica
Para eliminar los inconvenientes '%e &rod%cía '%e el r%&tor $%ese el
encargado de cortar la corriente en el &rimario de la "o"ina y '%e &or
el &asasen grandes tensiones se rec%rri( a %n sistema electr(nico
donde ahora ya no es el encargado de cortar esa tensi(n, sim&lemente
se encarga de dar la se-al en el momento '%e hay '%e entregar %na
chis&a a la "%*ía &ara '%e %n com&onente electr(nico ?transistor@ la
corte+Con esta ay%da electr(nica '%e es la im&lementaci(n de %n
transistor &ara comandar el corte de corriente en la "o"ina se
consig%i( '%e el r%&tor no est%viese e)&%esto a %nos tra"a*os
mecánicos tan e)igentes, &or lo tanto red%cimos el mantenimiento de
éste+ am"ién se consig%i( %na mayor tensi(n dis&oni"le en las
36
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 38/55
"%*ías es&ecialmente en grandes regímenes del motor, me*orando el
encendido de la me.cla+ hora el sistema es ca&a. de entregar 24
chis&as &or min%to+ ?7illegas 2:@
#. TIPOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
#.1. MOTOR DE 2 TIEMPOS
El motor de dos tiem&os $%e el &rimer motor de com"%sti(n interna
'%e se constr%y(+ La $a"ricaci(n, mantenimiento y $%ncionamiento es
m%cho más sencillo '%e el motor de c%atro tiem&os, a contin%aci(n
e)&licaremos s%s &artes "ásicas y el ciclo de $%ncionamiento+Para la constr%cci(n de %n motor de dos tiem&os nos &odemos "asar
en dos ciclos, el <tto y el #iesel+ En este a&artado solo citaremos el
motor de dos tiem&os de <tto, ya '%e el #iesel no se %tili.a hoy en
día+
;+0+0+ Ciclo <tto de 2 tiem&os=
1,+ /,08: A0/9/- Z com&resi(n= C%ando el &ist(n está
en el &%nto más "a*o, es decir en el P%nto M%erto In$erior
?PMI@, em&ie.a el &roceso de admisi(n+ La l%m"rera de
admisi(n de*a &asar el car"%rante ?aire y com"%sti"le@ hacia
el cilindro+ Sna ve. as&irado el car"%rante el &ist(n va
ascendiendo mientras com&rime la me.cla+ 2; /,08: E<8-9/- esca&e de gases= En el momento '%e
el &ist(n está en el &%nto más alto, es decir, el P%nto M%erto
%&erior ?PM@, la "%*ía ?en caso del ciclo <tto@ hace saltar
%na chis&a '%e enciende la me.cla, incrementando la &resi(n
37
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 39/55
en el cilindro y hace des&la.ar al &ist(n hacia a"a*o+ C%ando
está a la alt%ra de la l%m"rera de esca&e, la &ro&ia &resi(n de
los gases tiende a salir del cilindro, de*ando al cilindro vacío
&ara volver a em&e.ar %n n%evo ciclo+Este motor como &odemos o"servar hace %n tra"a*o en cada
revol%ci(n, es decir %na e)&losi(n en cada v%elta del cig9e-al+ Esto
crea %na mayor &otencia $rente a los motores de c%atro tiem&os '%e
hacen %na e)&losi(n cada dos v%eltas del motor+ am"ién, el motor
de dos tiem&os incor&ora menos &ie.as m(viles como las válv%las,
levas, ár"ol de levas, etc+, y s% $%ncionamiento es más sencillo+ En
contra&artida el motor de c%atro tiem&os hay más $acilidades a la
hora de modi$icarlo, rinde m%cho más, cons%miendo m%cho menos y
contaminando menos+Este ti&o de motor, hoy en día aDn se %tili.a, a%n'%e siem&re en
motores de &e'%e-a cilindrada como= ciclomotores, cortacés&ed,
motosierras, etc+El com"%sti"le %tili.ado en el motor <tto de dos tiem&os, al ig%al
'%e en el ciclo <tto de c%atro tiem&os es la na$ta o llamado
comDnmente gasolina+
#.2. MOTOR DE 4 TIEMPOSEl motor de 4 tiem&os $%e toda %na revol%ci(n en el m%ndo del motor,
desde '%e l&honse 5ea% de Rochas ide( este ciclo y más tarde Aikola%s
%g%st <tto lo me*or(, ha ha"ido m%chos más cam"ios '%e han
me*orado s% rendimiento y hasta hoy en día es %tili.ado+ contin%aci(n
e)&licaremos en '%e se "asa el ciclo de 4 tiem&os+
38
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 40/55
;+2+0+ Ciclo <tto de 4 tiem&os
1,+ /,08= dmisi(n= En el momento '%e el &ist(n está en
el &%nto más alto ?PM@, la válv%la de admisi(n se a"re y el
&ro&io &ist(n &or el vacío '%e se crea dentro del cilindro
as&ira la me.cla ?aire y com"%sti"le@ hasta llegar al &%nto más
"a*o del cilindro ?PMI@+ 2; /,08= Com&resi(n= #es&%és del ciclo de admisi(n, el
&ist(n se enc%entra en el &%nto más "a*o ?PMI@, en este
momento la válv%la de admisi(n se cierra y el &ist(n em&ie.a
a ascender com&rimiendo la me.cla hasta llegar al &%nto más
alto del cilindro ?PM@ 3,+ /,08= E)&ansi(n= Sna ve. '%e en la carrera de
com&resi(n se ha com&rimido la me.cla, la "%*ía hace saltar
%na chis&a y enciende la me.cla, a%mentando la &resi(n en el
cilindro y haciendo descender el &ist(n hacia el &%nto más
"a*o ?PMI@+ En esta carrera de e)&ansi(n es donde se reali.a
el tra"a*o Dtil+ 4; /,08= Esca&e de gases= C%ando el &ist(n llega al &%nto
más "a*o ?PMI@, se a"re la válv%la de esca&e y el &ist(n
em&ie.a a ascender em&%*ando los gases '%emados hacia ele)terior+ En el momento '%e llega al &%nto más alto ?PM@ la
válv%la de esca&e se cierra+
;+2+2+ Ciclo #iesel de 4 tiem&os
1,+ /,08: dmisi(n= En el momento '%e el &ist(n está en el
&%nto más alto ?PM@, la válv%la de admisi(n se a"re y el
39
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 41/55
&ist(n as&ira aire $resco ?a di$erencia del ciclo <tto de 4
tiem&os@ hasta llegar al &%nto más "a*o del cilindro ?PMI@+
2; /,08: Com&resi(n= #es&%és del ciclo de admisi(n, el &ist(n se enc%entra en el &%nto más "a*o ?PMI@, en este
momento la válv%la de admisi(n se cierra y el &ist(n em&ie.a
a ascender com&rimiendo el aire hasta llegar al &%nto más alto
del cilindro ?PM@ 3,+ /,08= E)&ansi(n= Sna ve. '%e en la carrera de
com&resi(n se ha com&rimido la me.cla, el inyector se
encarga de inyectar el com"%sti"le dentro del cilindro+ La
&ro&ia &resi(n del aire enciende la me.cla, a%menta la &resi(n
en el cilindro y desciende el &ist(n hacia el &%nto más "a*o
?PMI@+ En esta carrera de e)&ansi(n es donde se reali.a el
tra"a*o Dtil+
4; /,08= Esca&e de gases= C%ando el &ist(n llega al &%nto
más "a*o ?PMI@, se a"re la válv%la de esca&e y el &ist(n
em&ie.a a ascender em&%*ando los gases '%emados hacia el
e)terior+ En el momento '%e llega al &%nto más alto ?PM@ la
válv%la de esca&e se cierra+El motor #iesel de 4 tiem&os es la má'%ina térmica más e$iciente de
todos los tiem&os, s%&erando al ciclo <tto con creces+ Ese
rendimiento tan alto se consig%e '%e al entrar solo aire, la carrera de
com&resi(n &%ede ser m%cho más e$ica. com&rimiendo m%cho más
sin &ro"lemas de detonaci(n y reali.ando más tra"a*o+ En
contra&artida la velocidad má)ima del motor está m%y limitada, ya
40
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 42/55
'%e &ara '%e se encienda la me.cla hace $alta %n vol%men mínimo de
aire+
El com"%sti"le %tili.ado en el motor #iesel es el aceite &esado o máscomDnmente llamado gasoil+
;+2+3+ Ciclo Wankel de 4 tiem&os
El ciclo Wankel es %n &roceso m%y similar al motor <tto de 4
tiem&os, a%n'%e en este caso la Dnica &ie.a m(vil dentro del motor
?sin contar válv%las@ es el rotor, es %na &ie.a con $orma de triáng%lo
e'%ilátero '%e va girando constantemente ?a di$erencia del motor a
&ist(n '%e tiene &%ntos m%ertos@ y &or lo tanto es la &ie.a '%e reali.a
el tra"a*o+ 1,+ /,08: dmisi(n= La entrada de admisi(n &ermanece
constantemente a"ierta+ C%ando c%al'%iera de los tres lados
del rotor &asa &or esa a&ert%ra, éste as&ira la me.cla de
car"%rante+ 2; /,08= Com&resi(n= La &arte del estator donde oc%rre el
&roceso de com&resi(n ?l%gar donde oc%rren los &rocesos@ es
más estrecha '%e todas las demás+ El rotor trae la me.cla '%e
ha cogido en el &roceso de admisi(n donde a'%í al ser más
estrecho se com&rimirá+ 3,+ /,08= E)&ansi(n= Sna ve. com&rimida la me.cla, la
"%*ía hace saltar %na chis&a '%e em&%*ará el rotor &ara '%e
siga s% recorrido+ En este tiem&o de e)&ansi(n es donde se
reali.ará el tra"a*o Dtil+ 4; /,08= Esca&e de gases= '%í, al ig%al '%e en el tiem&o
de admisi(n, la a&ert%ra de esca&e &ermanece constantemente
a"ierta+ Sna ve. '%e ha e)&lotado la me.cla, los gases están a
41
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 43/55
alta &resi(n+ Entonces al encontrar esta a&ert%ra los gases
'%emados salen &or s% &ro&ia &resi(n+ &artir de a'%í v%elve
a em&e.ar el ciclo+
El rotor de este motor como vemos es idéntico en todas s%s &artes, la
Dnica &ie.a '%e no es de $orma ig%al es el estator o carcasa+ Por lo
tanto, como el rotor es simétrico, los c%atro &rocesos ?admisi(n,
com&resi(n, e)&ansi(n y esca&e@ oc%rren tres veces en cada
revol%ci(n+ Esto '%iere decir '%e da tres e)&losiones &or revol%ci(n a
di$erencia del motor <tto o #iesel de 4 tiem&os '%e solo da %na
e)&losi(n cada dos revol%ciones+
Este motor además de tener como venta*a $rente al motor <tto o
#iesel de 4 tiem&os, 3 e)&losiones &or revol%ci(n, dando %na
&otencia m%cho más elevada &ara la misma ca&acidad, tiene otras
m%chas venta*as como= 4V menos de &ie.as, la mitad de vol%men
con %n &eso similar a los motores de &ist(n, %n dise-o más sim&le,
con &ocas vi"raciones y no hay &ro"lemas de disi&aci(n de calor+
En contra&artida el motor Wankel tiene desventa*as m%y im&ortantes
como son los &ro"lemas de estan'%eidad '%e &resenta en la &artesaliente del rotor, &%diendo com&artir gases de di$erentes $ases y esto
&rovoca %n gran &ro"lema '%e lo hacen estar le*os de los motores
alternativos a &ist(n+ am"ién como contra&artida tiene %n
di$erencial de tem&erat%ra m%y grande+ La &arte donde oc%rre la
admisi(n y com&resi(n son $ases $rías donde la tem&erat%ra no &asa
de los 0/OC, en cam"io las $ases de e)&ansi(n y esca&e llegan a
42
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 44/55
so"re&asar tem&erat%ras de 0OC, creando esta di$erencia de
tem&erat%ra y es %n &ro"lema a la hora de re$rigerar+
El motor rotativo Wankel a%n'%e &or el momento no está en a%ge,
hay alg%nas marcas '%e %tili.an s%s motores &ara la venta al %s%ario
e incl%so e'%i&an s%s motores en com&eticiones m%y im&ortantes
como las 24 horas de Le Mans+ Esta marca '%e &atrocina tanto este
motor es Ma.da+
El com"%sti"le %tili.ado en este motor es el mismo '%e se %tili.a en
el motor <tto o motor de e)&losi(n, la na$ta o comDnmente llamada
gasolina+ ?7illegas 2:@
$. IMPACTO AMBIENTAL
Las $ormas más im&ortantes de acci(n del motor de com"%sti(n interna so"re el
medio am"iente son=
gotamiento de materias &rimas no renova"les cons%midas d%rante el
$%ncionamiento de los MCI ?motores de com"%sti(n interna@+
Cons%mo de o)ígeno contenido en el am"iente+
Emisi(n y contaminaci(n de la atm(s$era con gases t()icos '%e
&er*%dican al ser h%mano, la $lora y la $a%na+
Emisi(n de s%stancias '%e &rovocan e$ecto invernadero, gases '%e
incrementan la tem&erat%ra de n%estro &laneta+ ?GSERR 203@
El impacto ambiental es uno de los aspectos que se debe llevar en
cuenta con mayor énfasis en la actualidad debió a que la mayoría de
máquinas que usamos tiene un fuerte impacto es nuestro medio
43
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 45/55
$.1. %CONTAMINAN O NO CONTAMINAN LOS MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA&
Los motores de com"%sti(n interna generan tres contaminantes
im&ortantes= hidrocar"%ros, ()ido de nitr(geno y mon()ido de car"ono+
Los hidrocar"%ros reaccionan con los ()idos de nitr(geno a la l%. solar y
%n clima tem&lado &ara $ormar o.ono a nivel del s%elo+
Los ()idos de nitr(geno ay%dan a $ormar la ll%via ácida+ El mon()ido de
car"ono es %n gas mortal incoloro e inodoro '%e &%ede deteriorar las
$%nciones mentales y la &erce&ci(n vis%al, así como ca%sar la m%erte+
%n'%e s% contaminaci(n am"iental se ve más &or la tí&ica emisi(n de
esos gases, de ac%erdo con estimaciones del Panel Interg%"ernamental
so"re Cam"ios Climáticos, de mantenerse las act%ales tendencias en las
emisiones de gases del e$ecto invernaderoF, la tem&erat%ra media glo"al
a%mentaría a %n ritmo de +3 YC &or década+ En consec%encia, se
&rod%cirían incrementos en el nivel del mar de %nos 2 a / cm &ara el
a-o 2/, y de alrededor de 0 metro &ara el a-o 20+
$.2. M'TODOS DE REDUCCIÓN DE SUSTANCIAS TÓ(ICAS.
Los métodos de red%cci(n de la to)icidad y el h%meado de los
motores de com"%sti(n interna &%eden ser=
Monitoreo de las emisiones de gases de esca&e '%e &ermitan
generar historiales de mantenimiento+
Identi$icaci(n de $allas concretas en donde se evidencien
red%cciones de los gases de esca&e+
44
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 46/55
istemas de recirc%laci(n de los gases de esca&e y s%
ne%trali.aci(n+
Estado técnico de los motores y s% correcta reg%laci(n+
Per$eccionamiento de los &rocesos de $ormaci(n de la me.cla
?airecom"%sti"le@+
Com"%sti"les me*or re$inados '%e dismin%yan las &artes &or
mill(n de a.%$re+ Presente en la destilaci(n del &etr(leo+
?GSERR 203@
$.3. DESCRIPCIÓN DE LAS EMISIONES DE UN MOTOR DE
COMBUSTIÓN INTERNA.
contin%aci(n se mencionan alg%nos de las s%stancias '%e son res%ltado
de la com"%sti(n en %n motor a gasolina+
>+3+0+ Mon()ido de car"ono ?C<@
El mon()ido de car"ono, es %n gas inodoro, incoloro, altamente
t()ico+ P%ede ca%sar la m%erte c%ando se res&ira en niveles elevados
es res%ltado del &roceso de com"%sti(n y se $orma siem&re '%e la
com"%sti(n es incom&leta, e &rod%ce c%ando se '%eman materiales
com"%sti"les, como el CPM, entonces s%rge el C< ?mon()ido de
car"ono@ y consig%ientemente a&arece <2 ?<)igeno@ y !C
?!idrocar"%ros@+ Estas emisiones contri"%yen signi$icativamente a la
contaminaci(n del aire, los t()icos del aire y gases de e$ecto
invernadero+
45
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 47/55
>+3+2+ #i()ido de car"ono ?C<2@
Es %n gas no in$lama"le, inodoro, incoloro, gas de e$ecto invernadero
ligeramente acido, es a&ro)imadamente 0+/ veces más &esado '%e
aire, es %n as$i)iante sim&le, se &rod%cen síntomas solo c%ando s%
concentraci(n es tan alta '%e des&la.a el o)ígeno '%e se necesita &ara
so&ortar la vida, se &%ede estar e)&%esto a %na concentraci(n del 0
V de C<2 d%rante &ocos min%tos sin '%e tenga consec%encia+ Entre
02 y 0/ V en el am"iente ca%sa inconsciencia rá&idamente, 2/ V de
concentraci(n &%ede ca%sar la m%erte des&%és de varias horas de
e)&osici(n+ e &rod%ce c%ando la com"%sti(n es com&leta, donde el
com"%sti"le y el o)ígeno se '%eman totalmente &rod%ciendo solo
C<2 ?di()ido de car"ono@ y !2< ?ag%a@+
>+3+3+ A<2
Es la com"inaci(n entre el o)ígeno y el nitr(geno, es &rod%cto de la
com"%sti(n a altas tem&erat%ras, es %n gas '%e en concentraciones
elevadas &%ede ca%sar la m%erte en el ser h%mano+
>+3+4+ B)ido de a.%$re ?<2@
El ()ido de a.%$re es %n gas incoloro con %n característico olor as$i)iante+ En ag%a se dis%elve $ormando %na disol%ci(n ácida ?ll%via
acida@, va ligado a la calidad del com"%sti"le o"tenido &or
destilaci(n+
46
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 48/55
>+3+/+ B)ido de nitr(geno ?A<2@
El ()ido de nitr(geno, es %n com&%esto '%ímico de color marr(n %
amarillento, e $orma como s%"&rod%cto en los &rocesos de
com"%sti(n a altas tem&erat%ras, como en los camiones #iesel y las
&lantas eléctricas+
>+3+6+ <)ígeno ?<2@
Gas incoloro, inodoro ?sin olor@ e insí&ido, agente o)idante '%e
acelera vigorosamente la com"%sti(n, Es im&rescindi"le &ara el
&roceso de com"%sti(n, con %na me.cla ideal el cons%mo de
com"%sti"le de"ería ser total, &ero en el caso de la com"%sti(n
incom&leta, el o)ígeno restante es e)&%lsado &or el sistema de
esca&e+
>+3+:+ PM0
Material artic%lado s(lido o lí'%ido de &olvo, ceni.as, hollín,
&artíc%las metálicas, cemento o &olen, dis&ersas en la atm(s$era, y
c%yo diámetro varía entre 2,/ y 0 ]m ?0 micr(metro corres&onde a
la milésima &arte de 0 milímetro@, asociado a &artíc%las de car"ono
?hollín@+
Las PM0 al ser inhaladas y al &enetrar con $acilidad a las vías
res&iratorias, ca%san e$ectos nocivos en la sal%d de las &ersonas,
es&ecí$icamente en el sistema res&iratorio+ Por via*ar más
&ro$%ndamente en los &%lmones y &or estar constit%idas &or
47
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 49/55
elementos más t()icos ?como metales &esados y com&%estos
orgánicos@, estas &artíc%las &rod%cen cáncer+
>+3+;+ PM2+/
Material artic%lado '%e re&resenta &artíc%las de menos de 2,/ ]m de
diámetro aerodinámico+
>+3+>+ !C
Los hidrocar"%ros no '%emados, son moléc%las de com"%sti"le
&arcialmente o)idados+ Estos gases se de"en a '%e &or algDn $actor se
im&ide '%e la me.cla se '%eme correctamente dentro de la cámara de
com"%sti(n ?"%*ías, demasiado avance del encendido o tiem&o
ins%$iciente del mismo, "a*a com&resi(n, me.cla &o"re, etc+@+
Las me.clas &o"res ?con e)ceso de o)ígeno@ &rovocan %na velocidad
de in$lamaci(n m%y "a*a y &or lo tanto no se &rod%ce %na
com"%sti(n correcta y &or eso sale el com"%sti"le sin '%emar ?!C@
&or el esca&e+
Las me.clas m%y ricas ?con e)ceso de com"%sti"le@, de"ido a la $alta
de o)ígeno tam"ién &rod%cen %na com"%sti(n incorrecta y generan
com"%sti"le sin '%emar, cons%men com"%sti"le en e)ceso, ens%cian
las "%*ías y &%eden a%mentar el desgaste del motor+
La &resencia de !C se detecta $ácilmente &or s% característico olor y
tam"ién son altamente t()icos, considerados cancerígenos en alg%nos
casos, ya '%e dentro de éstos se englo"an las &ara$inas, ole$inas,
48
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 50/55
aldehídos, cetonas, ácidos car"o)ílicos, acetileno, etileno,
hidrocar"%ros &olicíclicos, hollín, etc+ ?GSERR 203@
49
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 51/55
1). CONCLUSIONES
Sn motor de com"%sti(n interna es %no de los inventos '%e han marcado
%n nota"le cam"io en la vida cotidiana '%e toma el hom"re desde s%
a&licaci(n en el trans&orte hasta s% desem&e-o en n%evos adelantos
tecnol(gicos+ am"ién &%ede ca%sar &e'%e-os da-os al am"iente, &ero en el caso de
&resentar %n mal mantenimiento llegaría a ser %n gran riesgo &ara la
sal%d am"iental y h%mana+
Los com&onentes del motor desde el más &e'%e-o hasta el más grande
&resentan %n &a&el $%ndamental en s% correcta e*ec%ci(n+ Kinalmente se denota el desarrollo del motor, el c%al $%e %n &roceso largo
y "ene$icioso, logrado gracias a los a&ortes de distintos &ersona*es, los
c%ales c%m&lieron %n &a&el relevante a lo largo de la historia, teniendo
como res%ltado el act%almente llamado motor a com"%sti(n interna+
50
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 52/55
11. BIBLIOGRAFÍA
5erme*o, 7icente Calle+ ̂ Mecánica del a%tom(vil+_ En Mecánica del automóvil ,
de 7icente Calle 5erme*o, 4:+ Pam&lona= 7icente Calle 5erme*o, 2+
GSERR, <CR C!MRR7I+ ^E7LSCIBA #EL IMPC<
M5IEAL GEAER#< P<R L EMIIBA #E GE EA M<<RE
SE SILI`A C<MPLEMEA< LS5RICAE+_ En EVALUACIÓN
DEL IMPACTO AMBIENTAL GENEADO PO LA EMI!IÓN DE GA!E! EN
MOTOE! "UE UTILI#AN COMPLEMENTO! LUBICANTE! , de <CR
C!MRR7I GSERR, 4>/+ 5<G<8 #+C= C<L<5I, 203+
PWLQ, ML#LW R<MA+ ^KSACI<AMIEA< #E M<<RE
#E C<M5SIBA IAERA+_ En $UNCIONAMIENTO DE MOTOE! DE
COMBU!TIÓN INTENA, de ML#LW R<MA PWLQ, 3236+
A%evo Le(n= Linares A+ L+, 0>;4+
7illegas, l"ert Martíne.+ ̂ M<<RE #E C<M5SIBA IAERA+_ En
MOTOE! DE COMBU!TIÓN INTENA, de l"ert Martíne. 7illegas, 0/20+
ant Celoni= IE 5ai) Montseny, 2:+
51
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 53/55
12. ANE(OS
12.1. GLOSARIO
D/+,/- ,*,+-/: Es c%al'%ier direcci(n '%e &ermita
identi$icar yXo com%nicar entre sí los dis&ositivos in$ormáticos o
las &ersonas dentro de %na red+ T,+0/-=0/: Rama de la $ísica '%e hace $oco en el est%dio
de los vínc%los e)istentes entre el calor y las demás variedades de
energía+
R>9: Es %na entidad virt%al o mecánica arti$icial+ M=?@/- , 8+: Es %n motor de com"%sti(n e)terna '%e
trans$orma la energía térmica de %na cantidad de ag%a en energía
mecánica+ C+>@+-,: Com"%sti"le, '%e se em&lea en los motores de
e)&losi(n y de com"%sti(n interna+ M,>@9+: Es %n sistema '%e locali.a in$ormaci(n en los
motores de "Ds'%eda más %sados y carece de "ase de datos &ro&ia
y %sa las de otros "%scadores y m%estra %na com"inaci(n de las
me*ores &áginas '%e ha dev%elto cada %no+ A@0/*: Es %n vehíc%lo a%to&ro&%lsado destinado al
trans&orte de &ersonas o mercancías sin necesidad de carriles+ C/* O: Es el ciclo termodinámico '%e se a&lica en los
motores de com"%sti(n interna de encendido &rovocado ?motores
de gasolina@+ C0>@9/>*,: Es c%al'%ier material ca&a. de li"erar energía
c%ando se o)ida de $orma violenta con des&rendimiento de calor+ P+ 0+: Es el momento de $%er.a '%e e*erce %n motor so"re
el e*e de transmisi(n de &otencia+ N,@0=/: Es %na &ie.a toroide de ca%cho '%e se coloca en las
r%edas de diversos vehíc%los y má'%inas+
52
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 54/55
E-,+ +0/: Es la &arte de energía interna de %n sistema
termodinámico en e'%ili"rio '%e es &ro&orcional a s% tem&erat%ra
a"sol%ta y se incrementa o dismin%ye &or trans$erencia de
energía+ G9/*: Kracci(n destilada del &etr(leo cr%do, '%e se &%ri$ica
es&ecialmente &ara eliminar el a.%$re+ Lo &odemos %sar en los
motores #iesel+ L@>+/-,: Es %na s%stancia '%e, colocada entre dos &ie.as
m(viles, no se degrada, y $orma %na ca&a '%e im&ide s% contacto,
&ermitiendo s% movimiento incl%so a elevadas tem&erat%ras y
&resiones+ E*,+9: Es %n cond%ctor eléctrico %tili.ado &ara hacer
contacto con %na &arte no metálica de %n circ%ito+ P/9-: Es %no de los elementos "ásicos del motor de com"%sti(n
interna+ T,-9/- 0,=-/: Es %na magnit%d $ísica '%e re&resenta la
$%er.a &or %nidad de área en el entorno de %n &%nto material
so"re %na s%&er$icie real o imaginaria de %n medio contin%o+ T8-: Es %na herramienta %tili.ada &ara sellar %n contenedor+ C/+@/: Es %na red eléctrica ?intercone)i(n de dos o más
com&onentes@ '%e contiene al menos %na trayectoria cerrada+ M-/,*: Es la &ie.a de hierro, com&%esta de dos ramas, %na de
las c%ales se $i*a &or %n e)tremo en el e*e de %na má'%ina y la
otra $orma el mango '%e sirve &ara mover al "ra.o+ V*,: Potencial eléctrico, e)&resado en voltios+ P,-/: Es la cantidad de tra"a*o e$ect%ado &or %nidad de
tiem&o+ C/98: #escarga l%minosa entre dos c%er&os cargados con m%y
di$erente &otencial eléctrico+
53
7/17/2019 Evolucion Del Motor a Combustion Interna
http://slidepdf.com/reader/full/evolucion-del-motor-a-combustion-interna 55/55
C>** , @,+: Es el nom"re de varias %nidades de medida
de &otencia %tili.adas en el sistema anglosa*(n+
F/*0,-: !ilo en es&iral '%e genera l%. &or acci(n de la
tem&erat%ra en las lám&aras incandescentes+
02+2+ #IP<II7