El motor - conceptos básicos

 

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Definición genérica de motor

Aparato que transforma en trabajo mecánico cualquier otra forma de energía.

Nociones sobre el motor

Para empezar, definamos lo que la mayoría de la gente entiende por automóvil. El significado estricto de la palabra, quiere decir "que se mueve por sí mismo, sin intervención externa."

Pero por ejemplo, para Ley de Seguridad Vial Española en el anexo de definiciones, un automóvil tiene, a demás, otras características, como la que excluye de esta categoría a los vehículos especiales. Personalmente, me quedo con la primera definición.

Entrando en materia, decir que de entre las diferentes clases de motores que existen, nos ocuparemos de los térmicos y dentro de éstos, de los de dos y cuatro tiempos que utilizan como combustible gas-olina (motores de explosión) o gas-oil (motores de combustión).

Estos motores basan su funcionamiento en la expansión, repentina, de una mezcla de combustible y aire en un recinto reducido y cerrado. Esta expansión, puede ser explosión o combustión según se trate de un motor de gas-olina o diesel. Para que se logre, debe mezclarse el carburante con aire, antes de entrar en los cilindros en los motores de gas-olina o una vez dentro en los de gas-oil, en una proporción, aproximada, de 10.000 litros de aire por 1 de carburante.

En la combustión, la mezcla, arde progresivamente, mientras que en la explosión, lo hace, muy rápido.

Los gases procedentes de la combustión, al ocupar mayor volumen que la mezcla, producen una fuerza que actúa directamente sobre la cabeza del pistón y hace que ésta se mueva, véase figura 1.

Este movimiento producido es recogido por la biela, que está unida al pistón por su pie de biela y a éste, por medio de un bulón.

En la unión de la biela y el pistón, para atenuar el rozamiento, se interponen unos casquillos.

La biela se une por la cabeza de biela al cigüeñal, que es un eje de material resistente y con tantos codos como cilindros tenga el motor.

 

Acaba el cigüeñal en una rueda o volante pesado (contrapeso) con el objeto, de que acabado el tiempo de la explosión, no pierda sentido de giro, venciendo los puntos muertos hasta que se produzca una nueva explosión.

Todos estos elementos van encerrados en un bloque que por su parte inferior se cierra con una bandeja, llamada cárter. Del bloque asoman los extremos del cigüeñal al que sirve de apoyo, este punto, recibe el nombre de bancada, para que el cigüeñal no se deforme por efecto de las explosiones, se intercala otra bancada.

Partes principales del motor 

La explosión debe producirse en un punto adecuado del recorrido del pistón, para que la onda expansiva se aproveche al máximo.

La explosión tiene lugar en el cilindro, en el que se desliza un émbolo o pistón que tiene forma de vaso invertido. Sobre su superficie superior actúa la presión de la onda expansiva producida por la explosión.

El pistón ajusta dentro del cilindro con holgura de forma que minimice el rozamiento, pero esto produciría la fuga de gases, para evitarla, en unas hendiduras D de la falda E del pistón (figura 2), se instalan unos semianillos flexibles (acerados) denominados segmentos. Hay dos tipos de segmentos, a saber: de compresión A y B y de engrase C (al primer segmento de compresión A, se suele denominar de fuego). Se suelen colocar dos o tres de compresión y uno o dos de engrase.

El pistón se desplaza en el interior del cilindro desde su punto muerto superior (P.M.S.), que es el más elevado que alcanza, al punto muerto inferior (P.M.I.) que es el más bajo de su recorrido. A esa distancia, se denomina carrera. Al diametro, interior, del cilindro se denomina calibre. Estos datos, se expresan en milímetros.

Entendemos por cilindrada, el volumen comprendido entre el PMS y el PMI, es decir, el volumen de la parte del cilindro que comprende la carrera.

Si un motor tiene varios cilindros, la cilindrada total de éste será la suma de las cilindradas de todos los cilindros.

La cilindrada de un motor, se expresa en centímetros cúbicos (c.c.) o litros y se halla:

Al alojamiento del conjunto de cilindros de un motor, se denomina bloque de cilindros. Los motores, generalmente, se clasifican tanto por el número de cilindros que montan, como por el sistema en que están dispuestos. Los principales, son:

- Motores de 4, 6 u 8 cilindros en linea.
- Motores de 6, 8 ó 12 cilindros en V.
- Motores de 2 ó 4 cilindros orizontales opuestos.

 

En el caso de los cilindros en V, dos cabezas de biela irán alojadas en cada code del cigüeñal.

A la capacidad de esfuerzo de un motor, se denomina potencia al freno, se mide en caballos de vapor (C.V.) y se determina aplicando un freno denamométrico al volante motor.

No debemos confundir la potencia al freno con la "potencia fiscal". Esta última se obtiene por una formula, que no tiene nada que ver con la mecánica, y su finalidad es unicamente fiscal.

Camara de compresión

Cada cilindro que cerrado, herméticamente, en su parte superior para que al producirse la explosión el pistón reciba toda la fuerza. La pieza que cierra los cilindros se denomina culata y al ajustarla, debe quedar una pequeña cabidad entre ésta y el PMS, llamada cámara de compresión, comparando su medida con la de todo el cilindro, nos dá la relación de compresión del motor.

La relación de compresión es un número abstracto, pero es fundamental para comprender algunas circunstancias, como el tipo de gas-olina a utilizar. Es normal que los motores de gas-oil, tengan una relación de compresión más elevada.

Obtendremos la relación de compresión con la formula siguiente:

Siendo "V" la cilindrada y "v" el volumen de la cámara de compresión, si tomamos  V+v = V', el resultado de la formula anterior se expresará como V':v. Así, podemos deceir que la relción de compresión en un motor de explosión, suele ser, de 7:1 ó 10:1.

 

 

 

 

 

 

 

 

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