EL MOTOR OTTO, HISTORIALos motores nafteros a cuatro tiempos se
denominaban genricamenteOttoen honor a su inventor, el
alemnNikalous August Otto(ver foto abajo). Se basan en la
existencia de cuatro movimientos en el funcionamiento del motor:
admisin, compresin y explosin de la mezcla, y expulsin de los gases
quemados. Ideado para combustibles ligeros, capaces de vaporizarse,
se trata de motores de chispa, es decir, que necesitaban la ayuda
de una chispa para iniciar la combustin.
COMIENZOS DEL MOTOR OTTO CON EL MOTOR A VAPOR, SU DESARROLLOLa
posibilidad de obtener energa mecnica a partir de la expansin del
vapor de agua o del aire caliente era conocida desde la
Antigedad,200 aosantes deCristo, Arqumedesya utilizo dicho
principio en el can, pero hubo que esperar hasta1775para queJames
Wattidease su motor de vapor y se obtuviera el primer motor valido
para la automocin.Estos motores a vapor eran de combustin externa,
bajo rendimiento y poco aptos para vehculos ligeros. Aunque con
ellos se construyeron antepasados del automvil, los investigadores
trataron rpidamente de crear motores de mayor eficacia y trabajaron
segn un proceso ideado, en1862, por el fsico e inventor
francsAlphonse-Eugne Beau de Rochas.
La potencia se obtiene siempre por la expansin de un gas al
aumentar la temperatura dentro de un recipiente cerrado en forma de
cilindro. Una de las dos tapas del cilindro no es fija, sino
mvil.Puede deslizarse a lo largo de las paredes del cilindro
empujada por la presin del gas mediante un sistema de
biela-manivela que transmite la fuerza al cigeal y, finalmente, a
las ruedas.Mediante una combustin violenta (explosin) de una mezcla
de aire y combustible, sta aumenta de temperatura y volumen,
incrementado as la presin en el interior del cilindro y empujando
el pistn.
MOTOR DE 4 CILINDROS DE 1906El francsJean-Joseph tienne
Lenoiride motores a gas, pero este tipo de combustible no servia
para la automocin. En1885,Gottlieb Daimlerpatent una mquina motriz
que funcionaba con gas o petrleo. YWilhem Maybachtrabajo tambin en
el proyecto.Pero la paternidad del motor de gasolina de cuatro
tiempos se atribuye aNikalous August Otto, hasta el punto que estos
motores reciben su nombre.stos son los cuatro tiempos bsicos que
dan nombre genrico del ciclo (cuatro tiempos); admisin, compresin,
explosin y expulsin.Para que el motor tenga una combinacin perfecta
es preciso dosificar exactamente la cantidad de aire y combustible
que entra y coordinar todo los procesos y los movimientos de las
piezas, lo que entraa una notable complejidad mecnica.
CORTE TRANSVERSAL DE UN MOTOR DE 6 CILINDROSTambin depende de la
existencia de una buja cuya chispa desencadena el proceso en el
instante oportuno. Por eso tambin se llaman motores de encendido
por chispa.La teora es sencilla. Sin embargo, en la prctica, los
movimientos no pueden ser nunca instantneos y existen limitaciones
debidas a muchos factores, motivo por el cual son necesarias
pequeas desviaciones sobre el ciclo terico para que ste
funcione.Por ejemplo, las vlvulas no se cierran justo cuando el
pistn est en su punto ms alto o bajo, sino que se abren un poco
antes de lo que tericamente seria necesario y se cierran un poco
despus.
COMO FUNCIONAEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOSLosprimeros motoresdaban
muy poca potencia, apenas uno odos caballos por litro. Un siglo
despus, el rendimiento medio est en los 70 CV por litro de
cilindrada, aunque los motores deportivos alcanzan ms de cien y los
de competicin se acercan incluso a los 300. Los materiales, la
electrnica y el conocimiento de la combustin han permitido estas
mejoras.
NIKALOUS AUGUST OTTONikalous August Ottonaci el 19 de julio
de1832enHolzhausen, localidad situada en la regin alemana deTaunus.
Viajante de comercio para varias firmas de alimentacin,Ottose
aficion a la mecnica tras conocer los motoresLenoir, que
funcionaban con gas, y sus aplicaciones.Pero como no era fcil
aprovisionarse de gas en las zonas rurales, ide un dispositivo
gasificador de combustibles lquidos que patento en1861. En sus
experimentos descubri casualmente que las explosiones serian ms
violentas si la mezcla estaba precomprimida.En1867fabric algunos
motores junto al ingenieroLangeny ms tarde colaboro con los
ingenierosMaybach y Daimler. En1876puso a punto para laDeutz
Motorenfrabrickel primer motor de cuatro tiempos.Pas a
llamarseOttocuando laDeutzdio licencia de construccin del motor a
la firma britnicaCrossley, con el nombre deOttosilentmotor.Nikalous
August Ottofalleci en1891,poco despus de que el tribunal alemn
diera luz verde a la produccin de automviles al revocar algunas
partes esenciales de su patente del motor de explosin.
Nicolaus OttoNicolaus Otto
Nacimiento10 de juniode1832Holzhausen an der HaideAlemania
Fallecimiento26 de enerode1891ColoniaAlemania
NacionalidadAlemana
Campoinventor
[editar datos en Wikidata]
Gaskraftmaschine 1876
Nicolaus August Otto(Colonia,10 de juniode1832-26 de
enerode1891) fue uningenieroalemn, que dise elmotor de combustin
internajunto conEtienne Lenoir, justo 8 aos despus deAlphonse Beau
de Rochas. Otto fue el primero en convertirlo en algo prctico.Se
fue aItalia, donde se interes por las mquinas de gas del ingeniero
e inventor belgaEtienne Lenoir. Inici su carrera profesional como
comerciante, aunque pronto la abandon para irse a la fabricacin de
mquinas motrices de combustin.A pesar de no tener una informacin
tcnica slida, Otto fabrica su primera mquina en1867. En1869fund una
empresa junto con el industrial alemnEugen Langen. Siete aos ms
tarde, Otto abri otra fbrica enDeutz, cerca deColonia.Realiz
notables estudios sobre el motor de gas y en1872llev a la prctica
la construccin del motor de combustin interna de cuatro tiempos. De
este modo cre una mquina motriz esttica a partir de la cual
desarrollara elmotor Otto. ste se hizo famoso en todo el mundo como
mquina para el accionamiento de vehculos, trenes, barcos y aviones.
Este motor sirvi de base para la invencin delmotor disel.En los 15
aos siguientes se vendieron ms de 50.000 motores, muchos de los
cuales se emplearon en fbricas de maquinaria. En1884, la patente de
Otto se hizo pblica
IntroduccinElmotordecombustininterna de tipo Otto depende del
motor y de lossistemasde apoyo. La comodidad y conveniencia que se
experimentan al conducir, dependen del funcionamiento de los
sistemas del vehculo.Esta asignatura trata de losprincipiosde
operacin,diseodel motor, presenta los sistemas que son necesarias
para apoyar la operacin del motor, y proporcionar comodidad y
conveniencia al conductor y a los pasajeros.El contenido de
estetrabajocomprendeinformacintecnolgica decarcterfundamental,
general para la mayora de losmotores, que servir para complementar
los requerimientos de lasoperacionesa realizar en los diferentes
sistemas.Los temas desarrollados, estn leguaje sencillo, guardan
relacin estrecha unos con otros, para permitir que el participante
asimile con facilidad, a la vez que, con las ilustraciones se logre
relevar detalles principales de un motor.Tambin considera el
diagnostico deproblemas, la prueba, elmantenimientoy reparacin de
estos sistemas se describen en los captulos siguientes.OBJETIVOS DE
APRENDIZAJE Describir el origen de los motores y su historia
Mencionar los componentes principales del motor Describir cmo
producen energa los motores Mencionar tipos bsicos de diseo de
motores y clasificacin general Describir la operacin del motor de
cuatro y dos tiempos Describir e identificar sistemas de lubricacin
y refrigeracin Describir e identificar elsistemade sincronizacin
Describir y reparar las partes principales del motor Describir y
analizar cilindrada del un motor Describir e identificar el sistema
de alimentacin Describir e identificar el sistema de encendido
Realizar el afinamiento de un motor Realizar el mantenimiento y
reparacin de un motorCAPITULO INociones preliminares de
mecnicaAntes de iniciar el estudio del motor de combustin interna
es conveniente efectuar un ligero repaso de algunas nociones
deMecnicao defsicaelemental que son fundamentales para la perfecta
compresin de cuanto ser expuesto en los captulos siguientes.Con
frecuencia hablaremos defuerza, trabajo,potenciaypresin; es pues,
indispensable quetengamos una idea clara del significado de dichos
conceptos, muchas veces confusos en la actualidad, debido a la
popularidad alcanzada por laMecnicaa travs de innumerable obras de
vulgarizacin.Fsica.- es una rama de lascienciasnaturales, de
carcter exacto, que en base a unmtodode estudio lgico y ordenado
explica y descubre lasLeyesque elmovimientode lamateriay a la s
interacciones que en el espacio-tiempose presentan, constituyendo
en constantedesarrollo.Fuerza.-Se define diciendo que es todo
aquello capaza de provocar o modificar el movimiento de un
cuerpo.La fuerza es vigor, robustez y capacidad para mover algo o a
alguien que tenga peso o hagaresistencia; como para levantar una
piedra, tirar una barra, etc.F = m . aPresin.-Elconceptode la
fuerza lleva implcitamente consigo el de presin. Si ponemos
unlibrosobre una mesa, aplicamos a sta una fuerza que el peso del
libro. La presin que ste ejerce sobre la mesa es la fuerza que acta
sobre la unidad de superficie.P = F / ATrabajo.-Consideremos lo que
ocurrir al aplicar una fuerza sobre un cuerpo. Este se pondr en
movimiento debido a laaccinde aquella. El punto de aplicacin de la
fuerza recorrer un determinado camino endireccinde dicha fuerza.
Llmese trabajo de la fuerza alproductode su intensidad por la
longitud del camino recorrido, medido sobre la direccin de la
fuerza.W = e . FPotencia.-El concepto de potencia aparece cuando se
considera, no solo un trabajo en s, sino tambin el tiempo invertido
en efectuarlo. La potencia es, pues, el cociente de dividir un
trabajo por el tiempo empleado en efectuarlo. La potencia es la
cantidad de energa producida o consumida por unidad de tiempo.P = W
/ tPar motor.-Llamado tambin momento, es la fuerza aplicada, de
modo que produce un movimiento rotatorio o detorsinque hace girar a
un cuerpo alrededor de su eje. Ejemplo. El giro de eje de levas o
cigeal.M = R . FTecnologa.-Conjunto deteorasy detcnicasque permiten
el aprovechamiento prctico delconocimiento cientfico. Esla
cienciaaplicada ala educacintcnica en general, es el conjunto de
conocimientos propios de un oficio, mecnica e industrial.Tecnologa
aplicada a la especialidad.-Es el conjunto de los instrumentos
yprocedimientosindustriales de un determinado sector o productivo,
aplicada a maquinarias,herramientas, equipos instrumentos,
laboratorios, etc.MOTOR.-Es el conjunto de mecanismos perfectamente
sincronizados que estn en movimiento, en donde para dar el
movimiento se requiere energaqumica, se transforma en
energacalorfica de combustible en energa mecnica.ETIMOLOGA (ORIGEN
DE LOS MOTORES)TIPOS DE MOTORES.1.-Motores musculares. Hombres.- A
base del impulso del hombre Animales.- Movidos por
animales2.-Motores neumticos. Aire.- funciona a base de aire
Viento.-Movidos por el viento3.-Motores hidrulicos. Agua
Aceite4.-Motores trmicos. Motores de combustin externa ( motores a
vapor y otros) Motores de combustin interna. 1.A gasolina 2.Diesel
3.semidiesel 4.Gas 5.GNC 6.GLP5.-Motores elctricos C. C. C.
A.6.-Motores termonucleares. Funcionan a base de tomos (reacciones
qumicas, H2, Ar, etc.)HISTORIA 1.1769 Nikolaus Cugnot(Francs) ,
automvil impulsado por una mquina de vapor 2.1876 Nikolaus August
Otto(Alemn), El primer motor agasde cuatro tiempos 3.1884 Nikolaus
Otto( Alemn), El primer motor de encendido por magneto de baja
tensin 4.1893 Henry Ford( EE.UU.), el primer vehculo con motor a
gasolina 5.1897 Rodolfo Diesel(Alemn), el primer motor Diesel
6.1902 Robert Bosch(Alemn), el primer motor de encendido por
magneto de alta presin 7.1909 Otto Boilohals(Alemn), el primer
tractor con motor Diesel 8.1928 Rasmussen(Francs), automvil de dos
tiempos bi cilndricos 9.1950 Rover(Alemn), Automvil con motor de
turbina 10.1951 Robert Bosch(Alemn) , sistema de inyeccin a
gasolina 11.1957 NSU/Flix Wankel(Alemn), motor con mbolo rotativa
12.1967 Robert Bosch(Alemn), Inyeccinelectrnicade gasolina 13.1985
Robert Bosch( Alemn), El primer motor EDC 14.1991 Robert Bosch
,motor mediante CAN (controlde area normal) 15.1995 Bosch( Alemn),
sistema common Rail motor Diesel
Nikolaus August Otto (1896-1877)CAPITULO IIComponentes
principales del motorFinalidad.-Es controlar la entrada delairey la
salida de losgasesquemados del motor, ladistribucindel combustible,
sistema de encendido, sistema de sincronizacin, sistema de
arranque, sistema de carga, sistema de lubricacin y sistema
derefrigeracin, de acuerdo con una secuencia determinada para
realizar el ciclo de trabajo del motor.PARTES Y ELEMENTOS
PRINCIPALES DE UN MOTOR A GASOLINAA) PARTES DEL MOTOR 1.Partes
mviles: rbol de levas Cigeal mbolo Varillas Vlvulas Biela Buzos o
flotadores Cojinetes de biela y bancada Piones Volante Correas de
distribucin Segmentos Buln de mbolo 2.Partes fijas Culata Cilindros
Bloque o monobloque Colector de admisin Colector de escape Carter
Camisas Chaquetas de agua Retenes Bomba deaceite Tapa de balancines
Junta de culata o empaquesB) ELEMENTOS PRINCIPALES DEL MOTOR.
Batera o acumulador Motor de arranque Generador Alternador
Ampermetro Cable de distribuidor Carburador Distribuidor Inyectores
Rampa Purificador de aire Bujas Radiador Filtro de aire Relay Bomba
de gasolina Filtro de combustible Ventilador Calefaccin Sensores
Captadores Reguladores ECUSISTEMAS PRINCIPALES. 1.Sistema de
direccin 2.Sistema de embrague 3.Sistema de suspensin 4.Sistema de
frenos 5.Sistema de transmisin 6.Sistema de carga 7.Sistema
arranque 8.Sistema encendido 9.Sistema de alumbrado 10.Sistema de
distribucin 11.Sistema de alimentacin 12.Sistema de refrigeracin
13.Sistema de lubricacin 14.Sistema deinduccinde aire 15.Sistema de
tablero de control
Partes del motor de la figura anterior.
Partes del motor de la Fig. Anterior. 1.Gua de calibre de nivel
de aceite 2.Bloque del cilindro 3.Retenedor de la boca de aceite
4.Reten de aceite 5.Separador de plato 6.Volante 7.Tapn de desage
8.Plato Buffle 9.Segmentos de compresin 10.Segmento de limpiador o
rascador 11.Segmentos de lubricacin 12.Embolo 13.Segurosde boln
14.Eje del mbolo o boln 15.Biela 16.Cojinetes de biela 17.Tapa de
biela 18.Segurode pin 19.Cojinetes de bancadas 20.Separador del
medio (juegoaxial) 21.Cigeal 22.Tapa de bancada 23.Sesor de golpe
24.Sensor de la posicin del cigeal (punto) 25.tapa inferior
26.Volante 27.Plato de sujecin del cigealPARTES PRINCIPLAES DE LA
CARROCERA 1.Bastidor 2.Parabrisas 3.Compartimientos de motor
4.Plumas o limpiarabrisas 5.Techo 6.Piso 7.Espejos 8.Asiento o
molduras 9.Agujeros de drenaje de agua 10.Burlete (parte sinttica
pegado en la puerta) 11.Carrocera 12.Bodega 13.Parachoques
14.Guardabarros 15.PuertasSistemas principales, partes y elementos
de un vehculo.
CAPITULO IIIMotorCOMPARACIN DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA DE
TIPO OTTO Y DIESELMOTOROTTODIESEL
DimensionesPequeoGrande
CombustibleGasolina 84, 90, GN, GLP,.Diesel N 02
Punto de inflamacin30 a 50 C55 a 100 C
Clase de riegoA1A3
Temperatura de encendido480 a 550 C350 C
Consumo de combustible300 a 360 g/Kw-h230 a 370 g/Kw-h
AdmisinMezcla aire /combustibleAire puro mayor/combustible
Llenado de aire14,7:1 (aire/combustible)40:1 GDI20 a 30:1 exceso
de aire80:1 IDD
Temperatura de compresin400 a 600 C700 a 900 C
Relacin de compresin6 a 10:114 a 23:1
Presin de compresin12 a 18 bar30 a 50 bar
Presin de admisin0,3 a 0,7 bar90 a 200 bar
Presin de combustin40 a 60 bar65 a 90 bar
Temperatura de combustin2000 a 2500 C2000 a 2500 C
Temperatura de escape700 a 1000 C500 a 700 C
Contenido de CO en gases de escape1 a 6 % convencionales0,3 a
0,5 EFI0,03 a 0,5 % convencionalesmenores de 0,03 % EDC
Densidad0,72 a 0,78 g/cm30,82 g/cm3
Nmero de revoluciones3000 a 6000 rpm2000 a 4500 rpm
RendimientoEnerga recuperada 25 a 30 %Refrigeracin -15 %Radiacin
-05 %Escape -35 a -40 %Perdidas mecnicas -15 %Trabajo til
recuperado 32 %Refrigeracin -16 %Radiacin -07 %Escape -29 %Perdidas
mecnicas -16 %
MOTOR ROTATIVO.Motor Wankel.-Es un motor, len donde los
cilindros estn sustituidos por cmaras i los mbolos por rotores.
Estos cmaras son circulares en seccin y tienen una circunferencia
curvada que es identificada como espitrocoide.El rotor abre el
acceso de la mezcla de combustible y aire, que entran como en un
motor convencional (1 a 4). El rotor contina, cerrando el acceso de
la mezcla pasando ms all de l; entonces la compresin comienza,
seguido por la ignicin, combustin y extensin para el movimiento de
potencia hasta que le selle del pice en la extremidad del tringulo
abre el acceso de escape. El ciclo de escape entonces ocurre, otra
vez sin un mecanismo que sincronice a la apertura de la vlvula y
todo vuelve a comenzar.En todo el ciclo completo de cuatro tiempos
el rotor slo ha girado una vuelta, mientras que el eje ha dado
tres, ya que los engranajes estn a una razn de uno a tres (1:3). En
cada una de las caras de otro sucede lo mismo.Espitrocoide.-Es una
curva descrita por cierto punto en un circulo, cuando el circulo
gira alrededor de la periferie de otro circulo de dobleradiodel
circulo generado.CLASIFICACIN GENERAL DE MOTORES A GASOLINA1.-SEGN
EL COMBUSTIBLE Gasolina Gaseoso (gas natural, GLP,hidrgeno,
otros)2.-SEGN LA FORMA DE ENCENDIDO Encendido por agente externo,
chispa3.-SEGN EL NMERO DE CARRERA DEL MBOLO (CICLO DE TRABAJO) 2
Tiempos 4 Tiempos4.-SEGN EL NUMERO DE CILINDROS Monocilndricos Poli
cilndricos5.-SEGN LA DISPOSICIN DE LOS CILINDROS En lnea De forma
vertical En oposicin De forma horizontal Formando Y o inclinado
Formando un V Formando W Formando una estrella Invertido En forma
de U5.-SEGN DISPOSICIN DEL CIGEAL 3 cilindros (3 apoyos) 4
cilindros (4 apoyos) 5 cilindros (5 apoyos) 6 cilindros (6 apoyos)
8 cilindros (8 apoyos)7.-SEGN EL NMERO DE VLVULAS De dos a
cincovlvulaspor cilindro8.-SEGN LA FORMA DE MEZCLA Combustin
externa (vapor) Combustin interna (gasolina, GN, GLP)9.-SEGN EL
ACCIONAMIENTO De mbolo alternativo (gasolina) De mbolos rotativos
(wankel) De turbina ((gas, los aviones) Reacciones qumicas (a base
de tomos)10.-SEGN LA REFRIGERACIN Agua Aire11.-SEGN EL SENTIDO DE
ROTACIN Marcha o giro a la derecha Marcha o giro a la
izquierda12.-SEGN SU UBICACIN Situado en adelante Situado en
posterior Situado bajo piso13.-SEGN LA DISTRIBUCIN Distribucin
superior Distribucin inferior14.-SEGN EL LLENADO DE AIRE Atmosfrico
Sobre alimentacinFUNCIONAMIENTO DE MOTORES DE CUATRO Y DOS
TIEMPOSCiclo de cuatro tiempos.-El motor a gasolina trasforma
energa mecnica, la energa calorfica contenida en el carburante,
utilizando directamente en el cilindro, el calor desarrollado por
la combustin de la mezcla explosiva, que eleva latemperatura, por
consiguiente, la presin de los gases producidos.Estos gases
calientes se expansionan rpidamente, empujando el mbolo que
transmite su movimiento rotacional. Los motores de vehculo pueden
funcionar mediante un ciclo de cuatro o de dos tiempos. Veamos a
continuacin los tiempos: 1.Admisin 2.Compresin 3.Combustin o
trabajo 4.Escape1.-Admisin o aspiracin.-El aire ingresa justamente
con gasolina en 14,7 Kg. /Kg. de aire hacia la cmara de combustin y
cilindro, en donde la vlvula de admisin es abierta hasta que llene
el cilindro, el mbolo desciende de PMS a PMI. En este tiempo el
cigeal a girado vuelta = 180, y el eje de levas de vuelta = 90, la
vlvula de admisin se abre 5 a 25 APMS. (Fig. 1).
Fig. 12.-Compresin.-El mbolo asciende de PMI a PMS, las dos
vlvulas estn cerradas tanto de admisin y escape), comprimiendo la
mezcla carburante, en este tiempo el cigeal a girado 1 vuelta = 350
y eje de levas vuelta = 180. (Fig. 2).
Fig. 23.-Combustin o trabajo.-en este tiempo salta la chispa de
la buja y realiza la combustin (las vlvulas estn cerradas tanto de
admisin y escape), desciende el mbolo del PMS hacia PMI. En este
tiempo el cigeal a girado 1 vuelta y eje de levas de vuelta 0 270.
(Fig. 3).
Fig. 34.-Escape.-El mbolo asciende de PMI a PMS, barriendo todo
los gases quemados y la vlvula de escape est abierta hasta este
instante el cigeal a girado 2 vueltas = 720 y eje de levas 1 vuelta
= 360, vlvula reescape se abre de 35 a 60 APMI. (Fig. 4).En el
ciclo el mbolo realiza 4 carreras y ladepresinde mltiple de admisin
es 0,1 a 0,2 bares.
Fig. 4Ciclo de dos tiempos.-El ciclo de dos tiempos slo difiere
del motor de cuatro tiempos en que losprocesosde aspiracin y
escape, en vez de exigir cada uno, una carrera de mbolo, se
realizan en la de compresin. Por lo tanto, hasta una sola vuelta de
cigeal = 360 y dos carreras de mbolo para que se realice el ciclo
completo. En un motor de dos tiempos se verifica, pues, una
combustin por cada vuelta de cigeal; los tiempos son:1.-Admisin en
el charter-Compresin en cilindro2.-compresin-expansin y
barrido1.-Admisin en el carter-compresin en cilindro.-En este
tiempo el aire ingresa por la lumbrera de admisin hacia el carter y
mbolo comprime la mezcla en el cilindro, el cigeal ha girado vuelta
y el mbolo una carrera.2.-Combustin-expansin y barrido.-.-En este
tiempo se realiza la combustin-expansin y el barrido se realiza por
la lumbrera de escape, el cigeal ha girado una vuelta completa y el
mbolo realiza 2 carreras.CICLOS GENRICOS DE UN MOTOR DE CUATRO
TIEMPOS
Fig. 5: combustin a V=Cte.Una caracterstica de os motores de
combustin interna es que en cada ciclo se aspira aire fresco, luego
se adiciona el combustible y se quema en el interior del motor.
Luego los gases quemados son expulsados del sistema y se debe
aspirar nueva mezcla o aire. Por lo tanto se trata de ciclo
abierto. En laFig. 5vemos un ciclo genrico de un motor de combustin
interna. Este consta de las siguientes partes generales: Existe una
presin mnima en el sistema equivalente aPa.Desde1hasta2se realiza
una compresin, enteoraadiabtica sin roce. Entre2y3se realiza la
combustin, con un aporte de calorQabs.Entre3y4se realiza la
expansin de los gases calientes. Normalmente es en esta etapa donde
se entrega la mayor parte del trabajo. Esta expansin es tambin, en
teora, adiabtica y sin roce. En4se botan los gases quemados a
laatmsfera. El ciclo es realmente abierto, pero (para efectos
deanlisis) se supone que se cierra entre4y1, volvindose
alestadoinicial. Se introduce, por lo tanto, el concepto de ciclo
de aire equivalente.Las propiedades del aire se suponen constantes
para todo el ciclo (no varan niCpniCv, aunque en el caso real si lo
hacen por variacin de temperatura y porque en parte del ciclo se
trabaja con gases quemados).En el caso de que la compresin mxima
est fija (caso motor Otto en que se comprime aire combustible),
conviene que la combustin se realice avolumenconstante. En este
caso no se debe exceder una razn de compresin mxima, pues si se
hace la mezcla.
Ejemplos:1.-En un ciclo Otto al inicio de compresin es 50 Kg.
/cm2 y 15 C. la relacin de compresin es de 8:1 . Calcule. A) La
temperatura del ciclo, b) Laeficienciatrmica del ciclo
Otto.Respuestas: a) 661,65 K b) 56,47 %2.-La compresin de un motor
de tipo Otto es 12, si el cilindro contiene una presin de 1,8 Kg.
/cm2 abs. Y la temperatura es de 12 C abs. Calcule a) Presin b)
Temperatura c) trabajo realizado terico y prctico considerando el
volumen inicial de 500 cm3.Respuestas:a) 58 Kg. /cm2 b) 32 C c) 38
Kg.m d) 63 % y 56 %3.-En un ciclo Otto ideal la presin y
temperatura al inicio de la compresin son 14 psi y 80 F
respectivamente, si la relacin de compresin es 10 y la temperatura
mxima del ciclo es 3100 F. Calcule a) Presin b) Temperatura en cada
punto del ciclo c)El trabajod) Ciclo terico y prctico e)
Rendimiento.CAPITULO IVSistema de lubricacinFinalidad.-Reducir a un
mnimo la friccin, calor generado, manteniendo la temperatura de las
partes mviles dentro de loslmitespermisible. Refrigerar, reducir
ruidos, lacorrosiny mejorar la estanqueidad.Propiedades del
lubricante.-Se tienen dos propiedades fundamentales tales:1.-
Cohesin2.- Adhesin1.-Cohesin.-Es la fuerza que mantiene unida una
sustancia. Ejemplo alquitrn tiene mayor fuerza de cohesin que el de
aceite y ste ms que la gasolina.2.-Adhesin.-Es lapropiedadde una
sustancia para unirse a otra material. Ejemplo el aceite se adhiere
fuertemente alacero, pero alaguano.Estas dos propiedades desempean
un papel muy importante en la formacin una pelculafluida.Principio
de accin del lubricante.Ejemplo.
1.-Un mun en descanso2.-Un mun en movimiento3.-Un mun en pleno
movimientoACEITE.-Es fabricado a partir de
unprocesodedestilacindelpetrleo, pero tambin se obtiene del gas
natural, lamaderay el carbn. De este proceso se obtiene el aceite
base que representa el 80 % o ms de composicin final. Sucalidades
directamente dependiente de la calidad de lamateria prima, es decir
del tipo depetrleocrudo, de la madera, del carbn o del gas
natural.El resultado de este proceso es un aceite de base mineral
conteniendo varioshidrocarburosdeestructurasqumicas distintas:
Parafinitas, aromticas o de base naftnica. De las destilaciones
actuales se consiguen bases con buenaviscosidad, pero los
fabricantes buscan disponer de mejores bases en las que se puede
controlar todas sus propiedades. A partir de esta inquietud nacen
los aceites semisintticos o los sintticos constituidos a partir de
molculas de hidrocarburos sintticos. En ambos casos, mineral o
sinttico, el resto de la composicin del aceite lo integran aditivos
que mejoran el rendimiento de un motor.Origen del aceite:1.-Origen
mineral2.-Origen sinttico1.-Origen mineral.-Es fabricado con una
base mineral, es un derivado de petrleo. Elcambiode aceite en los
motores es de 3000 a 5000 Km. De recorrido, esto depender de la
zona de trabajo.2.-Origen sinttico.-Es un aceite de base sinttico,
es de larga duracin, puede rendir ms de 10 mil Km. Es el mejor
aceite para el motor.Aditivos del aceite.-Los aditivos mejoran
cualidades del aceite bsico, como son: Antioxidantes Antiespumantes
Inhibidores de corrosin Inhibidores de herrumbres Detergentes
Dispersantes Antidesgaste Optimizadotes de viscosidadViscosidad.-Es
una de la propiedad mscrticadel aceite. Se refiere al espesor del
aceite o a su resistencia al movimiento uniforme de su masa; la
viscosidad est en relacin a la capacidad del aceite para lubricar y
proteger las superficies que tienen contacto entre s.Cualesquiera
que sea la temperaturaambientey del motor, el aceite debe tener la
suficiente fluidez como para asegurar una fabricacin adecuada a
todas las piezas mviles. Cuando ms viscoso o espeso es un aceite,
ms gruesa ser la pelcula de aceite que forme. Cuanta ms sea la
pelcula de aceite mejor permanecer en la superficie que est
lubricando.Sin embargo, si el aceite es demasiado espeso a
temperatura bajas habr demasiada resistencia al movimiento uniforme
de su masa y por tanto no podr fluir lo suficientemente rpido como
para alcanzar las piezas que requieren lubricar.Por eso es vital
que el aceite tenga la viscosidad apropiada, tanto en la ms alta,
como en ms baja temperatura en la que se espera que vaya a operar
el motor.Cuadro de viscosidad.C30 a 50 C
-305W40, 5W30
-1510W40
-1015W40, 15W50
-0520W30
CLASIFICACIN DE ACEITER.-Los aceites se clasifican en tres
aspectos fundamentales:1.-Por la viscosidad de aceite (GRADO
SAE)2.-Por suempleo(CALIDAD API)3.-Por sudescripcinbsica del aceite
(ASTM)A. P. A. (Anlisis de prueba de aceite).-Mediante el cual se
puede determinar el desgaste del motor ycontaminacindel aceite.
Esto se realiza en unlaboratoriode anlisis de aceite, para ello se
toma unamuestrade aceite en una probeta graduada para dicho
anlisis. Los resultados estn en % de los elementos qumicos
contaminantes en el aceite del motor. Elementos que constituyen en
este tipo depruebasson los siguientes:Aluminio(Al),hierro(Fe),
cromo (Cr), nquel (Ni),cobre(Cu), silito (Si).T. B. N. (Nmero de
base total).-Es un aditivo especial que sirve para neutralizar
loscidos, producto de la combustin y as evitar un desgaste
corrosivo. Esto se utiliza en los motores diesel. El cido puede
formarse por la presencia de azufre en el combustible (ejemplo
H2SO4) ymedio ambientepor la presencia de nitrgeno (ejemplo H2NO3)
y otros cidos pueden formarse en un motor diesel.Mezcla de bases +
Aditivos = Lubricante
Componentes principales del sistema de lubricacin (Fig. 6 y 7).
Carter Bomba de aceite Conductos o caeras de lubricacin Filtro de
aceite Radiador de aceite Vlvula de descarga Vlvula reguladora de
la presin de aceite Conmutador de presin de aceite Manmetro de
indicador de presin de aceite Vlvula de cortocircuito Vlvula
antiretorno de aceite.
Fig. 6Circuito de refrigeracin
Leer
ms:http://www.monografias.com/trabajos95/motor-tipo-otto/motor-tipo-otto.shtml#ixzz3YGZb5c00