MOTORES DE COMBUSTION INTERNAUn motor de gasolina constituye una mquina termodinmica formada por un conjunto de piezas o mecanismos fijos y mviles, cuya funcin principal es transformar la energa qumica que proporciona la combustin producida por una mezcla de aire y combustible en energa mecnica o movimiento. Cuando ocurre esa transformacin de energa qumica en mecnica se puede realizar un trabajo til como, por ejemplo, mover un vehculo automotor como un automvil, o cualquier otro mecanismo, como pudiera ser un generador de corriente elctrica.De igual forma, con la energa mecnica que proporciona un motor trmico se puede mover cualquier otro mecanismo apropiado que se acople al mismo como puede ser un generador de corriente elctrica, una bomba de agua, la cuchilla de una cortadora de csped, etc.En lneas generales los motores trmicos de combustin interna pueden ser de dos tipos, de acuerdo con el combustible que empleen para poder funcionar:

De explosin o gasolina De combustin interna diesel

Mientras que los motores de explosin utilizan gasolina (o gas, o tambin alcohol) como combustible, los de combustin interna diesel emplean slo gasoil (gasleo).Si en algn momento comparamos las partes o mecanismos fundamentales que conforman estructuralmente un motor de gasolina y un motor diesel, veremos que en muchos aspectos son similares, mientras que en otros difieren por completo, aunque en ambos casos su principio de funcionamiento es parecido.

DIESELOTTO

ENCENDIDOCompresinPor chispa (buja)

ADMISINAireMezcla carburada

COMBUSTIBLEGasolina o Gas naturalGas-oil

RELACIN PESO TAMAOMayor tamaoMenor tamao

Tanto los motores de gasolina como los diesel se pueden emplear para realizar iguales funciones; sin embargo, cuando se requiere desarrollar grandes potencias, como la necesaria para mover un barco o un generador de corriente elctrica de gran capacidad de generacin, se emplean solamente motores de combustin interna diesel. Los motores de combustin interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los ms comnmente utilizados en los coches o automviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.

CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce tambin como motor de ciclo Otto, denominacin que proviene del nombre de su inventor, el alemn Nikolaus August Otto (1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar grficamente, tal como aparece en la ilustracin de la derecha.

CICLO DIESEL.El motor disel es un motor trmico de combustin interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresin del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1892, de all que a veces se denomine motor Disel. Fue diseado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en Pars como el primer motor para "biocombustible": aceite de Palma 100% puro, coco, etctera. Disel tambin reivindic en su patente el uso de polvo de carbn como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo que es.Un motor disel funciona mediante la ignicin de la mezcla aire-gas sin chispa. La temperatura que inicia la combustin procede de la elevacin de la presin que se produce en el segundo tiempo motor, compresin. El combustible se inyecta en la parte superior de la cmara de compresin a gran presin, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presin. Como resultado, la mezcla se quema muy rpidamente. Esta combustin ocasiona que el gas contenido en la cmara se expanda, impulsando el pistn hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigeal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistn en un movimiento de rotacin.Para que se produzca la autoinflamacin es necesario emplear combustibles ms pesados que los empleados en el motor de gasolina, emplendose la fraccin de destilacin del petrleo comprendida entre los 220 y 350C, que recibe la denominacin de gasleo.

IDEAL

Motores de cuatro tiempos

El ciclo de trabajo para un motor de cuatro es como sigue:Carrera de admisinMotor de gasolinaDurante la carrera de descenso del pistn, se abre una vlvula conocida como vlvula de admisin (la de la izquierda) y entra al cilindro (segn indican las flechas) la mezcla de aire y gasolina atomizada (previamente elaborada en el carburador o por la inyeccin), debido al vaco resultante. La otra vlvula o vlvula de escape (la de la derecha) permanece cerrada.Cuando el pistn llega a su punto mas bajo, conocido como punto muerto inferior todo el cilindro est lleno de la mezcla combustible y el pistn comenzar a subir.Motor DieselPara el caso del motor Diesel solo entra al cilindro aire sin combustible.

Carrera de compresinMotor de gasolinaEn el momento en que el pistn sube, se cierra la vlvula de admisin y la de escape permanece cerrada, por lo que se produce la compresin de la mezcla de aire y combustible. Esta parte del ciclo se conoce como carrera de compresin, durante ella y debido al aumento de presin, el aire se calienta, la gasolina se evapora y mezcla ntimamente con el aire, quedando preparada para el encendido, que se produce cuando el pistn alcanza una posicin muy prxima al punto ms alto conocido como punto muerto superior.Este encendido se produce debido al salto de una chispa elctrica en la buja (en el centro), muy bien sincronizada en el momento preciso.La inflamacin de la mezcla produce un aumento brusco de la presin que empuja el pistn hacia abajo para producir la fuerza de trabajo del motor.Motor DieselSi nos referimos al motor Diesel solo se comprime el aire que tambin se calienta, luego cerca del punto muerto superior, se inyecta el combustible a muy alta presin dentro del cilindro fnamente atomizado, con un dispositivo conocido como inyector; la temperatura del aire enciende el combustible espontneamente (sin buja) y se produce el aumento de presin.

Carrera de trabajoLa gran presin de los gases, al quemarse el combustible hace descender el pistn con gran fuerza y es en este momento que el motor puede producir trabajo til capaz de mover una carga, en este caso el automvil.Cerca del punto muerto inferior los gases se han enfriado un poco y perdido parte de la presin por lo que ya no son tiles para realizar el trabajo, en ese momento se abre la vlvula de escape y comienza la ltima parte del ciclo.Esta parte del ciclo es idntica para los motores de gasolina y Diesel.

Carrera de escapeEl movimiento ascendente del pistn limpia el cilindro de los gases quemados que salen a travs de la vlvula de escape (segn las flechas) mientras la vlvula de admisin permanece cerrada.Cuando llega al punto muerto superior y el cilindro est limpio, empieza un nuevo descenso y se comienza un nuevo ciclo de admisin para perpetuar el movimiento del motor.Esta parte del ciclo es idntica para los motores de gasolina y Diesel.

En resumen, pera completar un ciclo de trabajo, el cigeal a dado dos vueltas y se han completado cuatro carreras que son de admisin, de compresin, de trabajo y de escape, por tal motivo, este tipo de motor es conocido como de cuatro tiempos.

En el caso de los motores con mas de un pistn, todos estn acoplados a un mismo cigeal con diferente posicin y funcionan muy bien sincronizados.

Para garantizar el funcionamiento en general del motor se necesitan sistemas en l, que completan todas sus necesidades, estos son:1.- Sistema de alimentacin de combustible y escape2.- Sistema de lubricacin3.- Sistema de enfriamiento4.- Sistema de encendido 5.- Sistema de arranque y generacin de electricidad.

Sistema de alimentacinSe conoce como sistema de alimentacin al conjunto de elementos del motor que participan en la preparacin de la mezcla de aire-combustible y su introduccin en el cilindro de trabajo, este sistema est compuesto por cinco partes bsicas:1.- Mecanismo de apertura y cierre de las vlvulas2.- Dispositivo de preparacin de la mezcla aire-combustible. Gasolina Diesel 3.- Sistema de conductos y limpieza del aire de alimentacin.4.- Depsito, trasiego, limpieza y lneas de combustible.

Mecanismo de apertura y cierre de vlvulasEste mecanismo es de tipo mecnico y consta de un engranaje acoplado al cigeal del motor a travs de un engrane, una cadena, o una correa dentada, que garantiza el adecuado sincronismo entre el movimiento del pistn y la apertura y cierre de la vlvula de admisin. Este engrane est a su vez acoplado en un extremo a un rbol (eje) con levas llamado rbol de levas, en el rbol de levas existe una leva por cada vlvula de admisin, esta leva acciona un empujador o pulsador en cuyo extremo se apoya la vlvula, de manera que cuando gira, empuja la vlvula y la abre, un resorte recuperador se ocupa de cerrar la vlvula "siguiendo" el perfil de la leva. Vale aclarar que para el motor de cuatro tiempos, el rbol de levas gira la mitad de las vueltas que el cigeal debido a que el ciclo de trabajo se completa por cada dos vueltas de este. El esquema 1 que sigue, ilustra la accin leva-vlvula y el 2 es una vista general del mecanismo completo.Esquema 1

Para mas claridad el vstago de la vlvula ha sido cortado, observe que el rbol de levas al girar har que la leva empuje el pulsador y este a su vez mover hacia arriba la vlvula venciendo la fuerza del resorte recuperador. El regulador (generalmente un tornillo roscado en el pulsador) es necesario para compensar el desgaste de las piezas en contacto por el uso y para regular una pequea holgura que debe existir entre el pulsador y la vlvula, debido al cambio de longitud del vstago entre fro y caliente.Esquema 2

En este caso el rbol de levas est acoplado al cigeal por medio de un engranaje y las vlvulas son accionadas a travs de unas varillas o empujadores que mueven unos balancines, que son a su vez los que accionan las vlvulas. El mecanismo de regulacin puede verse entre el empujador y el balancn.Resulta importante aclarar que es muy necesario para un buen funcionamiento del motor acoplar el engranaje de mando del rbol de levas adecuadamente con el del cigeal para lograr el exacto tiempo de apertura y cierre de las vlvulas de acuerdo a la posicin del pistn. Los fabricantes de autos siempre proporcionan el modo de hacer este acople, lo mas comn es el uso de marcas en las caras de los engranes.Mecanismo pistn-biela-cigealEl nombre se debe a que en este mecanismo, se usan estos tres elementos para convertir la fuerza de empuje de gases a alta presin sobre un pistn, en movimiento rotatorio del un eje, segn el esquema que sigue.

Observe que el movimiento de traslacin del pistn colocado entre dos superficies guias, se transmite a travs de una barra recta conocida como biela a una manivela rotatoria que es el llamado cigeal. La flecha representa el empuje de los gases sobre el pistn, que actan solo en la carrera de descenso, luego la inercia de un volante acoplado al cigeal hace subir de nuevo el pistn para una nueva actuacin del empuje, convirtiendo el movimiento oscilante del pistn en rotacin permanente del cigeal.Aunque no es igual, se asemeja al movimiento que se hace cuando se pedalea en una bicicleta, en el cual el empuje de las piernas se convierte en movimiento rotatorio del eje de los pedales y luego de la rueda a travs de la cadena. . rbol de levas.- Eje parecido al cigeal, pero de un dimetro mucho menor, compuesto por tantas levas como vlvulas de admisin y escape tenga el motor. Encima de cada leva se apoya una varilla empujadora metlica, cuyo movimiento alternativo se transmite a los balancines que abren y cierran las vlvulas de admisin o las de escape.

Culata de un motor de explosin o gasolina, del tipo DOHV (Dual Over. Head Valves Culata de vlvulas dobles), donde se puede apreciar el. funcionamiento de las vlvulas de admisin y de escape. Esas vlvulas. son accionadas directamente por dos rboles de levas (vistos de frente), que actan directamente encima de stas, para abrirlas y cerrarlas, sin. necesidad de utilizar, ni varilla empujadora, ni balancn.

El rbol de levas se encuentra sincronizado de forma tal que efecta medio giro por cada giro completo del cigeal. Los motores OHV (Over Head Valves Vlvulas en la culata) tienen un solo rbol de levas, mientras que los DOHV (Dual Over Head Valves Vlvulas dobles en la culata) tienen dos rboles de levas perfectamente sincronizados por medio de dos engranes accionados por el cigeal. En los motores DOHV los rboles de levas estn colocados encima de la culata y actan directamente sobre las vlvulas sin necesidad de incluir ningn otro mecanismo intermediario como las varillas de empuje y los balancines que requieren los motores OHV.

Aros del pistn.- Los aros son unos segmentos de acero que se alojan en unas ranuras que posee el pistn. Los hay de dos tipos: de compresin o fuego y rascador de aceite.

Lasfunciones de los aros son las siguientes:

De compresin o fuego:

Sella la cmara de combustin para que durante el tiempo de compresin la mezcla aire-combustible no pase al interior del crter; tampoco permite que los gases de escape pasen al crter una vez efectuada la explosin. Ayuda a traspasar a los cilindros parte del calor que libera el pistn durante todo el tiempo que se mantiene funcionando el motor. Ofrece cierta amortiguacin entre el pistn y el cilindro cuando el motor se encuentra en marcha. Bombea el aceite para lubricar el cilindro.

Rascador de aceite:

Permite que cierta cantidad de lubricante pase hacia la parte superior del cilindro y barre el sobrante o el que se adhiere por salpicadura en la parte inferior del propio cilindro, devolvindolo al crter por gravedad.

Normalmente cada pistn posee tres ranuras para alojar los aros. Las dos primeras la ocupan los dos aros de compresin o fuego, mientras que la ltima la ocupa un aro rascador de aceite.

Los aros de compresin son lisos, mientras que el aro rascador de aceite posee pequeas aberturas a todo su alrededor para facilitar la distribucin pareja del lubricante en la superficie del cilindro o camisa por donde se desplaza el pistn.

Pistn.- El pistn constituye una especie de cubo invertido, de aluminio fundido en la mayora de los casos, vaciado interiormente. En su parte externa posee tres ranuras donde se insertan los aros de compresin y el aro rascador de aceite. Mas abajo de la zona donde se colocan los aros existen dos agujeros enfrentados uno contra el otro, que sirven para atravesar y fijar el buln que articula el pistn con la biela.

Estructura del pistn:1.- Cabeza. 2.- Aros de compresin o de fuego.3.- Aro rascador de aceite. 4.- Buln. 5.- Biela. 6.- Cojinetes.

Biela.- Es una pieza metlica de forma alargada que une el pistn con el cigeal para convertir el movimiento lineal y alternativo del primero en movimiento giratorio en el segundo. La biela tiene en cada uno de sus extremos un punto de rotacin: uno para soportar el buln que la une con el pistn y otro para los cojinetes que la articula con el cigeal. Las bielas puedes tener un conducto interno que sirve para hacer llegar a presin el aceite lubricante al pistn.

Buln.- Es una pieza de acero que articula la biela con el pistn. Es la pieza que ms esfuerzo tiene que soportar dentro del motor.

Cigeal.- Constituye un eje con manivelas, con dos o ms puntos que se apoyan en una bancada integrada en la parte superior del crter y que queda cubierto despus por el propio bloque del motor, lo que le permite poder girar con suavidad. La manivela o las manivelas (cuando existe ms de un cilindro) que posee el cigeal, giran de forma excntrica con respecto al eje. En cada una de las manivelas se fijan los cojinetes de las bielas que le transmiten al cigeal la fuerza que desarrollan los pistones durante el tiempo de explosin. A.- Cigeal. B.- rbol de levas.

Ilustracin esquemtica en la que se puede apreciar la forma en que los pistones transforman el movimiento rectilneo alternativo que producen las explosiones en la cmara de combustin, en movimiento giratorio en el cigeal.

Volante.- En un motor de gasolina de cuatro tiempos, el cigeal gira solamente media vuelta por cada explosin que se produce en la cmara de combustin de cada pistn; es decir, que por cada explosin que se produce en un cilindro, el cigeal debe completar por su propio impulso una vuelta y media ms, correspondientes a los tres tiempos restantes. Por tanto, mientras en uno de los tiempos de explosin el pistn entrega energa til, en los tres tiempos restantes se consume energa para que el cigeal se pueda mantener girando por inercia.

Esa situacin obliga a que parte de la energa que se produce en cada tiempo de explosin sea necesario acumularla de alguna forma para mantener girando el cigeal durante los tres tiempos siguientes sin que pierda impulso. De esa funcin se encarga una masa metlica denominada volante de inercia, es decir, una rueda metlica dentada, situada al final del eje del cigeal, que absorbe o acumula parte de la energa cintica que se produce durante el tiempo de explosin y la devuelve despus al cigeal para mantenerlo girando.

Cuando el motor de gasolina est parado, el volante tambin contribuye a que se pueda poner en marcha, pues tiene acoplado un motor elctrico de arranque que al ser accionado obliga a que el volante se mueva y el motor de gasolina arranque. En el caso de los coches y otros vehculos automotores, la rueda del volante est acoplada tambin al sistema de embrague con el fin de transmitir el movimiento del cigeal al mecanismo diferencial que mueve las ruedas del vehculo.Balancn.- En los motores del tipo OHV (Over Head Valves Vlvulas en la culata), el balancn constituye un mecanismo semejante a una palanca que bascula sobre un punto fijo, que en el caso del motor se halla situado normalmente encima de la culata. La funcin del balancn es empujar hacia abajo las vlvulas de admisin y escape para obligarlas a que se abran. El balancn, a su vez, es accionado por una varilla de empuje movida por el rbol de levas. El movimiento alternativo o de vaivn de los balancines est perfectamente sincronizado con los tiempos del motor.

Este mecanismo se usa en:1. Motores motores de combustin interna

2. Mquinas de vaporPreparacin de la mezcla aire-combustiblePara que el motor de gasolina funcione adecuadamente, debe prepararse la mezcla de aire y gasolina de manera adecuada. Esta mezcla comienza a formarse desde el punto donde se unen gasolina y aire, continua por el conducto de admisin, luego durante la carrera de admisin del pistn y termina durante la carrera de compresin, en donde el calentamiento del aire debido al incremento de la presin (los gases se calientan cuando se comprimen) evapora la gasolina y la mezcla ntimamente con el aire. Qumicamente hablando, existe una cantidad exacta de aire (que proporciona el oxgeno) para hacer la combustin de la gasolina sin que sobre ni aire ni combustible, esta cantidad se llama relacin estequeomtrica, y para las gasolinas comerciales, est entre 14 y 15 veces la cantidad de aire en peso, por la cantidad de gasolina, pero en la prctica, en el motor real no puede usarse esa relacin porque parte del combustible saldra por el escape sin quemar, debido al escaso tiempo que tienen para encontrarse y reaccionar los miles de millones de tomos de oxgeno, con los otros tantos de combustible.

Los dispositivos de preparacin de la proporcin aire-gasolina de la mezcla pueden ser de dos tipos:1.- El carburador2.- La inyeccin de gasolina

CarburadorSe denomina as al dispositivo utilizado tradicionalmente para producir la mezcla aire-gasolina de los motores de combustin interna. El nombre deriva de la palabra carburante que es como se denominaba (y aun se usa) para nombrar al combustible proveedor de la energa del motor.Este dispositivo nacido con los comienzos del motor de manera muy simple, fue evolucionando hasta convertirse en verdaderos ingenios neumo-mecnicos que se ajustaban mas adecuadamente a las necesidades del motor, as como a los requerimientos de control de contaminacin elaborados por los gobiernos. Aunque aun son muchos los automviles que funcionan con carburadores, han ido siendo sustituidos por la inyeccin de gasolina y puede decirse que la era del carburador est tocando a su fin en el uso automotriz, aunque quedar todava por mucho tiempo en otros motores como los pequeos motores estacionarios, las motocicletas y similares, donde la complejidad de la inyeccin de gasolina es un gran problema.

Inyeccin de gasolinaAunque el carburador nacido con el motor, se desarroll constantemente hasta llegar a ser un complejo compendio de cientos de piezas, que lo convirtieron en un refinado y muy duradero preparador de la mezcla aire-gasolina para el motor del automvil en todo el rango de trabajo, no pudo soportar finalmente la presin ejercida por las reglas de limitacin de contaminantes emitidas por las entidades gubernamentales de los pases mas desarrollados y fue dando paso a la inyeccin de gasolina, comenzada desde la dcadas 60-70s principalmente en Alemania, pero que no fue tecnolgicamente realizable hasta que no se desarroll lo suficiente la electrnica miniaturizada.La diferencia conceptual fundamental entre los dos tipos de preparacin de la mezcla, es que en el carburador se hace bsicamente de acuerdo a patrones mas o menos fijos, establecidos de fbrica, que con el uso se van alterando hasta sacarlo de los estrechos ndices permitidos de produccin de contaminantes, mientras que la inyeccin de gasolina tiene sensores en todos los elementos que influyen en el proceso de alimentacin y escape del motor y ajusta automticamente la mezcla para mantenerlos siempre dentro de las normas, a menos que se produzca una avera en el sistema.Es notoria la mayor complejidad de la inyeccin de gasolina con respecto al carburador, lo que la encarece, pero no hay hasta ahora, ningn otro sistema que garantice la limpieza de los gases requerida para mantener la atmsfera respirable en las zonas de trnsito urbano intenso actual.Para describir como funciona utilizaremos el diagrama de bloques siguiente

Colocado en el conducto de admisin del motor existe una electrovlvula conocida como inyector, que al recibir una seal elctrica, se abre y deja pasar la gasolina al interior del conducto. La linea de entrada al inyector tiene una presin fija mantenida desde el depsito, por una bomba elctrica asistida por un regulador de presin. El tiempo de duracin de la seal elctrica y con ello la cantidad de gasolina inyectada, as como el momento en que se produce la inyeccin, los determina la unidad procesadora central en consecuencia con la posicin de la mariposa de entrada de aire al motor y las seales emitidas por un grupo de sensores que miden los factores que influyen en la formacin de la mezcla. La clave de la inyeccin de gasolina es la unidad procesadora central (UPC) o unidad central electrnica (UCE), que es un miniordenador cuya seal de salida es un pulso elctrico de determinada duracin en el momento exacto que hace falta (durante la carrera de admisin) al, o los inyectores. La seal principal para hacer la decisin del tiempo de apertura del inyector la recibe de una mariposa colocada en el conducto de admisin en cuyo eje hay montada una resistencia elctrica variable, as la posicin de la mariposa es interpretada por la UPC como mas o menos aire al cilindro y por lo tanto mas o menos necesidad de gasolina, regulada a travs del tiempo de apertura del inyector. El momento exacto de comenzar la apertura del inyector viene de un sensor de posicin montado en el rbol de levas o el distribuidor, que le indica a la UPC cuando estn abiertas las vlvulas de admisin y por lo tanto se est aspirando el aire que arrastrar al interior del cilindro la gasolina inyectada en el conducto de admisin.Este trabajo lo hace la UPC utilizando un tiempo bsico que viene con l por defecto y que hace funcionar el motor en condiciones normales, pero que no son las ptimas para el trabajo del motor en otras condiciones.Para ajustar con exactitud el tiempo de apertura de los inyectores y obtener la mxima eficiencia y la mnima emisin de gases txicos, la UPC tiene en cuenta un grupo de otras entradas que llegan a l, procedentes de varios sensores, que vigilan el comportamiento de los factores que influyen en el proceso de combustin, estas entradas son procesadas electrnicamente y sirven para modificar el tiempo de apertura del inyector a la cantidad exacta.Las UPC estn preparadas para ignorar los sensores cuando hay una avera de algunos de ellos, o estn dando seales fuera del rango normal, y continuar con el programa bsico, para permitir el funcionamiento del motor hasta llegar al taller de reparaciones. Este programa bsico no se pierde aunque la UPC se quede sin alimentacin elctrica al desconectar la batera con el motor apagado como es frecuente or.De acuerdo al refinamiento el sistema de inyeccin puede ser mas o menos complejo y tener mas o menos sensores, pero en general estn compuestos por las partes bsicas siguientes.1. Los inyectores 2. El sistema de gasolina presurizada 3. Mariposa de aceleracin4. Los sensores 5. La unidad procesadora central (UPC)El inyectorEl inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosol la gasolina procedente de la linea de presin dentro del conducto de admisin, es en esencia una refinada electrovlvula capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que reacciona muy rpidamente al pulso elctrico que la acciona.El esquema que sigue ilustra el proceso de inyeccin de combustible.

El dibujo representa un motor de pistones durante la carrera de admisin, observe la vlvula de admisin abierta y el pistn en la carrera de descenso. El aire de admisin se representa por la flecha azul.Colocado en el camino del aire de entrada se encuentra el inyector de combustible, que no es mas que una pequea electrovlvula que cuando recibe la seal elctrica a travs del cable de alimentacin se abre, dejando pasar de forma atomizada como un aerosol, la gasolina a presin, que es arrastrada al interior del cilindro por la corriente de aire.El tiempo de apertura del inyector as como la presin a la que se encuentra la gasolina determinan la cantidad inyectada. Estos dos factores, presin y tiempo de apertura, as como el momento en que se realiza, son los que hay que controlar con precisin para obtener una mezcla ptima.

Aunque parezca simple el trabajo del inyector, en realidad puede considerarse una maravilla de la tecnologa teniendo en cuenta que:1. Cuando un pequeo motor funciona en ralent el volumen de gasolina inyectada equivale al de una cabeza de alfiler y lo hace con mucha precisin. 2. El tiempo que tiene para inyectar la gasolina cuando el motor gira a unas 4000 RPM es de solo 0.00375 segundos es decir algo mas de 3 milsimas de segundo, en ese tiempo debe abrirse y cerrarse con gran exactitud. El esquema que sigue representa una vista del inyector realAs luce un inyector de gasolina real, en l puede verse una bobina elctrica que cuando se energiza levanta la armadura que sube la aguja y deja abierto el paso del combustible a la tobera por donde sale pulverizado, una vez que cesa la seal elctrica, la propia presin del combustible empuja la armadura que funciona como un pistn y aprieta la aguja contra el asiento cerrando la salida completamente.

Sistema de inyeccin DieselAl final de la carrera de compresin el aire que ha entrado al cilindro durante la carrera de admisin previa, ha sido confinado a un pequeo volumen llamado cmara de combustin y sometido a una fuerte compresin y est muy caliente. Si en ese momento se inyecta al interior del cilindro la cantidad adecuada de combustible Diesel pulverizado, este se inflamar y producir el debido incremento de presin que acta sobre el pistn para producir la carrera de fuerza del motor. El mecanismo que se ocupa de dosificar, pulverizar e introducir al cilindro en el instante y por el tiempo adecuados el combustible al cilindro se llama sistema de inyeccin.El proceso de inyectar combustible en el motor Diesel puede resumirse en pocas palabras como se ha hecho, y aparentemente parece ser simple, pero en realidad est rodeado de un gran nmero de particularidades que hacen de l, una de las mayores conquistas tecnolgicas realizadas por el hombre en la mecnica de precisin del siglo XX. Baste decir que este sistema tiene que poder inyectar con gran exactitud y a grandes presiones (entre 120 y 400 kg/cm), volmenes de lquido que pueden ser comparables con el de la cabeza de un alfiler, con un comienzo y tiempo de duracin muy exactos, a frecuencias que pueden llegar a mas de 2000 ciclos por segundo, y por un perodo de millones de ciclos sin fallo. Smele a eso que la inyeccin se produce en una cmara donde hay combustin simultnea a la inyeccin, en un ambiente caliente y agresivo y me dir si no es un verdadero milagro tecnolgico haberlo conseguido y perfeccionado.Para preparar el terreno y que usted pueda conocer las particularidades bsicas relacionadas que hacen complejo el funcionamiento del sistema de inyeccin, hagamos un anlisis de los factores involucrados en el proceso.

Esquema del sistemaDurante el desarrollo del motor Diesel, los fabricantes han elaborado diferentes sistemas mecnicos que cumplen con los requisitos de trabajo, uno de los mas utilizados y del que nos ocuparemos aqu es el sistema Bosch.En la figura se representa de manera esquemtica un sistema Bosh de inyeccin. En l, una bomba capaz de dosificar y elevar la presin a los valores necesarios para la inyeccin y en el momento preciso del combustible, gira arrastrada por el motor a travs de un acoplamiento, esta bomba es la bomba de inyeccin. Unos conductos de alta presin llevan el combustible hasta los inyectores, que son los encargados de producir el aerosol dentro del cilindro.Una pequea bomba adosada a la bomba de inyeccin y accionada por esta, trasiega el combustible desde el depsito y la alimenta hacindolo pasar

por un juego de filtros. La capacidad de bombeo de esta bomba de trasiego es muy superior a las necesidades del motor, lo que sirve para incluir un regulador de presin que adecua y estabiliza la presin de alimentacin a la bomba de inyeccin, desviando por el retorno el combustible en exceso. Este combustible en exceso sirve adems para refrigerar la bomba de inyeccin.Un mecanismo especial encargado de regular el avance a la inyeccin se interpone entre el acoplamiento al motor y la bomba de inyeccin. Al final de la bomba y acoplado a ella, se encuentra el regulador de velocidad, este regulador incluye una palanca de accionamiento que se acopla al mecanismo del pedal del acelerador, desde donde el conductor puede aumentar y disminuir la potencia o velocidad de giro del motor.Conductos de admisin y limpieza del aire.Estas partes del motor pertenecen al sistema de alimentacin y pueden separarse en dos:1. Conductos de admisin 2. Filtro de aire Conductos de admisinEl conducto de admisin puede ser desde un simple tramo de tubo que tiene en un extremo el filtro de aire y en el otro el acople al motor cerca de las vlvulas de admisin para un pequeo motor Diesel, hasta un complejo y bien diseado sistema de tuberas que puede dividirse en dos partes: Un haz de tubos que se distribuyen en un extremo a los cilindros del motor poli-cilndrico y que coinciden en el otro en una cavidad comn donde se apoya el carburador o la mariposa del sistema de inyeccin de gasolina conocido como mltiple de admisin. Un conducto mas o menos tortuoso que trae el aire del exterior al filtro y luego lo acopla a la entrada del carburador o a la mariposa del sistema de inyeccin. Para el caso del motor Diesel, en la mayor parte de los casos no existe mariposa alguna en el sistema de alimentacin de aire, por lo que lo comn es, que este conducto de admisin comunique el aire exterior con el fitro y luego al mltiple de admisin.La longitud, forma y dimetro de estos tubos son el resultado de un meticuloso trabajo de experimentacin que tiene como objetivo obtener el mejor llenado del cilindro y su modificacin nunca se recomienda. Aunque parezca simple, no lo es tanto, estos conductos corresponden a un sistema inter-dependiente y no a la unin de simples piezas, todos ellos hacen un trabajo conjunto que en muchos casos y en determinadas condiciones de funcionamiento, logran llenar el cilindro a presiones mayores que la atmosfrica, especialmente en los llamados mltiples de resonancia, donde las ondas de presin generados por el cierre de unas vlvulas de admisin llegan a otras, creando una sobre presin que favorece en mucho el llenado del cilindro. Estos mltiples de resonancia producen una suerte se sobrealimentacin del motor.La imagen que sigue representa un simple sistema de admisin y limpieza de aire.

Este es un sistema sin gran complejidad, en l, el aire del exterior entra directamente al filtro acoplado en un extremo del carburador, debajo de este ltimo est el mltiple de admisin que se acopla a un costado del motor, justo en la entrada del conducto que conduce a la vlvula de admisin.Las flechas desde el exterior representan el flujo de aire.Es comn que desde el filtro hasta el exterior exista otro conducto que puede perseguir dos objetivos1.- Obtener el aire mas fro lejos del calentamiento redundante del motor2.- Darle altura a la entrada, ya quemientras mas cerca del suelo el aire tiene mas polvo.Las imgenes que sigue, corresponden a diferentes mltiples de admisin, puede observarse que van desde simples conductos hasta complejos sistemas de tubos.

Filtro de aireEl filtro de aire tiene una importancia vital para la duracin del motor, ya que evitan la entrada de partculas slidas flotantes en el aire que lo desgastaran por abrasin, especialmente en ambientes polvorientos.Este filtro antiguamente estaba constituido por un recipiente lleno con un entramado de fibras humedecidas con aceite, por el cual pasaba el aire de admisin. El aceite retena el polvo por adherenciay se denominaban filtros hmedos, su eficacia no era muy buena especialmente cuando se acumulaba en l mucha suciedad ya que dejaban de filtrar, pero tenan la ventaja de que eran "lavables" por lo que podan reusarse muchas veces.Desde hace unas cuatro dcadas, fueron sustituidos por los filtros de papel, en estos el material filtrante es un papel cuya porosidad ha sido elaborada cuidadosamente para que ofrezca poca resistencia al paso del aire, pero que retenga las partculas mas pequeas contenidas en el aire. estoa filtros se le llama filtros secos. Para aumentar la superficie de filtrado y tener mayor capacidad de trabajo sin obstruirse con la menor resistencia, el filtro se construye con un largo papel arrollado en forma de acorden.Son muy eficientes en cuanto a la limpieza del aire, pero tienen las desventajas que cuando se retiene mucha suciedad se obstruyen dificultando el trabajo del motor, y que son necesariamente desechables, porque si se intenta lavarlos se agrandan los poros y su eficacia se reduce dramticamente.Las imgenes que siguen representan dos tipos comunes de filtros secos.

Sistema de trasiego de combustibleEl sistema de trasiego de combustible est constituido por los elementos necesarios para bombear el combustible desde el depsito hasta el motor. Su composicin estar en dependencia del tipo de motor y de la forma en que se realiza la mezcla de aire y combustible en l, generalmente est compuesto por una bomba, un sistema de filtrado y los conductos de transporte, en algunos casos hay conductos de retorno.Las cada vez mas exigentes normas de seguridad en cuanto a la emisin de vapores al exterior en el uso de los combustibles de los motores, especialmente los de gasolina, ha hecho que los automviles vengan dotados de todo un sistema de captura y posterior quemado en el motor de los vapores del tanque de combustible. Estos sistemas sern tratados en punto aparte.

La bomba de combustible puede ser: Elctrica, colocada dentro, o muy cerca del tanque de combustible (inyeccin de gasolina). De diafragma, accionada por el motor (generalmente para la mezcla por carburador). De pistones (usada en los sistemas Diesel Bosh y otros)El grfico a continuacin es un esquema bsico de los elementos de un sistema moderno de trasiego de combustible en el automvil de inyeccin de gasolina.

Las partes constituyentes del sistema de trasiego de combustible son:1.- El depsito o tanque2.- La bomba de gasolina3.- Las lneas de combustible4.- Las lineas de vapores5.- El filtro

Bomba de gasolina.- Extrae la gasolina del tanque de combustible para enviarla a la cuba del carburador cuando se presiona el acelerador de pie de un vehculo automotor o el acelerador de mano en un motor estacionario. Desde hace muchos aos atrs se utilizan bombas mecnicas de diafragma, pero ltimamente los fabricantes de motores las estn sustituyendo por bombas elctricas, que van instaladas dentro del propio tanque de la gasolina. Mltiple de escape.- Conducto por donde se liberan a la atmsfera los gases de escape producidos por la combustin. Normalmente al mltiple de escape se le conecta un tubo con un silenciador cuya funcin es amortiguar el ruido que producen las explosiones dentro del motor. Dentro del silenciador los gases pasan por un catalizador, con el objetivo de disminuir su nocividad antes que salgan al medio ambiente.

SISTEMA DE LUBRICACION: Filtro de aceite.- Recoge cualquier basura o impureza que pueda contener el aceite lubricante antes de pasar al sistema de lubricacin del motor.

Bomba de aceite.- Enva aceite lubricante a alta presin a los mecanismos del motor como son, por ejemplo, los cojinetes de las bielas que se fijan al cigeal, los aros de los pistones, el rbol de leva y dems componentes mviles auxiliares, asegurando que todos reciban la lubricacin adecuada para que se puedan mover con suavidad.

Crter.- Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que utiliza el motor. Una vez que la bomba de aceite distribuye el lubricante entre los diferentes mecanismos, el sobrante regresa al crter por gravedad, permitiendo as que el ciclo de lubricacin contine, sin interrupcin, durante todo el tiempo que el motor se encuentre funcionando.. Aceite lubricante.- Su funcin principal es la de lubricar todas las partes mviles del motor, con el fin de disminuir el rozamiento y la friccin entre ellas. De esa forma se evita el excesivo desgaste de las piezas, teniendo en cuenta que el cigeal puede llegar a superar las 6 mil revoluciones por minuto.

Como funcin complementaria el aceite lubricante ayuda tambin a refrescar los pistones y los cojinetes, as como mantenerlos limpios. Otra de las funciones del lubricante es ayudar a amortiguar los ruidos que produce el motor cuando est funcionando..

El aceite lubricante en s ni se consume, ni se desgasta, pero con el tiempo se va ensuciando y sus aditivos van perdiendo eficacia hasta tal punto que pasado un tiempo dejan de cumplir su misin de lubricar. Por ese motivo peridicamente el aceite se debe cambiar por otro limpio del mismo grado de viscosidad recomendada por el fabricante del motor. Este cambio se realiza normalmente de acuerdo con el tiempo que estipule el propio fabricante, para que as los aditivos vuelvan a ser efectivos y puedan cumplir su misin de lubricar. Un tercio del contenido de los aceites son aditivos, cuys propiedades especiales proporcionan una lubricacin adecuada.

Toma de aceite.- Punto desde donde la bomba de aceite succiona el aceite lubricante Varilla medidora del nivel de aceite.- Es una varilla metlica que se encuentra introducida normalmente en un tubo que entra en el crter y sirve para medir el nivel del aceite lubricante existente dentro del mismo. Esta varilla tiene una marca superior con la abreviatura MAX para indicar el nivel mximo de aceite y otra marca inferior con la abreviatura MIN para indicar el nivel mnimo. Es recomendable vigilar peridicamente que el nivel del aceite no est nunca por debajo del mnimo, porque la falta de aceite puede llegar a gripar (fundir) el motor.

Orificios de lubricacin

SISTEMA DE ENCENDIDODistribuidor o Delco.- Distribuye entre las bujas de todos los cilindros del motor las cargas de alto voltaje o tensin elctrica provenientes de la bobina de encendido o ignicin. El distribuidor est acoplado sincrnicamente con el cigeal del motor de forma tal que al rotar el contacto elctrico que tiene en su interior, cada buja recibe en el momento justo la carga elctrica de alta tensin necesaria para provocar la chispa que enciende la mezcla aire-combustible dentro de la cmara de combustin de cada pistn.

Bobina de encendido o ignicin.- Dispositivo elctrico perteneciente al sistema de encendido del motor, destinado a producir una carga de alto voltaje o tensin. La bobina de ignicin constituye un transformador elctrico, que eleva por induccin electromagntica la tensin entre los dos enrollados que contiene en su interior. El enrollado primario de baja tensin se conecta a la batera de 12 volt, mientras que el enrollado secundario la transforma en una corriente elctrica de alta tensin de 15 mil 20 mil volt. Esa corriente se enva al distribuidor y ste, a su vez, la enva a cada una de las bujas en el preciso momento que se inicia en cada cilindro el tiempo de explosin del combustible.Motor de arranque.- Constituye un motor elctrico especial, que a pesar de su pequeo tamao comparado con el tamao del motor trmico que debe mover, desarrolla momentneamente una gran potencia para poder ponerlo en marcha.

El motor de arranque posee un mecanismo interno con un engrane denominado bendix, que entra en funcin cuando el conductor acciona el interruptor de encendido del motor con la llave de arranque. Esa accin provoca que una palanca acoplada a un electroimn impulse dicho engrane hacia delante, coincidiendo con un extremo del eje del motor, y se acople momentneamente con la rueda dentada del volante, obligndola tambin a girar. Esta accin provoca que los pistones del motor comiencen a moverse, el carburador (o los inyectores de gasolina), y el sistema elctrico de ignicin se pongan funcionamiento y el motor arranque.

Una vez que el motor arranca y dejar el conductor de accionar la llave en el interruptor de encendido, el motor de arranque deja de recibir corriente y el electroimn recoge de nuevo el pin del bendix, que libera el volante. De no ocurrir as, el motor de arranque se destruira al incrementar el volante las revoluciones por minuto, una vez que el motor de gasolina arranca.

Cables de alta tensin de las bujas.- Son los cables que conducen la carga de alta tensin o voltaje desde el distribuidor hasta cada buja para que la chispa se produzca en el momento adecuado.

Buja.- Electrodo recubierto con un material aislante de cermica. En su extremo superior se conecta uno de los cables de alta tensin o voltaje procedentes del distribuidor, por donde recibe una carga elctrica de entre 15 mil y 20 mil volt aproximadamente. En el otro extremo la buja posee una rosca metlica para ajustarla en la culata y un electrodo que queda situado dentro de la cmara de combustin.

La funcin de la buja es hacer saltar en el electrodo una chispa elctrica dentro de la cmara de combustin del cilindro cuando recibe la carga de alta tensin procedente de la bobina de ignicin y del distribuidor. En el momento justo, la chispa provoca la explosin de la mezcla aire-combustible que pone en movimiento a los pistones. Cada motor requiere una buja por cada cilindro que contenga su bloque.

Otros componentes: Batera.alternador,regulador y cables elctricos.

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Entre los mtodos de enfriamiento ms comnmente utilizados se encuentra el propio aire del medio ambiente o el tiro de aire forzado que se obtiene con la ayuda de un ventilador. Esos mtodos de enfriamiento se emplean solamente en motores que desarrollan poca potencia como las motocicletas y vehculos pequeos. Para motores de mayor tamao el sistema de refrigeracin ms ampliamente empleado y sobre todo el ms eficaz, es el hacer circular agua a presin por el interior del bloque y la culata.

Para extraer a su vez el calor del agua una vez que ha recorrido el interior del motor, se emplea un radiador externo compuesto por tubos y aletas de enfriamiento.. Cuando el agua recorre los tubos del radiador transfiere el calor al medio ambiente ayudado por el aire natural que atraviesa los tubos y el tiro de aire de un ventilador que lo fuerza a pasar a travs de esos tubos.

En los coches o vehculos antiguos, las aspas del ventilador del radiador y la bomba que pona en circulacin el agua se movan juntamente con el cigeal del motor por medio de una correa de goma, pero en la actualidad se emplean ventiladores con motores elctricos, que se ponen en funcionamiento automticamente cuando un termostato que mide los grados de temperatura del agua dentro del sistema de enfriamiento se lo indica. El radiador extrae el calor del agua hasta hacer bajar su temperatura a unos 80 90 grados centgrados, para que el ciclo de enfriamiento del motor pueda continuar.

En los coches modernos el sistema de enfriamiento est constituido por un circuito cerrado, en el que existe un cmara de expansin donde el vapor del agua caliente que sale del motor se enfra y condensa. Esta cmara de expansin sirve tambin de depsito para poder mantener la circulacin del agua fresca por el interior del motor.

Partes principalesBomba,Radiador,ventilador,termostato,mangueras,medidores de temperatura o sensoresPARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR DE GASOLINA

Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosin o de gasolina se compone de tres secciones principales:

1. Culata 2. Bloque 3. Crter

Partes principales en las. que se divide un motor< de. gasolina.

LA CULATALa culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunos motores), que va colocada encima del bloque del motor. Su funcin es sellar la parte superior de los cilindros para evitar prdidas de compresin y salida inapropiada de los gases de escape.

En la culata se encuentran situadas las vlvulas de admisin y de escape, as como las bujas. Posee, adems, dos conductos internos: uno conectado al mltiple de admisin (para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cmara de combustin del cilindro) y otro conectado al mltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la combustin sean expulsados al medio ambiente). Posee, adems, otros conductos que permiten la circulacin de agua para su refresco..

La culata est firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos. Para garantizar un sellaje hermtico con el bloque, se coloca entre ambas piezas metlicas una junta de culata, constituida por una lmina de material de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan durante el funcionamiento del motor.

EL BLOQUEEn el bloque estn ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos ltimos se consideran el corazn del motor.La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, as como la forma de su disposicin en el bloque. Existen motores de uno o de varios cilindros, aunque la mayora de los coches o automviles utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, incluyendo algunos coches pequeos que emplean slo tres.

El bloque del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensin, de acuerdo con la potencia que desarrolle.Las disposiciones ms frecuentes que podemos encontrar de los cilindros en los bloques de los motores de gasolina son las siguientes:

En lnea En V Planos con los cilindros opuestos

Diferente disposicin de los cilindros en el bloque de los motores de gasolina: 1.- En lnea. 2.- En "V". 3.- Plano de cilindros opuestos.

Los bloques en lnea pueden contener 3, 4, 5 6 cilindros. Los motores con bloques en V tienen los cilindros dispuestos en doble hilera en forma de V. Los ms comunes que se pueden encontrar son: V-6, V-8, V-10 y V-12. Los bloques planos son poco utilizados en los motores de gasolina, aunque se pueden encontrar de 4, 6 y hasta de 12 cilindros en unas pocas marcas de coches.

Existen adems otras disposiciones de los pistones en un bloque, como por ejemplo los radiales o de estrella (ilustracin de la derecha), estructura esta que se emple durante muchos aos en la fabricacin de motores de gasolina para aviones.

EL CRTER Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el cigeal, los pistones, el rbol de levas y otros mecanismos mviles del motor.COMO FUNCIONA EL MOTOR DIESEL

CICLO: Se define ciclo como la sucesin de hechos que se repiten de una forma regular. El ciclo del motor alude a una sucesin de hechos repetitivos. (ciclo de Otto)

MEZCLA: Se llama mezcla a una carga o masa aire-combustible, que se introduce en el cilindro del motor, y que est preparada para la combustin.

CILINDRADA: El recorrido (L) que efecta el embolo entre el PMS y el PMI se denomina carrera, que multiplicada por la superficie (S) del pistn, en funcin de su dimetro denominado calibre, determina el volumen o cilindrada unitaria (Vu), que corresponde al volumen de la mezcla aspirada durante la admisin:Vu = S x L = [( PI x D2) / 4] x L

CARRERA DE UN PISTN

PUNTO MUERTO SUPERIOR: Se define el punto muerto superior (P.M.S.) como la posicin que tiene el pistn con respecto al eje central del cigeal. Se dice que esta en el P.M.S. cuando se encuentra a la mxima distancia del eje de giro del cigeal, esta es la posicin de desplazamiento mximo, en el sentido ascendente, que puede alcanzar el pistn.

PUNTO MUERTO INFERIOR: Se dice que el pistn esta en el punto muerto inferior (P.M.I.) cuando en su desplazamiento, se encuentra a la mnima distancia del eje de giro del cigeal. En este caso, es la posicin de desplazamiento mnimo que puede alcanzar el pistn.

CARRERA: Se define como carrera del pistn a la distancia recorrida entre el PMS y el PMI, o viceversa, ya que ambos recorridos son iguales.

1. Admisin.

En este primer tiempo el pistn efecta su primera carrera o desplazamiento desde el PMS al PMI aspirando solo aire de la atmosfera. El aire pasa por el colector y la vlvula de admisin, que se ha abierto instantneamente, permaneciendo abierta, a fin de llenar todo el volumen del cilindro. La muequilla del cigeal gira 180. Al llegar al PMI se supone que la vlvula de admisin se cierra.

La admisin puede ser representada por una isobara pues se supone que el aire ingresa sin rozamiento por los conductores de admisin por lo que se puede considerar a presin constante e igual a la presin atmosfrica.

2. Compresin.

En este segundo tiempo todas las vlvulas estn y el pistn se mueve hacia arriba en el cilindro comprimiendo el aire. A medida que se comprimen las molculas de aire, aumenta la temperatura considerablemente por encima de los 600C. La muequilla del cigeal gira otros 180 y completa la primera vuelta del rbol motor.

Durante esta carrera el aire es comprimido hasta ocupar el volumen correspondiente la cmara de combustin y alcanza presiones elevadas. Se supone que por hacerse muy rpidamente no hay q considerar perdidas de calor, por lo que esta transformacin puede considerarse adiabtica3. Combustin.

Al final de la compresin con el pistn en el PMS se inyecta el combustible en el interior del cilindro con la bomba de inyeccin a una presin elevada. El combustible, debido a la alta presin de inyeccin sale pulverizado, se inflama en contacto con el aire caliente, produciendo la combustin del mismo. Durante este tiempo el pistn efecta su tercer recorrido y la muequilla del cigeal gira otros 180.

Durante el tiempo que dura la inyeccin, el pistn inicia su descenso, pero la presin del interior del cilindro se supone que se mantiene constante, debido a que el combustible que entra se quema progresivamente a medida que entra en el cilindro, compensando el aumento de volumen que genera el desplazamiento del pistn. Esto se conoce como retraso de combustin.

4. Expansin.

Solo en esta carrera se produce trabajo, debido a la fuerza de la combustin que empuja el pistn y la biela hacia abajo, lo que hace girar el cigeal, as la energa trmica de convierte en energa mecnica.

Al terminar la inyeccin se produce una expansin adiabtica hasta el volumen especfico que tenia al inicio de la compresin, pues se supone que se realiza sin intercambio de calor con el medio externo. La presin interna desciende a medida que el cilindro aumenta de volumen.

5. Escape.

Durante este cuarto tiempo el pistn que se encuentra en el PMI es empujado por el cigeal hacia arriba forzando la salida de los gases quemados a la atmosfera por las vlvulas de escape abierto. La muequilla del cigeal efecta otro giro de 180, completando las dos vueltas del rbol motor que corresponde al ciclo completo del trabajo.

En el punto 4 se abre la vlvula de escape y los gases quemados salen tan rpidamente al exterior, que el pistn no se mueve, por lo que se considera un proceso a volumen constante. La presin en el cilindro baja hasta la presin atmosfrica y una cantidad de calor no transformado en trabajo es cedido a la atmosfera.

El recorrido del pistn de 1 a 0 se realiza a presin constante, pues se desprecia el rozamiento de los gases quemados al circular por los conductos de escape. Al llegar a 0 se cierra la vlvula de escape y se abre la admisin para iniciar un nuevo ciclo.

PROCESO [ 1 2 ]: Compresin isoentrpica [ 2 3 ]: Adicin de calor a presin constante [ 3 4 ]: Expansin isoentrpica [ 4 1 ]: Rechazo de calor a volumen constante

El ciclo Diesel se ejecuta en un dispositivo de cilindro-mbolo, que forma un sistema cerrado. La cantidad de calor aadida al fluido de trabajo a presin constante es: La cantidad de calor rechazada por le fluido de trabajo a volumen constante es:

Eficiencia trmica

La relacin de corte de admisin rc es la relacin de los volmenes del cilindro despus y antes del proceso de combustin

Relacin de calores especficos

Un ciclo ideal con aire como fluido de trabajo tiene una relacin de compresin de 18 y una relacin de corte de admisin de 2. Al principio del proceso de compresin el fluido de trabajo est a 14.7 psia, 80 F y 117 in3. Mediante la suposicin de aire fri estndar, determine a) la temperatura y presin del aire al final de cada proceso, b) la salida de trabajo neta.

a) Proceso 1-2 [ compresin isentrpica de un gas ideal, calores especficos constantes ]

Proceso 2-3 [adicin de calor a un gas ideal a presin cte ]

Proceso 3-4 [ expansin isentrpica de un gas ideal, calores especficos constantes ]

b) Trabajo neto

Por lo tanto:

CMARA DE COMBUSTIN

Cmara de Combustin, puede estar constituida por una depresin en la cabeza del pistn o formar una cmara independiente en la culata. Ambos tipos provocan una turbulencia en el aire comprimido.

CULATA

Es el elemento del motor que cierra los cilindros por la parte superior. Pueden ser de fundicin de hierro o aluminio. Sirve de soporte para otros elementos del motor como son: Vlvulas, balancines, inyectores, etc. Lleva los orificios de los tornillos de apriete entre la culata y el bloque, adems de los de entrada de aire por las vlvulas de admisin, salida de gases por las vlvulas de escape, entrada de combustible por los inyectores, paso de varillas de empujadores del rbol de balancines, pasos de agua entre el bloque y la culata para refrigerar, etc.Entre la culata y el bloque del motor se monta una junta que queda prensada entre las dos a la que llamamos habitualmente junta de culata.

RBOL DE LEVAS

El elemento que realmente realiza el trabajo de abrir y cerrar las vlvulas es la leva, para entender mejor el funcionamiento de esta y el eje que las contiene se debe conocer su nomencaltura.La leva est compuesta por una zona de reposo, que es la que acta cuando la vlvula se encuentra cerrada, una elevacin o alzada que es la que da la distancia de apertura de la vlvula, la cspide que determina el tiempo de apertura, el flanco que da la velocidad de apertura y un juego que es la holgura que existe con el circulo generatriz de la leva y permite que la deformacin por temperatura del vstago de la vlvula no produzca daos ni golpes en el funcionamiento.En los motores existen diferentes tipos de disposiciones del eje de levas, dentro de las cuales las mas comunes son el bloque de cilindros o en la culata, puede ser solo uno, que para tal caso se encarga directamente de las vlvulas de admisin y de las de escape o uno para cada proceso, en este caso se conoce con el nombre Twin Cam; para los motores de disposicin en V el nombre es Cuad Cam, lo que respectivamente significa, doble eje y cuatro ejes de levas. Adems de esto las vlvulas pueden estar en posicin vertical, abriendo hacia abajo o hacia arriba o con algn grado de inclinacin. Las vlvulas verticales que abren hacia arriba ya son muy poco utilizadas

LEVAS EN BLOQUE

Las ventajas de independizar un rbol de levas para admisin y otro para escape son la eliminacin de elementos como varillas susceptibles de flexin, reduccin de fuerzas de inercia en la distribucin y la posibilidad de colocar en una forma ms apropiada las vlvulas en la cmara de combustin.Para entender de una mejor forma la accin de la leva y del eje de levas debe conocerse el tema de la distribucin del motor.

VLVULAS

Las vlvulas abren y cierran las lumbreras de admisin y escape en el momento oportuno de cada ciclo. La de admisin suele ser de mayor tamao que la de escape.En una vlvula hay que distinguir las siguientes partes: Pie de vlvula. Vstago. Cabeza. La parte de la cabeza que est rectificada y finamente esmerilada se llama cara y asienta sobre un inserto alojado en la culata. Este asiento tambin lleva un rectificado y esmerilado fino. El rectificado de la cara de la vlvula y el asiento se hace a ngulos diferentes. La vlvula siempre es rectificada a 3/4 de grado menos que el asiento.

Esta diferencia o ngulo de interferencia equivale a que el contacto entre la cara y el asiento se haga sobre una lnea fina, proporcionando rbol de levas de un motor diesel un cierre hermtico en toda la periferia del asiento. Cuando se desgaste el asiento o la vlvula por sus horas de trabajo, este ngulo de interferencia vara y la lnea de contacto se hace ms gruesa y, por tanto, su cierre es menos hermtico.

De aqu, que de vez en cuando haya que rectificar y esmerilar las vlvulas y cambiar los asientos. Las vlvulas se cierran por medio de resortes y se abren por empujadores accionados por el rbol de levas. La posicin de la leva durante la rotacin determina el momento en que ha de abrirse la vlvula. Las vlvulas disponen de una serie de mecanismos para su accionamiento, que vara segn la disposicin del rbol de levas. Como partes no variables de los mecanismos podemos sealar: La gua, que va encajada en la culata del cilindro y su misin consiste en guiar la vlvula en su movimiento ascendente y descendente para que no se desve.HOLGURA O JUEGO

El juego valvular debe revisarse con un calibrador de galgas y el ajuste en admisin y escape es diferente segn el tipo y marca de motor.

Para el procedimiento de calibracin se deben identificar las vlvulas tanto de admisin como las de escape, para esto debe conocerse muy bien cual es el mltiple de admisin que estar alineado con las de este tiempo y el de escape. En las siguientes figuras se muestra la disposicin de algunos tipos de motores y su identificacin del sistema de admisin.

Adivinar cundo necesita el auto un reglaje de vlvulas no resulta sencillo. Una tolerancia inadecuada se traduce en prdida de potencia, pero como suele ocurrir de forma progresiva, el conductor no acostumbra a apreciarlo hasta que se llega a lmites flagrantes. Sin embargo, estas prdidas de potencia se pueden deber a causas ms sencillas, como bujas en mal estado, filtro de aire sucio o problemas de inyeccin. En motores de vehculos antiguos dotados de carburador, ste puede ser el origen de las prdidas de potencia. Por ello, antes de emprender un reglaje de vlvulas por mal funcionamiento del motor conviene revisar otros apartados. Independientemente de ello, cada ao o cada 20 mil km, es preciso comprobar el juego de vlvulas.

Un inadecuado juego entre la vlvula y el rbol de levas puede acarrear peores consecuencias que mera prdida de potencia. Si la holgura es insuficiente cuando el motor se caliente, la vlvula nunca llegar a reposar contra el asiento de la vlvula. Ello implica que no se pondr en contacto con ese metal de la culata, que est mucho ms fro y mediante el cual se refrigera. En tal eventualidad la prdida de potencia sera, el problema de menor importancia, ya que la vlvula se quemara en poco tiempo y resultara obligado realizar una reparacin ms costosa.

TAQUETES Los Taquetes pueden ser de varios tipos tales como los mecnicos de una pieza slida, los hidrulicos que trabajan con presin de aceite y los hidrulicos con rodillos que tienen este ltimo componente para ayudar a disminuir la friccin. Todos ellos tienen la nica funcin de transmitir el movimiento del rbol de levas hacia las vlvulas.

BLOQUE Bloque de Cilindros (Monoblock) Es la parte ms grande del motor es una pieza de acero fundido, con agujeros cilndricos o cilindros donde se instalan los Pistones.

CAMISAS

Son los cilindros por cuyo interior circulan los pistones. Suelen ser de hierro fundido y tienen la superficie interior endurecida por induccin y pulida.

Normalmente suelen ser intercambiables para poder reconstruir el motor colocando unas nuevas, aunque en algunos casos pueden venir mecanizadas directamente en el bloque en cuyo caso su reparacin es ms complicada.

CAMISA SECA

Simplemente es un cilindro que se coloca a presin dentro del formado en el bloque, sin existir ningn espacio entre bloque y camisa. En casos de reparacin este tipo de camisas permite ser maquinada, teniendo en cuenta que se aumenta el dimetro interior, cierta cantidad de veces, especificadas inicialmente por los fabricantes de motores y al llegar a estos lmites debe ser cambiada por una nueva de medida original.

CAMISA HMEDA

En este caso la camisa reemplaza totalmente al cilindro del bloque y es apoyada en ste nicamente en su parte superior e inferior siendo rodeada en su totalidad por los ductos de refrigeracin. Para una reparacin simplifica el proceso ya que solo se debe extraer la camisa vieja y reemplazarla por la nueva, la cual se sujeta del bloque en la parte

Superior por medio de unas bridas, las que presionan evitando cualquier tipo de movimiento.

CIGEAL. Es el componente mecnico que cambia el movimiento alternativo en movimiento rotativo. Esta montado en el bloque en los cojinetes principales los cuales estn lubricados. El cigeal se puede considerar como una serie de pequeas manivelas, una por cada pistn. El radio del cigeal determina la distancia que la biela y el pistn puede moverse. Dos veces este radio es la carrera del pistn.

Podemos distinguir las siguientes partes: Muequillas de apoyo o de bancada. Muequillas de bielas. Manivelas y contrapesos. Platos y engranajes de mando. Taladros de engrase.

PISTONES. Es un embolo cilndrico que sube y baja deslizndose por el interior de un cilindro del motor. Son generalmente de aluminio, cada uno tiene por lo general de dos a cuatro segmentos. El segmento superior es el de compresin, diseado para evitar fugas de gases. El segmento inferior es el de engrase y esta diseado para limpiar las paredes del cilindro de aceite cuando el pistn realiza su carrera descendente. Cualquier otro segmento puede ser de compresin o de engrase, dependiendo del diseo del fabricante. Llevan en su centro un buln que sirve de unin entre el pistn y la biela.

BIELAS

Las bielas son las que conectan el pistn y el cigeal, transmitiendo la fuerza de uno al otro. Tienen dos casquillos para poder girar libremente alrededor del cigeal y del buln que las conecta al pistn. La biela debe absorber las fuerzas dinmicas necesarias para poner el pistn en movimiento y pararlo al principio y final de cada carrera. Asimismo la biela transmite la fuerza generada en la carrera de explosin al cigeal.

LOS ANILLOS

Funcionamiento y forma de los anillos Existen dos clases de anillos, los de compresin y los de aceite o rascadores. Son fabricados generalmente en hierro fundido de grano fino o alguna aleacin elstica; siendo este material de menor calidad y resistencia que el de los pistones y los cilindros para que en la friccin con las camisas, sean los anillos los que se terminen y no las anteriores. El trabajo principal de los anillos es evitar que la presin de la combustin y la compresin lleguen al carter, junto a esto deben controlar la cantidad de aceite en las paredes de los cilindros y mantener una buena lubricacin en los mismos, sin permitir que el aceite pase a la cmara de combustin. Los anillos de compresin son de superficie totalmente lisa. En el caso de los anillos de aceite existen diferentes tipos y su zona perifrica presenta ranuras o ciertos tipos de formas, como se muestra en las siguientes figuras:

TURBOCARGADOR

Un turbo-cargador, tambin llamado turbocompresor, es un sistema rotatorio de sobrealimentacin de aire a presin para aumentar la potencia de motores de combustin interna diseado para utilizar la energa de los gases de escape que han sido desperdiciados por los motores no turbo-cargados. El uso de un turbo-cargador surge de la necesidad de aumentar la potencia sin tener que aumentar el tamao del pistn o incrementar la cantidad de combustible quemado en cada ciclo de trabajo y del nmero de revoluciones.

Componentes de un turbocargador1) Turbina del comprensor2) Mezcla que viene del carburador3) Mezcla comprimida que va hacia los cilindros4) Eje o flecha5) Cubierta de la turbina6) Turbina del cargador7) Salida de gases de escape hacia el sistema exterior8) Cubierta del comprensor9) Rodaje, balero o cojinete10) Entrada de gases de escape

Ventajas y desventajas de los motores diesel

VentajasDesventajas

Mayor rendimiento trmico con mayor potencial tilMayor peso del motor ms ruido y costo elevado.

Menor consumo de combustible menor contaminacin.Arranque ms difcil y menor rgimen de revoluciones.

Motor ms robusto y apto para trabajos duros. Mayor duracin.Reparaciones costosas.

Aprovecha el 25% de su energa. Sus componentes son de mayor volumen.

No requiere revisiones frecuentes.

CONCLUSIN

Los motores diesel, son motores de combustin de cuatro tiempos ideales para recorridos largos o trabajos de forzosos, debido a que tienen mayor rendimiento que otro tipo de motores aprovechando hasta ms del 35% de su energa. Adems se utiliza en las industrias para generar electricidad. Sin embargo esta ventaja viene con un precio, contamina. Debido a esto es necesario estudiar a fondo todas las tecnologas disponibles que se puedan aplicar en un motor Diesel para bajar las emisiones.

El ciclo los motores diesel funcionan de la siguiente manera. Admisin, introducir el aire puro a la cmara. Compresin, el pisto comprime el aire aumentando la presin y temperatura. Combustin, se mezcla el combustible con el aire caliente para as encender. Escape, el pistn fuerza a los gases a salir del cilindro por medio de la vlvula.

Por otra parte este tipo de motores son ms ruidosos y grandes es por ello que su mantenimiento es econmico debe ser a corto plazo, pero sus reparaciones son caras debido a que las piezas son ms grandes.

BIBLIOGRAFA1) http://www.slideshare.net/Flerasgard/ciclo-diesel2) http://books.google.com/books?id=dBfdWjwq13gC&printsec=frontcover&dq=motores+diesel&hl=es&ei=Wv30TdPCNcH3gAfH7ZnoCw&sa=X&oi=book_result&ct=book-preview-link&resnum=6&ved=0CFMQuwUwBQ#v=onepage&q=motores%20diesel&f=false3) http://books.google.com/books?id=UjtKi-fjkrYC&printsec=frontcover&dq=motores+diesel&hl=es&ei=Wv30TdPCNcH3gAfH7ZnoCw&sa=X&oi=book_result&ct=book-preview-link&resnum=2&ved=0CEAQuwUwAQ#v=onepage&q&f=false4) http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna5) http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes.htm6) http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes1.htm7) http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes2.htm8) http://html.rincondelvago.com/el-motor-diesel_1.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel