INTRODUCCIÓN A MCIA

TEMA 1. INTRODUCCIÓN A MCIA

MOTOR TÉRMICO: El motor térmico es un conjunto de máquinas, que transforma energía térmica en mecánica (Q  W), sometiendo a un fluido compresible a un ciclo termodinámico. Los motores térmicos pueden ser:

De combustión interna: se aporta calor con un proceso de combustión, en el seno del fluido (es un ciclo abierto). Ejemplo: motor de combustión interna rotativo (Wankel). Además, existe el MCIA (para transporte terrestre y aéreo; pequeña potencia – energía mecánica y eléctrica) y la Turbina de gas (aviación, producción de electricidad).

De combustión externa: se aporta calor al fluido con un sistema de intercambio de calor (suele ser un ciclo cerrado). Ejemplo: máquina de vapor (ciclo abierto), motor alternativo “Stirling” de pequeña potencia. Además, existe la Turbina de vapor (producción de electricidad).

η_ciclo=(Q_a-Q_c)/Q_a <η_carnot=1-T_amb/T_comb →carnot es el ideal

ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS DE LOS MCIA

Cilindro: conduce al pistón en su movimiento, y es el elemento central del sistema de compresión.

Bloque de cilindros y bancada: donde se apoyan las demás partes del motor, por lo que su rigidez será esencial para el buen funcionamiento del motor. Además, debe tener conductos interiores, por donde el aceite a presión circule hasta los varios cojinetes que soportan el cigüeñal. También debe tener conductos para llevar el aceite a la culata (que a su vez, tendrá conductos para llevar el aceite al árbol de levas, o de balancines).

Culata: es la pieza de diseño más complejo en el motor (por la cantidad de funciones y requerimientos que debe cumplir). En motores pequeños, habrá una para todos los cilindros; mientras que en motores más grandes se tendrá una para cada cilindro, o par de cilindros.

Generalmente, la culata aloja los siguientes elementos:

Conductos (pipas) de admisión y de escape: empalman con los colectores de admisión y escape.

Asientos de válvula: suelen ser postizos, de material duro y resistente al choque.

Guías de válvulas: es la pieza sobre la que desliza la válvula. Suelen ser de aleaciones especiales, con un mecanizado muy preciso para lograr un buen centrado y mínimas fugas.

Circuitos de refrigeración: deben minimizar las tensiones térmicas, producidas por grandes diferencias de temperatura entre puntos muy próximos.

Junta de culata: sirve para evitar las fugas (unión cilindro – culata), y como junta en las uniones de los conductos de agua y aceite (entre el bloque y la culata).

Pistón: el pistón transmite la fuerza de los gases a la biela (requerimientos de resistencia mecánica), y debe ser lo más estanco posible (tanto al paso de gases de combustión al cárter, como de aceite del cárter a la cámara de combustión). Con este fin, lleva a su alrededor unos aros metálicos (segmentos) que se ajustan al cilindro. Al ser piezas móviles, deben pesar lo menos posible, y son difíciles de refrigerar. Los pistones tienen también conductos por los que circula el aceite.

GRIPAR: soldadura entre el pistón y el cilindro por la suciedad.

FUEGO: recibe los esfuerzos de la combustión.

ESTANQUEIDAD: para hacer estanca la cámara de combustión.

RASCADOR: o de engrase, sirven para limpiar el exceso de aceite en la pared.

Cigüeñal y biela: transforman el movimiento alternativo en rotativo, para proporcionar un par útil. Suelen fabricarse en fundición o forjado, tras lo que se mecaniza. El cigüeñal distribuye el aceite a las bielas. Hay casos (como en los pequeños motores de 2T con barrido por cárter) donde el cigüeñal tiene dos piezas, unidas por un bulón sobre el que se monta la biela.

Cojinetes

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