Motores reciprocos

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA[pic 3]

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA

NÚCLEO CARACAS

[pic 4]

Prof. Ing. Andris Castillo                                                              Integrantes:

                                                Johemily Torres.        

                                            Caracas, 2016

MOTORES RECÍPROCOS.

        Son motores de combustión interna, que transforma la energía calorífica del combustible, en energía mecánica, a través de órganos en movimiento alternativo. Estos órganos son accionados por un fluido formado por la mezcla de aire y combustible, actuando pues el aire como comburente.

FUNCIONAMIENTO.

        Estos motores trabajaban mediante émbolos o pistones, en los cuales se ingresaba una cantidad variante de combustible y gas dependiendo de cuanta potencia se desee generar, posteriormente la mezcla es comprimida y luego con una chispa generada por una bujía se hacía explotar, la expansión del fluido en el embolo era lo que generaba la potencia motriz de la planta en cuestión siendo considerada esta una expansión teóricamente adiabática obteniendo así un movimiento lineal en el pistón para luego mediante una biela y un cigüeñal convertirlo en un movimiento rotatorio del cual se aprovecha la inercia rotatoria para luego expulsar el gas dentro del pistón mediante una salida para luego poder permitir la entrada de más mezcla aire-combustible y así reiniciar el ciclo. Estos motores tienen gran relación con el ciclo de Otto, el de Miller y el de mezcla pobre.

CLASIFICACIÓN.

        Existen dos grandes grupos de motores alternativos:

• Motores Alternativos de Encendido por Chispa (Motores de Explosión)

        En los motores de encendido por chispa, llamados también de explosión, la mezcla combustible/aire se forma en el carburador para los motores de carburación normal, o bien en el propio cilindro en los motores de inyección de combustible, durante la fase de aspiración de aire en el cilindro. La combustión se inicia al saltar la chispa entre los electrodos de la bujía. Los motores de este tipo utilizados en aviación, son de cuatro fases o tiempos, que constituyen el ciclo por repetición periódica de sucesos: admisión, compresión- expansión, escape.

        Los tipos de motores alternativos por chispa o explosión son:

• Motor en Línea: son motores de combustión interna que poseen cilindros alineados en una sola fila, éste tipo de motor proporciona la ventaja de que el avión pueda ser diseñado con un área frontal reducida, y así ofrecer una mejor  resistencia aerodinámica, sin embargo, posee la desventaja es que ofrece una relación potencia a peso inferior, ya que el cárter y el cigüeñal son largos, y por ende más pesados. Este diseño de motor fue abandonado a través de los años por el motor V.

• Motor Rotativo: son motores de combustión interna con características favorables debido a que son ligeros, potentes, económicos y de fácil producción; éstos motores poseen todos los cilindros distribuidos circularmente en torno al cárter como el posterior motor radial, mientras que el cigüeñal está atornillado a la estructura del avión y la hélice a la carcasa del motor. Lamentablemente este tipo de motor también poseía varias desventajas debido a que los efectos giroscópicos ocasionados por la rotación de un motor pesado a altas velocidades hacían difícil de pilotar la aeronave, además de que los componentes internos se sobrecalentaban a más de 350°C.

• Motor en V: son motores de combustión cuyos cilindros están ubicados en dos apoyos, los cuales están inclinados con una diferencia de entre 30° y 60° en forma de “V”. Poseen la ventaja de que su relación peso a potencia es mayor a la de los motores en línea, manteniendo un área frontal reducida.

• Motor Radial: son aquellos motores de combustión interna, el cual que posee una o más filas de cilindros que están distribuidos circularmente en torno al cigüeñal (cada fila con una cantidad impar de cilindros). La ventaja de estos motores es debido a que permiten mayor potencia con menos peso y que poseen menor complejidad del conjunto en comparación a los motores en línea o en V, ya que no necesitan del sistema de refrigeración por líquido y sus componentes, además de estar diseñados para poder ser ensamblados con la menor cantidad de piezas posible.

• Motor de Cilindros en Oposición: son motores de combustión interna que poseen dos bancadas de cilindros ubicados a los lados del cárter, una en contraposición a la otra. Estos motores pueden ser montados con el cigüeñal horizontal en aeroplanos y vertical en helicópteros; posen un buen funcionamiento en una geometría relativamente compacta, son pequeños, livianos y económicos.

• Motores En Estrella: son motores alternativos de combustión interna de cuatro tiempos, con cilindros dispuestos radialmente e igualmente espaciados. Los motores en estrella pueden adoptar la forma de colocación de cilindros en un solo plano o en varios planos, denominándose, según el caso, motores de estrella simple, de doble estrella o cuádruple estrella.

• Motores Alternativos De Encendido Por Compresión ( Motores Diessel)

        En los motores de encendido por compresión, el combustible se introduce en el cilindro por medio de un inyector, regulada la cantidad de combustible por medio de una bomba, llamada de inyección, produciéndose la combustión como consecuencia de la alta temperatura del aire altamente comprimido en el cilindro, no siendo necesarias pues la bujías.

CONSTITUCIÓN.

Cámara de combustión: Cilindro con un pistón ajustado el cual va conectado a una biela y el cigüeñal. Es aquí donde se almacena el combustible momentos antes de generar la chispa que lo detonara para así generar una explosión la cual desplazara el pistón y con esto generara un movimiento lineal que será luego convertido en circular.

Sistema de alimentación: Conformado por el depósito de combustible, una bomba de combustible y un dispositivo que se encargue de controlar la cantidad y la forma de distribución del mismo combustible de manera que su quemado sea óptimo.

Sistema de distribución: Es el sistema que se encarga de la expulsión de los gases ya quemados en los pistones mediante válvulas sean de cabezales o sean deslizantes, gracias a un muelle que mantiene a las mismas cerradas hasta que sea el momento adecuado para abrirlas y expulsar el contenido de los pistones.

Sistema de refrigeración: Ya que los motores de combustión interna generan calor, requieren de sistema que les ayude a disipar o transferir el mismo al exterior. Esto se puede lograr de distintas maneras sea ya empleando agua o incluso aire, o también algún refrigerante químico.

Encendido: Para poder generar una ignición dentro de los pistones se requiere el uso de bujías dentro de los mismos, estas bujías no son más que un transformador automático de alto voltaje, que están conectados a un conmutador que sincroniza y alterna el funcionamiento de las mismas.

Arranque: Dado que este tipo de motores no genera un par al momento de encendido, esto requiere de un motor eléctrico adicional que genere el momento en el cigüeñal durante el encendido estando conectado por un embrague, que luego de haber iniciado el motor exitosamente es desacoplado.

PARTES Y COMPONENTES.

• PISTÓN.

         Se denomina pistón al émbolo que se ajusta al interior de las paredes de un cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos. Efectúa un movimiento alternativo, obligando al fluido que se haya dentro del cilindro a modificar su presión y su volumen, es decir, transforma en movimiento el cambio de presión y volumen que se produce en el interior del cilindro. Su movimiento alternativo se transforma en rotativo a través de la articulación biela-cigüeñal.

         Tienen por objeto transformar en movimiento los cambios de presión y volumen del fluido interior de los cilindros.

         Los pistones de motores de combustión interna tienen que soportar grandes presiones y temperaturas, además de velocidades y aceleraciones muy altas, por ello se escogen aleaciones ligeras. También tienen que soportar esfuerzos de dilatación. El material más usado es el aluminio, aleado con cobre, silicio, magnesio y manganeso entre otros.

         Existen dos formas de fabricación de pistones, que pueden ser fundidos o forjados. El método elegido depende de la cantidad necesaria a producir y especialmente de los esfuerzos (temperaturas, presiones…) que se verán obligados a sufrir. Los forjados, aun con necesidad de mecanizados varios que determinan su forma, tienen mayor resistencia mecánica. Estos pistones son hechos con máquinas de control numérico (CNC).

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