MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA EN AUTOMOCIÓN

Hola a todos 

Comienzo el que, para mi, es uno de los temas más interesantes del mundo del automóvil, y de los que más quebraderos de cabeza trae a fabricantes junto a la dinámica de fluidos y aerodinámica.
Hoy en este primer artículo sobre motores comenzaremos por lo más básico, es decir, definir que es un motor y sus tipos. Supongo que todos sabréis mas o menos que es un motor, ¿no? Bueno, un motor en ingenieria es una máquina que transforma energía (calorífica, eléctrica, etc...) en trabajo útil, es decir, una máquina en la que introducimos combustible, o electricidad o algún otro tipo de energía y la transforma en trabajo mecánico que se usará para realizar muchos tipos de tareas (excavar, transportar, elevar, etc...).

Os pongo unos ejemplos gráficos de motores eléctricos:

Esta primera fotografía nos enseña diferentes motores eléctricos, ya sabeis, introducimos energía eléctrica y obtenemos giro de su eje que aprovecharemos para transitir trabajo mecánico.

Aquí observaremos el rótor de un motor eléctrico (el rótor es una pieza que gira en sentido contrario e interiormente a otra pieza llamada estátor). Esto produce un campo magnético que hace que gane velocidad de giro y transmita trabajo mecánico, en la siguiente figura se observa mejor:

Aquí observamos que el campo magnético producido por la corriente eléctrica (efecto de Foucault).
Y ahora algún otro tipo de motor térmico:

• Motor Stirling, el cúal se compone de un émbolo dentro de un cilindro relativamente estanco y calienta aire en su interior que ejerce impulso sobre el émbolo, a su vez un meanismo de engranajes transforman el movimiento alternativo del émbolo en movimiento de rotación de un eje cualquiera:

• Turbina de gas, la cúal basa su funcionamiento en la compresibilidad de los gases. La turbina de gas no funciona exactamente como una turbina normal de producción eléctrica, auqnue su construcción sea parecida. Un esquema que lo explica mejor, donde C es el compresor que traspasa energía a B que es el quemador (en el proceso el gas se expande y disminuye la temperatura) y de B hay transferencia de energía a T, la turbina que transforma esa energía en trabajo útil:

  

Y después de esta pequeña introducción al mundo de los motores, os digo que ninguno de los anteriores ejemplos son de aplicación común en automoción (la turbina de gas y los motores eléctricos si se han usado o se usan, pero pequeñas series o prototipos). Los motores donde centraré mi atención y de uso más común son los llamados motores térmicos de combustión interna alternativos o rotativos. Hay también motores llamados de combustión externa pero no se usan en automoción.
Bien, los motores de combustión interna son aquellos que combustionan un fluido que contiene energía química de la cúal extraemos energía térmica que usamos para producir un trabajo mecánico. Hasta aquí el funcionamiento general, pero recordar que se llaman de combustión interna porque la combustión se produce dentro del motor, aunque parezca una obviedad está bien recordarlo. Unos ejemplos gráficos de motores de combustión interna:

La foto corresponde a un motor de 16 cilíndros de gasolina, combustión interna y 4 tiempos.

Motor Diésel de combustión interna de 4 tiempos. El diésel se diferencia del gasolina principalmente en la forma de obtener la energía térmica. En el diésel la obtenemos por compresión de la mezcla aire-gasoil hasta que implosiona (no hay chispa eléctrica para producir la explosión).

En el motor de gasolina la mezcla aire-gasolina se comprime también, pero no tanto como en el diésel y además se utiliza una chispa eléctrica (proporcionada por las bujías) que hace explosionar la mezcla.
Un último tipo de motor de combustión interna usado en el automóvil es el motor de 4 tiempos rotativo o wankel. La característica que lo hace especial es que no hay transformación de movimiento alternativo (vaivén de pistón) en rotación, sino que la combustión de la mezcla aire-gasolina se hace en una cámara curva, y el rótor gira por dentro para comprimir la mezcla, llevarla a la bujía para explosionar y expulsar los gases, unos ejemplos:

Y por hoy he acabado esta introducción a los motores en ingenieria, y a los motores térmicos en particular. En el siguiente artículo entraremos ya de lleno en el funcionamiento del motor de combustión interna de gasolina, ciclos Otto y Wankel.

A continuación, la bibliografía consultada:

- http://motor.terra.es/informacion-utilidades/diccionario-motor/definicion.cfm?id=276
- http://wankelrotativomiguel.blogspot.com.es/2009/04/4-funcionamiento-del-motor-wankel.html
- http://paraisomotor.com/2011/03/%C2%BFdiesel-o-gasolina/
- http://www.arbolesymedioambiente.es/vegetal.html
- http://erjesumecanico.blogspot.com.es/2010/12/como-funciona-un-motor-de-4-tiempos.html
- http://www.tallervirtual.com/2008/12/13/ciclo-teorico-de-un-motor-de-cuatro-tiempos/
- http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna
- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gasturbine_principle.PNG
- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:BetaStirlingTG4web.jpg
- http://es.wikipedia.org/wiki/Motor
- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motors01CJC.jpg