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DEFINICION Y TIPOS

 Los motores son los mecanismos que transforman la energía química presente en el combustible en energía mecánica. En el motor esta energía mecánica se manifiesta en la rotación de un eje del motor, al que se une el mecanismo que se quiere mover (p.ejm. una hélice).

 En aviación distinguimos el elemento propulsor y el motopropulsor. El propulsor es el órgano que transforma la energía mecánica del motor en energía cinética de una corriente de aire (o de gases). Por otra parte, se llama elemento motopropulsor al conjunto formado por el motor y el propulsor (motor y hélice por ejm.).

 El motor alternativo de aviación esta formado por una serie de cilindros donde se comprime la mezcla aire-combustible y se inflama. La mezcla se prepara previamente en un dispositivo denominado carburador, o en un sistema de inyección. La combustión de la mezcla produce un incremento de la presión del gas en el interior del cilindro, aplicandose esta sobre el embolo. El movimiento lineal del embolo (pistón), ascendente y descendente en el cilindro, se transforma finalmente, en otro movimiento circular mediante un sistema articulado, que hace girar el eje del motor.

 Por la forma de construcción y ordenación de sus cilindros, los motores alternativos pueden ser: motores en linea, de cilindros horizontales y opuestos, en estrella o radiales.

 Los motores de cilindros horizontales y opuestos constituyen la solución actual en la gama de baja potencia.

EL CICLO DE OTTO

 El desplazamiento el pistón en el cilindro se realiza en cuatro fases o etapas conocidas como el Ciclo de Otto, que son: admisión, compresión, explosión-expansión y escape. En los dos primeros tiempos la mezcla es aspirada y comprimida, con tiempo suficiente para realizar una buena carburación y combustión de la mezcla; en el tiempo de explosión se realiza una transformación de la energía, aportada por el combustible, en trabajo mecánico y, durante el tiempo de escape, se evacuan al exterior los gases residuales y el calor sobrante que no se ha transformado en trabajo mecánico. De los cuatro tiempos que componen el ciclo, solo efectúa el trabajo útil el tiempo de expansión.

Si en un diagrama de ejes coordenados se representa el ciclo de funcionamiento teórico de stos motores. se obtiene un diagama cerrado (figura), indicativo del trabajo máximo desarrollado en la transformación de la energía segun el ciclo de Carnot, en función de sus características constructivas y sobre el cual se mpueden estudiar las diferentes fases desarrolladas en el mismo. El nombre lo indica, es un diagrama teórico, luego tenemos el diagrama real y el practico o indicado.

CLASIFICACION DE LOS MOTORES DE EXPLOSION

 - SEGUN EL CICLO TERMODINAMICO: de cuatro tiempos y de dos tiempos
 -
SEGUN EL SISTEMA DE ALIMENTACION EMPLEADO: Atmosférico y sobrealimentado.
 - DEPENDIENDO DE COMO SE FORMA LA MEZCLA EN SU INTERIOR: de carburación o de inyección.
 - EN FUNCION DEL SISTEMA DE REFRIGERACION EMPLEADO: Por aire o por liquido.
 - SEGUN LA DISPOSICION DE SUS CILINDROS: En linea (normal o invertido), en V (Normal o invertido), en W,    opuestos o contrapuestos, en H, en estrella (simple, doble o cuatruple.)

MOTOR DE DOS TIEMPOS (INTRODUCCION)

 En el motor de dos tiempos, las cuatro etapas descritas se producen con dos movimientos del pistón. Esto es posible debido a la inercia de los gases, es decir, a su tendencia a conservar el movimiento una vez se ha iniciado. Con ello es posible el "solape" de las distintas etapas, de modo que pueden realizarse con dos carreras del pistón o una revolución del cigüeñal (el motor de cuatro tiempos precisa de dos revoluciones de cigüeñal para completar el ciclo).

MOTOR DE CUATRO TIEMPOS (INTRODUCCION)

 En la fase de admisión, la válvula de admisión se abre y el pistón se desplaza hacia abajo en el cilindro, aspirando la mezcla de combustible y aire. La válvula de admisión se cierra cerca del final de la carrera de admisión y el pistón se mueve hacia arriba del cilindro, comprimiendo la mezcla. Al aproximarse el pistón a la parte superior del cilindro en la carrera de compresión, se enciende la bujía y la mezcla se inflama. Los gases de la combustión se calientan y expansionan con gran rapidez, lo que aumenta la presión en el cilindro, forzando al pistón de nuevo a bajar en lo que se denomina carrera de expansión o motriz. La válvula de escape se abre y forzados los gases por la subida del pistón pasan a traves de ella para salir al exterior del cilindro.

CARACTERISTICAS MECANICAS, TERMICAS Y VOLUMETRICAS

 Las características esenciales que definen a los motores de explosion de combustion interna son:

a) FORMA DE REALIZAR LA CARBURACION: El llenado de los cilindros se realiza con la mezcla aire-combustible, la cual se prepara en el exterior de los cilindros por medio del carburador, o los sistemas de inyección, para despues ser comprimida en el interior de los mismos. Debido a esta forma de carburación los motores necesitan consumir combustibles ligeros y facilmente vaporizables, para que la mezcla se realice en perfectas condiciones de carburación y para obtener asi una rápida combustión.

b) RELACION DE COMPRESION Y POTENCIA: Debido a los combustibles utilizados, la relacion de compresion en estos motores no puede ser elevada, ya que está limitada por la temperatura alcanzada por la mezcla durante la compresión en el interior del cilindro, la cual no puede ser superior a la temperatura de inflamación de la mezcla. Estas relaciones de compresion limitan la potencia de estos motores. Sin embargo, la preparacion de la mezcla fuera del cilindro, con tiempo suficiente durante la aspiracion y compresion para obtener una buena carburacion de la misma, permite una rapida combustión, con lo que se puede obtener un elevado numero de revoluciones en el motor.

c) FORMA DE REALIZAR LA COMBUSTION: Otra de las caracteristicas esenciales de estos motores es la forma de realizar su combustión (volumen constante). Esta se produce cuando el embolo se encuentra en el punto de máxima compresion y se realiza de una forma rápida, por capas como si fuera una explosion, pero sin que los gases puedan expansionarse o sea, aumentar su volumen. Esto hace que la presion y la temperatura interna se eleven extraordinariamente al final de la combustion y se alcancen presiones considerables (40 a 70 kgf/cm2) que ejerce un empuje notable sobre el pistón, desplazandolo para realizar el trabajo motriz.

d) FORMA DE ENCENDIDO: Estos motores se caracterizan por la forma de encendido, el cual se produce por ignición de la mezcla a través de una chispa eléctrica, que hace expansionar los gases una vez iniciada la combustión.

DEFINICION DE TERMINOS

 - PUNTO MUERTO SUPERIOR: Se define el punto muerto superior (P.M.S.) como la posicion que tiene el piston con respecto al eje central del cigüeñal. Se dice que esta en el P.M.S. cuando se encuentra a la máxima distancia del eje de giro del cigüeñal, esta es la posicion de desplazamiento máximo, en el sentido ascendente, que puede alcanzar el pistón.

 - PUNTO MUERTO INFERIOR: Se dice que el piston esta en el punto muerto inferior (P.M.I.) cuando en su desplazamiento, se encuentra a la minima distancia del eje de giro del cigüeñal. En este caso, es la posicion de desplazamiento mínimo que puede alcanzar el piston.

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

 - CICLO: Se define ciclo como la sucesion de hechos que se repiten de una forma regular. El ciclo del motor alude a una sucesion 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 está preparada para la combustión.

 - CILINDRADA: El recorrido (L) que efectua el embolo entre el PMS y el PMI se denomina carrera, que multiplicada por la superficie (S) del piston, en función de su diámetro denominado calibre, determina el volumen o cilindrada unitaria (Vu), que corresponde al volumen de la mezcla aspirada durante la admisión:

Vu = S x L = [( PI x D2) / 4] x L

 Siendo D = diámetro interior del cilindro, PI = 3.1416 y L = carrera del embolo

 - RELACION DE COMPRESION: La presión final alcanzada por la mezcla en la camara de combustión está en función de la relación de compresión del motor (Rc), la cual viene determinada por la relación existente entre el volumen total (Vu) alcanzado por la mezcla en el cilindro y el volumen de la cámara de combustión (Vc), es decir:

Rc = (Vu + Vc) / Vc

 La relación de compresión es uno de los factores más característicos del motor pues, hasta cierto punto, determina la potencia que es capaz de suministrar.


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