MOTOR DE EXPLOSIÓN

¿Qué es?

Es un motor que utiliza la explosión de un combustible (principalmente petróleo refinado) para generar una presión que mueva un pistón y así generar movimiento. Más adelante se entenderá mejor.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento básico de todos los motores de combustión de gasolina (nafta, sin plomo, súper), de 4 tiempos, es el mismo:

1º. La gasolina se mezcla con el aire en el carburador (este, dependiendo del aire que entre, introducirá mas o menos gasolina. Funciona a causa de las diferencias de presión), de tal manera que si pasa mas aire (acelerando), saldrá mas gasolina hacia los cilindros.

2º. Esta mezcla entra en los cilindros, y allí se producen los 4 tiempos:

1. Admisión: la válvula de admisión se abre y el aire entra en el cilindro por efecto de la disminución de presión, en su interior, que provoca el pistón al descender.

2. Compresión: se cierra la válvula de admisión y el pistón sube, aumentando la presión interior, y como consecuencia, elevando la temperatura. La compresión suele ser de 1:8 o 1:9 (es decir dividir el volumen inicial entre 8 o 9, para obtener el volumen final).

3. Explosión: cuando el pistón llega a su punto mas alto, la bujía, con una tenSión de unos 15.000 V, suelta una chispa que hace explosionar la mezcla, esta explosión provoca un aumento de presión que empuja el pistón hacia abajo.

4. Escape: después de la explosión, se abre la válvula de escape y los gases quemados salen al exterior por los conductos de escape.

Animación del ciclo Otto o de 4 tiempos: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:4-Stroke-Engine.gif

3º. Antes de salir a la atmósfera, los gases pasan por un catalizador.

La diferencia con respecto a los motores diesel es que, en éstos, la compresión es de 20:1 o 22:1, de tal forma que la propia presión consiga aumentar la temperatura del aire a 450 ºC aprox. temperatura a la que el gasóleo prende solo. En los motores de gasóleo, el combustible es inyectado a presión directamente en el cilindro, justo antes de que comience el tiempo de explosión y cuando acabe el de compresión. En estos motores no se produce una explosión fuerte, sino una explosión mas suave, pero que dura todo el recorrido de descenso del pistón. Esto es lo que reduce el consumo, da más rendimiento al motor (en torno al 60 %, frente al 40 del de gasolina (Rendimiento: cantidad de energía de la combustión que se transforma en trabajo mecánico rotativo, o cantidad de energía que se aprovecha en la reacción.)) y alarga la vida del motor. Son motores más sencillos, pero más caros, por el tipo de material.

El motor rotativo es otro tipo de motor de explosión, pero en este caso es una pieza que gira sobre un eje excéntrico. con cada pieza se consigue la fuerza de tres cilindros, es más silencioso, es más compacto y suave, y tiene menos partes móviles (como consecuencia es más fiable). El inconveniente es que tiene un desgaste excesivo en la parte central. Lleva mas de 80 años inventado, pero no se an conseguido materiales ideales para su fabricación.

Animación: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Wankel_Cycle_anim_es.gif

Excepción del motor:

A más tamaño, más potencia, pero el principio de funcionamiento es el mismo:

Este motor lo utiliza un portacontainers. Es un motor turbodiesel de 14 cilindros de 2 tiempos. Tiene 25.480.000 cm3 (25.480 l), y da una potencia final de 108.920 CV, con un par máximo de 7.6 millones de N/m (para que os hagais una idea, un coche de 120 CV llega a 4800 rpm, y da un par de 220 N/m). Vamos, tiene una fuerza 35.000 veces mayor a la de un coche actual. Gasta 6000 l/h, y pesa ¡2.046 toneladas (2.046.000 kg)!

¿Cuándo se invento?

Siglo XVI -------> Creación de los planos, sin llegar a construirse, del que se puede considerar como primer motor de explosión.

Siglo XVII -------> Varios inventores, como Christiaan Huygens, construyeron motores que eran literalmente de explosión, ¡funcionaban con pólvora! Éstos si que fueron los primeros en construirse. Sin embargo el proyecto se apartó por la peligrosidad que conllevaba.

1er motor de explosión------->

¿De dónde viene?

BASE: MOTOR DE VAPOR (motor de combustión externa)

-----Elementos en común: (transforman la fuerza de la presión en movimiento de vaivén, y posteriormente en movimiento retacional).

------> Cigueñal.

------> Pistones.

------> Cilindros.

-----Diferencias: -----> del carbón al petróleo ----> consecuencias:

------> Menor peso.

------> Menor espacio.

------> Mayor seguridad.

------> Menos consumo.

------> Mayor potencia.

------> introducción de la combustión al cilindro ---> motor de combustión interna o de explosión.

¿Cuál le sustituirá?

Comparación entre todos los candidatos:

Eléctrico: ganan en cuanto a relación de potencia con tamaño o peso, no hay límite de tamaño y tiene pocas partes móviles (lo que le da mas fiabilidad), tiene un rendimiento del 80 o 90 %, y no emite contaminantes. Pierde en cuanto al sistema de almacenamiento, pero se puede mejorar.

Hidrógeno: gana en cuanto a que solo expulsa H2O, pero eso también empeora el efecto invernadero. Pierde en que no es rentable se fabricación, y que se necesita el cuádruple de volumen (aunque solo un cuarto de peso) para producir lo mismo que el petróleo.

Biodiésel: gana en que no hace falta adaptar los motores para su utilización y en que no emite azufre. Inconvenientes: sigue promoviendo el efecto invernadero, y se congela muy pronto.

Biogás: permite aprovechar desechos, pero se almacena y distribuye mal. Además, seguimos teniendo el problema de la combustión.

Híbridos: es costoso y ocupa mucho espacio, pues hay que poner 2 motores a parte del depósito y las baterías: para no reducir ni ½ l/100 el consumo de petróleo.

Todos tienen inconvenientes graves, pero el que parece más viable, porque tiene más ventajas es el motor eléctrico. Tiene un rendimiento del 85 % (recuerdo, es la energía que finalmente se transforma en movimiento, con respecto a la que se utiliza), contamina 1/4 de lo que contamina un motor de explosión (todo ello en la generación de la electricidad), da casi la potencia maxima desde parado (lo que le ace mas seguro en cualquier salida y en la innecesidad de caja de cambios ni embrague), y es mas fiable por tener muchas menos partes móviles.