HISTORIA DEL MOTOR

HISTORIA DEL MOTOR A GASOLINA


OBJETIVOS
Realizar una breve introducción sobre la historia del motor a gasolina

MARCO TEÓRICO

El motor de encendido por chispa fue inventado por Nikolaus August Otto en 1861, y se convirtió en el punto de partida para los motores de cuatro tiempos de gas. Así lo dejó escrito, junto con su propuesta, (que era, en definitiva, lo que perseguía) como motor estacionario para competir contra la máquina de vapor. En 1862 experimentó con un motor de cuatro cilindros, el cual funcionaba a gas y cada ciclo constaba de los siguientes pasos: entrada de mezcla, compresión, encendido y descarga de los gases de la combustión. Este visionario motor mantiene todavía hoy muchos de sus detalles de ingeniería.

Mercedes Benz

El motor de combustión interna, por tanto, se siguió mejorando continuamente. En 1877 se le concede a Otto la patente de su motor de cuatro tiempos (DRP 532), y comienza a producir motores de cuatro tiempos. El primer vehiculo en dotarse de éste novedoso sistema de cuatro ciclos es un coche de ferrocarril de en 1880. Sin embargo, su motor estacionario era demasiado pesado, y el vehículo como lo conocemos hoy en día dista mucho de ser un proyecto ya maduro. La patente de Otto fue cancelada en 1886 y gracias a ello otras empresas pudieron investigar y desarrollar avances importantes para el motor de cuatro y dos tiempos, creciendo su uso a nivel industrial vertiginosamente.

Funcionamiento convencional (4 tiempos)

El combustible se inyecta pulverizado y mezclado con el gas (habitualmente aire u oxígeno) dentro de un cilindro. La combustión total de 1 gramo de gasolina se realizaría teóricamente con 14,8 gramos de aire pero como es imposible realizar una mezcla perfectamente homogénea de ambos elementos se suele introducir un 10% más de aire del necesario (relación en peso 1/16), a veces se suele inyectar más o menos combustible, esto lo determina la sonda lambda (o sonda de oxígeno) la cual envía una señal a la ECU. Una vez dentro del cilindro la mezcla es comprimida. Al llegar al punto de máxima compresión (punto muerto superior o P.M.S.) se hace saltar una chispa, producida por una bujía, que genera la explosión del combustible. Los gases encerrados en el cilindro se expanden empujando un pistón que se desliza dentro del cilindro (expansión teóricamente adiabática de los gases). La energía liberada en esta explosión es transformada en movimiento lineal del pistón, el cual, a través de una biela y el cigüeñal, es convertido en movimiento giratorio. La inercia de este movimiento giratorio hace que el motor no se detenga y que el pistón vuelva a empujar el gas, expulsándolo por la válvula correspondiente, ahora abierta. Por último el pistón retrocede de nuevo permitiendo la entrada de una nueva mezcla de combustible.


CONCLUSIONES.
Con esta investigación se ah detallado de manera sencila la historia del motor a gasolina el cual ah sido uno de los mayores inventos de la historia, y algo que ah revolucionado el trasporte humano.


ANÁLISIS
El motor en si ah tenido desde sus inicios a la actualidad muchos avances, si recordamos que los primeros motores eran impulsados a vapor se dio un gran paso con la creación del motor a gasolina o combustión interna.


RECOMENDACIONES
No tengo ninguna recomendación sobre el tema


BIBLIOGRAFIA

sábado, 18 de junio de 2011

AVERÍAS EN EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

OBJETIVO

El sistema de distribución regula la entrada y salida de los gases en el cilindro, abriendo y cerrando las válvulas de admisión y escape de forma sincronizada con el cigüeñal.


COMPONENTES

Los elementos que constituyen la distribución son los siguientes:

  • Árbol de Levas
  • Taques
  • Balancines
  • Válvulas
  • Resortes de Válvulas
  • Mandos de la Distribución

FALLAS COMUNES DE LA DISTRIBUCIÓN
Motor no arranca:
Distribución mal sincronizada (mal calaje).
Falta de transmisión de giro de eje cigüeñal a eje de levas, por :

1. Piñones de distribución sin tracción a su eje.
2. Piñones de distribución en mal estado, o destruidos.
3. Cadena de distribución en mal estado o destruida.
4. Correa de distribución en mal estado o cortada.

Motor funciona disparejo o sin fuerza
  • Válvulas en mal estado.Holgura de válvulas mal ajustada.
  • Asiento de válvulas en mal estado.
  • Distribución mal sincronizada (mal calaje).
  • Elementos de distribución desgastados.
  • Taqués en mal estado.

El tener un sistema de apertura y cierre de válvulas, sincronizado con el giro del eje cigüeñal, por medio del sistema de distribución, nos permite definir ciclos precisos para el funcionamiento del motor deacuerdo con los movimientos del pistón dentro del cilindro.

jueves, 16 de junio de 2011

AVERIAS EN EL SISTEMA DE LUBRICACION

La lubricación forma parte fundamental de las operaciones del mantenimiento preventivo que se debe realizar al vehículo para evitar que el motor sufra desgaste prematuro o daños por utilizar aceite contaminado o que ha perdido sus propiedades.






Un lubricante automotriz que no cumple con las recomendaciones del fabricante o que ya está degradado genera:
• Desgaste prematuro de partes internas del motor: cigüeñal, pistones, metales, árbol de levas, etc.
• Mayor emisión de contaminantes, lo que afecta al convertidor catalítico.
• Carbonización en la cámara de combustión, lo que provoca la pre-ignición.
• Evaporación del propio producto.

Función
Al dar marcha al motor, suben y bajan los pistones realizando sus ciclos en un orden predeterminado, varias veces por minuto. Lo idóneo es que la mayor parte de la potencia del motor se emplee en mover al cigüeñal y no en desplazar sus propios componentes. Así, para tener mayor eficiencia y evitar el desgaste provocado por la fricción generada entre el pistón y el cilindro, como en el resto de los componentes metálicos del motor, se debe emplear aceite como sustancia lubricante.

El sistema de lubricación asegura que cada pieza móvil en la máquina obtenga el aceite necesario para que se pueda desplazar con facilidad.

En ese sentido, las dos principales piezas que requieren aceite son los pistones (para que se puedan deslizar con facilidad dentro de los cilindros) y cualquier soporte que le permita al cigüeñal y al árbol de levas girar libremente.

En la mayoría de los automóviles, se succiona aceite del cárter por la bomba de aceite, se pasa por un filtro para remover impurezas y después se riega a alta presión a las uniones y a las paredes de los cilindros. El aceite se escurre de nuevo hacia el cárter, donde se recolecta de nuevo para repetir el ciclo infinitamente.

Además, este sistema reduce la fricción entre las partes giratorias y deslizantes del motor, a la vez que ayuda a enfriar y limpiar dichas partes debido a la circulación de aceite. A continuación se presentan las acciones que pueden dañar al motor por el sistema de lubricación.

da�os en motores por problemas en el sistema de lubricaci�n



Acciones que pueden dañar al motor por el sistema de lubricación:

1. No revisar el nivel de aceite (alto o bajo nivel de aceite)
Cuando la bomba de aceite funciona, manda una señal al tablero de instrumentos e informa si existe una presión correcta, alta o baja. Cuando la presión o el volumen están bajos, no se puede garantizar que el lubricante llegue a los lugares más recónditos del motor, además, la baja presión provoca daños irreversibles a los árboles de levas, válvulas, pistones, bielas y principalmente a los cojinetes de biela, bancada y cigüeñal.


da�os en motores por problemas en el sistema de lubricaci�n

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2. Sobre revolucionar el vehículo (en frío)
El motor no se debe sobre revolucionar (acelerón) después de arrancarlo ya que en esos primeros instantes, la lubricación del motor es crítica, y por la baja temperatura del aceite está mucho más viscoso, es decir, tarda más en llegar a los puntos más alejados del motor, por lo tanto su capacidad de proteger dichas partes es poca y seguramente habrán daños irreparables en los cojinetes de biela y bancada, pistones, entre otros.

La mejor manera de calentar el vehículo es manejándolo. Sólo se necesita permitir que el vehículo esté encendido durante 30 segundos antes de empezar el recorrido. Hacerlo por más tiempo simplemente desperdicia combustible e incrementa las emisiones contaminantes.

Aunado a ello, el manejo agresivo (alta velocidad, aceleración rápida y detención brusca) daña las partes internas del motor y desperdicia combustible.


3. No cambiar ó utilizar lubricante de baja calidad
El aceite, inevitablemente, se deteriora con el uso. Una de las razones es la presencia de los contaminantes, como por ejemplo el combustible no quemado, productos de combustión, o suciedad introducida con el aire de admisión. Estos “agresores” pasan a través de los aros del pistón al cárter en cantidades mínimas por ciclo, pero deben ser combatidos por los aditivos del aceite, ya sea a través de una neutralización química, o evitando que se aglomeren para que no puedan causar daños en el motor. Esto va consumiendo los aditivos.

Otros contaminantes son los metales provenientes del desgaste, suciedad de reparaciones o cambios de aceite, agua, etc. El lubricante lo único que puede hacer en estos casos es mantenerlos en suspensión en un tamaño mínimo para que circulen por el filtro y los conductos, pero no puede eliminarlos. Dichos contaminantes salen del motor solamente en el cambio de aceite.

Otra forma de deterioro del lubricante es la oxidación en sí. Toda sustancia que deba trabajar a alta temperatura y en contacto con el aire sufre este proceso. En el motor, el aceite es batido constantemente, con lo que la oxidación es muy grave. Los lubricantes de más alta calidad soportan por más tiempo de uso estas condiciones al tener aditivos antioxidantes, pero no se puede prolongar en forma indefinida su uso.

El proceso de oxidación del aceite es producido por el combustible proveniente de una combustión incompleta que genera en el cárter del motor reacciones químicas complejas. El engrosamiento del lubricante es evidente a los pocos kilómetros de uso. Debemos destacar que el combustible al principio licúa al aceite, pero luego contribuye en mayor medida al incremento en su densidad.



4. Tener fugas de aceite (retenes en mal estado, cárter perforado)
La ausencia total de lubricación (aceite) en el sistema, conduce al daño del cojinete, provocando la destrucción total de la pieza, como se puede observar en la fotografía.

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No obstante, es más frecuente el fallo por lubricación insuficiente, en el que la cantidad de lubricante que llega al sistema eje-cojinete, no permite mantener la película de aceite y se produce el contacto entre las dos piezas. El funcionamiento prolongado en esas condiciones también produce la destrucción total del conjunto.

El daño en un retén del motor, provoca el escape del aceite por ese extremo. La pista de los cojinetes, próxima al retén presentará daños; debido a la rotura de la película lubricante por pérdida de presión de aceite (ralladuras), signo de una lubricación insuficiente como se muestra en la imagen.

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Recomendación: vigilar posibles pérdidas de aceite por los retenes y 
sustituirlos en caso necesario



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5. Uso excesivo de aditivos
Los aceites contienen los aditivos que exigen los fabricantes de automóviles para que los lubricantes se comporten de acuerdo a sus requerimientos. Por ejemplo: evitar la formación de carbones y lodos, minimizar el desgaste, no formar espumas, favorecer el arranque en frío y prolongar su tiempo de uso.

El comportamiento del aceite es controlado en pruebas muy estrictas, de larga duración, realizadas en motores estandarizados, controlados especialmente. En ellos se simula toda la vida del motor, en condiciones exageradamente severas de uso.

Además, agregando más aditivos que los requeridos por los lubricantes, no se logra un mejor rendimiento, ya que las mezclas que se obtienen no son homogéneas, ni equilibradas, por lo que se pueden generar efectos negativos. El lubricante se espesa demasiado, deja de fluir correctamente y la función de lubricar y refrigerar de un aceite no se cumple adecuadamente.

También hay que tener en cuenta qué tipo de aditivos se le agregan ya que algunos de ellos producen desgastes excesivos en el motor.


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Mientras mayor calidad tenga el aceite, éste minimizará más los daños y consecuencias.

Es necesario saber que el aceite por sí solo no puede garantizar buenos resultados, deben existir varios factores para alcanzar los resultados esperados:

a) Piezas genuinas
b) Aceite de alta calidad
c) Un adecuado mantenimiento


Recomendaciones al propietario

1. Revisar cada 1000 Km el nivel y las condiciones del aceite del motor:
Si llegara a estar bajo el nivel, se deberá rellenar con aceite de las mismas características, y si el aceite estuviera degradado o contaminado, deberá realizar el reemplazo del mismo.
PARA MAYOR INFORMACIÓN:

2. Hábitos de manejo
Dentro de este tema se tratará el hecho de que cuando el vehículo se pone en marcha después de un lapso considerable, el aceite se deposita en el cárter y se enfría. Con esto su viscosidad se incrementa, por lo que se deberá acelerar gradualmente y no forzar la marcha del vehículo hasta que éste alcance su temperatura óptima de trabajo. Con esta consideración, garantizamos que el aceite haya generado su película de lubricación en todos los componentes, además de que la presión de aceite ya es la correcta y los elementos mecánicos han quedado protegidos.

3. No se recomienda mezclar marcas de aceites y menos cambiar a una marca de baja calidad
Siempre se deberá revisar que el producto cumpla con las Normas Oficiales Mexicanas.

4. Fugas de aceite de motor
Cuando se detecte una fuga se debe acudir de inmediato con el mecánico, para reportarle el problema y solucionarlo adecuadamente, quedan prohibidos los remedios temporales, ya que estos se convertirán con el tiempo en un problema mayor.

5. Uso de aditivos
Como hemos explicado, modifican la viscosidad del aceite, por lo que el uso prolongado de los mismos puede obstruir los conductos de lubricante, dando como resultado un bajo flujo de aceite y generar daños en los componentes mecánicos internos.

Observaciones para centros de servicio
Para los talleres que realizan el servicio de sustitución del aceite de motor, deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

1. No tirarlo ni quemarlo.
2. Almacenarlo en un contenedor en el área de residuos peligrosos.
3. No mezclarlo con otras sustancias, como disolventes.
4. Entregarlo a un recolector autorizado para darle el tratamiento adecuado.









sábado, 11 de junio de 2011

AVERIAS EN EL SISTEMA DE REFRIGERACION DEL MOTOR

Es un conjunto de elementos componentes que tienen por finalidad mantener una temperatura normal de funcionamiento en el motor, en cualquier condición de marcha.
Al poner en funcionamiento el motor  a combustión interna a través del motor a partida, el cigueñal comienza a a girar y con él todo el conjunto móvil, distribución, encendido, etc., y que al funcionar por sí mismo aumenta considerablemente la temperatura, producto de la combustión y el roce de las piezas en movimiento. Estas altas temperaturas hay que disminuirlas rápidamente para evitar el agarrotamiento de las piezas móviles ( el motor se funde ) que dañarían considerablemente el motor.
El Cigueñal en su giro arrastra consigo la correa, que arrastra a su vez el entilador para crear una corriente de aire frío a través del núcleo del radiador, extrayendo así el calor del líquido refrigerante para disiparlo a la atmósfera, porque junto con hacer girar las aspas del ventilador, la correa también acciona mecánicamente al eje de la bomba de agua, que con su turbina obliga a circular el líquido a través de las cámaras  y conductos internos de la culata en forma permanente.




Clasificación : 
 Motor refrigerado por agua

Se refiere a que el calor es absorvido por un líquido refrigerante en permenente movimiento para disiparlo a la atmósfera por radiación en el radiador.





Motor refrigerado por aire ( Citroneta )
Se refiere a que no usan agua ni ningún otro líquido  refrigerante, sino que lo reemplazan con unas aletas disipadoras de calor, ( motores de aluminio con antimonio ) y   el aceite de motor pasa por un pequeño radiador que lo enfría.




Para que el motor pueda mantener la temperatura normal de funcionamiento por largos periódos,  necesita de componentes que también son propios del sistema.

Componentes Generales Motores Refrigerados por Agua.
1.-Radiador
2.- Ventilador
3.- Bomba de agua
4.- Conductos
5.- Sellos de agua
6.- Bulba indicador de Temperatura
7.- Termostato
8.-Correa del Ventilador
9.- Depósito auxiliar
10.- Líquido refrigerante
11.- Tapón de vaciado

Averías más comunes del sistema de refrigeración

Aumento excesivo de temperatura
Causas
- Falta líquido refrigerante
-Pérdida de liquido refrigerante ( roturas)
-Radiador tapado
- Conductos obstruídos ( culata )
-Correa ventilador cortada o suelta.
- Bomba de agua en mal estado
-Termo-swich malo
- Fusible quemado ( motor eléctrico)
-Termostato pegado ( cerrado )

Demora en llegar a la temperatura normal
Causa :
-Termostato no cierra 
Solucion:
-Cambio de termostato




Grietas en las mangueras
Causa :
-Calor al que son sometidas o aceite que se mete accidentalmente al sistema de enfriamiento, este las debilita y las deja sensibles.
Solucion:
-Cambio de mangueras




Radiador obstruido
Solucion:
-La solución consiste en quitar una de sus tapas y forzar una varilla de acero por sus tubos con el fin de destaparlo.



Bomba dañada
Causa :
-Desgaste del buje de la flecha por lo que el reten se sale de su lugar con lo que se fuga el refrigerante, otra falla es la propela; esta a veces se despega de la flecha por lo que la flecha gira sin mover la propela, o bien la corrosión acaba con la propela, otra falla sucede cuando la electrolisis se mete al sistema de enfriamiento y disuelve las partes de aluminio del que están hechas la mayoría de las bombas modernas, provocando con ello fugas.
Solucion:
-Las bombas si tienen reparación hay talleres que se especializan cambiar bujes y retenes de las mismas.



Grifo para drenar refrigerante
Causa :
-Las fallas en los grifos de metal mas comunes son la palomita se desprende del tornillo por lo que se mueve sin hacer girar al vástago y la corrosión lo ataca provocando fugas en el, en los de plástico la falla mas común es que se quiebren o el empaque se mueva. 

Solucion:
-Cambio del grifo


Tapa de radiador dañada
Causa :
-Las fallas mas comunes son empaques agrietados o elongados por el aceite resortes oxidados o agotados. 

Solucion:
-Cambio de la tapa.



domingo, 10 de abril de 2011

MOTOR ROTATIVO WANKEL

Este tipo de motor tiene la particularidad de tener un eje giratorio que logra la fuerza para mover un vehículo, pesa un tercio de lo que pesan los motores a pistón y ocupa un tercio del espacio.
Los motores Wankel utilizan un engranaje cicloidal, una antigua e inusual forma de engranaje usada en relojes, Sopladores de las Raíces, compresores del tornillo y bombas.Estos se pueden ver en las siguientes fotografías.
                            

El motor Wankel se diferencia enormemente de los motores convencionales. Conserva el producto, la compresión, la potencia, y el ciclo familiar del extractor pero utiliza, en vez de un pistón, de un cilindro, y de válvulas mecánicas, un rotor triangular que gira alrededor del excéntrico. La única otra pieza móvil es el cigüeñal. Las dimensiones de volumen y la posición de estos compartimentos son alteradas constantemente por la rotación a la derecha del rotor y la rotación más rápida del excéntrico. El ciclo de cuatro tiempos generalmente ocurre con la frecuencia simple de la válvula y del movimiento del motor de dos-tiempos. El rotor abre el acceso de la mezcla de combustible y aire, que entran como en el motor convencional (1-4). El rotor continúa, cerrando el acceso de la mezcla pasando más allá de él; entonces la compresión comienza (5-9), seguido por la ignición (9), la combustión , y la extensión para el movimiento de potencia hasta que el sello del ápice en la extremidad del triángulo abre el acceso del escape (10-12). El ciclo de escape entonces ocurre, otra vez sin un mecanismo que sincronice la apertura de la válvula (13-18) y todo vuelve a comenzar..



El motor Wankel tuvo que esperar más que los motores a pistones para que su funcionamiento se adecuara con la tecnologia existente, por esto el motor en los años 70 tuvo sus primeros prototipos, como Mazda que ofreció su modelo RX apagado y encendido. Actualmente Mazda ofrece el RX-7, que utiliza dos rotores que trabajan sincrónicamente para la mayor potencia, y los cargadores gemelos de turbo para el retroceso, agregado más bien que la aplicación tradicional del rotatorio para la economía. Con sus cargadores gemelos de turbo el motor puede generar 255 caballos de fuerza con 1,3 litros de capacidad (comparada con la dislocación de Chevrolet Camaro de 3,8 litros para 200 caballos de fuerza con cilindros, o 285 caballos de fuerza en los 5,7 litros V8). Mazda no es la única compañía que maximiza el diseño de Wankel.
La versión diesel del motor está siendo diseñada por Alliant Techsystems y la universidad de Virginia Occidental, y será el primer motor rotatorio diesel en el mundo. Estos éxitos no significan que el Wankel está sin problemas. Los motores RX-7 generalmente se consideran confiables por los primeros seis años, pero luego los sellos comienzan a fallar y las piezas necesitan ser substituidas, para mantener los compartimentos aislados el uno del otro.

CICLO ATKINSON

El motor de ciclo Atkinson es un tipo de motor de combustión interna, inventado por James Atkinson en 1882. El ciclo Atkinson se diseñó para ofrecer mayor eficiencia a expensas de la potencia, se están empezando a aplicar en motores híbridos modernos.


Toyota Prius - Motor




El ciclo Atkinson es más eficiente, ya que consigue relaciones más altas de compresión. La gasolina, cuando se encuentra muy comprimida tiende a detonar antes, lo cual no interesa. Pero si se logra una alta relación de compresión, el rendimiento termodinámico es superior.


¿Cómo consigue Atkinson que aumente la relación de compresión, pero evitando que la gasolina RON 95 detone antes de tiempo?
Basta con retrasar el cierre de las válvulas de admisión, permitiendo un pequeño reflujo de gases que vuelve al colector de admisión mientras asciende el pistón, permitiendo una relación de compresión superior. Estas válvulas controlan la cantidad de gases en el cilindro y la duración de la carrera de compresión. Podemos considerarlo como un cinco tiempos.
Dicho de otra manera, la carrera de compresión dura menos que la carrera de expansión. Todo esto nos sirve para aprovechar mejor la energía liberada durante la explosión de la gasolina. Como hay una menor mezcla en el cilindro, la potencia es inferior al de un motor Otto de la misma cilindrada, pero la eficiencia termodinámica del Atkinson es más alta: gastan menos.
Toyota Prius - Motor

Como los Atkinson gastan menos y dan menos potencia, son motores idóneos para aplicaciones híbridas. El motor eléctrico aporta la potencia que falta, y así combinan una entrega de potencia buena con un consumo realmente bajo. Ahora vamos a ver tres ejemplos de vehículos actuales que usan este sistema:
  • 2009 Ford Escape Hybrid: 2.5 153 CV, 7,84 l/100 km (autovía), relación de compresión 12,3:1
  • Toyota Prius II: 1.5 78 CV, potencia combinada híbrida 115 CV, 4,3 l/100 km, relación de compresión 13:1
  • Toyota Prius III: 1.8 98 CV, potencia combinada híbrida 134 CV, consumo inferior a 4,3 l/100 km
Los híbridos procuran que el motor Atkinson gire a su régimen más eficiente, y el exceso de potencia generada se almacena en las baterías. Esto supone un menor consumo que si se utilizase el motor Atkinson en regímenes en los que no consigue la misma eficiencia termodinámica.