Motor de combustión interna.
Internal Combustion Engines
INTERNAL COMBUSTION ENGINES
An engine is a device that converts heat energy into mechanical energy to perform work. An internal combustion engine is any engine in which fuel is burned within its body (fig. 1-1).
Four-Stroke Cycle
Figure 1-1 . Basic elements of an engine.
The combustion that occurs within the cylinders produces energy. This energy moves the parts of the engine that drives the equipment. Air and fuel are two elements needed to produce heat energy in an engine. Oxygen in the air is evenly mixed with the fuel and is vaporized. This mixture allows for quick and even burning. The chemical process that occurs when the air and fuel mixture in the cylinder is ignited is known as combustion. An engine uses both reciprocating motion and rotary motion to transmit energy. Four parts of the engine work together to convert reciprocating motion into rotary motion. These four parts are as follows: a cylinder, a piston, a connecting rod, and a crankshaft (fig. 1-2).
Figure 1-2.-Piston and crankshaft.
The piston and cylinder are matched parts, fitted closely to allow the piston to glide easily with little clearance at the sides within the cylinder. The top of the cylinder is closed and has a space for the combustion chamber. The connecting rod transmits the up-and-down motion of the piston to the crankshaft.
The crankshaft has a section offset from the center line of the shaft so that it “cranks” when the shaft is turned (fig. 1-3).
Figure 1-3.—Piston to crankshaft relationship.
Figure 1-4.—Piston positions.
The four-stroke cycle is the standard operating principle for most modern internal combustion engines. It consists of four strokes of the piston: intake, compression, power, and exhaust. These strokes occur over two revolutions of the crankshaft:
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Intake Stroke: The piston moves downward from Top Dead Center (TDC) to Bottom Dead Center (BDC). The intake valve opens, allowing a mixture of air and fuel to enter the cylinder.
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Compression Stroke: The piston moves upward from BDC to TDC, compressing the air-fuel mixture into a smaller volume. Both the intake and exhaust valves remain closed, trapping the mixture.
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Power Stroke: At TDC, the compressed air-fuel mixture is ignited by the spark plug. The rapid combustion generates high-pressure gases, forcing the piston downward from TDC to BDC, creating mechanical energy.
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Exhaust Stroke: The piston moves upward from BDC to TDC, expelling burnt gases through the open exhaust valve. This prepares the cylinder for the next intake stroke.
The cycle repeats, providing continuous power output to drive machinery and vehicles.
The four-stroke cycle repeats these four events for every two rotations of the crankshaft, producing a continuous power output.
In contrast, a two-stroke cycle engine combines the intake and compression strokes into one stroke and the power and exhaust strokes into another. This means that each stroke occurs with every revolution of the crankshaft, resulting in a higher power output but also increased emissions.
Most modern engines, including those used in cars, trucks, and many other applications, operate on the four-stroke cycle. It provides a more efficient and cleaner combustion process, offering better fuel economy and reduced emissions.
Understanding the engine cycle is crucial for optimizing engine performance, diagnosing problems, and designing more efficient engines. It forms the basis for the operation of internal combustion engines, allowing them to convert fuel into mechanical energy and power various types of machinery and vehicles.
Four-Stroke Cycle Gasoline Engine.
In the four-stroke cycle gasoline engine, there are four strokes of the piston in each cycle: two up and two down (fig. 1-5). The four strokes of a cycle are as follows: intake, compression, power, and exhaust. A cycle occurs during two revolutions of the crankshaft.
A- Intake stroke B- Compression stroke
C- Power stroke D- Exhaust stroke
Motores de Combustión Interna
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Un motor es un dispositivo que convierte la energía térmica en energía mecánica para realizar trabajo. Un motor de combustión interna es cualquier motor en el que el combustible se quema dentro de su cuerpo (fig. 1-1).
Ciclo de Cuatro Tiempos
Figura 1-1. Elementos básicos de un motor.
La combustión que ocurre dentro de los cilindros produce energía. Esta energía mueve las partes del motor que impulsan el equipo. El aire y el combustible son dos elementos necesarios para producir energía térmica en un motor. El oxígeno presente en el aire se mezcla uniformemente con el combustible y se vaporiza. Esta mezcla permite una combustión rápida y uniforme. El proceso químico que ocurre cuando se enciende la mezcla de aire y combustible en el cilindro se conoce como combustión. Un motor utiliza tanto el movimiento alternativo como el movimiento rotativo para transmitir energía. Cuatro partes del motor trabajan juntas para convertir el movimiento alternativo en movimiento rotativo. Estas cuatro partes son: el cilindro, el pistón, la biela y el cigüeñal (fig. 1-2).
Figura 1-2. Pistón y cigüeñal.
El pistón y el cilindro son piezas que están emparejadas y ajustadas de manera precisa para permitir que el pistón se deslice fácilmente con una mínima holgura dentro del cilindro. La parte superior del cilindro está cerrada y tiene un espacio para la cámara de combustión. La biela transmite el movimiento hacia arriba y hacia abajo del pistón al cigüeñal.
El cigüeñal tiene una sección desplazada del eje central para que "gire" cuando el eje se mueve (fig. 1-3).
Figura 1-3. Relación del pistón con el cigüeñal.
Figura 1-4. Posiciones del pistón.
Ciclo de Cuatro Tiempos
El ciclo de cuatro tiempos es el principio operativo estándar para la mayoría de los motores de combustión interna modernos. Consiste en cuatro tiempos del pistón: admisión, compresión, explosión y escape. Estos tiempos ocurren durante dos revoluciones del cigüeñal:
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Tiempo de Admisión:
El pistón se mueve hacia abajo desde el Punto Muerto Superior (PMS) al Punto Muerto Inferior (PMI). La válvula de admisión se abre, permitiendo que una mezcla de aire y combustible entre al cilindro.
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Tiempo de Compresión:
El pistón se mueve hacia arriba desde el PMI al PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible en un volumen más pequeño. Tanto la válvula de admisión como la de escape permanecen cerradas, atrapando la mezcla.
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Tiempo de Explosión (Potencia):
En el PMS, la mezcla de aire y combustible comprimida se enciende mediante la chispa de una bujía. La rápida combustión genera gases a alta presión que empujan el pistón hacia abajo desde el PMS al PMI, creando energía mecánica.
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Tiempo de Escape:
El pistón se mueve hacia arriba desde el PMI al PMS, expulsando los gases quemados a través de la válvula de escape abierta. Esto prepara el cilindro para el siguiente tiempo de admisión.
El ciclo se repite, proporcionando una salida continua de energía para accionar maquinaria y vehículos.
El ciclo de cuatro tiempos repite estos cuatro eventos por cada dos rotaciones del cigüeñal, produciendo una salida de energía continua.
Por el contrario, un motor de ciclo de dos tiempos combina los tiempos de admisión y compresión en uno, y los tiempos de explosión y escape en otro. Esto significa que cada tiempo ocurre con cada revolución del cigüeñal, lo que resulta en una mayor salida de potencia, pero también en un aumento de emisiones.
La mayoría de los motores modernos, incluidos los utilizados en automóviles, camiones y muchas otras aplicaciones, funcionan con el ciclo de cuatro tiempos. Este ciclo proporciona una combustión más eficiente y limpia, ofreciendo un mejor rendimiento del combustible y reduciendo las emisiones.
Importancia del Ciclo del Motor
Comprender el ciclo del motor es fundamental para optimizar su rendimiento, diagnosticar problemas y diseñar motores más eficientes. Este ciclo forma la base del funcionamiento de los motores de combustión interna, permitiendo convertir el combustible en energía mecánica para accionar diversos tipos de maquinaria y vehículos.
Motor de Gasolina de Cuatro Tiempos
En el motor de gasolina de cuatro tiempos, hay cuatro movimientos del pistón en cada ciclo: dos hacia arriba y dos hacia abajo (fig. 1-5). Los cuatro tiempos de un ciclo son los siguientes: admisión, compresión, explosión y escape. Un ciclo completo ocurre durante dos revoluciones del cigüeñal.
- A - Tiempo de Admisión
- B - Tiempo de Compresión
- C - Tiempo de Explosión
- D - Tiempo de Escape
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