Descubre el Funcionamiento de Motores: Tipos, Componentes y Ciclos

Funcionamiento de la Máquina de Vapor

La máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica del vapor de agua en energía mecánica. Su proceso se desarrolla en varias etapas:

• Se quema combustible en un hogar para producir vapor de agua a presión en una caldera.
• El vapor pasa a través de una caja de distribución que lo encauza hacia un cilindro.
• Gracias al movimiento de la corredera, el vapor a presión entra en el cilindro a un lado y a otro del émbolo de forma alternativa, provocando en este un movimiento de vaivén.
• Este movimiento alternativo del émbolo se transforma en un movimiento giratorio de la rueda motriz gracias a un mecanismo de biela-manivela.
• El vapor, ya con poca presión, es empujado por el émbolo y sale del cilindro hacia el condensador, donde se licúa y se pasa de nuevo a la caldera por medio de una bomba, cerrándose así el circuito.

Componentes Clave de Motores de Combustión

Para comprender el funcionamiento de diversos motores, es fundamental conocer sus componentes principales:

Bujía

La bujía es el elemento que produce el encendido de la mezcla de combustible y aire en los cilindros, mediante una chispa eléctrica.

Pistón

El pistón es un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles, transmitiendo la fuerza de la combustión al cigüeñal.

Carburador

El carburador es el dispositivo encargado de preparar la mezcla de aire-combustible en los motores de gasolina. Su función es optimizar la proporción para que el motor funcione de manera más económica y obtenga la mayor potencia de salida.

Motores de Combustión Interna: 2 Tiempos vs. 4 Tiempos

Los motores de combustión interna se clasifican comúnmente por el número de "tiempos" o carreras del pistón que completan un ciclo de trabajo. Las diferencias fundamentales son:

Motor de 4 Tiempos

El motor de 4 tiempos completa su ciclo de trabajo en cuatro carreras del pistón (dos vueltas completas del cigüeñal):

1. Admisión: El pistón baja, aspirando la mezcla de aire y combustible (o solo aire en diésel) al cilindro.
2. Compresión: El pistón sube, comprimiendo la mezcla.
3. Explosión/Combustión: La bujía genera una chispa (o el diésel se autoenciende por compresión), encendiendo la mezcla y empujando el pistón hacia abajo.
4. Escape: El pistón sube, expulsando los gases quemados a través de la válvula de escape.

Motor de 2 Tiempos

El motor de 2 tiempos realiza el ciclo completo en solo dos carreras del pistón (una vuelta del cigüeñal). La entrada y salida de gases tiene lugar a través de unos orificios denominados lumbreras, y no utiliza válvulas ni levas.

1. Subida del Pistón (Compresión y Admisión):
   • Se produce la compresión de la mezcla contenida en el cilindro.
   • Al mismo tiempo, debido a la succión, entra una nueva porción de mezcla en el cárter a través de la lumbrera de admisión.
   • Cuando el pistón está arriba, salta la chispa y se inicia la combustión de la mezcla.
2. Bajada del Pistón (Expansión y Escape/Transferencia):
   • El pistón baja empujado por la expansión de los gases a presión.
   • Al descubrirse la lumbrera de escape, los gases quemados salen del cilindro.
   • Simultáneamente, al descubrirse la lumbrera de transferencia, la mezcla fresca situada en el cárter pasa al cilindro, ayudada por el empuje del pistón al bajar.

Otros Tipos de Motores y su Funcionamiento

Motor Diésel

El motor Diésel fue inventado por Rudolf Diesel en 1892. Inicialmente, funcionaba con un derivado del aceite de coco. A diferencia de los motores de gasolina, el diésel no utiliza bujía para encender la mezcla; en su lugar, el combustible se autoenciende debido a la alta compresión del aire en el cilindro.

Turborreactor

El turborreactor es un tipo de motor de reacción. Su funcionamiento se basa en los siguientes pasos:

1. El aire entra por un compresor giratorio que aumenta su presión.
2. En la cámara de combustión, se inyecta combustible pulverizado y una bujía lo inflama.
3. Se produce un gran aumento de la presión y la temperatura de la mezcla de gases.
4. Estos gases de alta energía escapan hacia la salida, haciendo girar una turbina y, a su vez, el compresor.
5. Una parte del empuje de los gases se consume en mover la turbina y el compresor, mientras que la otra mitad se emplea en generar el empuje propulsor.

Los turborreactores son comúnmente empleados en aviones militares y algunos aviones de negocios.

Turbopropulsor

El turbopropulsor es una variante del motor de turbina. En este caso, la turbina de la parte posterior no solo hace girar el compresor, sino también una hélice delantera exterior. Así, la propulsión se debe a dos causas principales:

• Los gases que salen por la parte posterior del motor.
• El empuje generado por la hélice.