Artículos Técnicos
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Motores de combustión interna y externa

La mayoría de técnicos estamos tan acostumbrados a hablar de motor de combustión interna que ya tomamos por convenio hablar  solo de estos motores, pero la realidad es que existen otros tipos de motores; comenzaremos definiendo que es un motor de combustión interna y sus tipos:

Para que un motor se le pueda denominar de combustión interna, necesita obligatoriamente quemas el combustible en una zona cerrada, tenemos algunos ejemplos sobre este tipo de modelo como son los motores diésel o gasolina implementados en automóviles y motocicletas.

Siguiendo con nuestros motores convencionales me gustaría añadir algún concepto básico que normalmente se desconoce y nos viene bien a la hora de evaluar un motor de combustión:

Los motores tienen un/os émbolos que trabajan asociados a la culata y la camisa, dependiendo de la disposición que presenten estos émbolos o pistones hablaremos de un tipo de motor u otro que evidentemente llevan asociadas algunas mejoras en prestaciones.

¿Qué disposiciones de motores existen?

  1. Motor en línea: sus cilindros siguen una línea recta
  2. Motor en V: sus cilindros se anclan al cigüeñal siguiendo una V, es un motor mucho más compacto y también tiene unas emisiones inferiores al motor en línea.
  3. Motor en estrella: los cilindros están dispuestos en forma de estrella en uno o varios planos, se usan mucho en pequeñas avionetas y por ello su refrigeración es a través del aire.
  4. Motor de cilindros opuestos: los cilindros están enfrentados entre si, normalmente denominado BOXER o V a 180º, nos permite una inercia muy pequeña y esto beneficia en la conducción.
  5. Motor en U: los cilindros están trabajando en paralelo
  6. Motor de émbolos opuestos: los émbolos se mueven en sentido opuesto

 

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¿Qué requisito tiene que cumplir un motor para llamarse de combustión externa?

Se define como un motor en el que la combustión del combustible se produce en un entorno abierto, esto es una verdad a medias porque el combustible se quema en una cámara de combustión al igual que los motores de combustión interna pero esta cámara no tiene una zona cerrada como le ocurre a los otros.

El proceso de quemado es un poco más complejo ya que el combustible y el comburente se mezclan en una zona determinada del motor donde existe una fuente de ignición para iniciar la reacción. Estos gases resultantes se expulsan por la tobera creando la fuerza que impulsa la aeronave o cohete hacia delante.

Para entender el mecanismo de este motor necesitamos trabajar el ciclo Rankine, el cual nos muestra que el calor no se propaga directamente hacia el seno del fluido de potencia sino que se genera en otro lugar.

Este motor tiene un inconveniente y es que el fluido que porta el calor y el fluido de potencia no son el mismo, por tanto se necesita una superficie de intercambio

¿Qué máquinas emplean estos sistemas?

  1. Máquina de vapor:

Estas máquinas utilizan agua en estado fluido, tanto líquida como gaseosa. El agua proviene de una bomba, entra en la caldera de forma líquida pero a alta presión y en la caldera el agua absorbe el calor y hierve. Este vapor saturado sigue calentándose en el sobre-calentador hasta los 600ºC pasando los cilindros que transforman la energía térmica en mecánica.

  1. Turbina de vapor:

El vapor atraviesa una tobera donde pierde presión y gana velocidad de manera que el flujo se orienta tangencialmente sobre la turbina, que gira gracias a un conjunto de alabes y absorbe la energía de la corriente del vapor.

Estas máquinas carecen de cilindro y de órganos de transformación del movimiento, es por ello que su rendimiento es muy mayor. En la actualidad este modelo se emplea en centrales eléctricas, buques propulsados etc…

¿Estos motores se pueden incorporar a un automóvil?

Si que se pueden y se están incorporando, pero son marcas de elevado poder adquisitivo los que trabajan con ellos.

Los vehículos incorporan turbinas de este tipo,  el aire es aspirado continuamente a través del filtro y el silenciador se comprime generalmente en un compresor radial, a continuación se calienta en un intercambiador de calor. El aire comprimido y precalentado fluye a continuación a la cámara de combustión, donde se calienta directamente por la inyección y combustión de combustible en forma de gas, líquido o emulsión. Las turbinas dispuestas en sentido radial o axial del flujo accionan primero el compresor y los dispositivos auxiliares. La potencia restante la ceden al árbol cardán a través de la turbina de trabajo, el engranaje reductor y el cambio de velocidades.

¿Qué ventajas nos ofrece una turbina de gas?

  1. Las emisiones de CO2 son mucho más pequeñas
  2. El motor es mucho más estable en marcha
  3. Nos permite trabajar con diferentes combustibles
  4. El par de giro lo transmite mucho más progresivo
  5. El mantenimiento es mucho más duradero

¿Qué desventajas tienen?

  1. La fabricación es muy costosa, por ello solo lo montan marcas como Rolls-Royce
  2. El tiempo de reacción del motor es mucho más lento que uno convencional
  3. El consumo también se ve incrementado
  4. Se limita a grandes motorizaciones

 

 

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