Motor de combustión interna

"ICEV" vuelve a dirigir aquí. Para la forma de hielo de agua, vea Hielo V. El tren de alta velocidad, ver HIELO V.

Diagrama de un cilindro que se encuentra en motores de gasolina de 4 tiempos. Pie de foto:
C–cigüeñal.
E– escape árbol de levas.
I– entrada árbol de levas.
P–pistón.
R–biela.
S–enchufe de chispa.
V–válvulas. rojo: escape, azul: ingesta.
W–camisa de agua de enfriamiento.
estructura gris–bloque del motor.

Un motor de combustión interna (HIELO) es un motor donde el combustión de un combustible se presenta con un oxidante (normalmente aire) en una cámara de combustión es parte integrante del circuito de flujo de fluido de trabajo. En una combustión interna del motor de la expansión de la alta-temperatura y alta-presión los gases producidos por la combustión se aplican directamente fuerza a algún componente del motor. La fuerza se aplica normalmente a pistones, láminas de turbina, o un boquilla. Esta fuerza mueve el componente a distancia, transformando energía química en útiles energía mecánica. El primer motor de combustión interna comercialmente acertado fue creado por Étienne Lenoir alrededor de 1859.

El término motor de combustión interna generalmente se refiere a un motor en el que la combustión es intermitente, como la más familiar de cuatro tiempos y dos tiempos motores del pistón, junto con las variantes, tales como la Seis tiempos motor de pistón y la Motor rotatorio Wankel. Una segunda clase de motores de combustión interna usan combustión continua: turbinas de gas, motores de jet y la mayoría motores de cohetes, cada uno de los cuales son motores de combustión interna en el mismo principio como se describió anteriormente. Las armas de fuego son también una forma de motor de combustión interna.

Motores de combustión interna son muy diferentes de motores de combustión externa, tales como vapor o Motores de Stirling, en que la energía es entregada a un fluido de trabajo no consiste en, mezclada con o contaminada por productos de la combustión. Fluidos de trabajo puede ser aire, agua caliente, agua presurizada o incluso líquido sodio, calentada en un caldera. ICEs generalmente son alimentados por la densidad de energía combustibles tales como gasolina o diesel, líquidos derivados de combustibles fósiles. Aunque hay muchas aplicaciones estacionarias, hiela la mayoría es utilizado en aplicaciones móviles y son la fuente de energía dominante para autos, aviones y barcos.

Típicamente un hielo es alimentado con combustibles fósiles como el gas natural o petróleo productos tales como gasolina, combustible diesel o Fuel-oil. Hay un creciente uso de combustibles renovables como biodiesel para motores de encendido por compresión y bioetanol para motores de encendido por chispa. Hidrógeno a veces se utiliza y puede hacerse de los combustibles fósiles o las energías renovables.

Historia

Artículo principal: Historia del motor de combustión interna

Etimología

Al mismo tiempo, la palabra motor (a partir de Latina, vía Francés antiguo, Ingenium"habilidad") significa cualquier pieza de maquinaria — la sensación de que persiste en expresiones tales como motor de asedio. Un "motor" (del latín motor"mover") es una máquina que produce mecánica potencia. Tradicionalmente, motores eléctricos No se conocen como "Motores"; Sin embargo, los motores de combustión se refieren a menudo como "motores". (An motor eléctrico se refiere a un locomotora operado por electricidad).

Aplicaciones

Motor alternativo que se encuentran dentro de un auto

Motores de pistón alternativo son por lejos la fuente más común de energía para la tierra vehículos incluyendo automóviles, motocicletas, locomotoras y naves. Los motores de Wankel se encuentran en algunos automóviles y motocicletas.

Donde se requieren muy altos cocientes del energía-a-peso, motores de combustión interna aparecen en forma de turbinas de combustión. Avión a motor normalmente se utiliza un hielo que puede ser un motor alternativo. También pueden utilizar los aviones motores de jet y helicópteros también puede emplear turboshafts; Ambos son tipos de turbinas. Además de proporcionar propulsión, aviones de pasajeros emplear un hielo separado como un unidad de potencia auxiliar.

Gran generador Diesel usado para energía de respaldo

Planta de ciclo combinado

ICEs también tienen un papel a gran escala generación de energía eléctrica ¿Dónde se encuentran en forma de turbinas de combustión en centrales de ciclo combinado con salida eléctrica típica en el rango de 100 MW a 1 GW. Los gases de escape de alta temperatura se utilizan para hervir y recalentamiento agua para ejecutar un turbina de vapor. Por lo tanto, más energía se extrae el combustible que puede ser extraído por la turbina de combustión sola. En las eficiencias de centrales de ciclo combinado en el rango de 50 a 60% son típicos. En una escala menor Generadores diesel se utilizan para energía de respaldo y para proporcionar energía eléctrica a zonas no conectadas a un red eléctrica.

Motores de dos tiempos son ampliamente utilizados en motos de nieve, Cortadoras de césped, Cortabordes, Sierras de cadena, motos de agua, ciclomotores, motores fuera de borday muchos motocicletas.

Gasolina de dos tiempos motores pequeños son una fuente de alimentación común para motosierras, leafblowers y Cortadoras de césped.

Configuraciones de motor

Motores de combustión interna se pueden clasificar según su configuración.

Diseños comunes de motores son:

Reciprocantes:

• Motor de dos tiempos
• Motor de cuatro tiempos (Ciclo Otto)
• Motor de seis tiempos
• Motor diesel
• Ciclo de Atkinson
• Ciclo Miller

Rotary:

• Motor de Wankel

Combustión continua:

• Turbina de gas
• Motor de jet (incluyendo turborreactor, turboventilador, RAMJET, coheteetc..)

Motores de pistones

Estructura

Bloque de cilindros pelada de un motor V8

Pistón, aro del pistón, pasador y biela

La base de un motor de combustión interna alternativo el bloque del motor que normalmente se hace de hierro fundido o aluminio. El bloque del motor contiene el cilindros. En los motores con más de 1 cilindro normalmente están dispuestas en 1 fila (motor directo) o (2 filas)motor Boxer o Motor V); 3 filas son ocasionalmente usados (Motor W) en motores contemporáneos y otros configuraciones de motor son posibles y se han utilizado. Motores solo cilindro son comunes para las motocicletas y motores pequeños de maquinaria. Agua refrigerados motores contienen pasajes en el bloque motor en líquido de enfriamiento circular (el camisa de agua). Algunos pequeños motores son refrigerados por aire, y en lugar de tener una camisa de agua del bloque de cilindros tiene aletas que sobresalen lejos de enfriar mediante la transferencia directa de calor al aire. Las paredes del cilindro generalmente se acaban por afilar con piedra para obtener un cruzado de la portilla que mejor es capaz de retener el aceite. Una superficie demasiado dura rápidamente dañaría el motor por un desgaste excesivo en el pistón.

El pistones son piezas cilíndricas cortas que sellan un extremo del cilindro de la alta presión del aire comprimido y productos de la combustión y diapositiva continuamente en su interior mientras el motor esté en funcionamiento. La pared superior del pistón se denomina su corona y suele ser plana o cóncava. Algunos motores de dos tiempos usan pistones con un cabeza del deflector. Pistones están abiertos en la parte inferior y hueco con excepción de una estructura de refuerzo integral (la web de pistón). Cuando un motor está trabajando la presión del gas en la cámara de combustión ejerce una fuerza en la corona del pistón que se transfiere a través de su web a un pasador. Cada pistón tiene anillos montado alrededor de su circunferencia que sobre todo impedir que los gases se filtra en el cárter del cigüeñal o el aceite en la cámara de combustión. A sistema de ventilación unidades de la pequeña cantidad de gas que escapan más allá de los pistones durante el funcionamiento normal (los escape de gases) fuera de la caja del cigüeñal para que no se acumulen contaminando el aceite y la creación de la corrosión. En motores de gasolina de dos tiempos el cárter es parte de la ruta de aire – combustible y debido al flujo continuo de no necesitan un sistema de ventilación del cárter separado.

Tren de válvulas encima de una culata de motor Diesel. Este motor utiliza balancines pero no las varillas de empuje.

El culata se une al bloque motor por numerosos pernos o pernos prisioneros. Tiene varias funciones. La culata sella los cilindros en el lado opuesto de los pistones; contiene conductos cortos (los puertos) para la admisión y escape y el consumo asociado válvulas se abren a dejar el cilindro lleno de aire fresco y válvulas que se abren para permitir que los gases de combustión escapar de escape. Sin embargo, cárter del motor 2 tiempos compactarse motores conectan los puertos de gas directamente a la pared del cilindro sin válvulas; el pistón controla su apertura y oclusión en su lugar. La culata también sostiene la enchufe de chispa en el caso de motores de encendido por chispa y el inyector para los motores que utilizan la inyección directa. Todos los motores de CI utilizan la inyección de carburante, generalmente inyección directa pero algunos motores en su lugar utilice inyección indirecta. SI motores pueden utilizar un carburador o inyección de combustible como la inyección de puerto o inyección directa. La mayoría de los motores SI tiene una sola bujía por cilindro pero Algunos tienen 2. A Junta de culata evita que el gas se escapa entre la culata y el bloque del motor. La apertura y cierre de las válvulas es controlado por uno o varios árboles de levas resortes y — o en algunos motores — un mecanismo desmodrómica que no utiliza resortes. El árbol de levas puede pulsar directamente el vástago de la válvula o pueden actuar sobre un Balancin, otra vez, ya sea directamente o a través un varilla de empuje.

Visto desde abajo del bloque del motor. La castración de los cilindros, aceite de boquilla y la mitad de los cojinetes principales son claramente visible.

El cárter del cigüeñal se sella en la parte inferior con un colector de aceite recoge el aceite cae durante el funcionamiento normal a ser un nuevo ciclo. La cavidad creada entre el bloque de cilindro y las casas del colector de aceite una cigüeñal que convierte el movimiento alternativo de los pistones en movimiento rotatorio. El cigüeñal se lleva a cabo en el lugar en relación con el bloque del motor por cojinetes principales, que permiten girar. Los mamparos en el cárter forman la mitad de cada cojinete principal; la otra mitad es una tapa desmontable. En algunos casos una sola cubierta del cojinete principal se utiliza en lugar de varias pequeñas tapas. A biela está conectado para compensar las secciones del cigüeñal (el muñequillas) en un extremo y el pistón en el otro extremo a través del pasador y transfiere la fuerza y traduce el movimiento alternativo de los pistones para el movimiento circular del cigüeñal. El extremo de la biela conectada al pasador se llama su extremo más pequeño y el otro extremo, que está conectado al cigüeñal, la biela. El gran final tiene un medio desmontable para permitir el montaje alrededor del cigüeñal. Se mantiene juntos a la biela por pernos extraíbles.

La culata tiene asociado un colector de admisión un colector de escape a los puertos correspondientes. El colector de admisión se conecta a la filtro de aire directamente, o a un carburador Cuando uno está presente, que se conecta a la filtro de aire. Distribuye el aire entrante de estos dispositivos a los cilindros individuales. El colector de escape es el primer componente en la sistema de escape. Se recoge los gases de escape de los cilindros y lo conduce a los siguientes componentes en el camino. El sistema de escape de hielo también puede incluir un convertidor catalítico y silenciador. La sección final de la ruta de los gases de escape es la tubo de escape.

motores de 4 tiempos

Artículo principal: motor de 4 tiempos

Diagrama que muestra el funcionamiento de un motor de 4 tiempos SI. Etiquetas:
1 ‐ Inducción
2 ‐ Compresión
3 ‐ Power
4 ‐ Escape

El centro muerto superior (TDC) de un pistón es la posición donde está más cercano a las válvulas; punto muerto inferior (BDC) es la posición opuesta donde es furtherest de ellos. A accidente cerebrovascular es el movimiento de un pistón de TDC a BDC o vice-versa junto con el proceso asociado. Mientras que un motor está en funcionamiento el cigüeñal gira continuamente en un casi constante velocidad. En un hielo de 4 tiempos cada pistón experimentos 2 golpes por revolución del cigüeñal en el siguiente orden. A partir de la descripción en el TDC, estos son:

1. Admisión, inducción o succión:: Las válvulas de admisión están abiertas como resultado el lóbulo de la leva presionando hacia abajo el vástago de la válvula. El pistón se desplaza hacia abajo, incrementando el volumen de la cámara de combustión y permitiendo que el aire ingrese en el caso de un motor de CI o un aire combustible se mezclan en el caso de los motores SI no utilizan inyección directa. La mezcla de aire o aire y combustible se llama el carga en cualquier caso.
2. Compresión:: En este movimiento, las dos válvulas están cerradas y el pistón desplaza hacia arriba reduciendo el volumen de la cámara de combustión que alcanza su mínimo cuando el pistón está en TDC. El pistón realiza trabajo por el cargo que está siendo comprimido; como resultado aumentan su presión, temperatura y densidad; una aproximación a este comportamiento es proporcionada por el Ley del gas ideal. Justo antes de que el pistón alcanza el TDC, comienza encendido. En el caso de un motor, SI la bujía recibe un pulso de alto voltaje que genera la chispa que le da su nombre y se enciende la carga. En el caso de un motor de CI del inyector de combustible rápidamente inyecta combustible en la cámara de combustión como un aerosol; el combustible se inflama debido a la alta temperatura.
3. Potencia o movimiento de trabajo:: La presión de los gases de combustión empuja el pistón hacia abajo ejerciendo más trabajo que fue hecha para comprimir la carga. Complementario a la carrera de compresión, ampliar los gases de combustión y consecuentemente disminuye su temperatura, presión y densidad. Cuando el pistón está cerca de BDC se abre la válvula de escape. Expansión de los gases de combustión irreversible debido a la presión de sobra — en exceso de presión trasera, la presión en el orificio de escape —, esto se llama el silenciadores.
4. Escape:: Los restos de la válvula de escape abierta mientras el pistón desplaza hacia arriba, expulsando los gases de combustión. Para los motores de aspiración natural una pequeña parte de los gases de combustión puede permanecer en el cilindro durante el funcionamiento normal porque el pistón no cierra la cámara de combustión totalmente; estos gases se disuelven en la próxima carga. Al final de esta carrera, se cierra la válvula de escape, se abre la válvula de admisión y la secuencia se repite en el próximo ciclo. Puede abrir la válvula de admisión antes de la válvula de escape se cierra para permitir mejor compactación.

motores de 2 tiempos

Artículo principal: motor de 2 tiempos

La característica definitoria de esta clase de motor es que cada pistón completa un ciclo cada revolución del cigüeñal. 4 el proceso de admisión, compresión, energía y escape ocurren en solamente 2 tiempos así que no es posible dedicar un movimiento exclusivamente para cada uno de ellos. A partir de las TDC consisten en el ciclo:

1. Potencia:: Mientras que el pistón está descendiendo los gases de combustión realizan un trabajo sobre él — al igual que en un motor de 4 tiempos —. Igualmente termodinámico consideraciones acerca de la expansión se aplican.
2. Eliminación de registros obsoletos:: Alrededor de 75° de rotación del cigüeñal antes de BDC la válvula de escape o puerto se abre, y purga ocurre. Poco después se abre el puerto de entrada de la válvula o transferencia. La carga entrante desplaza los restantes gases de combustión al sistema de escape y una parte de la carga puede entrar en el sistema de escape. El pistón alcanza BDC e invierte. Después de que el pistón ha viajado a corta distancia hacia arriba dentro del cilindro se cierra la válvula de escape o el puerto; pronto el puerto de entrada de la válvula o transferencia se cierra también.
3. Compresión:: Con tanto de admisión y de escape cerradas el pistón continúa moviéndose hacia arriba comprimiendo la carga y realizar un trabajo en él. En el caso de un motor de 4 tiempos, encendido comienza justo antes de que el pistón alcanza el TDC y la misma consideración en la termodinámica de la compresión de la carga.

Mientras que un motor de 4 tiempos utiliza el pistón como un bomba de desplazamiento positivo para lograr la compactación tomando 2 de los 4 movimientos, un motor de 2 tiempos utiliza la última parte del movimiento de la energía y la primera parte de la carrera de compresión para el admisión combinado y de escape. El trabajo necesario para desplazar la carga y los gases de escape viene desde el cárter del cigüeñal o un soplador separado. Por compactación, expulsión de gases quemados y la entrada de mezcla fresca, se describen dos aproaches principales: 'Bucle borrado' y 'Uniflow borrado', SAE noticias publicadas en el decenio de 2010 que 'Loop rebuscar' es mejor bajo ninguna circunstancia 'Uniflow borrado'.

Eliminación de registros obsoletos de cárter

Diagrama de un cárter compactarse motor de 2 tiempos en operación

Algunos motores SI son cárter compactarse y no use válvulas. En cambio el cárter del motor y la parte de abajo del pistón del cilindro se utiliza como una bomba. El puerto de admisión está conectado al cárter a través de un válvula de lámina o una válvula de disco rotatorio impulsado por el motor. Para cada cilindro, un puerto de transferencia se conecta en un extremo de la caja del cigüeñal y en el otro extremo a la pared del cilindro. La lumbrera de escape está conectada directamente a la pared del cilindro. El puerto de transferencia y de escape se abren y cierran por el pistón. La válvula reed se abre cuando el cárter está ligeramente por debajo de la presión de admisión para dejarlo ser llenado con una nueva carga, esto sucede cuando el pistón se mueve hacia arriba. Cuando el pistón mueve hacia abajo la presión en el cárter aumenta y se cierra la válvula de lámina con prontitud, luego se comprime la carga en el cárter. Cuando el pistón destapa el puerto de transferencia la mayor presión de la carga en el cárter hace entrar al cilindro, soplando los gases de escape. Lubricación se logra mediante la adición de aceite de 2 tiempos al combustible en pequeñas proporciones. Petroil se refiere a la mezcla de gasolina con el aceite mencionado. Este tipo de motores de 2 tiempos tiene una eficacia menor que los motores 4 tiempos comparables y suelte un contaminante más los gases de escape para las siguientes condiciones:

• Usan un sistema de lubricación con pérdida total:: todo el aceite lubricante se quema al final junto con el combustible.
• Existen requisitos contradictorios para depuración: en una carga lateral, bastante fresca debe introducirse en cada ciclo de desplazar a casi todos los gases de combustión pero demasiado significa que una parte de ella se mete en el tubo de escape.
• Que deben usar los puertos de transferencia como una boquilla cuidadosamente diseñada y colocada para que se crea una corriente de gas de una manera que lo Barre todo el cilindro antes de llegar a la lumbrera de escape. motores de 4 tiempos tienen el beneficio de expulsar por la fuerza a casi la totalidad de los gases de combustión, y durante el escape, la cámara de combustión se reduce a un volumen mínimo. En cárter rescatados motores de 2 tiempos, escape y de admisión se realizan con la cámara de combustión en el volumen máximo y sobre todo al mismo tiempo.

La ventaja principal de motores de 2 tiempos de este tipo es simplicidad mecánica y una mayor cociente del energía-a-peso que sus contrapartes de 4 tiempos. A pesar de tener dos veces tantos golpes de energía por ciclo, menos de dos veces la potencia de un motor de 4 tiempos comparable es alcanzable en la práctica.

Soplador de eliminación de registros obsoletos

Diagrama de compactación uniflow

Usando un soplador separado evita muchas de las deficiencias del cárter compactación, a expensas del aumento de la complejidad que significa un costo mayor y un aumento en la exigencia de mantenimiento. Un motor de este tipo utiliza puertos o las válvulas de admisión y válvulas de escape excepto motores de pistones opuestos, que también puede utilizar los puertos de escape. El ventilador está generalmente de la Tipo de raíces Pero también han utilizado otros tipos. Este diseño es habitual en los motores de CI y ocasionalmente se ha utilizado en los motores SI.

Motores de CI que utilizan normalmente se utiliza un soplador Uniflow compactación. En este diseño de la pared del cilindro contiene varios puertos de entrada justo por encima de la posición que llega a la corona del pistón en el PMI. Una válvula de escape o varios como que de motores de 4 tiempos se utiliza. La parte final del colector de admisión es una manga de aire que alimenta a la entrada de los puertos. Los puertos de entrada se colocan en un ángulo horizontal frente a la pared del cilindro (I.e: están en el plano de la corona del pistón) para dar un remolino a la carga entrante para mejorar la combustión. El mayor intercambio IC son motores de CI de baja velocidad de este tipo; son utilizados para la propulsión de barcos (véase motores diesel marinos) o generación de energía eléctrica y lograr la eficiencia térmica más alta entre los motores de combustión interna de cualquier tipo. Algunos Diesel-eléctrico motores de locomotoras operan en el ciclo de 2 tiempos. El más poderoso de ellos tiene una potencia de freno de alrededor de 4.5MW o 6.000HP. El EMD SD90MAC clase de locomotoras de usar un motor de 2 tiempos. La clase comparable GE AC6000CW cuya fuerza motriz tiene casi el mismo poder de freno utiliza un motor de 4 tiempos.

Un ejemplo de este tipo de motor es la Wärtsilä-Sulzer RTA96-C 2-stroke Diesel turbocharged, utilizado en grandes buques portacontenedores. Es más eficiente y potente motor de combustión interna en el mundo con un eficiencia térmica más del 50%. En comparación, los más eficientes pequeños motores de cuatro tiempos son alrededor 43% eficiencia térmica (SAE 900648); el tamaño es una ventaja para la eficiencia debido al aumento en el cociente del volumen a la superficie.

Ver la enlaces externos para una combustión en cilindros en un motor de motocicleta 2-stroke, ópticamente accesible.

Ignición

Motores de combustión interna requieren de ignición de la mezcla, ya sea por encendido por chispa (SI) o encendido por compresión (CI). antes de la invención de métodos eléctricos confiables, se utilizaron métodos del tubo y la llama calientes. Motores experimentales con ignición láser se han construido.

Proceso de ignición de la gasolina

Sistemas de encendido de motor de gasolina generalmente dependen de una combinación de alternador o generador y batería de plomo-ácido para suministrar energía eléctrica. La batería suministra energía eléctrica para el arranque y suministra energía eléctrica cuando el motor esté apagado. La batería también suministra energía eléctrica durante condiciones raras funcionamiento donde el alternador no puede mantener más de 13,8 voltios (para un sistema común de 12V automotores eléctricos). Voltaje del alternador cae por debajo de 13,8 voltios, la batería de almacenaje de plomo cada vez más recoge carga eléctrica. Durante prácticamente todas las condiciones de funcionamiento, incluyendo condiciones de ralentí normales, el alternador suministra energía eléctrica principal.

Algunos sistemas desactivar alternador campo (rotor) durante condiciones de acelerador abierto. Desactivar el campo reduce la carga mecánica de alternador polea a casi cero, maximizar la potencia del cigüeñal. En este caso la batería suministra toda la energía eléctrica principal.

Motores de gasolina en una mezcla de aire y gasolina y comprimen a no más de 12,8 bar (1.28 MPa). Cuando se comprime la mezcla, como el pistón acerca a la cabeza del cilindro y carrera máxima, una bujía enciende la mezcla.

El alto voltaje necesario, normalmente 10.000 voltios a más de 30.000 voltios, es suministrado por un bobina de inducción o transformador. La bobina de inducción es un sistema de fly-back, mediante la interrupción del sistema eléctrico primario actual a través de algún tipo de interruptor sincronizado. El interruptor puede ser un transistor de potencia o puntos de contacto. Algunos sistemas de encendido son tipos de descarga capacitiva. CD igniciones utilizan transformadores de Step-up. El transformador elevador de tensión utiliza energía almacenada en una capacidad para generar chispa eléctrica. Con cualquier sistema, un sistema de control mecánico o eléctrico proporciona un alto voltaje cuidadosamente cronometrado al cilindro adecuado. Esta chispa, vía la bujía enciende la mezcla aire-combustible en los cilindros del motor.

Mientras que los motores de combustión interna de gasolina son mucho más fáciles iniciar en frío de motores diesel, todavía pueden tener frío a partir de problemas bajo condiciones extremas. Durante años fue la solución aparcar el coche en las zonas calientes. En algunas partes del mundo el aceite fue realmente drenado y calentado durante la noche y regresó al motor para un arranque frío. En la década de 1950 la Generador de gasolina unidad fue desarrollado, donde, en clima frío comienza, gasolina cruda fue desviado a la unidad donde parte del combustible fue quemado causando la otra parte para convertirse en un vapor caliente directamente al colector de la válvula de admisión. Esta unidad fue muy popular hasta que los calentadores eléctricos del bloque del motor se convirtió en estándar en motores de gasolina vendidos en climas fríos.

Proceso de encendido diesel

Motores diesel y HCCI Motores (encendido por compresión carga homogénea), dependen exclusivamente de calor y la presión generada por el motor en su proceso de compresión para la ignición. El nivel de compresión que se produce es generalmente dos veces o más que un motor de gasolina. Motores diesel aire solamente y poco antes de la compresión máxima, rocíe una pequeña cantidad de combustible en el cilindro a través de un inyector de combustible que permite que el combustible se enciende al instante. Motores de tipo HCCI toma de aire y combustible, pero siguen confiando en un proceso de combustión automática sin ayuda, debido a presiones más altas y el calor. Esto también es por qué son más susceptibles a diesel y los motores HCCI arranque frío cuestiones, aunque funcionan de igual forma en frío una vez iniciado. Motores diesel ligeros con inyección indirecta en automóviles y camiones ligeros emplean bujias que precalienta el cámara de combustión justo antes de comenzar a reducir las condiciones de no arranque en climas fríos. La mayoría diesel también tiene una batería y carga de sistema; Sin embargo, este sistema es secundario y se agrega por fabricantes como un lujo para la facilidad de arranque, torneado combustible encendido y apagado (que puede también hacerse vía un interruptor o aparato mecánico) y para el funcionamiento de los accesorios y componentes eléctricos auxiliares. Mayoría de los nueva motores depende de eléctricos y electrónicos unidades de control del motor (ECU) que también ajustar el proceso de combustión para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones.

Lubricación

Diagrama de un motor con lubricación presurizada

Las superficies en movimiento relativo y contacto con otras superficies requieren lubricación para reducir el desgaste, ruido y aumentar la eficiencia mediante la reducción de la potencia perdiendo en la superación de fricción, o que el mecanismo funcione en absoluto. Un motor requiere lubricación en por lo menos:

• Entre pistones y cilindros
• Cojinetes pequeños
• Cojinetes de biela
• Cojinetes principales
• Engranaje de la válvula (los siguientes elementos no pueden estar presentes):
  • Varillas de levantamiento
  • Brazos de balancín
  • Varillas de empuje
  • Cadena de la sincronización o engranajes. Correas dentadas no requieren lubricación.

En motores de 2 tiempos del cárter rescatado, el interior de la caja del cigüeñal y por lo tanto el cigüeñal, biela y la parte inferior de los pistones se pulverizan por el aceite de 2 tiempos en la mezcla aire / combustible-aceite que luego se quemó junto con el combustible. El tren de válvulas puede ser contenido en un compartimiento inundado con lubricante para que ninguna bomba de aceite se requiere.

En un sistema de lubricación del chapoteo ninguna bomba de aceite se utiliza. En cambio el cigüeñal se sumerge en el aceite en el cárter y debido a su alta velocidad, salpica el cigüeñal, bielas y parte inferior de los pistones. Los casquillos de biela biela pueden tener una primicia adjunta para potenciar este efecto. El tren de válvulas también pueden sellarse en un compartimiento inundado, o abra el cigüeñal de manera que recibe aceite salpicado y permite drenar hacia el sumidero. Lubricación del chapoteo es común para pequeños motores de 4 tiempos.

En un forzado (también llamado presurizado) sistema de lubricación, lubricación se lleva a cabo en un circuito cerrado que lleva aceite de motor a las superficies atendidos por el sistema y después regresa el aceite a un depósito. El equipo auxiliar de un motor normalmente no es atendido por este lazo; por ejemplo, un alternador puede utilizar rodamientos de bolas sellado con su lubricante. El depósito para el aceite es generalmente el colector de aceite, y cuando éste es el caso, se denomina un cárter húmedo sistema. Cuando hay un depósito de aceite diferentes el cárter todavía la atrapa, pero continuamente es drenado por una bomba dedicada; Esto se llama un cárter seco sistema.

En su parte inferior, el colector de aceite contiene un consumo de aceite cubierto por un filtro de malla que está conectado a una bomba de aceite entonces a un filtro de aceite fuera de la caja del cigüeñal, a partir de ahí se desvía a los cojinetes principales del cigüeñal y tren de válvulas. El cárter contiene por lo menos uno Galería de aceite (un conducto dentro de una pared del cárter) al cual el aceite se introduce desde el filtro de aceite. Los cojinetes principales contienen una ranura a través de todas o la mitad de su circunferencia; el aceite entra a estas ranuras de canales conectados a la galería de aceite. El cigüeñal tiene perforaciones que lleve el aceite de estas ranuras y entregan a los cojinetes de biela. Todos los cojinetes de biela están lubricados de esta manera. Un solo cojinete principal puede proporcionar aceite para cojinetes de biela 0, 1 o 2. Un sistema similar puede ser utilizado para lubricar el pistón y su pasador el extremo pequeño de la biela; en este sistema, la biela biela tiene un surco alrededor del cigüeñal y una perforación conectado a la ranura que distribuye el aceite a partir de ahí a la parte inferior del pistón y desde luego al cilindro.

También se utilizan otros sistemas para lubricar el cilindro y el pistón. Cada biela del cigüeñal puede tener una boquilla para lanzar un chorro de aceite en el cilindro y la parte inferior del pistón. La boquilla está en movimiento en relación con el cilindro que lubrica, pero siempre acentuado hacia él o el pistón correspondiente. En cambio, la boquilla también pueden colocarse fija en el cigüeñal y apuntando hacia arriba.

Un sistema de lubricación forzada tiene típicamente un flujo lubricante superior a lo que se necesita para lubricar satisfactoriamente, con el fin de ayudar con el enfriamiento. En concreto, el sistema lubricante ayuda a mover el calor del motor caliente las piezas para el líquido refrigerante (en los motores refrigerados por agua) o aletas (en los motores refrigerados por aire) que luego transferencia para el medio ambiente. El lubricante debe estar diseñado para ser químicamente estable y mantener la viscosidad adecuada dentro de la gama de temperatura que se encuentra en el motor.

Configuración de los cilindros

Configuraciones comunes de cilindro incluyen el configuración recta o en línea, el más compacto Configuración Vy el más amplio pero más suave configuración plana o boxeador. Motores de aviación puede también adoptar un configuración radial, que permite la refrigeración más eficaz. Las configuraciones más inusuales tales como la H, U, X, y W también se han utilizado.

Múltiples motores de cilindros tienen su tren de válvulas y cigüeñal configurado de modo que pistones están en diferentes partes de su ciclo. Es deseable tener ciclos de pistón uniformemente espaciados (esto se denomina disparar) especialmente en los motores de inducción forzada; Esto reduce la torsión pulsaciones y hace motores en línea con más de 3 cilindros estáticamente equilibrado en sus principales fuerzas. Sin embargo, algunos configuraciones de motor requieren fuego extraño para lograr el mejor equilibrio de lo que es posible con disparar. Por ejemplo, 4 tiempos Motor I2 tiene mejor equilibrio cuando el ángulo entre las muñequillas es 180° porque los pistones se mueven en direcciones opuestas y fuerzas inerciales cancelación parcialmente, pero esto da un patrón de fuego extraño donde un cilindro dispara 180° de rotación del cigüeñal después del otro, y luego no cilindro despide a 540°. Con un patrón de disparo incluso los pistones se moverían al unísono y añadirían las fuerzas asociadas.

Múltiples configuraciones de cigüeñal no necesariamente necesitan un culata en absoluto, porque en su lugar tienen un pistón en cada extremo del cilindro llamado un pistones opuestos diseño. Porque salidas y entradas de combustible están colocados en los extremos opuestos del cilindro, uno puede alcanzar uniflow compactación, que, al igual que en el motor de cuatro tiempos es eficaz en una amplia gama de velocidades del motor. Eficiencia térmica se ha mejorado debido a la falta de cabezas de cilindro. Este diseño fue utilizado en la Junkers Jumo 205 motor diesel de aeronaves, utilizando dos Cigüeñales en ambos extremos de un único banco de cilindros y más notablemente en la Napier Deltic motores diesel. Éstos utilizan tres cigüeñales para servir a tres bancos de cilindros doble dispuestas en un triángulo equilátero con los cigüeñales en las esquinas. También fue utilizado en single-Banco motores de locomotorasy todavía se utiliza en propulsión marina motores y Generadores marinos auxiliares.

Ciclo diesel

Artículo principal: Ciclo diesel

Diagrama P-v para el ciclo Diesel Ideal. El ciclo sigue los números 1-4 en dirección a la derecha.

Mayoría de camiones y motores diesel automotrices utilizan un ciclo que recuerda de un ciclo de cuatro tiempos, pero con una compresión calefacción sistema de ignición, en lugar de necesitar un sistema de encendido independiente. Esta variación se llama el ciclo diesel. En el ciclo diesel, combustible diesel se inyecta directamente en el cilindro para que la combustión se produce a presión constante, mientras que el pistón se mueve.

Ciclo Otto: Ciclo Otto es el ciclo típico para la mayoría de los motores de combustión interna de coches, que funcionan con gasolina como combustible. Ciclo Otto es exactamente el mismo que fue descrito por el motor de cuatro tiempos. Consta de los cuatro pasos principales: admisión, compresión, ignición y escape.

Diagrama PV para ciclo Otto en el diagrama PV, 1 – 2: entrada: movimiento de aspiración 2 – 3: compresión Isentropic movimiento 3 – 4: adición de calor movimiento 4 – 5: escape tiempos (extensión Isentropic) 5 – 2: rechazo del calor la distancia entre los puntos 1 y 2 es el movimiento del motor. Dividiendo V2, V1, obtenemos: r, donde son se llama la relación de compresión del motor.

Motor de cinco tiempos

En 1879, Nikolaus Otto motor fabricado y vendido doble extensión (los principios de doble y triple expansión tenían amplio uso en los motores de vapor), con dos pequeños cilindros a ambos lados de un cilindro más grande de baja presión, donde una segunda expansión del gas de escape movimiento llevó a cabo; el dueño volvió, alegando mal desempeño. En 1906, el concepto fue incorporado en un coche construido por (EHVCompañía del vehículo jinete Eisenhuth) CT, USA. (ref: 'El Romance de motores', Takashi Suzuki, pH.d., págs: 87-94, SAE, 1997) y en el siglo XXI, ILMOR diseñado y probado con éxito una combustión interna 5-golpe doble expansión del motor, con salida de alta potencia y baja SFC (consumo específico de combustible) [1]. [2]

Motor de seis tiempos

El motor de seis tiempos fue inventado en 1883. Cuatro clases de seis tiempos utilizan un pistón regular en un cilindro regular (Griffin seis tiempos, Bajulaz seis tiempos, Velozeta seis tiempos y Crower seis tiempos), disparando cada revoluciones del tres cigüeñal. Los sistemas de capturan el calor desperdiciado de la de cuatro tiempos Ciclo Otto con una inyección de aire o agua.

El Beare cabeza y motores "cargador de pistón" operan como motores de pistones opuestos, dos pistones en un solo cilindro, disparando cada dos revoluciones más como un cuatro tiempos regulares.

Otros ciclos

Los primeros motores de combustión interna no comprima la mezcla. La primera parte de la carrera descendente del pistón dibujó en una mezcla de combustible y aire, a continuación, cierre la válvula de entrada y en el resto de la carrera hacia abajo, la mezcla de aire y combustible disparó. Abre la válvula de escape para la carrera ascendente del pistón. Estos intentos de imitar el principio de una motor de vapor eran muy ineficientes. Hay un número de variaciones de estos ciclos, en particular la Atkinson y Ciclos de Miller. El ciclo diesel es algo diferente.

Split-ciclo motores separan los cuatro golpes de admisión, compresión, combustión y escape en dos cilindros separados pero emparejados. El primer cilindro se utiliza para la admisión y compresión. El aire comprimido entonces se transfiere a través de un pasaje de cruce del cilindro de compresión en el segundo cilindro, donde se producen la combustión y escape. Un motor de ciclo de split es un compresor de aire de un lado con una cámara de combustión en el otro.

Motores split-ciclo anteriores han tenido dos grandes problemas: mala respiración (eficiencia volumétrica) y baja eficiencia térmica. Sin embargo, se están introduciendo nuevos diseños que buscan hacer frente a estos problemas.

El motor Scuderi aborda el problema respiratorio reduciendo la holgura entre el pistón y la cabeza del cilindro a través de turbo varias técnicas de carga. El diseño Scuderi requiere el uso de exterior abriendo las válvulas que permiten el pistón mover muy cerca de la culata sin la interferencia de las válvulas. Scuderi aborda la baja eficiencia térmica mediante disparo ATDC.

Disparando ATDC puede lograrse mediante el uso de aire de alta presión en el pasaje de transferencia para crear flujo sónico y alta turbulencia en el cilindro de alimentación.

Turbinas de combustión

Turbinas de gas

Artículo principal: turbina de gas

Una turbina de gas se llama una turbina de gas porque se comprime un gas, generalmente aire. Hay tres etapas en una turbina: 1) el aire es aspirado a través de un compresor donde la temperatura se eleva debido a la compresión, 2) carburante se agrega en el combuster, y 3) el aire caliente se agota a través de las láminas de las turbinas que giran un eje conectado al compresor.

Una turbina de gas es una máquina rotatoria similar en principio a un turbina de vapor y consta de tres componentes principales: un compresor, una cámara de combustión y una turbina. El aire, después de ser comprimido en el compresor, es calentado por la quema de combustible en él. Acerca de ⅔ del aire calentado, combinado con los productos de la combustión, se expande en una turbina, produciendo salida de trabajo que impulsa el compresor. El resto (unos ⅓) está disponible como salida de trabajo útil.

Motor de jet

Artículo principal: Motor de jet

El motor jet toma un gran volumen de gas caliente de un proceso de combustión (típicamente una turbina de gas, pero las formas del cohete de propulsión a chorro a menudo utilizan propulsores sólidos o líquidos, y RAMJET las formas también carecen de la turbina de gas) y se alimenta a través de una boquilla que acelera el chorro a alta velocidad. Como el chorro se acelera a través de la boquilla, esto crea empuje y a su vez realiza trabajo útil.

Ciclo de Brayton

Artículo principal: Ciclo de Brayton

Ciclo de Brayton

Una turbina de gas es una máquina rotatoria algo similar en principio a una turbina de vapor y consta de tres componentes principales: un compresor, una cámara de combustión y una turbina. El aire es comprimido por el compresor donde se produce un aumento de la temperatura, más caliente por la combustión del combustible inyectado que calienta y se expande el aire, esta energía es aprovechada por la turbina y agotada, que acciona el compresor y proporciona el empuje.

Motores de turbina de gas ciclo de emplean un sistema de combustión continua donde la compresión, combustión y expansión ocurren simultáneamente en diversos lugares en el motor — dando energía continua. En particular, la combustión ocurre a presión constante, en lugar de con el ciclo de Otto, un volumen constante.

Motores de Wankel

El ciclo Wankel. El eje gira tres veces por cada rotación del rotor en el lóbulo y una vez para cada uno Revolución orbital alrededor del eje excéntrico.

Artículo principal: Motor de Wankel

El motor de Wankel (motor rotativo) no tiene movimientos del pistón. Funciona con la misma separación de fases como el motor de cuatro tiempos con las fases llevando a cabo en distintos lugares en el motor. En Termodinámica lo términos sigue el Motor de Otto el ciclo, así que puede ser considerado como un motor de "cuatro etapas". Si bien es cierto que tres golpes de poder suelen ocurran por la revolución del rotor, debido a la relación 3:1 revolución del rotor con el eje excéntrico, sólo un movimiento de energía por la revolución del eje se produce en realidad. El eje impulsor (excéntrico) gira una vez durante cada movimiento de la energía en lugar de dos veces (cigüeñal), al igual que en el ciclo de Otto, dándole un mayor cociente del energía-a-peso que los motores de pistón. Este tipo de motor fue utilizado principalmente en la Mazda RX-8, el anterior RX-7y otros modelos.

Inducción forzada

Artículo principal: Inducción forzada

Inducción forzada es el proceso de entrega de aire comprimido a la ingesta de un motor de combustión interna. Un motor de inducción forzada utiliza un compresor de gas para aumentar la presión, temperatura y densidad del aire. Un motor sin inducción forzada se considera un naturalmente aspirado motor.

Inducción forzada se utiliza en la industria automotriz y de aviación para aumentar la eficiencia y la potencia del motor. Ayuda particularmente motores de aviación, que necesitan para funcionar a gran altitud.

Inducción forzada se logra mediante un Sobrealimentador, donde el compresor es alimentado directamente desde el eje del motor o, en el Turbocompresor, de una turbina accionada por los gases de escape del motor.

Combustibles y oxidantes

Todos motores de combustión interna dependen de combustión de un combustible químico, típicamente con el oxígeno del aire (aunque es posible inyectar óxido nitroso para hacer más de lo mismo y obtener un impulso de energía). El proceso de combustión generalmente resulta en la producción de una gran cantidad de calor, así como la producción de vapor y dióxido de carbono y otras sustancias químicas a muy alta temperatura; la temperatura alcanzada es determinada por el químico hace arriba de los combustibles y oxidantes (véase estequiometría), así como por la compresión y otros factores.

Combustibles

Los combustibles modernos más comunes están constituidos por hidrocarburos y se derivan principalmente de combustibles fósiles (petróleo). Los combustibles fósiles incluyen combustible diesel, gasolina y gas de petróleoy el uso más raro de propano. Con excepción de los componentes de entrega de combustible, más motores de combustión interna que se diseñan para el uso de gasolina pueden funcionar en gas natural o gases licuados de petróleo sin grandes modificaciones. Grande diesel puede funcionar con aire mezclado con gases y una inyección piloto diesel combustible encendido. Líquidos y gaseosos biocombustibles, tales como etanol y biodiesel (una forma de combustible diesel que se produce a partir de cultivos que producen triglicéridos tales como soja aceite), también puede ser utilizado. También pueden ejecutar los motores con modificaciones apropiadas hidrógeno gas, gas de madera, o gas de carbón, así como de supuestos productor de gas hecho de otros tipos de biomasa conveniente. También se han realizado experimentos utilizando combustibles sólidos en polvo, tales como la ciclo de inyección de magnesio.

En la actualidad, los combustibles utilizados incluyen:

• Petróleo:
  • (Espíritu) del petróleoAmérica del norte término: gasolina, Británico término: gasolina)
  • Diesel de petróleo.
  • Autogas (gas de petróleo licuado).
  • Gas natural comprimido.
  • Turbosina (combustible de aviación)
  • Combustible residual
• Carbón:
  • Gasolina puede hacerse de carbón (carbón) usando el Proceso Fischer-Tropsch
  • Combustible diesel puede hacerse de carbono mediante la Proceso Fischer-Tropsch
• Los biocombustibles y aceite vegetal:
  • Aceite de cacahuete y otros aceite vegetal.
  • Biocombustibles:
    • Biobutanol (reemplaza a gasolina).
    • Biodiesel (reemplaza el petrodiesel).
    • Éter dimetílico (reemplaza el petrodiesel).
    • Bioetanol y Biometanol (alcohol de madera) y otros biocombustibles (véase Vehículo de combustible flexible).
    • Biogás
• Hidrógeno (principalmente nave espacial motores de cohetes)

Explosivos y polvos metálicos incluso fluidizados han visto algún uso. Motores que utilizan los gases de combustible se llaman motores de gas y aquellos que uso de hidrocarburos líquidos se llaman motores de aceite; Sin embargo, motores de gasolina también familiar a menudo son mencionados como "motores de gas" ("motores de gasolina" fuera de Norteamérica).

Las principales limitaciones de los combustibles son que debe ser fácilmente transportable a través de la sistema de combustible para el cámara de combustión, y que el combustible libera suficiente energía en forma de calor sobre combustión para hacer uso práctico del motor.

Motores diesel son generalmente más pesados, más ruidosos y más de gran alcance a velocidades más bajas que motores de gasolina. También son más eficientes en la mayoría de los casos y se utilizan en vehículos pesados, algunos automóviles (cada vez más para su creciente eficiencia de combustible sobre los motores de gasolina), naves, ferrocarril locomotorasy la luz avión. Motores de gasolina se utilizan en la mayoría de los otros vehículos incluyendo la mayoría de los coches, motocicletas, y ciclomotores. Tenga en cuenta que en Europa, sofisticados coches con motor diésel han asumido el control cerca del 45% del mercado desde la década de 1990. También hay motores que funcionan con hidrógeno, metanol, etanol, gas licuado de petróleo (GLP), biodiesel, parafina y vaporizar aceite de tractor (TVO).

Hidrógeno

Artículo principal: Vehículo de motor de combustión interna de hidrógeno

Hidrógeno podría eventualmente sustituir los combustibles fósiles convencionales en motores de combustión interna tradicional. Alternativamente pila de combustible la tecnología puede llegar a entregar su promesa y el uso de los motores de combustión interna incluso podría ser eliminado.

Aunque existen múltiples maneras de producir hidrógeno libre, estos métodos requieren convertir las moléculas de combustibles de hidrógeno o consumo de energía eléctrica. A menos que la electricidad se produce de una fuente renovable — y no es necesario para otros fines — hidrógeno no resuelve nada crisis energética. En muchas situaciones es la desventaja de hidrógeno, en comparación con los combustibles de carbono, su almacenamiento. Hidrógeno líquido tiene muy baja densidad (14 veces menor que el agua) y requiere de gran aislamiento, mientras que el hidrógeno gaseoso requiere tanques pesados. Incluso cuando licuado, hidrógeno tiene una alta energía específica pero el almacenamiento energético volumétrico es todavía aproximadamente cinco veces menor que la gasolina. Sin embargo, la densidad de energía del hidrógeno es considerablemente mayor que el de las baterías eléctricas, convirtiéndolo en un serio contendiente como portador de energía para sustituir los combustibles fósiles. El proceso de 'Hidrógeno bajo demanda' (véase célula de combustible directa borohidruro) genera hidrógeno según sea necesario, pero tiene otros problemas, tales como el alto precio de la Sodio borohidruro es la materia prima.

Oxidantes

Motor de gasolina monocilíndrico, c. 1910

Puesto que el aire es abundante en la superficie de la tierra, el oxidante es típicamente atmosférico oxígeno, que tiene la ventaja de no ser almacenado dentro del vehículo. Esto aumenta las proporciones energía-a-peso y potencia-a-volumen. Otros materiales se utilizan para propósitos especiales, a menudo para aumentar la potencia de salida o para permitir la operación bajo el agua o en el espacio.

• El aire comprimido se ha utilizado comúnmente en torpedos.
• Comprimido oxígeno, así como un poco de aire comprimido, se utilizó en el japonés Torpedo tipo 93. Algunos submarinos transportan oxígeno puro. Cohetes utilizan muy a menudo oxigeno liquido.
• Nitrometano se añade a algunas carreras y combustibles modelo para aumentar la potencia y control de la combustión.
• Óxido nitroso se ha utilizado — con gasolina extra — en aviones tácticos y en vehículos especialmente equipadas para permitir arranques cortos de potencia de los motores que funcionan lo contrario a la gasolina y aire. También se utiliza en la nave del cohete de Burt Rutan.
• Peróxido de hidrógeno poder estaba desarrollando para los submarinos alemanes la segunda guerra mundial. Pueden haber sido utilizada en algunos submarinos no nucleares y fue utilizado en algunos motores de cohete (en particular el Flecha negra y el Me-163 plano del cohete).
• Otros productos químicos como el cloro y flúor se han utilizado experimentalmente, pero no se han encontrado prácticos.

Refrigeración

Artículo principal: Enfriamiento del motor de combustión interna

Enfriamiento es necesaria para eliminar el calor excesivo, calentamiento excesivo puede causar fallo de motor, generalmente de desgaste, grietas o deformaciones. Son dos formas más comunes de refrigeración del motor refrigerado por aire y refrigerado por agua. Motores automotrices más modernos y más grandes son refrigerado por agua, mientras que la mayoría poder herramienta motores y otros pequeños motores son refrigerados por aire. Algunos motores (refrigerado por agua o aire) también tienen un enfriador de aceite. En algunos motores, especialmente para lámina de motor de turbina de enfriamiento y motor cohete líquido de enfriamiento, combustible se utiliza como refrigerante, al mismo tiempo de precalentamiento del combustible, antes de inyectarlo en una cámara de combustión.

A partir

Artículo principal: Motor de arranque

Un motor de combustión interna es no generalmente Self-empezando así una máquina auxiliar se requiere para iniciarlo. Muchos sistemas diferentes se han utilizado en el pasado, pero los motores modernos generalmente se inician por un motor eléctrico en los tamaños pequeños y medianos o por el aire comprimido en los tamaños grandes.

Medidas de rendimiento del motor

Tipos del motor varían grandemente en un número de diferentes maneras:

• eficiencia energética
• (consumo de combustible/propulsorconsumo específico de combustible de freno para motores de eje, Empuje el consumo específico de combustible para los motores de jet)
• cociente del energía-a-peso
• empuje al cociente de peso
• Curvas de esfuerzo de torsión (para los motores de eje) lapso de empuje (motores de jet)
• Relación de compresión para motores de pistón, cociente de la presión total para reactores y turbinas de gas

Eficiencia energética

Una vez encendido y quemado, el combustión productos — los gases calientes — tienen más disponible energía térmica que la mezcla de combustible y aire comprimido original (que tuvo mayor energía química). La energía disponible se manifiesta tan alto temperatura y presión Eso puede traducirse en trabajo por el motor. Los gases de alta presión dentro de los cilindros en un motor alternativo, coche pistones del motor.

Una vez que se ha eliminado la energía disponible, los gases calientes restantes son ventilados (a menudo con la apertura de un válvula o exponer a la salida de escape) y esto permite que el pistón volver a su posición anterior (el centro muerto superior, o TDC). El pistón puede proceder luego a la siguiente fase de su ciclo, que varía entre los motores. Cualquier calor Eso no se traduce en trabajo normalmente se considera un producto de desecho y se extrae el motor por un aire o sistema de refrigeración por líquido.

Motores de combustión interna son principalmente máquinas y motores térmicos, y como tal su eficacia teórica puede ser calculado por idealizado ciclos termodinámicos. La eficiencia de un ciclo teórico no puede exceder de la Ciclo de Carnot, cuya eficacia está determinada por la diferencia entre la inferior y superior temperaturas de funcionamiento del motor. La temperatura de funcionamiento superior de un motor terrestre está limitada por la estabilidad térmica de los materiales utilizados para construir. Todos metales y aleaciones eventualmente derretir o descomponerse y hay importantes investigando cerámica materiales que pueden realizarse con una mayor estabilidad térmica y propiedades estructurales deseables. Mayor estabilidad térmica permite una mayor diferencia de temperatura entre la inferior y superior de temperaturas, por lo tanto, una mayor eficiencia termodinámica.

El límites termodinámicos suponer que el motor está funcionando en condiciones ideales: un mundo sin fricción, gases ideales, aisladores perfectos y operación para tiempo infinito. Las aplicaciones del mundo real introducen complejidades que reducen la eficiencia. Por ejemplo, un verdadero motor funciona mejor con una carga específica, denominada su banda de Power. El motor en un coche de crucero en una autopista está operando normalmente significativamente por debajo de su carga ideal, porque está diseñado para las cargas más altas necesarias para la rápida aceleración. Además, factores tales como resistencia al viento reducir la eficiencia global del sistema. Motor economía de combustible se mide en millas por galón o en litros por 100 kilómetros. El volumen de hidrocarburos asume un contenido de energía estándar.

La mayoría de los motores acero tiene un límite termodinámico del 37%. Incluso cuando ayudados con turbocompresores y eficiencia stock SIDA, mayoría de los motores retener un media eficacia de unos 18-20%. Motor cohete eficiencias son mucho mejores, hasta 70%, porque operan a presiones y temperaturas muy altas y puede tiene una proporción muy alta expansión. Motores eléctricos mejor aún, en torno al 85-90% eficiencia o más, pero dependen de una fuente de alimentación externa (a menudo otro motor térmico en una planta de energía sujetos a similar eficiencia termodinámica límites).

Hay muchas invenciones destinadas a aumentar la eficiencia de los motores del IC. En general, motores de prácticas siempre adolecen de compensaciones entre diferentes propiedades tales como eficiencia, peso, energía, calor, respuesta, las emisiones de escape o ruido. A veces economía también desempeña un papel no sólo del coste de fabricación del motor, pero también fabricación y distribución del combustible. Aumentar la eficiencia del motor trae mejor economía de combustible, pero sólo si el combustible costo por contenido energético es la misma.

Medidas de eficiencia de combustible y eficiencia del propulsor

Para motores estacionarios y eje incluyendo motores de hélice, consumo de combustible se mide calculando el consumo específico de combustible de freno, que mide el caudal másico de dividida por la energía que produce el consumo de combustible.

Para motores de combustión interna en forma de motores de jet, la potencia de salida varía drásticamente con velocidad y menos variable medida se utiliza: Empuje el consumo específico de combustible (TSFC), que es la masa del combustible necesario para generar impulsos se mide en horas libra fuerza o los gramos de combustible necesario para generar un impulso que mide a un kilonewton-segundo.

Para los cohetes, TSFC puede ser utilizado, pero típicamente otras medidas equivalentes son tradicionalmente utilizados, tales como impulso específico y velocidad de escape eficaz.

Aire y contaminación acústica

Contaminación del aire

Producen motores de combustión interna como motores de combustión interna alternativo contaminación del aire emisiones, debido a la combustión incompleta de carbonosos combustible. Son los principales derivados del proceso dióxido de carbono CO
2, agua y algunos hollín — también llamada material particulado (PM). Los efectos de la inhalación de partículas han sido estudiados en animales y seres humanos e incluyen asma, cáncer de pulmón, problemas cardiovasculares y muerte prematura. Sin embargo, hay algunos productos adicionales del proceso de combustión que incluyen óxidos de nitrógeno y azufre y algunos hidrocarburos uncombusted, dependiendo de las condiciones de funcionamiento y la relación de combustible y aire.

No todo el combustible es consumido por el proceso de combustión; una pequeña cantidad de combustible está presente después de la combustión, y algo de él reacciona a forma oxigenados, tales como formaldehído o acetaldehído, o hidrocarburos originalmente no estaban presentan en la mezcla de combustible de entrada. Combustión incompleta resulta generalmente de insuficiente oxígeno para lograr el perfecto estequiométricas cociente. La llama se "apaga" por las paredes del cilindro relativamente fresco, dejando combustible sin reaccionar que se expulsa con el extractor. Cuando se ejecuta a velocidades más bajas, amortiguamiento es comúnmente observado en los motores diesel (encendido por compresión) que funcionan con gas natural. Amortiguamiento reduce la eficacia y aumenta golpeando, causando a veces el motor se atasque. Combustión incompleta también conduce a la producción de monóxido de carbono (CO). Más productos químicos liberados son benceno y 1, 3-butadieno que son también contaminantes del aire peligrosos.

Aumentando la cantidad de aire en el motor reduce las emisiones de los productos de combustión incompleta, pero también promueve la reacción entre el oxígeno y nitrógeno en el aire para producir óxidos de nitrógeno (NO_x). No_x es peligroso para la planta y la salud animal y conduce a la producción de ozono (O₃). Ozono no se emite directamente; por el contrario, es un contaminante del aire secundario, producido en la atmósfera por la reacción de NO_"x" y compuestos orgánicos volátiles en presencia de luz solar. Ozono troposférico es perjudicial para la salud humana y el medio ambiente. Aunque la misma sustancia química, ozono troposférico no debe confundirse con ozono estratosférico, o el capa de ozono, que protege la tierra de los rayos ultravioletas dañinos.

Carbono combustibles contienen azufre y las impurezas que eventualmente producen óxidos de azufre (SO) y dióxido de azufre (TAN₂) en el tubo de escape, que promueve lluvia ácida.

En los Estados Unidos, los óxidos de nitrógeno, PM, monóxido de carbono, dióxido de azufre y el ozono, son regulados como Criterios de los contaminantes del aire bajo el Ley de aire limpio a los niveles donde se protegen la salud humana y el bienestar. Otros contaminantes, tales como benceno y 1, 3-butadieno, están regulados como contaminantes del aire peligrosos cuyas emisiones deben reducirse tanto como sea posible dependiendo de consideraciones tecnológicas y prácticas.

Motores no-carretera

Artículo principal: Normas de emisión § non-motor

Las normas de emisión utilizadas por muchos países tienen requisitos especiales para motores fuera de carretera que son utilizados por equipos y vehículos que no funcionan en las carreteras públicas. Las normas están separadas de los vehículos de carretera.

Contaminación acústica

Contribuciones significativas al contaminación acústica son hechos por motores de combustión interna. El tráfico de automóviles y camiones operan en las carreteras y sistemas de calles producen ruido, como aviones vuelos debido al ruido de jet, avión supersónico capaz particularmente. Motores de cohetes con crear el ruido más intenso.

Velocidad de ralentí

Motores de combustión interna continúen consumir combustible y emitir contaminantes al ralentí así es deseable mantener períodos de ralentí al mínimo. Muchas compañías de autobús ahora instruyen a conductores a apagar el motor cuando está esperando el autobús en una terminal.

En el Reino Unido (pero sólo en Inglaterra), el tráfico por carretera Emisiones de vehículos Pena fija Reglamento 2002 (instrumento estatutario 2002 Nº 1808) introdujo el concepto de un "delito de ralentí estacionario". Esto significa que un conductor puede pedirse"por una persona autorizada a la producción de la evidencia de su autorización, le obliga a detener el funcionamiento del motor de vehículo"y un"persona que incumpla... será culpable de un delito y será responsable sumario a una multa que no exceda el nivel 3 en la escala estándar". Sólo algunas autoridades locales han implementado las regulaciones, siendo uno de ellos Oxford Consejo de la ciudad.

Véase también

• Temperatura de flama adiabática
• Relación aire-combustible
• Alesaje
• Componentes de motores de combustión interna
• Motor de petróleo crudo -un motor de dos tiempos
• Deglazing (mecánicos del motor)
• Motor diesel
• Dieselisation
• Inyección directa
• Dinamómetro
• Vehículo eléctrico
• Banco de prueba del motor -información acerca de cómo controlar un motor de combustión interna
• Motor de combustión externa
• Combustibles fósiles
• Inyección directa de gasolina
• Turbina de gas
• Bomba de calor
• Vehículo híbrido
• Inyección indirecta
• Motor de jet
• Ciclo de inyección de magnesio
• Motor de pistón
• Petrofuel
• Motor alternativo
• Accidente cerebrovascular
• Turbocompresor
• Desplazamiento variable

Bibliografía

• Nunney, Malcom J. (2007). Tecnología de los vehículos livianos y pesados (4ª ed.). Elsevier Butterworth-Heinemann. ISBN978-0-7506-8037-0.
• Stone, Richard (1992). Introducción a los motores de combustión interna (2ª ed.). Macmillan. ISBN0-333-55083-8.
• Anyebe, E.A (2009). Motor de combustión y de operaciones, manual de tecnología del automóvil 2.
• Singal, r. K. Motores de combustión interna. Nueva Delhi, India: Kataria libros. ISBN978-93-5014-214-1.
• Ricardo, Harry (1931). El motor de combustión interna alta velocidad.
• Patentes:
  • ES 156621
  • ES 433850, Ubierna Laciana, "Perfeccionamientos en Motores de explosión, con Cinco Tiem-Pos y Doble expansión", publicado 1976-11-01
  • ES 230551, Ortuño Garcia Jose, "Un Nuevo Motor de explosión", publicado 1957-03-01
  • ES 249247, Ortuño Garcia Jose, "Motor de Carreras Distintas", publicó 1959-09-01

Lectura adicional

• Cantante, Charles Joseph; Raper, Richard (1978). Charles, cantante; et al., eds. Una historia de la tecnología: el motor de combustión interna. Prensa de Clarendon. PP. 157-176.
• Juego, LJK (1975). Algunos motores inusuales. Londres: La institución de ingenieros mecánicos. ISBN0-85298-208-9.
• Suzuki, Takashi (1997). El Romance de motores. Estados Unidos: Sociedad de ingenieros automotrices. ISBN1-56091-911-6.
• Hardenberg, Horst O. (1999). Las edades del motor de combustión interna. Estados Unidos: Sociedad de ingenieros automotrices.
• Gunston, Bill (1999). Desarrollo de Aero-motores de pistón. PSL. ISBN978-1-85260-619-0.

Enlaces externos

• Video de combustión -combustión en el cilindro en un motor ópticamente accesible, 2-stroke
• Motores de animación -explica una variedad de tipos
• Introducción a los motores de coche -Imágenes cortadas y una buena descripción del motor de combustión interna
• Walter E. Lay Auto laboratorio -Investigación en la Universidad de Michigan
• YouTube -Animación de los componentes y edificadas de un motor de 4 cilindros
• YouTube -Animación de las piezas móviles internas de un motor de 4 cilindros
• Tecnologías de próxima generación del motor Obtenido el 09 de mayo de 2009
• Resumen MIT -Motores de combustión interna presente y futuro: rendimiento, eficiencia, emisiones y combustibles
• Red de combustión del motor -Foro abierto para la colaboración internacional entre investigadores experimentales y computacionales en la combustión del motor.
• Los fabricantes de automóviles muestran interés en ffan inusual diseño de motor
• ¿Cómo coche motores de trabajo
• Un archivo en motores inusuales [3]
• Sociedad histórica del motor de avión - AEHS [4]

Otras Páginas

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