Capítulo: Motor de combustión interna de combustión a volumen constante - Ciclo Otto.

Los ciclos teóricos del motor a combustión a volumen constante fueron estudiados por Beau Rochas, pero su aplicación práctica se la debemos a Otto que construyó los primeros motores aproximadamente en 1862.

El ciclo Otto es un ciclo cerrado, que utiliza una mezcla de aire y gasolina o aire y gas y para su ignición tiene la ayuda de una chispa eléctrica producida por el sistema de encendido. Este ciclo consta de 4 etapas o tiempos. Aspiración, compresión, combustión y expansión. El flujo del fluido en su interior sería el siguiente:

En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de mezcla aire-combustible, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime esa mezcla que cuando alcanza el punto muerto superior se enciende y se quema a volumen constante (teórico), para luego producir una expansión (carrera útil) en cuyo transcurso aporta el trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente.

El ciclo ideal o teórico difiere bastante del real por diversos motivos entre los cuales podemos mencionar:

Disociación química de los combustibles, combustión no a volumen constante sino variable debido al tiempo de apertura de las válvulas de admisión y escape, avance al encendido para evitar la detonación de los combustibles, etc., todo lo cual hace que el ciclo no se realice como el teórico.

La mezcla de aire y gasolina (nafta) o aire y gas puede hacerse actualmente en un dispositivo llamado carburador o en la cámara de combustión en los sistemas de inyección, este último está reemplazando al sistema de carburador.

Motores ciclo Otto a gás o nafta:

La mezcla y regulación del aire y el combustible se realiza en un dispositivo llamado carburador al cual ingresan el combustible líquido o gaseoso y el aire y se obtiene una mezcla regulada de carburante en proporción acorde al régimen de funcionamiento del motor.                                                                                                                     

Capítulo: Carburadores.

Carburador para líquidos:

Este dispositivo, realiza la conversión y mezcla del combustible líquido con el aire, de acuerdo a los requerimientos del motor.

Su importancia radica en que produce una mezcla adecuada al régimen de marcha del motor, arranque, ralentí, aceleración brusca, velocidad crucero, desaceleración y carga máxima.

La función principal es la mezclar el aire exterior con los vapores del combustible líquido para producir una combustión apropiada. Es de hacer notar la diferencia con el carburador para gas, porque a éste carburador además se le agrega la función de producir la evaporación del combustible líquido, en una sección donde se produce una caída brusca de presión.

El dispositivo básico consta de una válvula mariposa o mariposa del carburador, una cuba de nivel constante y uno o varios surtidores. Actualmente los carburadores tienen muchos accesorios que mejoran su funcionamiento, adecuando mejor la mezcla al régimen requerido por el motor. Con la tendencia actual de la inyección de combustible, los carburadores tienden a desaparecer.

El funcionamiento básico de un carburador es el siguiente: cuando la mariposa del carburador se abre, la depresión producida por el del motor genera un flujo de aire que al pasar por un difusor o tubo venturi se acelera, este aumento en la energía cinética del aire, produce una disminución de la presión en ese punto, donde se ubica el surtidor de combustible líquido, esta depresión evapora una cierta cantidad de combustible, estos vapores se mezclan con el aire e ingresan al motor. El descenso del nivel en la cuba mueve el flotante, que al bajar abre la entrada de combustible reponiendo el nivel nuevamente.

El carburador funciona bien si se produce en él la cantidad necesaria de mezcla combustible que el motor necesita para funcionar de acuerdo a su régimen de funcionamiento, si esto sucede, el motor funcionará en forma armoniosa, sin interrupciones y los de gases de combustión tendrán una composición (análisis de gases de escape) que nos asegure la total combustión de la mezcla.

Los controles que debo realizar son para asegurar el suministro de aire y combustible al carburador en cantidad y calidad necesarias y que todos los conductos, surtidores y orificios internos del mismo se mantengan con sus calibraciones originales o con la tolerancia dada por el fabricante.

Las fallas se pueden detectar observando el funcionamiento mismo del motor, que debe ser suave y sin interrupciones, también con el resultado de un análisis de los gases de combustión, que nos dirá de la calidad o proporciones de combustible y aire, otro indicador de la calidad de la mezcla es la temperatura de los gases de escape.

La reparación de un carburador se limita al recambio de piezas que han sufrido desgaste con el uso por lo tanto sería muy útil tener presente el calibre de todos los orificios y surtidores que se encuentran en el mismo.

Las consideraciones de seguridad son las mismas que para cualquier sistema que tiene y manipula combustible en su interior, es decir purgar y eliminar toda traza de combustible antes de realizar reparaciones. Para el cuidado del medio ambiente se requiere evitar derrames y disponer restos de combustible en recipientes adecuados para su tratamiento posterior.

Carburador para gas:

El carburador es un dispositivo que prepara la mezcla aire y gas combustible antes de su ingreso al motor y para cualquier régimen de funcionamiento.

Es un elemento muy importante ya que de su buen funcionamiento y regulación, dependen las condiciones de cómo se va a realizar la combustión y por lo tanto del funcionamiento y comportamiento del motor en sus distintos regímenes de marcha.

La función del carburador es la de mezclar el combustible gaseoso con el aire en proporciones adecuadas, para su combustión en el motor.

Consta de varios componentes tales como: una membrana, un resorte, una válvula para el pasaje de aire, otra válvula de mariposa, comúnmente llamada mariposa del carburador,  una válvula de medición de gas, una válvula de mezcla en ralentí y una válvula de caudal o potencia. 

El funcionamiento es el siguiente: cuando en el múltiple de admisión del motor se genera una depresión, esta actúa sobre la cara superior de la membrana del carburador que por la acción de la presión atmosférica que actúa sobre la cara inferior, levanta la membrana, ésta a su vez es equilibrada por un resorte. La membrana al levantarse deja abierto el pasaje de aire y también abre la válvula de medición de gas, el gas también ingresa al carburador, donde se produce la mezcla con el aire en adecuadas proporciones. La válvula de mezcla en ralentí regula el pasaje de aire cuando la mariposa del carburador está cerrada y la válvula de caudal o potencia reduce el pasaje de gas al mínimo, para obtener la regulación de la calidad de la mezcla.

Para saber si está funcionando bien, nuevamente será necesario un análisis de los gases de combustión ya que una buena combustión depende principalmente de las proporciones de aire y combustible que ingresan al motor, dichas proporciones son funciones exclusivas del carburador.

Para que funcione el carburador fundamentalmente hay que asegurarle el suministro de aire y gas combustible en las condiciones especificadas por el fabricante (presión, temperatura, humedad, componentes, etc.).

Las fallas se pueden detectar observando el funcionamiento mismo del motor, que debe ser suave y sin interrupciones, también con el resultado de un análisis de los gases de combustión, que nos dirá de la calidad o proporciones de combustible y aire, otro indicador de la calidad de la mezcla es la temperatura de los gases de escape.

El problema más usual es la rotura de la membrana del carburador, lo cual soluciono reemplazándola. Los demás elementos estáticos, raramente se rompen y cuando ello sucede, se procede a su recambio.

Debido a que en el carburador se producen mezclas explosivas, su manipulación desde el aspecto de la seguridad, debe realizarse teniendo la precaución de aislarlo de la fuente de suministro de gas combustible y ventear todo el gas que pudiera haber en su interior. Para el medio ambiente hay que cuidar que no haya pérdidas que lo contaminen.