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.
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.
