PRACTICA 9 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

OBJETIVO
Complementar Los conocimientos en teora con los prcticos para ver realmente el
comportamiento de las caractersticas de un motor de combustin interna, ya que en la
actualidad no se toma en cuenta el aspecto prctico que es de importancia para el
alumno en su desarrollo como ingeniero.
Adems, el alumno al finalizar la practica conocer, para un motor de combustin
interna, las partes principales y las fallas ms comunes; as como tambin dar respuesta
a las numerosas variantes qe intervienen en la determinacin del par motor, de la presin
media efectiva (p.m.e.), de la potencia esarrollada, de la potencia absorbida por los
rozamientos del consumo, del rendimiento volumtrico, del balance tcnico as como los
dems rendimientos.

INTRODUCCION
Un motor es de combustin interna, cuando el combustible es quemado dentro del
motor, es decir, dentro del cilindro donde la expansin del gas impulsa un pistn cuando
se produce la chispa de la buja.
En nuestros da es necesario conocer el funcionamiento, ya que no slo se utilizan
en los automviles, sino tambin se usan en las industrias tanto en generadores, bombas
y otros equipos importantes, los combustibles utilizados ms ampliamente en la
actualidad son: La gasolina, los aceites pesados, y el alcohol, combustleo, el disel, etc.
El motor encendido por chispa est basado en principios tericos enunciados por
Beau de Rochas, segn los cuales la combustin se verifica a volumen constante y fue
realizado por el alemn Nicholas Otto en 1862. Hoy en da el motor encendido por medio
de una chispa es llamada motor de Otto.
Por ciclo operativo entendemos a la sucesin de operaciones que el fluido activo
ejecuta en el cilindro y que se repite con ley peridica. La duracin del ciclo operativo es
medido por el nmero de carreras efectuadas por el pistn.

La gran mayora de los motores de encendido por chispas son de cuatro tiempos ya que
son los que prestan a una mejor compresin.
El ciclo de cuatro etapas comprende las cuatro fases siguientes:
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1.- Tiempo de admisin. La vlvula de admisin est abierta y la de escape estn

cerradas. El pistn desciende y aspira la mezcla.

2.- Tiempo de compresin. Tanto la vlvula de admisin como la de escape estn

cerradas. Al subir, el pistn comprime la mezcla.

3.- Tiempos de expansin. Ambas vlvulas permanecen cerradas, el gas comprimiendo se

inflama por la chispa de la buja. Al expandirse. El gas inflamado empuja al pistn.

4.- Tiempo de escape. La vlvula de admisin permanece cerrada y se abre la de escape.

El pistn sube y expulsa los gases quemados; y comienza un nuevo ciclo.

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PARTES DE UN MOTOR DE COMBUSTION

INTERNA

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Descripcin Terica

Las condiciones del ciclo Otto, tales como las que concibi Beau de Rochas fueron:

1.- Volumen mximo de cilindro con mnima superficie expuesta con el fin de reducir la
transmisin de calor.

2.- Presin mxima de cilindro con mnima superficie expuesta con el fin de reducir la
transmisin de calor.

3.- Velocidad de mbolo mximo para limitar la transmisin de calor.

4.- Mxima expansin posible

En un motor real se realiza nicamente un ciclo mecnico, debido a que los gases son
evacuados al exterior. Suponiendo que el ciclo es termodinmico, puede idearse un
cilindro cerrado, en el cual el aire se calienta y se enfra por transmisin de energa en
vez de hacerlo por combustin y por cambio de aire.
El primer inventor, hacia 1862, fue el francs Alphonse Beau de Rochas. El segundo,
hacia 1875, fue el alemn doctor Nikolaus August Otto. Como ninguno de ellos saba de la
patente del otro hasta que se fabricaron motores en ambos pases, hubo un pleito. De
Rochas gan cierta suma de dinero, pero Otto se qued con la fama: el principio
termodinmico del motor de cuatro tiempos se llama an ciclo de Otto.
Otto construy su motor en 1866 junto con su compatriota Eugen Langen. Se trataba de
un motor de gas que poco despus dio origen al motor de combustin interna de cuatro
tiempos. Otto desarroll esta mquina, que despus llevara su nombre (motor cclico
Otto), en versiones de cuatro y dos tiempos.
La eficiencia o rendimiento trmico de un motor de este tipo depende de la relacin de
compresin, proporcin entre los volmenes mximo y mnimo de la cmara de
combustin. Esta proporcin suele ser de 8 a 1 hasta 10 a 1 en la mayora de los motores
Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando
as la eficiencia del motor, pero este diseo requiere la utilizacin de combustibles de alto
ndice de octanos para evitar la detonacin.
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Una relacin de compresin baja no requiere combustible con alto nmero de octanos
para evitar este fenmeno; de la misma manera, una compresin alta requiere un
combustible de alto nmero de octanos, para evitar los efectos de la detonacin, es decir,
que se produzca una auto ignicin del combustible antes de producirse la chispa en la
buja.
El rendimiento medio de un buen motor Otto de 4 tiempos es de un 25 a un 30%, inferior
al rendimiento alcanzado con motores disel, que llegan a rendimientos del 30 al 45%,
debido precisamente a su mayor relacin de compresin.
Casi todos los motores de este tipo se fabrican para el transporte y deben trabajar
variando la entrega de potencia constantemente. Debido a esto el rendimiento de los
mismos cae bruscamente al trabajar con carga parcial (cuanto menos carga
porcentualmente, peor rendimiento), ya que, cuando esto sucede la cmara de
compresin mantiene su volumen dando una compresin real baja y transformando gran
parte de la energa en calor.
Algunos fabricantes han fabricado motores con sistemas de compresin variable, pero
siempre dedicado a variar de aproximadamente 7:1 a 14:1 y en relacin a las RPM.
Para conseguir buenas eficiencias sera necesario variar la compresin desde 1:7 hasta
1:140 en casos de carga del 10% y hacerlo en relacin a la cantidad de aire introducida
para evitar detonaciones anticipadas.

GRAFICA DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

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FALLAS TIPICAS EN UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

Es importante saber el momento e que falla el motor, si no las pruebas nos darn
resultados equivocados; a continuacin se enunciaran algunas de las fallas ms comunes
en los motores de encendido por chispa as como la localizacin y su reparacin.

1.- EL MOTOR NO ARRANCA Y GIRA NORMALMENTE

2.- EL MOTOR DA FALSAS EXPLOSIONES O RETUMBA A TRAVES DEK
CARBURADOR
3.- MARCHA RELENTI IRREGULAR
4.- EL MOTOR TIENE POCA POTENCIA
5.- EL MOTOR SE PARA CUANDO SE SUELTA EL ACELERADOR
6.- EL MOTOR CASCABLEA
7.- EL MOTOR FALLA EN ALTA VELOCIDAD.

CUESTIONARIO

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1. De qu depende el consumo especfico de la gasolina?

Se define como la relacin que existe entre la masa de combustible consumida y
potencia entregada. Se obtiene en el banco de pruebas y se expresa en g/kW h
(gramos/kilovatio hora).
El consumo de combustible depende de muchos factores, pero principalmente del
rendimiento trmico de la combustin y del rendimiento volumtrico. El
rendimiento trmico aumenta con la relacin de compresin, por eso los motores
Diesel que tienen una mayor relacin de compresin, tienen menos consumos.
2. Cules son los sistemas para engrasar un motor?
Sistemas de engrase
Se ha visto la importancia y necesidad del engrase en el motor para reducir los
rozamientos entre piezas, que provocan perdidas de potencia y un deterioro prematuro
de las piezas del motor. Los elementos del motor que estn sometidos a friccin y que,
por tanto, se deben lubricar son:
Los rganos en rotacin

- Los apoyos y las muequillas del cigeal

- Los apoyos del rbol de levas y las levas
- Los engranajes o la cadena de distribucin
Los rganos deslizantes

- Los pistones en los cilindros

- Las vlvulas en sus guas

Los rganos oscilantes

- Los pies de bielas

- Los balancines

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En motores Diesel de inyeccin directa se necesita una refrigeracin especial de sus

pistones, ya que estos tienen mecanizados sobre si mismos las cmaras de combustin.
Para esta misin se disponen de unos surtidores (figura inferior) en la parte inferior del
cilindro, que reciben el aceite del circuito principal de engrase y proyectan un chorro
continuo de aceite sobre la parte inferior del pistn.

El engrase del turbo

Como el turbo esta sometido a altas temperaturas de funcionamiento, el engrase de los
cojinetes deslizantes es muy comprometido, por someterse el aceite a altas temperaturas
y desequilibrios dinmicos de los dos rodetes en caso de que se le peguen restos de
aceites o carbonillas a las paletas curvas de los rodetes (alabes de los rodetes) que
producirn vibraciones con distintas frecuencias que entrando en resonancia pueden
romper la pelcula de engrase lo que producir microgripajes. Adems el eje del turbo
esta sometido en todo momento a altos contrastes de temperaturas en donde el calor del
extrem caliente se transmite al lado mas fri lo que acenta las exigencias de
lubricacin porque se puede carbonizar el aceite.
El engrase en los turbos de geometra variable es mas comprometido aun, por que
adems de los rodamientos tiene que lubricar el conjunto de varillas y palancas que son
movidas por el depresor neumtico, al coger suciedades (barnices por deficiente calidad
del aceite), hace que se agarroten las guas y compuertas y el turbo deja de trabajar
correctamente, con perdida de potencia por parte del motor.

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Los sistemas de engrase empleados hasta la actualidad en la lubricacin de los motores

son los siguientes:
Engrase por barboteo
Engrase a presin
Engrase mixto
Otros tipos de engrase

Engrase por barboteo

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Este sistema de engrase, actualmente en desuso, consista en que las cabezas de las
bielas llevaban unas pequeas cucharillas con un conducto en el fondo que llegaba hasta
al cojinete de biela, a travs del cual y por los conductos del cigeal se lubricaban los
cojinetes de bancada y rbol de levas. Cuando la muequilla estaba en el punto inferior,
la cucharilla se sumerga en el aceite depositado en el crter y, al ascender, se llevaba
una pequea cantidad de aceite que penetraba por el conducto de engrase del cojinete.
El resto del aceite, por la fuerza centrfuga del movimiento, ser lanzado contra las
paredes del cilindro y dems superficies externas en movimiento que, al escurrir,
penetraba por unos conductos que llegaban hasta los cojinetes de bancada y rbol de
levas.

Como puede observarse, con este sistema, adems de realizar un engrase imperfecto en
los motores, haba que vigilar constantemente el nivel de aceite en el crter, pues si este
bajaba lo suficiente para que la cucharilla no recogiera aceite, se quedaba
completamente sin engrase. Para evitar este inconveniente se utilizaba una bomba
mecnica situada en el fondo del crter y sumergida en la masa de aceite, eleva este por
unos tubos labrados en el interior del motor, hasta unas bandejas, una debajo de cada
biela, donde el nivel resulta constante aunque vare el aceite total acumulador en el
crter La cabeza de biela lleva una cucharilla cuya misin es recoger el aceite y lanzarlo
por todas las partes formando una neblina que lubrica el interior del motor, como hace el
sistema anteriormente explicado.

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Engrase a presin
El engrase a presin consiste en mandar aceite, por medio de una bomba, a todos
aquellos puntos donde se necesita la lubricacin, asegurando, de esta forma, la
alimentacin constante de aceite a los elementos anteriormente citados, para lo cual la
bomba suministra el suficiente caudal a la presin requerida.
Engrase mixto
El sistema mixto, actualmente utilizado en todos los motores modernos, consiste en
combinar las ventajas del engrase a presin y barboteo, lubricando a presin los apoyos
del cigeal, rbol de levas, cojinetes de biela y balancines y engrasando por barboteo
los cilindros y superficies externas de los elementos en movimiento.

Otros tipos de engrase:

Engrase por mezcla
Este tipo de engrase se utiliza en motores de 2 tiempos destinados principalmente a
motocicletas. Consiste en mezclar el combustible, normalmente gasolina con un 2,5 a 5%
de aceite, de esta manera durante la carrera de admisin del motor el aceite es aspirado
junto con el combustible, pero al vaporizase este, debido a la temperatura interna, el
aceite queda libre y se deposita sobre las superficies de las piezas del motor a la cuales
lubrica.
La ventaja de este sistema es su sencillez, ya que no lleva bomba de engrase, ni circuito
de engrase

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Engrase por crter seco

Poco empleado en automviles, se usa mas en motocicletas y motores de aviacin. Su
principal caracterstica es que el depsito de aceite, esta situado fuera del crter Una
tubera lleva el aceite por gravedad a la bomba de engrase que lo reparte por el circuito
de aceite a presin a todas las piezas que necesitan lubricacin. La niebla aceitosa se
forma igual que en los sistema de engrase anteriores, aunque es menos densa. El aceite
que rebosa de los cojinetes y el que resbala por las paredes internas del motor, caen al
fondo del crter, donde una segunda bomba la recoge y lo enva por otro tubo,
nuevamente al depsito.
Este sistema de engrase tiene la ventaja principalmente de una mejor refrigeracin del
aceite

Estudio de los elementos que componen el sistema de engrase

Los circuitos de engrase a presin, instalados actualmente en los motores, estn
formados por una serie de elementos cuya misin es hacer que el aceite de engrase
llegue, con la suficiente presin y limpieza, a los puntos a lubricar, manteniendo la
circulacin del mismo dentro unos limites de fluidez para un mejor refrigeracin de los
elementos lubricados.
Los elementos empleados para mantener estas condiciones de engrase en el circuito son
los siguientes:
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Bomba de engrase: movida por el propio motor, con capacidad suficiente para

mantener el caudal y la presin necesaria en el circuito.

Vlvula de descarga: empleada para mantener la presin constante del aceite de

engrase en el circuito.

Sistema de filtrado y depurado de aceite: sirve para mantener el aceite limpio de

impurezas.

Bombas de engrase
Entre las bombas de engrase mas utilizadas en la actualidad para motores de explosin y
Diesel estn las siguientes:
Bomba de engranajes.
Bomba de rotores o rodetes
Bomba de paletas

Bomba de engranajes
Esta constituida por una carcasa de aleacin ligera, donde van alojados dos piones
engranados entre s, de los cuales uno, el conducido, gira loco en su eje "impulsado" por
el pin "conductor" que recibe movimiento generalmente del rbol de levas o
directamente de la distribucin. Los engranajes estn alojados en la carcasa cuya forma
interior se ajusta al contorno de estos, formando dos cmaras separadas, una de
aspiracin que comunica con el crter, y otra de presin, comunicada con el circuito
principal.
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En su movimiento, los piones aspiran el aceite del crter, a travs del pre-filtro. Los
engranajes giran entre ellos en sentido contrario, de manera que transportan el aceite en
los espacios formados entre los dientes y las paredes de la carcasa, esto crea una
depresin en la cmara de aspiracin que absorbe el aceite del crter La acumulacin de
aceite en la cmara de salida origina la presin de engrase.
La bomba de engranajes tiene una constitucin sencilla, pero cuenta con el
inconveniente de que a bajas revoluciones tiene poco poder de aspiracin.

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Bomba de rotores o rodetes

Esta constituida por un rotor o pin conductor que mueve un rodete o rotor provisto de
una serie de entrantes interiores que engranan con los salientes del pin. Este pin
tiene un saliente menos que el rodete dando lugar a la formacin de dos cmaras, una de
aspiracin y otra de presin.

El giro del pin y del rodete hace que la cmara de admisin aumente absorbiendo el
aceite del crter En la cmara de compresin el espacio disminuye y el aceite es
impulsado a presin hacia el circuito principal de engrase. La principal ventaja de esta
bomba es su capacidad de generar altas presiones.

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Bomba de engranajes interiores

Este tipo de bomba generalmente se monta directamente en el extremo del cigeal que
transmite su movimiento al pin conductor de la bomba. El funcionamiento de la bomba
es similar al de la bomba de engranajes. El sentido de giro de ambos engranajes es el
mismo y el aceite es transportado en el espacio que se forma entre los dientes y la media
luna por sus dos lados, desde la cmara de aspiracin hasta la de presin. Este tipo de
bomba tiene la ventaja de poder suministrar gran cantidad de aceite desde bajas
revoluciones del motor.

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Vlvula de descarga
Las bombas de engrase en su funcionamiento suministran una cantidad de aceite con
una presin que depende directamente del numero de revoluciones del motor. Por este
motivo, puede llegar un momento en que la presin sea excesiva, ocasionando un gasto
intil de energa y un elevado riesgo de avera en la instalacin.
Para evitar los inconvenientes expuestos se instala en los motores una vlvula de
descarga, que se acopla en la misma bomba de engrase o en el circuito principal de
engrase, la cual cumple en el circuito tres misiones importantes:
Descargar al crter el aceite sobrante cuando el aumento de velocidad del motor

hace excesiva la presin proporcionada por la bomba.

Regular la presin de aceite, ajustndola al estado y holguras del motor.
Servir como dispositivo de seguridad, ya que descarga el aceite al crter cuando

por obstruccin en las canalizaciones la presin suministrada por la bomba puede

dar lugar a sobrepresiones peligrosas en los conductos del motor.
El funcionamiento de la vlvula se basa en el desplazamiento de un pequeo mbolo o
bola, que cierra, por medio de la accin de un muelle tarado a la presin de engrase que
se necesita. Cuando la presin del aceite suministrado por la bomba sobrepasa un valor
determinado, la bola se desplaza venciendo la fuerza del muelle y parte del aceite
retorna al crter por un conducto alternativo.
La presin que proporciona la bomba de engrase, se puede regular desde el exterior por
medio de un tornillo, dando mayor o menor presin al muelle que empuja a la bola hacia
su posicin de cierre.
La presin de engrase en el motor varia entre 0,5 y 1 bar a ralent, y de 3 a 5 bar de
presin mxima medidas con el motor a temperatura de rgimen.

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3. Cules son las funciones de un carburador?

El carburador siempre estar acompaado fsicamente de dos elementos
fundamentales: uno es el que le suministra el aire o mas bien lo prepara para
poder trabajar con el, filtrandolo y eliminado el polvo y todas las impurezas que
contiene el aire. El otro elemento que acompaa al carburador es el que le
suministra el combustible (bomba de combustible).
4. Cundo el rendimiento es mximo con un rgimen econmico de
combustin?
La eficiencia o rendimiento trmico de un motor de este tipo depende de
la relacin de compresin, proporcin entre los volmenes mximo y mnimo de la
cmara de combustin. Esta proporcin suele ser de 8 a 1 hasta 10 a 1 en la
mayora de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores,
como de 12 a 1, aumentando as la eficiencia del motor, pero este diseo requiere
la utilizacin de combustibles de alto ndice de octanos para evitar la detonacin.
5. Cul es la diferencia terica y prctica de un motor de gasolina o uno de
disel?
La gran diferencia entre la practica y lo terico son las eficiencias, las perdidas y el
valor del aire ya que tericamente consideramos que est en vaco y que es
perfecto.
6. Cmo se regula la chispa?
Regulando la buja del sistema del motor
7. Cules seran los objetivos de lubricar y purificar el aceite de un motor?
Que se obtenga un funcionamiento limpio estable as como facilitar el chispazo y la
inflamacin de la gasolina, es por eso que es importarte que el aceite o lubricante
estn limpios para no interferir en el correcto funcionamiento del sistema
provocando atasques por basura o materiales corrosivos.
8. Cules seran los componentes en un sistema de refrigeracin con agua
y con aire en un motor de combustin interna?
En el sistema de agua es importante tener un radiador el cual es el sistema o
componente principal de enfriado ya que por ah se traslada el lquido refrigerante.
En el sistema de aire funciona por un ventilador el cual es reaccionado por el
termostato antes calibrado para determinada temperatura del sistema

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9. Cules seran las ventajas de un motor de gasolina con respecto a una

turbina de gas?
La potencia as como la eficiencia que tiene ya que es un sistema sustentable
tanto mecnicamente como elctricamente. La adaptacin que se puede emplear
para hacerlo mas sustentable y ecolgico es usar medio ecolgicos de
alimentacin refirindonos a mtodos alternativos y mas ecolgicos como el uso
de energas renovables.
10.
De qu depende la potencia efectiva desarrollada en un motor de
combustin interna?
Depende de la velocidad angular obtenida en el eje y al par de fuerza que se le
aplica a esta.

BIBLIOGRAFIA

Manual del automvil, selecciones read digest.

Motores endotrmicos, J.H. Price ,Ed. C.E.C.SA.
Pruebas en un motor de combustin interna, Greene y Lucass, EUP Londres.

CIBERGRAFIA
http://www.aficionadosalamecanica.com/refrigeracion-motor.htm
http://www.aficionadosalamecanica.net/carburador.htm
http://www.aficionadosalamecanica.net/engrase-motor.htm
http://www.aficionadosalamecanica.net/cur_mec_cilindrada.htm
http://laplace.us.es/wiki/images/thumb/6/60/Ciclo-diesel.png/300px-Ciclodiesel.png
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