El motor de combustión interna del es un motor en el cual la combustión del combustible y de un oxidante (típicamente aire) ocurre en un espacio confined llamado una cámara de combustión . Esta reacción exotérmica crea los gases en la alta temperatura y la presión, que se permiten para ampliarse. La característica de definición de un motor de combustión interna es que el trabajo útil es realizado por los gases calientes de extensión que actúan directo para causar el movimiento de las piezas sólidas del motor, actuando en pistones, rotores, o aún avanzando y moviendo el motor entero sí mismo.
Esto pone en contraste con los motores de combustión externa tal como motores de vapor y motores de Stirling, que utilizan una cámara de combustión externa para calentar un fluido operante separado, que entonces alternadamente trabaja, por ejemplo moviendo un pistón o una turbina.
El motor de combustión interna del del término (HIELO) se utiliza casi siempre para referirse específicamente a intercambiar los motores de pistón, los motores de Wankel y los diseños similares en los cuales la combustión es intermitente. Sin embargo, los motores de combustión continuos, tales como motores de jet, la mayoría de los cohetes y muchas turbinas de gas son también motores de combustión interna.
Historia
Los primeros motores de combustión interna no tenían compresión, sino funcionaron en una mezcla aire/combustible aspirada o soplada adentro durante la primera parte del movimiento del producto. La distinción más significativa entre los motores de combustión interna modernos del y los diseños tempranos es el uso de la compresión y, particularmente, de la compresión del en-cilindro.1206: El al-Jazari demuestra un movimiento de rotatorio-a-intercambio temprano, que es una bomba waterwheel-accionada.
1509: El Leonardo Da Vinci describió un motor compressionless.
1673: El Christiaan Huygens describió un motor compressionless.
Siglo XVII: El inglés Samuel Morland del sir del inventor utilizó la pólvora para conducir las bombas de agua, esencialmente creando el primer motor de combustión interna rudimentario.
1780's: El Alejandro Volta construyó una pistola eléctrica del juguete () en la cual una chispa eléctrica estalló una mezcla del aire y del hidrógeno, encendiendo un corcho del extremo del arma.
1794: La calle de Roberto construyó un motor compressionless cuya teoría de operación dominaría por casi un siglo.
1806: El suizo François Isaac de Rivaz del ingeniero construyó un motor de combustión interna accionado por una mezcla de hidrógeno y de oxígeno.
1823: El Samuel Brown patentó el primer motor de combustión interna que se aplicará industrial. Era compressionless y basado en lo que llama Hardenberg el " Ciclo de Leonardo, " cuál, como el nombre implica, era ya anticuado en aquel momento.
1824: El francés Sadi Carnot del físico estableció la teoría termodinámica de los motores de calor idealizados. Esto estableció científico la necesidad de la compresión de aumentar la diferencia entre las temperaturas de trabajo superiores y más bajas.
1826 1 de abril : El americano Samuel Morey recibió una patente para un " compressionless; Gas o vapor Engine."
1838: una patente fue concedida a Guillermo Barnet (inglés). Ésta era la primera sugerencia registrada de la compresión del en-cilindro.
1854: El Eugenio Barsanti de los italianos y el Felice Matteucci patentaron el motor de combustión interna eficiente del primer funcionamiento en Londres (pinta. 1072) pero no entró la producción con él. Era similar en concepto al motor indirecto acertado de Otto Langen, pero no estaba tan bien resuelto detalladamente.
1856: en el Florencia en el Fonderia del Pignone (ahora Nuovo Pignone, un subsidiario General Electric ), Pedro Benini realizó un prototipo de funcionamiento del motor de Barsanti-Matteucci, suministrando al HP de 5 . En años subsecuentes él desarrolló un engines&mdash más de gran alcance; con uno o dos pistons— cuál sirvió como fuentes de energía constantes, substituyendo los motores de vapor.
1860: El belga Jean José Etienne Lenoir (1822-1900) produjo un motor de combustión interna de gas similar en aspecto a un motor de viga doble horizontal del vapor, con las bielas de los pistones de los cilindros y la rueda volante en las cuales el gas esencialmente tomó el lugar del vapor. Éste era el primer motor de combustión interna que se producirá en números.
1862: El alemán Nicolás Otto del inventor diseñó un motor compressionless de pistones libres de indirecto-actuación cuya mayor eficacia ganó la ayuda Langen y entonces la mayor parte de el mercado, que en aquel momento estaba sobre todo para los pequeños motores inmóviles aprovisionó de combustible por el gas de iluminación.
1870: En Viena, el Siegfried Marco puso el primer motor de gasolina móvil en una carretilla de mano.
1876: El Nicolás Otto, trabajando con el Gottlieb Daimler y el Wilhelm Maybach, desarrolló un motor de cuatro tiempos del ciclo (ciclo práctico de Otto). Las cortes alemanas, sin embargo, no llevaron a cabo su patente para cubrir todos los motores de la compresión del en-cilindro o aún el ciclo de cuatro tiempos, y después de esta decisión, la compresión del en-cilindro llegó a ser universal.
1879: El Benz de Karl, trabajando independiente, fue concedido una patente para su motor de combustión interna, un motor de gas de dos tiempos confiable, basado en el diseño de Nicolás Otto del motor de cuatro tiempos. Más adelante, el Benz diseñó y construyó su propio motor de cuatro tiempos que fue utilizado en sus automóviles, que se convirtieron en los primeros automóviles en la producción.
1882: El James Atkinson inventó el motor del ciclo de Atkinson. El motor de Atkinson tenía una fase de la energía por la revolución junto con diversos volúmenes del producto y de la extensión, haciéndola más eficiente que el ciclo de Otto.
1891: El Herberto Akroyd Estuardo construyó su motor de aceite, arrendando las derechas al Hornsby de Inglaterra de construirlas. Construyeron el primer frío-empiezan los motores de encendido por compresión. En 1892, instalaron primeros en una estación del bombeo de agua. En el mismo año, una versión experimental de la alto-presión produjo la ignición independiente económicamente con la compresión solamente.
1892: El Rudolf diesel desarrolló su tipo polvo del motor de calor de Carnot de carbón pulverizado burning del motor.
1893 23 de febrero : El diesel de Rudolf recibió una patente para el motor diesel .
1896: El Benz de Karl inventó el motor del boxeador, también conocido como el motor horizontalmente opuesto, en el cual el centro muerto superior correspondiente del alcance de los pistones al mismo tiempo, así balanceándose en ímpetu.
1900: El diesel de Rudolf demostró el motor diesel en el 1900 '' exposición Universelle '' (feria de mundo ) usar el aceite de cacahuete (véase el biodiesel ).
1900: El Wilhelm Maybach diseñó un motor construido en el &mdash del Gesellschaft de Daimler Motoren; después de las especificaciones del &mdash de Emilio Jellinek ; quién requirió el motor ser nombrada Daimler-Mercedes después de su hija. En 1902 automóviles con ese motor fueron puestos en la producción por DMG.
1908: El inventor, Ernesto Godward de Nueva Zelandia comenzó un negocio de la motocicleta en el Invercargill y cupo las bicis importadas con su propia invención - un ahorrador de la gasolina. Sus ahorradores funcionaron también en coches como hicieron en motocicletas. Él inventó 72 modelos del ahorrador y por los años 30 fue reconocido como la autoridad competente del mundo en el motor de combustión interna .
Usos
Los motores de combustión interna son los más de uso general para la propulsión móvil en los automóviles, el equipo, y la otra maquinaria portable. En el equipo móvil, la combustión interna es ventajosa, puesto que puede proporcionar altos cocientes del energía-a-peso junto con energía-densidad excelente del combustible. Estos motores han aparecido en transporte en casi todos los barcos de las motocicletas de los carros de los automóviles y en una gran variedad de los aviones y de las locomotoras generalmente usar el petróleo (llamado Todo-Petróleo los vehículos o APICEVs del motor de combustión interna). Donde mismo el poder más elevado se requiere, por ejemplo los aviones de jet, los helicópteros y las naves grandes, aparecen sobre todo bajo la forma de turbinas .También son utilizados para los generadores eléctricos (es decir, generadores 12V) y por la industria.
Operación
Todos los motores de combustión interna del dependen del proceso químico exotérmico de la combustión : la reacción de un combustible, típicamente con el oxígeno del aire, aunque otros oxidantes tales como óxido nitroso puedan ser empleados. También ver la estequiometría .
Los combustibles modernos mas comunes se componen de los hidrocarburos y se derivan sobre todo del petróleo . Éstos incluyen los combustibles conocidos como la gasolina de Dieselfuel y gas del petróleo, y el uso más raro del gas del propano. La mayoría de los motores de combustión interna diseñaron para la gasolina pueden funcionar en el gas natural o los gases de petróleo licuefechos sin modificaciones importantes a excepción de los componentes de la entrega del combustible. Los combustibles biológicos líquidos y gaseosos tal como etanol y biodiesel (una forma de combustible diesel que se produce de las cosechas que rinden los triglicéridos tal como aceite de la soja ) pueden también ser utilizados. Algunos pueden también funcionar en el gas del hidrógeno .
Todos los motores de combustión interna deben alcanzar la ignición en sus cilindros para crear la combustión. Los motores utilizan típicamente un método de la ignición de chispa (SI) o un sistema del encendido espontáneo (ci). En el pasado, otros métodos usar los tubos calientes o las llamas se han utilizado.
Motores de combustión interna del petróleo
considera también:
l petróleo
Proceso de ignición de la gasolina
Eléctrico/el gasolina-tipo sistemas de ignición (que puede también funcionar en otros combustibles, según lo mencionado previamente) confiar generalmente en una combinación de una batería de plomo y de una bobina de inducción para proporcionar una chispa eléctrica de alto voltaje para encender la mezcla aire-combustible en los cilindros del motor. Esta batería se puede recargar durante la operación usar un dispositivo de electricidad-generación tal como un alternador o generador conducido por el motor. Los motores de gasolina admiten una mezcla de aire y gasolina y compresa menos de 185 PSI y utilizan un enchufe de chispa para encender la mezcla cuando es comprimido por la cabeza de pistón en cada cilindro.
Proceso de ignición del motor diesel
Los sistemas del encendido espontáneo, tales como el motor diesel y motores HCCI, confían solamente en el calor y la presión creados por el motor en su proceso de compresión para la ignición. La compresión que ocurre es generalmente más de tres veces más arriba que un motor de gasolina. Los motores diesel admitirán el aire solamente, y poco antes la compresión máxima, una pequeña cantidad de combustible diesel se rocía en el cilindro vía un inyector de combustible que permita que el combustible encienda inmediatamente. El tipo motores de HCCI admitirá el aire y el combustible pero continuará confiando en un proceso sin ayuda de la auto-combustión debido a presiones y a un calor más altos. Éste es también porqué el diesel y los motores de HCCI son también más susceptibles al frío que comienza ediciones, aunque funcionarán del mismo modo que en el tiempo frío comenzado una vez. La mayoría de los diesels también tienen sistemas de la batería y de carga; sin embargo, este sistema es secundario y es agregado por los fabricantes como lujo para la facilidad de comenzar, dando vuelta al combustible por intervalos (que se puede también hacer vía un interruptor o un aparato mecánico), y para funcionar con componentes eléctricos y los accesorios auxiliares. La mayoría de los motores viejos, sin embargo, confían en los sistemas eléctricos que también controlan el proceso de la combustión para aumentar eficacia y para reducir emisiones.
Energía y contaminación
Una vez que está encendido y quemado, el products&mdash de la combustión ; el caliente provee de gas el mdash de ; tener energía más disponible que la mezcla comprimida original del combustible/del aire (que tenía energía química de un más alto). La energía disponible se manifiesta como la alta temperatura y presión que se pueden traducir al trabajo por el motor. En un motor de intercambio, los gases de alta presión dentro de los cilindros conducen los pistones del motor.Una vez que se ha quitado la energía disponible, los gases calientes restantes son expresados (a menudo abriendo una válvula o exponiendo el enchufe de extractor) y éste permite que el pistón vuelva a su posición anterior (centro muerto superior, o al TDC). El pistón puede entonces proceder a la fase próxima de su ciclo, que varía entre los motores. Cualquier calor no traducido a trabajo se considera un residuo y es quitado normalmente del motor por un aire o un sistema de refrigeración por líquido.
Eficacia del motor
La eficacia de los varios tipos de motores de combustión interna varía, pero es casi siempre más baja que rendimiento energético del motor eléctrico . La mayoría de los motores de combustión interna gasoline-fueled, incluso cuando están ayudados con los turbocompresores y las ayudas comunes de la eficacia, tienen una eficacia mecánica de el cerca de 20%. La eficacia puede ser tan alta como el 37% en el punto de funcionamiento óptimo. La mayoría de la basura de los motores de combustión interna cerca de el 36% de la energía en gasolina como calor perdió al sistema de enfriamiento y a otro 38% a través del extractor. El resto, el cerca de 6%, se pierde a la fricción. Los motores espaciales Del pueden acercarse a la eficacia del 70% en algunas partes de un vuelo; hecho posible por la temperatura muy alta de la combustión y las temperaturas de extractor más bajas, pero mientras que la eficacia media depende de la misión, porque un vehículo del lanzamiento para alcanzar la órbita de tierra baja la eficacia total es el solamente alrededor 10%.La inyección de carburante del hidrógeno, o HFI, es un sistema adicionado del motor que mejora la economía del combustible de los motores de combustión interna inyectando el hidrógeno como realce de la combustión en el múltiple de producto . Los aumentos de la economía del combustible de el 15% a el 50% se han demandado. Una pequeña cantidad de hidrógeno agregó a los aumentos aire-combustible de la carga del producto el grado de octano de la carga de combustible combinada y realza la velocidad de la llama, así permitiendo que el motor funcione con una regulación de encendido más avanzada, un cociente de compresión más alto, y una mezcla más magra del aire-a-combustible que el HTTP de otra manera posible: /www.au/people/staff/harry_watson. El resultado es una contaminación más baja con más energía y eficacia creciente. Los sistemas de alguÌn HFI utilizan a bordo un Electrolyzer para generar la pequeña cantidad de hidrógeno necesaria en el sistema, el alrededor 5% del BTU total. Un pequeño tanque de hidrógeno a presión puede también ser utilizado, pero este método hace necesario rellenar. El hidrógeno en forma líquida se utiliza raramente porque es difícil almacenar.
También ha habido discusión de otros tipos de motores de combustión interna, tales como el motor partido del ciclo, que utilizan altas presiones de la compresión superior a 2000 PSI y queman después del centro muerto superior (el punto más alto y más comprimido de un movimiento del pistón de la combustión interna). La eficacia demandada de este motor, por el cálculo, es el 42%. Esto tiene todavía ser demostrada en fecha el marzo de 2007.
Contaminación del motor
Generalmente, engines&mdash de la combustión interna; particularmente intercambio del engines&mdash de la combustión interna; producir los niveles moderado altos de la contaminación, debido a la combustión incompleta del combustible carbonoso, llevando al monóxido de carbono y un poco de hollín junto con los óxidos del nitrógeno y el sulfuro y algunos hidrocarburos sin quemar, dependiendo de las condiciones de funcionamiento y del cociente del combustible/aire. Las causas primarias de esto son la necesidad de funcionar cerca del cociente estequiométrico para los motores de gasolina para alcanzar la combustión (el combustible quemaría el aire más totalmente superior) y el " quench" de la llama por las paredes relativamente frescas del cilindro. El amortiguamiento se observa comúnmente en (los motores diesel del encendido espontáneo) que funcionan en el gas natural, al funcionar en una velocidad más baja. Reduce dramáticamente la eficacia y aumenta golpear y hace a veces el motor atascar.
Los motores diesel producen una amplia gama de agentes contaminadores, incluyendo los aerosoles de muchas pequeñas partículas ( PM10 ) que se crean para penetrar profundamente en los pulmones humanos. Los motores que funcionan en el gas licuefecho (LPG) del petróleo son muy bajos en las emisiones pues el LPG quema muy limpio y no contiene el sulfuro o el plomo.
Muchos combustibles contienen el sulfuro, llevando a los óxidos de sulfuro (SOx) en el extractor, promoviendo la lluvia ácida .
La temperatura alta de la combustión crea mayores proporciones de los óxidos de nitrógeno (NOx), demostradas para ser peligrosa a la salud de las plantas y los animales.
La producción neta del dióxido de carbono no es una característica necesaria de motores, pero puesto que la mayoría de los motores se funcionan con de los combustibles fósiles ésta ocurre generalmente. Si los motores se funcionan con de la biomasa, después no se produce ninguÌn dióxido de carbono neto, pues las plantas growing absorben tanto o más el dióxido de carbono mientras que crece.
Agua del producto de la necesidad de los motores del hidrógeno solamente; pero cuando el aire se utiliza como el oxidante, los óxidos de nitrógeno también se producen.
Piezas
Para un motor de cuatro tiempos, las partes fundamentales del motor incluyen el cigüeñal (púrpura), uno o más árboles de levas (rojo y azul), y las válvulas para un motor de dos tiempos, puede simplemente haber un enchufe de extractor y una admisión de combustible en vez de un sistema de la válvula. En ambos tipos de motores, hay uno o más cilindros (grises y verdes), y para cada cilindro, hay un enchufe de chispa (oscuro-gris), un pistón (amarillo), y una manivela (púrpura). Un solo barrido del cilindro por el pistón en un movimiento ascendente o hacia abajo se conoce como movimiento. El movimiento hacia abajo que ocurre directo después de que la mezcla aire/combustible pase del inyector del carburador o de combustible al cilindro donde se enciende se conoce como movimiento de energía.
Un motor de Wankel tiene un rotor triangular ese las órbitas en un compartimiento de Epitrochoidal (cuadro 8 forma) alrededor de un eje excéntrico. Las cuatro fases de operación (producto, compresión, energía, extractor) ocurren en localizaciones separadas en vez de una sola localización, como en un motor de intercambio.
Un motor de Bourke utiliza un par de pistones integrados a un yugo escocés que transmita el intercambio de la fuerza a través de un conjunto de cojinetes especialmente diseñado para dar vuelta a un mecanismo inestable. El producto, la compresión, la energía, y el extractor ocurren en cada movimiento.
Clasificación
La diferencia fundamental entre un motor y un motor es que un motor convierte electricidad en energía mecánica, mientras que un motor convierte energía termal en energía mecánica. Contemporáneamente, el " de la palabra; engine" ( latino, vía el viejo francés, ingenium, " del ; ability") significó cualquier pedazo de &mdash de la maquinaria ; un sentido que persiste en expresiones tales como motor del cerco. Un " motor" (del motor latino, " del ; mover") es cualquier máquina que produzca la energía mecánica . Tradicionalmente, los motores eléctricos no se refieren como " motores, " pero los motores de combustión se refieren a menudo como " motors." (Un motor eléctrico refiere a la locomotora funcionada por la electricidad).
Sin embargo, mucha gente considera los motores como esas cosas que generen su energía de dentro, y los motores como requerir una fuente de energía exterior realizar su trabajo.
Teoría de operación
que intercambia :
Motor del petróleo crudo
Ciclo de dos tiempos
Ciclo de cuatro tiempos
Motor del movimiento seises
Motor caliente del bulbo
Motor diesel
Válvulas de válvula de disco con movimiento vertical * válvula de manga
Ciclo de Atkinson
Motor de pistones libres
propuesto Motor de Bourke
Mejoras
Motor de combustión controlado rotatorio:
Demostrado: Motor de Wankel
Motor de distribución del disco
Propuesto: Motor orbital
Quasiturbine
Motor rotatorio del ciclo de Atkinson
Motor toroidal
Motor troquílico
Combustión continua:
Turbina de gas
Motor de jet
Motor espacial Del
Ciclo del motor
De dos tiempos
considera también:
dos tiempos del ciclo Motores basados en los movimientos de dos tiempos del uso dos del ciclo (uno para arriba, uno abajo) para cada movimiento de energía. Puesto que no hay movimientos dedicados del producto o de extractor, los métodos alternativos se deben utilizar al limpian los cilindros. El método más común de dos-movimientos del encendido por chispa es utilizar el movimiento hacia abajo del pistón para presurizar la carga fresca en el cárter del motor, que entonces está soplado a través del cilindro a través de puertos en las paredes del cilindro.
Los dos-movimientos del encendido por chispa son pequeños y ligeros para su salida de energía y mecánicamente muy simples; sin embargo, son también generalmente menos eficientes y contaminando que sus contrapartes de cuatro tiempos. Sin embargo, en pequeños usos del motor del solo-cilindro, el cc para el cc, un motor de dos tiempos produce mucho más energía que los movimientos del equivalente 4, debido a la ventaja enorme del tener 1 movimiento de energía para cada 360 grados de rotación del cigüeñal (comparada a 720 grados en un motor de 4 movimientos).
La pequeña dislocación, los motores de dos tiempos cárter del motor-limpiados ha sido menos económica en combustible que otros tipos de motores cuando el combustible se mezcla con el aire antes del barrido, permitiendo que algo de ella se escape del puerto de extractor. Los diseños modernos (Sarich y Paggio) utilizan la inyección de carburante air-assisted, que evita esta pérdida, y son más eficientes que los motores de cuatro tiempos comparable clasificados. La inyección de carburante es esencial para un motor de dos tiempos moderno para cumplir estándares siempre rigurosos de emisión.
La investigación continúa en la mejora de muchos aspectos de motores de dos tiempos, incluyendo la inyección de carburante directa, entre otras cosas. Los resultados iniciales han producido los motores que son mucho burning del limpiador que sus contrapartes tradicionales.
Los motores de dos tiempos son ampliamente utilizados en los motores externos de los ciclomotores de los esquís del jet de las motosierras de los Weed-whackers de los cortacéspedeses de los Snowmobiles y muchas motocicletas
Los motores de encendido por compresión más grandes son dos-movimientos y se utilizan en algunas locomotoras y naves grandes. Estos motores utilizan la inducción forzada para limpiar los cilindros. Un ejemplo de este tipo de motor es el diesel turbocharged de 2 movimientos de Wartsila-Sulzer según lo utilizado en portacontenedores grandes. Es el motor más eficiente y más de gran alcance del mundo, con sobre la eficacia termal del 50%. Para la comparación, los pequeños 4 motores más eficientes del movimiento son la eficacia termal del alrededor 43% (SAE 900648), y el tamaño es una ventaja para la eficacia debido al aumento en el cociente del volumen al área.
De cuatro tiempos
considera también:
cuatro tiempos del ciclo Los motores basados en el ciclo de cuatro tiempos o de Otto tienen un movimiento de energía para cada cuatro movimientos (up-down-up-down) y se utilizan en coches, barcos más grandes y muchos los aviones de la luz. Son generalmente más reservados, más eficiente, y más grande que sus contrapartes de dos tiempos. Hay un número de variaciones de estos ciclos, especialmente el Atkinson y ciclos de Miller . La mayoría del carro y de los motores diesel automotores utilizan un ciclo de cuatro tiempos, pero con un sistema de ignición de la calefacción de la compresión. Esta variación se llama el ciclo diesel . Los pasos implicados aquí son: Movimiento del producto del
: El aire y el combustible vaporizado se dibujan adentro.
Cinco-movimiento
Los motores basados en el ciclo del cinco-movimiento son una variante del ciclo de cuatro tiempos. Los ciclos de cuatro tiempos son normalmente producto, compresión, combustión, y extractor. El quinto ciclo agregado por Delautour es refrigeración. Los motores que funcionan en un ciclo del cinco-movimiento se demandan para ser el hasta 30 por ciento más eficientes que los motores de cuatro tiempos equivalentes.
Seis-movimiento
El motor del movimiento seises captura el calor perdido del ciclo de Otto de 4 movimientos y crea el vapor, que refresca simultáneamente el motor mientras que proporciona un movimiento de energía libre. Esto quita la necesidad de un sistema de enfriamiento, haciendo el alumbrador del motor mientras que el donante del 40% aumentó eficacia sobre el ciclo de Otto.La tecnología principal de Beare del combina un extremo inferior del motor de cuatro tiempos con un cilindro virado hacia el lado de babor, que se asemeja de cerca a el de un de dos tiempos: así, 4+2 = seis-movimiento. Tiene un pistón de oposición que actúe en unísono con la caña auxiliar de la presión baja y las válvulas rotatorias, permitiendo la compresión variable y una gama de opciones de adaptación.
Motor de Bourke
considera también:
l motor de Bourke
En este motor, dos cilindros diametricalmente opuestos son ligados a la manivela por el perno inestable que flota en un " bearing" triple del deslizador; (un tipo del cojinete flúido hidrodinámico del inclinar-cojín) que pasa a través del yugo escocés común. Desemejante del motor de dos tiempos común, los gases quemados y el aire fresco entrante no se mezclan en los cilindros, contribuyendo a un limpiador, una operación más eficiente. El mecanismo escocés del yugo también previene empuje del lado, previniendo cualquier palmada del pistón, permitiendo la operación como una detonación o " explosion" motor. Esto también reduce grandemente la fricción entre los pistones y las paredes del cilindro. fase de la combustión de s del motor Bourke el la 'aproxima más de cerca la combustión constante del volumen que lo hacen los ciclos de cuatro tiempos o de dos tiempos. También utiliza pocas piezas móviles y tiene que superar menos fricción que los motores convencionales de la manivela y del resbalador con las válvulas de válvula de disco con movimiento vertical. Además, su mayor cociente de la extensión significa que más del calor a partir de su fase de la combustión está utilizada que en motores de ignición de chispa convencionales.
Motor de combustión controlado
considera también:
controlado del motor de combustión Éstos son los motores también cilindro-basados, que pueden ser single- o de dos tiempos pero utilizan, en vez de un cigüeñal y de las barras de pistón, dos engranaje-conectados, levas concéntricas contrarrotatorias para convertir el movimiento de intercambio en el movimiento rotatorio. Estas levas anulan prácticamente las fuerzas laterales que serían ejercidas de otra manera en los cilindros por los pistones, mejorando grandemente eficacia mecánica. El número de lóbulos de las levas (un número impar no menos que 3) determina siempre el recorrido del pistón contra el esfuerzo de torsión entregado. En este motor, hay dos cilindros que son 180 grados de separado para cada par de levas contrarrotatorias. Para las versiones del solo-movimiento, hay tantos ciclos por pares del cilindro como hay lóbulos en cada leva, y dos veces tanto para los motores de dos tiempos.
Wankel
considera también:
l motor de Wankel El motor de Wankel (motor rotatorio) no tiene movimientos del pistón, tan más correctamente se llama un tetrafásico, algo que de cuatro tiempos, motor. Funciona con la misma separación de fases que el motor de cuatro tiempos, con las fases ocurriendo en localizaciones separadas en el motor. Este motor proporciona tres la energía “movimientos” por la revolución por el rotor (mientras que es verdad que 3 movimientos de energía ocurren por la revolución del ROTOR, debido al cociente de la revolución de 3/1 del rotor al eje excéntrico, sólo ocurre 1 movimiento de energía por la revolución de eje realmente), típicamente dándole un mayor cociente del energía-a-peso que los motores de pistón. Este tipo de motor especialmente se utiliza en el actual Mazda RX-8, el anterior RX-7, y otros modelos.
Turbina de gas
considera también:
la turbina de gas Los ciclos de las turbinas de gas (notablemente motores de jet ) no utilizan el mismo sistema a la compresa y después no amplían los gases; en lugar, la compresión separada y las turbinas de la extensión se emplean, dando energía continua. Esencialmente, el gas del producto (normalmente aire) es comprimido y después quemado con un combustible, que levanta grandemente la temperatura y el volumen. El volumen más grande de gas caliente de la cámara de combustión entonces se alimenta a través de la turbina de gas, que puede entonces accionar el compresor. El gas de escape se puede utilizar para proporcionar el empuje, suministrando solamente suficiente energía a la turbina de comprimir el aire entrante (motor de jet); o tanta energía como sea posible se puede suministrar al eje (turbina de gas apropiada).
Métodos averiados
En algunos motores de combustión interna noncompressing viejos: En la primera parte de la carrera descendente del pistón, un combustible/la mezcla del aire fue aspirado o soplado adentro. En el resto de la carrera descendente del pistón, la válvula de entrada se cerró y la mezcla del combustible/del aire encendida. En la carrera ascendente del pistón, la válvula de escape estaba abierta. Esto era una tentativa en la imitación de la manera que un motor de vapor del pistón funciona. Puesto que la mezcla explosiva no era comprimida, el calor y la presión generados por la combustión eran mucho menos, causando una eficacia total más baja.
Combustibles y oxidantes
Hoy en día, los combustibles usados incluyen:Petróleo :
Petróleo diesel.
Autogas (gas licuefecho del petróleo).
Gas natural comprimido .
Combustible de avión (combustible de la aviación)
Carbón : La mayoría del metanol se hace del carbón.
Gasolina-como los combustibles puede ser hecho del carbón.
Combustibles biológicos y vegoils: El aceite de cacahuete y el otro Vegoils
Combustibles biológicos: Biobutanol (substituye la gasolina).
Biodiesel (substituye el petrodiesel).
Bioetanol y Biomethanol (alcohol de madera ) y otros combustibles biológicos (véase el vehículo del Flexible-combustible).
Biogás
Incluso los polvos y los explosivos fluidificados de metal han visto un cierto uso. Los motores que utilizan los gases para el combustible se llaman los motores de gas, y los que utilicen los hidrocarburos líquidos se llaman los motores de aceite. Sin embargo, los motores de gasolina también a menudo familiar se refieren como “motores de gas.”
Las limitaciones principales en los combustibles son que debe ser fácilmente transportable a través del sistema de carburante a la cámara de combustión y que el combustible lanza la suficiente energía bajo la forma de calor sobre la combustión para hacer uso del motor práctico.
Los motores diesel son generalmente más pesados, más ruidosos, y más de gran alcance a velocidades más bajas que los motores de gasolina ellos son también más económicos en combustible en la mayoría de las circunstancias, y se utilizan en vehículos de camino pesados, algunos automóviles (cada vez más así que para su eficacia del combustible creciente sobre los motores de gasolina), naves, las locomotoras ferroviarias y los aviones ligeros . Los motores de gasolina se utilizan en la mayoría de los otros vehículos de camino, incluyendo la mayoría de los coches, de las motocicletas y de la nota de los ciclomotores que en el Europa, los coches de motor diesel sofisticados han asumido el control el cerca de 40% del mercado desde los años 90. Hay también los motores que funcionan en el hidrógeno, el metanol, el etanol, el gas de petróleo licuefecho (LPG) y el biodiesel . La parafina y los motores de vaporización del aceite (TVO) del tractor se ven no más.
Oxidantes
Puesto que el aire es abundante en la superficie de la tierra, el oxidante es el oxígeno típicamente atmosférico, que tiene la ventaja de no ser almacenado dentro del vehículo, aumentando el energía-a-peso y la energía a los cocientes del volumen. Hay otros materiales que se utilizan para los propósitos especiales, para aumentar salida de energía o para permitir a menudo la operación debajo del agua o en espacio.El aire comprimido del
ha sido de uso general en los torpedos
El oxígeno comprimido, así como un poco de aire comprimido, fue utilizado en el tipo japonés 93 torpedo . Algunos submarinos se diseñan para llevar el oxígeno puro.
El nitrometano se agrega a alguÌn competir con y combustibles modelo para aumentar energía y para controlar la combustión.
El óxido nitroso se ha utilizado, con gasolina adicional, en aviones tácticos y en coches especialmente equipados, para permitir explosiones cortas de la energía agregada de los motores que funcionan de otra manera en la gasolina y el aire. (También se utiliza en la nave espacial del cohete de Burt Rutan).
La energía del peróxido de hidrógeno estaba en el desarrollo para los submarinos alemanes de la Segunda Guerra Mundial y se pudo haber utilizado en algunos submarinos no nucleares.
La pólvora negra o sin humo ha sido utilizada en arrancadores del motor diesel, para desplegar o para desechar el equipo remotamente, y por el Alfonso Pénaud en la promoción de los aviones modelo .
Otros productos químicos tales como clorina o flúor se han utilizado experimental, pero no se han encontrado para ser prácticos.
Motor del hidrógeno
Algunos han teorizado eso en el futuro, el hidrógeno pudieron substituir tales combustibles . Además, con la introducción de tecnología de la pila de combustible del hidrógeno, el uso de los motores de combustión interna puede ser eliminado. La ventaja del hidrógeno es que su combustión produce solamente el agua . Esto está desemejante de la combustión de los combustibles fósiles, que producen el dióxido de carbono, el monóxido de carbono resultando de la combustión incompleta; y otros agentes contaminadores locales y atmosféricos tales como dióxido de sulfuro y óxidos de nitrógeno que llevan a los problemas respiratorios urbanos, a la lluvia ácida, y a los problemas del gas del ozono. Sin embargo, el hidrógeno libre para el combustible no ocurre naturalmente, y oxidándolo libera menos energía que lleva el hidrógeno del producto en el primer lugar, debido a la ley segundo de la termodinámica . Observar también, eso si la atmósfera se utiliza como el oxidante en la combustión da alta temperatura, los subproductos resultantes del óxido de nitrógeno debe ser reducido por un convertidor catalítico apropiado.Otro problema con hidrógeno como combustible en un motor de cuatro tiempos convencional de la válvula de válvula de disco con movimiento vertical es una tendencia al preignite, debido a la presencia de una válvula de escape caliente. Ciertos tipos del motor tales como el motor rotatorio de Wankel y el vario uniflow que intercambian tipos no tienen este problema inherente. Un motor de distribución del disco recientemente desarrollado también aparece ofrecer una solución alternativa a este problema.
Siendo un proceso termodinámico, la eficacia total será probablemente substancialmente menos que si el hidrógeno fue convertido a la electricidad en una pila de combustible y almacenado en baterías o a los supercapacitors para las porciones de mucha demanda del ciclo de funcionamiento de un vehículo.
Aunque haya maneras múltiples de producir el hidrógeno libre, ésos requieren convertir las moléculas combustibles en el hidrógeno o la consumo de energía eléctrica, así que el hidrógeno no soluciona ninguna crisis de la energía . Por otra parte, aborda solamente la aplicación la portabilidad y algunas ediciones de la contaminación. La desventaja del hidrógeno en muchas situaciones es su almacenaje . El hidrógeno líquido tiene extremadamente - baja densidad (14 veces más bajo que el agua) y requiere el aislamiento extenso, mientras que el hidrógeno gaseoso requiere tancaje pesada. Aunque el hidrógeno tenga una energía específica más alta, el almacenaje enérgio volumétrico sigue siendo áspero cinco veces más bajo que la gasolina, incluso cuando está licuefecho. Del “hidrógeno el proceso a pedido” (véase la pila de combustible directa del hidruro de boro ), diseñado por Steven Amendola, crea el hidrógeno como es necesario, pero tiene otras ediciones, tales como el precio alto alto del hidruro de boro del sodio, la materia prima. El hidruro de boro del sodio es reanudable y podría llegar a ser más barato si está producido más extensamente.
Cilindros
Los motores de combustión interna pueden contener cualquier número de cilindros, con números entre uno y doce que son comunes, aunque tanto pues se han utilizado 36 ( Lycoming R-7755 ). Tener más cilindros en un motor rinde dos ventajas potenciales: primero, el motor puede tener una dislocación más grande con masas de intercambio individuales más pequeñas (es decir, la masa de cada pistón puede ser menos), así haciendo un motor de pulidor-funcionamiento (puesto que el motor tiende a vibrar como resultado de los pistones que se mueven hacia arriba y hacia abajo). En segundo lugar, con una mayor dislocación y más pistones, más combustible puede ser quemado y puede haber más acontecimientos de la combustión (es decir, más movimientos de energía) en un periodo de tiempo dado, significando que tal motor puede generar más esfuerzo de torsión que un motor similar con pocos cilindros. La desventaja a tener más pistones es que el motor tenderá a pesar más y a generar una fricción más interna mientras que el mayor número de pistones frota contra el interior de sus cilindros. Esto tiende a disminuir eficacia del combustible y roba el motor de algo de su energía. Para los motores de gasolina de alto rendimiento usar los materiales y la tecnología actuales (tal como los motores encontrados en automóviles modernos), parece haber un punto de desempate alrededor de 10 o 12 cilindros, después de lo cual la adición de cilindros se convierte en un detrimento total al funcionamiento y a la eficacia, aunque existan las excepciones tales como el motor W16 Volkswagen .
La mayoría de los motores de coche tienen cuatro a ocho cilindros, con algunos coches del alto rendimiento teniendo diez, doce, o aún dieciséis, y algunos coches y carros muy pequeños que tienen dos o tres. En años pasados, algunos coches absolutamente grandes, tales como el DKW y Saab 92, tenían motores bicilíndricos, de dos tiempos.
Los motores de aviones radiales ahora obsoletos, tenían a partir tres a 28 cilindros. Un ejemplo es el Pratt y Whitney R-4360 . Una fila contiene un número impar de cilindros, así que un número par indica dos o de cuatro filas motores. El más grande de éstos era el Lycoming R-7755 con 36 cilindros (cuatro filas de nueve cilindros), pero no incorporó la producción.
Las motocicletas tienen comúnmente a partir un a cuatro cilindros, con algunos modelos del alto rendimiento teniendo seises (aunque algunas “novedades” existen con 8, 10 y 12).
Los Snowmobiles tienen generalmente dos cilindros. Algunos más grandes (no no necesario de alto rendimiento, sino también viajando las máquinas) tienen cuatro.
Las pequeñas aplicaciones portables tales como generadores de las motosierras, y los cortacéspedes de césped domésticos tienen lo más comúnmente posible un cilindro, aunque existan las motosierras bicilíndricas.
Sistema de ignición
Un motor de combustión interna se puede clasificar por su sistema de ignición .
La mayoría de los motores utilizan hoy un sistema eléctrico de la calefacción de la compresión de o para la ignición. Sin embargo, el fuera de la llama y los sistemas del caliente-tubo se han utilizado históricamente. El Nikola Tesla ganó una de las primeras patentes en el sistema de ignición mecánico con, " Encendedor eléctrico del para los motores de gas, " en el 1898 del 16 de agosto .
Chispa
considera también:
l sistema de ignición La mezcla es encendida por una chispa eléctrica de un enchufe de chispa, la sincronización cuyo es muy exacto controlado. La mayoría de los motores de la gasolina están de este tipo, pero no de los motores diesel
Compresión
La ignición, después de que se encienda el motor, viene de calor de la oxidación y de la compresión mecánica del aire o de la mezcla. La gran mayoría de motores de encendido espontáneo es los diesels, en los cuales el combustible se mezcla con el aire después de que el aire haya alcanzado temperatura de ignición. En este caso, la sincronización viene del sistema de la inyección de carburante. Motores del modelo muy pequeño, para los cuales la simplicidad es más importante que coste del combustible, combustibles especiales del uso para controlar la regulación de encendido.
Sincronización
El punto en el ciclo en el cual se enciende la mezcla del combustible/del oxidante tiene un efecto directo en la eficacia y la salida del HIELO. La termodinámica del motor de calor idealizado de Carnot nos dice que un HIELO es el más eficiente si la mayor parte de el burning ocurre en un de alta temperatura, resultando de compression— es decir, cerca de centro muerto superior. La velocidad del frente de llama es afectada directo por el cociente de compresión, temperatura de la mezcla del combustible, y el octano o grado del cetano del combustible. Mezclas más magras y presiones más bajas de la mezcla queman más lentamente, requiriendo una regulación de encendido más avanzada . Es importante hacer la combustión separar por un frente de llama termal (deflagración ), no por una onda expansiva. La propagación de la combustión por una onda expansiva se llama la detonación y, en motores, también se conoce como silbar como una bala o que golpea.Así pues, por lo menos en motores gasolina-ardiendo, la regulación de encendido es en gran parte un compromiso entre un " anterior; advanced" spark— cuál da mayor eficacia con el fuel&mdash de alto octanaje; y un " posterior; retarded" chispear, que evita la detonación con el combustible usado. Por esta razón, los autores diesel de alto rendimiento del automóvil tales como bancos del vendaval creen que el del allí es solamente usted puede ir hasta ahora con un motor aire-estrangulamiento en la gasolina del octano 91. Es decir es el combustible, la gasolina, que se ha convertido en el factor de limitación. … Mientras que el turbocharging se ha aplicado a la gasolina y a los motores diesel, sólo el alza limitada se puede agregar a un motor de gasolina antes de que el nivel del octano del combustible se convierta en otra vez un problema. Con un diesel, la superpresión es esencialmente ilimitada. Es literalmente posible funcionar tanta alza como el motor se colocará físicamente antes de romper aparte. Por lo tanto, los diseñadores del motor han venido realizar que los diesels son capaces de substancialmente más energía y esfuerzo de torsión que cualquier motor de gasolina comparable clasificado.
Sistemas de carburante
considera también:
la inyección de carburante
Los combustibles queman más rápidamente y más totalmente cuando tienen porciones de superficie en contacto con el oxígeno. Para que un motor trabaje eficientemente, el combustible se debe vaporizar en el aire entrante en qué se refiere comúnmente como mezcla del combustible/del aire. Hay dos métodos de uso general de vaporizar el combustible en el aire: uno es el carburador, y la otra es inyección de carburante.
A menudo, para motores de intercambio más simples, un carburador se utiliza para suministrar el combustible en el cilindro. Sin embargo, el control exacto de la cantidad de combustible correcta suministrada al motor es imposible. Los carburadores son la corriente que la mayoría del dispositivo de mezcla del combustible extenso utilizó en cortacéspedes de césped y otros pequeños usos del motor. Antes de los a mediados de los años ochenta, los carburadores eran también campo común en automóviles.
Motores de gasolina más grandes tales como utilizado en automóviles se han movido sobre todo a los sistemas de la inyección de carburante (véase la inyección directa de la gasolina). Inyección de carburante del uso de los motores diesel siempre, porque es el sistema de carburante que controla la regulación de encendido.
Los motores de Autogas (LPG) utilizan sistemas de la inyección de carburante o los carburadores open- o a circuito cerrado.
Otros motores de combustión interna como las hornillas del uso de los motores de jet, y los motores espaciales utilizan varias diversas ideas, incluyendo los jets el afectar, el gas/el esquileo líquido, los preburners, y muchas otras ideas. flash de la película del sistema
Configuración del motor
Los motores de combustión interna se pueden clasificar por su configuración, que afecta a su tamaño y suavidad físicos (con motores más lisos produciendo menos vibración ). Las configuraciones comunes incluyen el derecho o la configuración en línea, la configuración más compacta V, y la configuración más amplia pero más lisa del plano o del boxeador. Los motores de aviones pueden también adoptar una configuración radial, que permite un enfriamiento más eficaz. Configuraciones más inusuales, tales como " H, " " U, " " X, " o " " W ; también se han utilizado.las configuraciones del Múltiple-cigüeñal no necesitan necesario culata en absoluto, sino pueden en lugar de otro tener un pistón en cada extremo del cilindro, llamado un diseño opuesto del pistón . Este diseño fue utilizado en el motor de aviones diesel de Jumo 205 de los Junkers, usar dos cigüeñales, uno en cualquier extremo de un solo banco de cilindros, y lo más notable posible en los motores diesel délticos de Napier, que utilizaron tres cigüeñales para servir tres bancos de los cilindros de dos extremos dispuestos en un triángulo equilateral con los cigüeñales en las esquinas. También fue utilizado en motores locomotores del solo-banco, y continúa siendo utilizado para los motores marinas, para la propulsión y para los generadores auxiliares. El motor rotatorio del gnomo, usado en varios aviones tempranos, tenía un cigüeñal inmóvil y un banco de los cilindros radialmente dispuestos que giraban alrededor de él.
Capacidad del motor
La capacidad de un motor es la dislocación o el volumen barrido al lado de los pistones del motor. Se mide generalmente en los litros (l) o las pulgadas cúbicas (c. o cu de ; en o en ³) para motores más grandes y los centímetros cúbicos (abreviado cc) para motores más pequeños. Los motores con mayores capacidades son generalmente más de gran alcance y proporcionan el mayor esfuerzo de torsión en una RPM más baja pero también consumen más combustible.Aparte de el diseño de un motor con más cilindros, hay dos maneras de aumentar la capacidad de un motor. El primer es alargar el movimiento, y el segundo es aumentar el del diámetro del pistón (véase también: Cociente ) del movimiento. En cualquier caso, puede ser necesario hacer otros ajustes al producto del combustible del motor para asegurar funcionamiento óptimo.
Sistemas lubricantes
Los motores de combustión interna requieren la lubricación en funcionamiento permitir que las piezas móviles resbalen suavemente sobre uno a. La lubricación escasa causará el motor al agarra encima de .Varios diversos tipos de sistemas lubricantes se utilizan. Los motores de dos tiempos simples son lubricados por el aceite mezclado en el combustible o inyectado en la corriente de la inducción como aerosol. Los motores inmóviles y marinas despacio tempranos fueron lubricados por la gravedad de los pequeños compartimientos, similares a ésos usados en los motores de vapor en ese entonces, con una oferta del motor rellenando éstos según lo necesitado. Mientras que los motores fueron adaptados para el uso automotor y de los aviones, la necesidad de un alto cociente del energía-a-peso llevó a las velocidades crecientes, a temperaturas más altas, y a la mayor presión sobre los cojinetes, que alternadamente la lubricación required de la presión para los cojinetes de la manivela y el de la biela mete en diario, con tal que o por una lubricación directa de una bomba o por un jet del aceite dirigiera indirectamente en las tazas de la recolección en los extremos de la biela, que tenían la ventaja de proporcionar presiones más altas mientras que la velocidad del motor aumentó.
Diagnosis
considera también: a bordo
los diagnósticos El motor a bordo los diagnósticos (también conocidos como OBD) es un sistema automatizado que permite diagnosis electrónica de la central eléctrica de un vehículo. La primera generación, conocida como OBD1, fue introducida 10 años después del congreso de los E. pasajero el acto del aire limpio en 1970 como manera de supervisar el sistema de la inyección de carburante de un vehículo. OBD2, la segunda generación de diagnósticos a bordo automatizados, fue codificado y recomendado por el tablero de recurso de aire de California en 1994 y se convirtió en equipo obligatorio a bordo de todos los vehículos vendidos en los Estados Unidos en fecha 1996.
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