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• Carlos Kiawa

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INDICE INTROCCION-----------------------------------------------------------------------------------------4 CAPITULO I: FUNDAMENTOS DE LA INVESTIGACION--------------------------------5 1.1 Objetivos de la investigación------------------------------------------------------------------5 1.2 Hipótesis-------------------------------------------------------------------------------------------5 1.3 Justificación---------------------------------------------------------------------------------------5 CAPITULO II: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION--------------------------------6 2.1 Tipo de investigación --------------------------------------------------------------------------6 2.2 Método---------------------------------------------------------------------------------------------6 2.3 Muestra--------------------------------------------------------------------------------------------6 3.4 Instrumento---------------------------------------------------------------------------------------6 2.5 Procedimiento------------------------------------------------------------------------------------6 CAPITULO III: MARCO TEORICO--------------------------------------------------------------7 3.1 Motores de combustión interna--------------------------------------------------------------7 3.2 Diseño Básico------------------------------------------------------------------------------------8 3.3 Clasificación de los motores de combustión interna------------------------------------8 3.3.1 motores Otto-----------------------------------------------------------------------------------8 3.3.2 motores diesel---------------------------------------------------------------------------------9 3.3.3 Diferencia entre motores a diesel y motores Otto-----------------------------------10 3.4 Ciclo teórico del funcionamiento para el motor Otto----------------------------------10 3.4.1 Funcionamiento del ciclo de dos tiempos--------------------------------------------10 4.4.2 Funcionamiento del ciclo de cuatro tiempos: ----------------------------------------12 4.4.2.1 1er tiempo (1 a 2): admisión -----------------------------------------------------------12 4.4.2. 2do tiempo (2 a 3): compresión ------------------------------------------------------12 4.4.2.3 3er tiempo (3 a 5): explosión----------------------------------------------------------13 4.4.2.4 4to tiempo (5 a 1): escape-------------------------------------------------------------14 3.5 Ciclo teórico del funcionamiento para el motor diesel-------------------------------15 3.5.1 Primer tiempo: admisión-------------------------------------------------------------------15 3.5.2 Segundo tiempo: compresión----------------------------------------------------------16 3.5.3 Tercer tiempo: trabajo ---------------------------------------------------------------------16 3.5.4 Tercer tiempo: trabajo ---------------------------------------------------------------------17 3.6 Partes del Motor--------------------------------------------------------------------------------18

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3.6.1 elementos fijos o estáticos del motor---------------------------------------------------18 3.6.1 bloque de cilindros o monoblock--------------------------------------------------------18 3.6.1.2 culata-----------------------------------------------------------------------------------------19 3.6.1.3 Carter----------------------------------------------------------------------------------------19 3.6.1.4 colectores-----------------------------------------------------------------------------------20 3.6.2 elementos movibles del motor-----------------------------------------------------------20 3.6.2.1 pistón-----------------------------------------------------------------------------------------20 3.6.2.2 anillos----------------------------------------------------------------------------------------21 3.6.2.3 biela------------------------------------------------------------------------------------------21 3.6.2.4 cigüeñal-------------------------------------------------------------------------------------22 3.6.2.5 volante---------------------------------------------------------------------------------------22 3.6.2.6 árbol de levas------------------------------------------------------------------------------23 3.6.2.7 válvulas--------------------------------------------------------------------------------------23 3.6.2.8 bujías-----------------------------------------------------------------------------------------24 3.6.3 Partes visibles del motor-------------------------------------------------------------------25 3.6.3.1 Filtros de aceite---------------------------------------------------------------------------25 3.6.3.2 radiador--------------------------------------------------------------------------------------26 3.6.3.3 batería---------------------------------------------------------------------------------------26 3.6.3.4 alternador----------------------------------------------------------------------------------27 3.6.3.5 arrancador----------------------------------------------------------------------------------27 3.6.3.6 carburador---------------------------------------------------------------------------------28 3.6.3.7 bomba de gasolina-----------------------------------------------------------------------28 3.6.3.8 distribuidor de encendido---------------------------------------------------------------29 3.6.3.9 cable de bujías-----------------------------------------------------------------------------29 3.7 disposición del motor--------------------------------------------------------------------------30 3.7.1 en V---------------------------------------------------------------------------------------------30 3.7.2 lineal o en L-----------------------------------------------------------------------------------31 3.7.3 el motor bóxer--------------------------------------------------------------------------------31 3.7.4 la V de 180°-----------------------------------------------------------------------------------32 3.7.5 forma H----------------------------------------------------------------------------------------32 3.7.6 forma W---------------------------------------------------------------------------------------32 3.8 orientación del motor--------------------------------------------------------------------------33 3.8.1 longitudinal------------------------------------------------------------------------------------33 3.8.2 trasversal--------------------------------------------------------------------------------------33 3.9 sistema de enfriamiento----------------------------------------------------------------------33 3.9.1 refrigerante-----------------------------------------------------------------------------------34 3.9.2 funcionamiento-------------------------------------------------------------------------------34 3.9.3 bomba de refrigeración--------------------------------------------------------------------34

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4.9.4 termostato-------------------------------------------------------------------------------------34 3.9.5 ventiladores de enfriamiento-------------------------------------------------------------35 3.9.6 deposito de refrigeración------------------------------------------------------------------35 CAPITULO IV: Resultados-------------------------------------------------------------------35 CAPITULO V:

CONCLUSIONES-----------------------------------------------------39 BIBLIOGRAFÍA----------------------------------------------------------------------------40 INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se tratan los aspectos principales de ingeniería en el mantenimiento del motor de dos y cuatro tiempos a gasolina tipo Otto que utilizan los automóviles, también se destacan los fenómenos físicos y químicos que se llevan a cabo dentro del motor de combustión interna. Se incluye una detallada explicación acerca del funcionamiento de dicho motor, así como sus diferentes autopartes ya sean estáticos como el monoblock o la culata y movibles; el pistón o cigüeñal. Por otra parte se explican otros sistemas como el carburador y el arrancador que aun que no forman parte del motor cooperan al adecuado funcionamiento y el aumentan el tiempo de vida del vehículo. Finalmente se describen las principales disposiciones del motor de combustión interna, primeramente una explicación básica en cuanto a la forma geométrica que tiene y partes que lo distingue, después se realiza una exhaustiva explicación en cuanto a las ventajas y desventajas que tienes las disposiciones antes mencionadas junto con la potencia de la cual se distinguen y algunas empresas que los prefieren. También se explica el sistema de enfriamiento básico que tiene la mayoría de los automóviles en México. Se emplea un lenguaje sencillo y sin tecnicismos, fotografías, diagramas y descripción de las piezas del motor y procesos claros en el funcionamiento; como una herramienta que sirva de guía y consulta a los alumnos de ingeniería que quieran informarse acerca del funcionamiento básico del motor de combustión interna. En nuestro país desde hace muchos años se cuenta con una gran variedad de de marca y modelos de automóviles, en las cuales ha habido un enorme avance tecnológico, pero que la mayoría de los motores utilizados, consta de 4 cilindros en V, por motivos económicos ya que los combustibles todos los días suben de precio, pero lo que aquí se tratan son nuevas disposiciones del

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motor con la cual el usuario añade mejores cualidades a su vehículos y extensas ventajas en cuanto a la duración de su motor y las partes que lo conforman. Por otro lado es importante hacer notar que el personal que tenga a la mano este trabajo, le facilitara el entendimiento en cuanto al funcionamiento de cualquier motor automotriz.

CAPITULO I: Fundamentos de la Investigación

1.1 Objetivos:  Principal: explicar las partes y el funcionamiento del motor de combustión interna  Especifico: identificar los tipos de motores de combustión interna junto con las ventajas y desventajas de cada uno. 1.2 Hipótesis: Si logramos comprender el funcionamiento de los motores de combustión interna en los automóviles de la actualidad, entonces podríamos dar un mejor mantenimiento preventivo y una mayor cantidad de aplicaciones no solo en la industria automovilística si no también en los distintos campos de trabajo al que se pueda ocupar este tipo artefactos. 1.3 Justificación: Tal vez hoy estemos firmemente a favor de la consciencia de un mundo ecológico, pero es imposible de opacar la importancia que ha tenido el motor de combustión interna en nuestro mundo actual, y que seguirá siendo el futuro de la humanidad, con ello hemos logrado enormes avances tecnológicos sobre todo en el transporte facilitando la vida del hombre, en la actualidad, es posible ver circular por las calles unidades nuevas con tecnología de punta para proteger el medio ambiente. Por lo que ha traído como consecuencia aumento en el precio de los combustibles, e incrementándose en número. Esto trae consigo máquinas con elevado precio y cada vez con mantenimientos más caros y sofisticados, por lo que se hace mayor aún la gran necesidad de tener máquinas con altas eficiencias a menores costos posibles.

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Esta investigación se realiza con el fin de explicar el funcionamiento de los motores de combustión interna, sus partes e identificar sus tipos, junto con las ventajas y desventajas de cada uno de estos, de esta manera al averiarse algún motor se podrá realizar un diagnostico y proceder con la reparación de dicho artefacto. También saber demostrar que se pueden reducir los costos de mantenimiento, y evitar reparaciones costosas a motores con un periodo de vida debajo de lo especificado por el fabricante. La presente investigación tiene como finalidad demostrar realmente la importancia del mantenimiento adecuado para el sistema de refrigeración del motor, ya que las estadísticas demuestra que la mayor parte de problemas que presentan los motores de combustión interna y que requieren de un elevado costo de reparación, tienen que ver con el cuidado inadecuado de dicho sistema.

CAPITULO II: Metodología de la Investigación 2.1Tipo de Investigación: Cualitativa: ya que esta investigación tiene como finalidad explicar las partes que conforman el motor de combustión interna, así como el buen funcionamiento y los cuidados que se le debe de aplicar a dicho artefacto. Además, aclarar los desgastes más comunes que padecen los motores de combustión interna. El método Cuantitativa se pone en práctica en el momento en que se realizan mediciones exhaustiva y controlada de las partes de los motores de combustión interna 2.2 Método: Método analítico: es el indicado ya que el motor de combustión interna es un todo y la meta es conocer sus partes, esto se consigue al descomponer, desarmar el artefacto para conocer el proceso que lo hace funcionar y transformar energía química en energía mecánica. 2.3 Muestra Las siguientes disipaciones del motor de combustión interna: en V, Lineal, la V de 180°, El motor bóxer, Forma de H, Forma de W, Forma radial o en estrella. 3.4 Instrumento Estudio comparativo: la investigación contendrá una explicación de los diferentes dispositivos y piezas mecánica que componen el motor de combustión interna, además de dar a conocer los diferentes tipos de motores y exponer sus ventajas y desventajas de cada uno.

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2.5 Procedimiento La investigación que llevo a cabo es conocida como descriptiva. Este estudio intenta recolectar información referida a los motores de combustión interna. El procedimiento se describe en los siguientes puntos: En primer lugar se dio a la tarea de buscar un titulo adecuado incluyendo el fenómeno a estudiar, la muestra, el lugar y el periodo, como segundo lugar se redacto los objetivos principales y específicos a las cuales se llegara al desarrollar la presente investigación, en tercer lugar se realizo una hipótesis que indica las distintas ventajas que se tienen al realizar dicha investigación, para el cuarto lugar se redacto una justificación del tema el cual contiene los motivos por los cuales es necesario que se lleve a cabo esta investigación y los campos de estudio a las cuales afectara positivamente. En los próximos puntos se recolectara la información dependiendo al tipo de investigación en este caso es cualitativa y cuantitativo, seguido por la investigación del método analítico, después se realizara una investigación acerca de las disposiciones del motor de combustión interna más empleados en la industria automotriz y se recaudara la información por el estudio comparativo y se determinara los diferentes dispositivos y piezas que conforman el motor de combustión interna así como explicar el funcionamiento de cada uno de los diferentes motores de combustión interna, finalmente se escoge el instrumento de investigación, en este caso se trata de una tabla de especificaciones sobre las distintas disposiciones del motor de combustión interna.

CAPITULO III: Marco teórico 3.1 Motores de Combustión Interna Es una máquina térmica, que se encarga de transformar la energía química de un combustible en energía mecánica, mediante la oxidación de la mezcla aire-combustible en el interior del cilindro del motor, alcanzando elevadas temperaturas y presiones para luego expandirse en contra de los mecanismos del motor, esta expansión es convertida a través del mecanismo biela-manivela en energía rotacional en el cigüeñal, que a su vez está conectado a un mecanismo de trasmisión de potencia para el fin deseado, en el automóvil este es el componente principal. Existe todo una gran variedad de motores y los hay desde un hasta doce cilindros, disposición en V, Lineal, W, H, lineales, opuestos, etc. siempre adecuándose a lo que el cliente desee, los más comunes son lo de cuatro seis y

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ocho por su moderado consumo de combustible y la potencia suficiente para las necesidades normales de la vida cotidiana. Los motores con doce cilindros gastan demasiado combustible, pero en cambio el automóvil obtiene una mayor potencial, este tipo de motores son integrados a autos de carrera como lo son Lamborghini, Ferrari, bugati beyron Porche etc. ya que alcanzan velocidades mayores a los de 300km/h

3.2 Diseño Básico: Alternativos: El motor tiene uno o más cilindros en el que el pistón alterna ida y vuelta. La cámara de combustión se encuentra en el extremo cerrado de cada cilindro. La energía es entregada a un cigüeñal de salida de la rotación por conexión mecánica con los pistones. Este tipo de motores tienen gran aplicación en la fabricación de todo tipo de automóviles, embarcaciones y maquinaria pesada. Rotativo: El motor esta hecho de un bloque no concéntrico con el rotor y el eje del cigüeñal. Las cámaras de combustión se construyen en el bloque no giratorio. Al igual que un motor de pistones, el rotativo emplea la presión creada por la combustión de la mezcla aire-combustible. La diferencia radica en que esta presión está contenida en la cámara formada por una parte del recinto y sellada por uno de los lados del rotor triangular, que en este tipo de motores reemplaza a los pistones. Son principalmente ocupados en la industria de la aviación 3.3 Clasificación de Motores de Combustión Interna. Los motores se pueden clasifica de diferentes maneras, en seguida se enlistan las más importantes. Por la formación de la mezcla y el tipo de ignición: 3.3.1 Motores Otto El nombre proviene del técnico alemán que lo invento, Nicolaus August Otto. Es encendida por chispa y se impulsan con gasolina, la mezcla se forma generalmente fuera de la cámara de combustión. La combustión en el cilindro se desencadena por encendido exterior. El motor inicia el proceso de combustión en

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cada uno de los ciclos por el uso de una bujía. La bujía da una descarga de alta tensión eléctrica entre dos electrodos que inflaman la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión

(Fig. 1) motor Audio a base de gasolina en V con 10 cilindros tipo Otto 3.3.2 Motores Diesel Fue inventado y patentado por Rodolf Diesel. Es accionado por compresión, la formación de la mezcla se da en el interior del cilindro, y se impulsan preferentemente con gasoil. La combustión en el cilindro se produce por autoencendido, el motor inicia el proceso de combustión cuando la mezcla airecombustible se inflama debido a la alta temperatura causada por las altas compresiones en la cámara.

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(Fig. 2) motor Caterpillar a base de gasóleo 3.3.3 Diferencia entre motores a diésel y motores Otto El ciclo diésel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores diésel son asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tamaño muy grande, ferroviario o marino, que son de dos tiempos. Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. En la primera carrera, la de admisión, el pistón sale hacia fuera, y se absorbe aire hacia la cámara de combustión. En la segunda carrera, la fase de compresión, en que el pistón se acerca. El aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 °C. Al final de la fase de compresión se inyecta el combustible a gran presión mediante la inyección de combustible con lo que se atomiza dentro de la cámara de combustión, produciéndose la inflamación a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de trabajo, la combustión empuja el pistón hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigüeñal a través de la biela, transformándose en fuerza de giro par motor. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistón hacia dentro. Se emplea en instalaciones generadoras de energía eléctrica, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y automóviles. Tanto los motores Otto como los diésel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos. 3.4 Ciclo teórico del funcionamiento para el motor Otto

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Regularmente se ocupan dos tipos de ciclos, el de dos tiempos y el de cuatro tiempos. El de dos tiempos se ocupan mejor en los motores de motocicletas, en cambio el motor de cuatros ciclos es muy ocupado en la industria automotriz. Sin embargo, los dos tipos de ciclos pueden ocuparse para fabricar motocicletas, automóviles, autobuses, sistemas de propulsión naval, etc. 3.4.1 Funcionamiento del ciclo de dos tiempos: En este ciclo el pistón experimenta dos movimientos generando una revolución del motor por ciclo. 1.- En el primer tiempo en embolo se desplaza del punto muerto interior al punto muerto superior. Proceso debajo del embolo: la lumbrera de transferencia se cierra mediante el movimiento ascendente del embolo. Debido a la depresión que se forma, se abre la lamina de la lumbrera se admisión, se aspira la mezcla de combustible y aire. El proceso encima del embolo: la mezcla precomprimida se comprime encima del embolo

(Fig. 3) primer tiempo del motor de dos tiempos 2.-En este tiempo el embolo se desplaza del punto muerto superior al punto muerto inferior. Proceso encima del embolo: la mescla comprimida se enciende poco antes de que se alcance el punto muerto superior. La presión que se genera empuja el embolo hacia abajo y abre primero la lumbrera de escape y, a continuación, la lumbera de trasferencia. La mezcla precomprimida debajo del embolo expulsa hacia afuera los gases de escape acumulados

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Proceso debajo del embolo: la mezcla aspirada se precomprime mediante el movimiento descendente del embolo y se empuja hacia la lumbrera de transferencia. La sobrepresión cierra la lámina de la lumbera de trasferencia

(Fig. 4) segundo tiempo del motor de dos tiempos 3.4.2 Funcionamiento del ciclo de cuatro tiempos: En este ciclo el pistón experimenta cuatro movimientos generando dos revoluciones del motor en cada ciclo. El motor de cuatro tiempos función de la siguiente manera 3.4.2.1 1er tiempo (1 a 2): admisión La admisión de la mezcla aire-combustible. Durante este tiempo el pistón se desplaza desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, durante este desplazamiento el cigüeñal realiza un giro de 180°. Se hace a precian atmosférica y temperatura constante. Válvula de admisión abierta. Válvula de escape cerrado.

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(Fig. 5) admisión3 3.4.2.2 2do tiempo (2 a 3): compresión Hay una compresión de la mezcla hasta el punto en que la mezcla reaccione y explote. En este tiempo el pistón se desplaza desde el punto muerto inferior al punto muerto superior y genera otro giro de 180°. Hay un aumento de presión y disminución de volumen. Válvula de admisión y escape cerrado

(Fig. 6) compresión

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3.4.2.3 3er tiempo (3 a 5): explosión Cuando el pistón llega al final de la compresión, entre los electrodos de una bujía, salta una chispa en el interior de la cámara de combustión que produce una agnación, con lo cual se origina una inflamación y combustión de la misma de la mezcla. Durante este proceso se libera la energía calorífica del combustible y da como resultado la rotación del cigüeñal. De 3 a 4 existe una combustión (por explosión de la mezcla) a volúmenes constantes (punto 3) principio de combustión. El cigüeñal genera un tercer giro de 180°.

(Fig. 7) explosión 3.4.2.4 4to tiempo (5 a 1): escape En este el pistón realiza su cuarta carrera o desplazamiento desde el punto muerto inferior al punto muerto superior y el cigüeñal gira otros 180°.De 5 a 2 primera parte del escape (desfogue de motor) salida de gas a volúmenes constantes, disminución de presión y temperatura. De (2 a 1) segunda parte del escape, y principia la apertura de la válvula de presión (Fig. 9)

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(Fig. 8) escape Por cada tiempo el cigüeñal genera un giro de 180°. Al finalizar el ciclo el cigüeñal habrá dado 4 giros y un total de 720°. Es por esto que la industria automotriz prefiere este tipo de motor, ya que en comparación con el motor de dos tiempos, alarga la cantidad de revoluciones, aumenta la potencia del motor y disminuye el tiempo entre un ciclo y otro.

(Fig. 9) Diagrama de presión – volumen del ciclo Otto 4 tiempos.

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(Fig. 10) esquema del motor de 4 tiempos 3.5 ciclo teórico del funcionamiento para el motor diesel El motor diesel de cuatro tiempos tiene una estructura semejante al motor de explosión (motor Otto), salvo ciertas características particulares. El pistón desarrolla cuatro carreras alternativas mientras que el cigüeñal gira 720° El funcionamiento durante el ciclo es el siguiente: 3.5.1 Primer tiempo: admisión En este primer tiempo el pistón genera su primer desplazamiento desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, aspirando solo aire de la atmosfera, debidamente purificado a través del filtro. El aire pasa por el colector y la válvula de admisión, que se supone abre instantáneamente y que permanece abierta, con el objetivo de llenar todo el volumen del cilindro. Al llegar al punto muerto inferior se supone que la válvula de admisión se cierra instantemente.

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(Fig. 11) admisión 3.5.2 Segundo tiempo: compresión En este segundo tiempo y con las dos válvulas completamente cerradas el pistón comprime el aire a gran presión, quedando solo aire alojado en la cámara de compresión. La muñequilla del cigüeñal gira otros 180° y completa la primera vuelta del árbol motor. La presión alcanzada en el interior de la cámara de combustión mantiene la temperatura por encima de los 600°C, superior al punto de inflamación del combustible.

(Fig. 12): compresión 3.5.3 Tercer tiempo: trabajo

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Al final de la compresión con el pistón en el punto muerto inferior se inyecta el combustible en el interior del cilindro, en una cantidad que es regulada por la bomba de inyección. Como la presión en el interior del cilindro es muy elevada, para que el combustible pueda entrar la inyección debe ser realizarse a una presión muy superior, según las normas oficiales de intercambiabilidad oscila entre 150 y 300 atmosferas. El combustible, que debido a la alta presión de inyección dale finalmente pulverizado, se inflama en contacto con el aire caliente, produciéndose la combustión del mismo.

(Fig. 13): trabajo 3.5.4 Tercer tiempo: trabajo Durante este cuarto tiempo la válvula de escape se abre instantáneamente y permanece abierta. El pistón, durante su recorrido ascendente, expulsa a la atmosfera los gases remanentes que no han salido. La muñequilla del cigüeñal completa las dos vueltas del árbol motor que corresponde al ciclo completo del trabajo.

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(Fig. 14): escape

3.6 Partes del Motor 3.6.1 Elementos fijos o estáticos del motor Son aquellos que aunque no tienen movilidad son parte fundamental y forman los pilares par que las partes movibles lleven a cabo su función 3.6.1.1 Bloque de Cilindros (monoblock) Es una pieza principal de sutentacion de todos los elementos del motor, en ella se mieve los pistones y la bielas en el interior de los cilindros y donde se sujeta y gira el cigüeñal. Esta pieza incluye los conductoros para la refrigeracion y lubricacion. El bloque esta constituido en aleaciones de alumunio.

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(Fig. 15) monoblock de 4 y 8 cilindros respentivamente 3.6.1.2 Culata Es la pieza del motor que cierra el bloque de cilindros por la parte superior y forma la pared fija de la cámara de combustión, en ella se coloca las válvulas, las bujías los inyectores, el eje de levas, dependiendo del tipo de motor. La culata de cilindros está hecha de aleación de aluminio por si gran conductividad térmica.

(Fig. 16) culata 3.6.1.3 Carter El Carter de aceite o Carter inferior es una pieza de acero de chapa de acero, obtenida por embutición, cuya función es de cerrar el motor por la parte inferior, además de servir como depósito para el aceite de engranaje del motor.

(Fig. 17): Carter

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Colectores Son tubos encargados de comunicar los orificios de la culata para la entrada y salida de los gases: los de entrada con la alimentación y los de salida con el tubo de escape.

(Fig. 18) colectores de admisión y escape respectivamente

3.6.2 Elementos movibles del motor Son las partes del motor que hacen que las cosas muevan y combiertan la energía química en energía mecánica 3.6.2.1 Pistón Es el elemento móvil que se mueve en todo el cilindro con la expansión de los gases incandescentes comprime la mezcla, transmite la presión de combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salda de los gases resultantes de la combustión en la carrera de escape y produce un vacio en el cilindro que aspira la mezcla en la carrera de aspiración. La parte superior del pistón se llama cabeza y la inferior falda

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(Fig. 19): pistón 3.6.2.2 Anillos Son unos aros abiertos (para permitir su dilatación y montaje), van loados en las ranuras de las cabezas de los pistones. Tiene la misión de asegurar la estanqueidad entre el cilindro y el pistón, para evitar que haya fugas de gases. Tiene que facilitar el engranaje del cilindro. Sn arrastrados por el pistón en su movimiento alternativo.

(Fig. 20): anillos 3.6.2.3 Biela Es una pieza que se encuentra sujeta por uno de sus extremos a un pistón que realiza un movimiento en line recta, y por el otro a un cigüeñal, siendo capaz de esta manera, transforma un movimiento lineal alternativo en un movimiento de rotación y viceversa.

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(Fig. 21): biela 3.6.2.4 Cigüeñal Esta pieza funciona para convertir los movimientos rectilíneos en movimientos giratorios, girando alrededor de su eje al recibir los impulsos de las bielas en los tiempos motrices. Para evitar desgastes en estas partes los motores llevan unos cojinetes fabricados en un material suave llamados “metales” los cuales son lubricados continuamente con aceite. El cigüeñal está sometido a esfuerzos de compresión; tracción, flexión y torsión.

(Fig. 22): cigüeñal 3.6.2.5 Volante Es un disco dentado cuya función es regularizar el giro del motor. El volante con la inercia que adquiere en la bajada del pistón tras la explosión, hace girar el cigüeñal provocando que vuelva a subir el pistón.

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(Fig. 23): volante 3.6.2.6 Árbol de levas Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños y estar orientadas de diferente manera, para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un temporizador mecánico cíclico. Se fabrican siempre mediante un proceso de forja, y luego suelen someterse a acabados superficiales como cementados, para endurecer la superficie del árbol, pero no su núcleo.

(Fig. 1.24): árbol de levas

3.6.2.7 Válvulas Una válvula tiene una cabeza redonda y una cara cónica que se sella contra un asiento en la cabeza de cilindros. La cabeza de la válvula es el extremo más grande que sella el puerto de la válvula. La superficie de la cabeza de

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cilindros que sella el puerto se llama asiento de la válvula. La cabeza de la válvula tiene una superficie rectificada llamada cara de la válvula. La cara de la válvula es el punto de contacto entre la válvula y el asiento de la válvula. Tanto la cara de la válvula como el asiento de la válvula se deben rectificar para que formen un sello firme y seguro al cerrarse.

(Fig. 25): válvulas 3.6.2.8 Bujías La bujía es la encargada de hacer saltar la chispa en el interior de la cámara de combustión para que se inflame la mezcla

(Fig. 26): la bujía y sus partes En la siguiente imagen se muestra el ensamble y funcionamiento de las partes estudiadas:

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(Fig. 27): partes interiores del motor ensambladas 3.6.3 Partes visibles del motor En esta sección veremos los principales componentes externos que son piezas claves para el óptimo desempeño del motor. 3.6.3 .1 Filtros de aceite Cuerpo poroso a través del cual, se hace pasar un fluido, para limpiarlo de los materiales que contiene en suspensión o para separarlo, de los materiales con que está mezclado.

(Fig. 28): filtros de aceite

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3.6.3.2 Radiador Es un intercambiador de calor; es decir; el fluido refrigerante, calentado por la acción del motor, se refrigera por la corriente de aire que fluye sobre él. Esto lo hace gracias a que posee unos tubos muy finos por donde circula el agua rodeada de aletas y que son expuestos a una corriente de aire.

(Fig. 29): radiador 3.6.3.3 Batería La batería es un acumulador de energía que cuando se le alimenta de corriente continua, transforma energía eléctrica en energía química. La batería es una fuente de energía independiente del motor de combustión interna, cuando el motor térmico está apagado, abastece de energía eléctrica a los consumidores.

(Fig. 30): batería

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3.6.3.4 Alternador El alternador es una maquina eléctrica rotatoria, generadora de corriente alterna, transforma la energía mecánica en eléctrica. Es el encargado de proporcionar la energía necesaria a los consumidores del automóvil (encendido, luces, motores de limpia-parabrisas, cierre centralizado, etc.)

(Fig. 31): alternador 3.6.3.5 Arrancador El motor no puede ponerse en marcha por si solo necesita de un medio auxiliar que lo haga girar hasta que se produzca las primeras explosiones. El arrancador es un pequeño motor eléctrico de corriente continua alimentado por la batería. Debe ser capaz de vencer las resistencias que oponen las compresiones, rozamientos, etc.

(Fig. 32): arrancador o motor eléctrico de corriente continua

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3.6.3.6 Carburador Aparato que prepara una mezcla de gasolina y aire, en los motores de explosión para después enviarla a la cámara de combustión. Se encuentra ubicado en la parte superior del motor montado en el múltiple de admisión.

(Fig. 32): carburador 3.6.3.7 Bomba de gasolina Los motores carburados usan bombas mecánicas y lo inyectados emplean las eléctricas. Tiene la función de succionar la gasolina del tanque y enviarlo a presión al carburador. Las bombas mecánicas de gasolina son accionadas por algún componente interno del motor mediante contacto directo.

(Fig. 32): bomba de gasolina

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3.6.3.8 Distribuidor de encendido En esta imagen se puede observar las partes de un distribuidor de encendido con bubina integrada. 1.- bobina 2.- captador de señales 3.- reductor o estrella 4.- modulo de encendido 5.- flecha o eje de distribuidor En el punto 5 va instalado el rotor que distribuye la chispa entre los conectores de la tapa, para de ahí dirigirse a las bujías. A este distribuidor le llegan del exterior dos alambres (+) y (-) para crear la chispa.

(Fig. 33): distribuidor de encendido Cable de bujías El cable de bujía, dentro del sistema de encendido, tiene la misión d transmitir la energía necesaria desde el distribuidor a la bujía de encendido. Si el distribuidor no envía la señal o el cable de bujía no transmite la energía, o más seguro es que ese cilindro del motor no funcionara.

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(Fig. 34): cable de bujía

3.7 disposiciones del motor Existen varias formas de diseño, construcción y disposición del motor de combustión interna. Varían dependiendo a la finalidad con la que es construido el automóvil, ya que al posicionarlo de cierto modo, el motor adquiere propiedades que varían desde mayor velocidad hasta tener un buen contacto con el suelo para evitar que el automóvil salga de su camino en las vueltas. 3.7.1 En V En el motor en V los cilindros se agrupan en dos bloques o filas de cilindros formando una letra V que convergen en el mismo cigüeñal. En estos motores el aire de admisión es succionado por dentro de la V y los gases de escape expulsados por los laterales L y R. Se usa en motores a partir de 2 cilindros como es el caso de muchas motocicletas, véase por ejemplo el típico motor Ducati, también existen V4 para motocicletas. En automóviles los V6 suelen ser los más comunes aunque ha habido V4 e incluso V5, ya que acorta la longitud del motor a la mitad.

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(Fig. 35) motor en V

3.7.2 Lineal o en L El motor en línea (L) normalmente disponible en configuraciones de 4 a 8 cilindros, el motor en línea es un con todos los cilindros alineados en una misma fila, sin desplazamientos.

(Fig. 36) motor en L Cilindros en oposición Existen tres tipos diferentes de motores con cilindros en oposición, comúnmente referidos al término en inglés flat-cylinder engine: 3.7.4 El Motor Bóxer El motor boxer es el utilizado en los Volkswagen Escarabajo, Volkswagen Kombi, el Porsche 911, y es muy usado actualmente por Subaru (en el Impreza, Legacy, etc.) y tienen por lo general entre 4 y 6 cilindros.

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(Fig. 37) Diagrama de cilindros en oposición de un motor bóxer, patentado por primera vez, por Karl Benz en 1896

3.7.4 La V de 180° El motor con V de 180°, de configuración muy similar al motor boxer, es usado por algunas ediciones especiales de Ferrari y Alfa Romeo. La diferencia básica consiste en que ocasionalmente, los motores con V en 180° no usan un muñón largo como en el boxer, sino que las bielas comparten la misma posición en el cigüeñal, haciendo que mientras un pistón se acerca al cigüeñal el otro se aleje, opuesto a lo que sucede en el Boxer en el que los pistones se alejan y acercan al mismo tiempo. La V de 180º se usa en motores de más de 8 cilindros donde ha resultado más efectiva, mientras que el boxer se usa en pares con menos de 6 cilindros y por ello se han asociado mutuamente como un mismo tipo de disposición. 3.7.5 Forma de H También se encuentra la disposición en H, la cual es una especie de hibridación de dos motores con cilindros en oposición con el uso de dos cigüeñales, quedando una bancada por encima de la otra que generan potencia para un solo eje de transmisión intermedio entre los dos cigüeñales.

3.7.6 Forma de W Otra disposición es en W que es una especie de doble V combinada en tres o cuatro bancadas de cilindros y un cigüeñal, que data de la década de 1920, y son usadas en algunos vehículos modernos del Grupo Volkswagen, como el Audi A8, el Volkswagen Touareg o el Volkswagen Phaeton.

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3.8 Orientación del motor La orientación puede ser longitudinal o transversal, esto es que el eje del motor está colocado a lo largo o a lo ancho del sentido de circulación del automóvil respectivamente. 3.8.1 Longitudinal: A principios del siglo XX, la orientación habitual era longitudinal ya que la tracción se enviaba del motor delantero al eje trasero mediante un eje cardán dispuesto de forma longitudinal. Esta disposición se mantuvo hasta cuando empezó a generalizarse la tracción delantera. Sin embargo, los automóviles de lujo y automóvil todoterreno suelen seguir utilizando motor longitudinal. 3.8.2 Transversal: El motor transversal permitió entre otros al Mini ahorrar bastante espacio en favor de los ocupantes y esta disposición es la más habitual hoy en día en los vehículos "todo adelante" (tracción y motor delanteros); esto permite que el habitáculo se encuentre en una posición más baja y cómoda al acceso, y también permite que el piso no se vea afectado por el espacio que ocupa el cardan de transmisión. La orientación transversal también se usa en automóviles con motor y tracción trasera aunque menos habitualmente, ya que la ganancia de espacio no es tan importante en un automóvil de esas características (que suele ser deportivo). En los automóviles con tracción a las cuatro ruedas se usa un motor longitudinal y la tracción del eje delantero parte del eje de distribución o cardan, o se deriva un eje transmisor desde el eje delantero al trasero cuando se usa un motor transversal. 3.9 Sistema de Enfriamiento. El sistema de enfriamiento mantiene una temperatura eficiente de funcionamiento del motor. El sistema de enfriamiento disipa aproximadamente una tercera parte del calor generado por la combustión. El método utilizado para enfriar los motores de los automóviles en la gran mayoría de las aplicaciones es el enfriamiento por líquidos. La mayoría de los motores se enfrían mediante un flujo constante de refrigerante líquido a través del bloque del motor y las cabezas de los cilindros. Si el sistema de enfriamiento falla, el motor se puede sobre calentar y dañar. Una temperatura de funcionamiento muy fría puede ocasionar una combustión incompleta y una baja eficiencia en el consumo del combustible.

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3.9.1 Refrigerante Existen zonas en el monoblock y en la cabeza de cilindros que permiten el paso del refrigerante alrededor de los cilindros y de las cámaras de combustión. El refrigerante toma el calor y se lo lleva lejos de estas piezas. En los primeros motores únicamente se utilizaba agua como refrigerante. En la actualidad, la mayoría de los motores utilizan unos refrigerantes específicos mezclados con agua. El refrigerante disminuye el punto de congelación del agua, eleva el punto de ebullición del agua, lubrica la acción de la bomba del agua e impide la corrosión en el motor. 3.9.2 Funcionamiento Al arrancar un motor frío, la bomba del refrigerante únicamente hace circular agua a través de las zonas de paso del refrigerante en la cabeza de cilindros y en el monoblock, lo cual eleva rápidamente la temperatura del motor. Cuando se ha generado el suficiente calor como para abrir el termostato, la bomba de agua hace circular el refrigerante por todo el motor y hacia el radiador. El refrigerante caliente fluye del tanque superior del radiador al tanque inferior del radiador. El aire fresco pasa por las aletas del radiador que disipan el calor del refrigerante. Del tanque inferior, el refrigerante fluye a través de la manguera inferior del radiador hasta la entrada de la bomba del refrigerante. La bomba del refrigerante hace circular el refrigerante a través de la salida de la bomba hacia la zona de paso del refrigerante en el monoblock. El refrigerante fluye de la zona de paso del monoblock hacia el pasaje del refrigerante en la cabeza de cilindros para completar el circuito. 3.9.3 Bomba del refrigerante La bomba del refrigerante hace circular refrigerante por todo el sistema de enfriamiento. La mayoría de las bombas de refrigerante son bombas con impulsores. 3.9.4 Termostato El termostato limita el flujo del refrigerante a través del sistema hasta que el motor logra su temperatura de funcionamiento. El motor se calienta rápidamente, lo cual mejora las emisiones y la eficiencia en el consumo de combustible. Un calentamiento rápido también reduce los gases de la combustión que escapan a los pistones y llegan hasta el cárter.

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3.9.5 Ventilador de enfriamiento El ventilador del radiador impulsa aire fresco del exterior sobre la superficie del radiador para disipar el calor del refrigerante y obtener una transferencia de calor más rápida, especialmente durante la marcha mínima. La mayoría de los vehículos equipados con aire acondicionado generalmente tienen un ventilador adicional para incrementar el enfriamiento. La mayoría de los ventiladores tiene cuatro o más paletas para incrementar la capacidad de enfriamiento. Generalmente los ventiladores son impulsados por un motor eléctrico que conecta y desconecta el ventilador dependiendo de la temperatura del refrigerante del motor. Esta temperatura se toma con ayuda de un sensor de temperatura que conecta o desconecta el ventilador en función de la misma. 3.9.6 Depósito de refrigerante A medida que un refrigerante se calienta, el refrigerante se expande. El depósito de recuperación de refrigerante no presurizado almacena el exceso de refrigerante desplazado por el radiador. Cuando el motor se enfría, el refrigerante en el depósito se succiona otra vez hacia el sistema de enfriamiento. Esto mantiene al sistema de enfriamiento constantemente lleno, lo cual incrementa la eficiencia del sistema de enfriamiento.

CAPITULO IV: Resultados En la presenta tabla se explica a detalle las características y propiedades de las disposición del motor de combustión interna más utilizadas en las principales empresas automotrices de México. A continuación se describirá la tabla: En primer lugar tenemos al motor con disposición en V a la cual sin lugar a duda lo que más se le distingue de otros es el ahorro de espacio y la distribución de las partes del motor y la desventaja es que a causa del ahorro de espacio, las partes del motor se tienen que fabricar con materiales sumamente resistentes para soportar las enormes presiones producidas por la explosión de la mezcla aire-gasolina en la cámara de combustión, la potencia es mediana. Este tipo de motor es elegido por las empresas para fabricar autos con calidades que se apeguen a las necesidades de la sociedad en la vida cotidiana y algunas otras empresas las modifican añadiéndole más piezas para adquirir una potencia alta como la marca hummer o lamborghini.

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cantidad de piezas es menor al motor en V pero una de las contras es que a grandes velocidades el vehículo pierde su equilibrio y la potencia es mediana. Las empresas las eligen para fabricar autos con cualidades básicas. En tercer lugar tenemos al motor bóxer, generalmente con este motor se fabrican autos de baja altura teniendo como resultado una buena estabilidad y en el corazón del motor se tiene un complejo sistema de funcionamiento, en consecuencia la mayoría de los sistemas se modifican volviendo más complejos y caros. Como resultado se obtiene potencia alta haciendo que las empresas usen este motor para autos deportivos y de lujo. En el lugar número cuatro se encuentra el motor con disposición en H, sin lugar a duda es quizás el motor más potente en la industria automotriz, por ese motivo se fabrican con un numero de cilindros mayor a diez. Evidentemente la mayor desventaja para el usuario es el elevado costo, pero para los ingenieros encargados de ensamblarlo se dan de topes al tener que integrar nuevos sistemas que necesita el motor para funcionar correctamente. Los pocos autos con este tipo de motor integrado son usados en carreras de fórmula 1 y los dueños solicitan a las marcas comerciales inviertan en el mantenimiento del coche a cambio de plasmar su logotipo en alguna parte de vehículo. Finalmente tenemos al motor con disposición en W. La principal ventaja es que ocupa poco espacio y tiene un excelente punto de inclinación derivado del buen acomodo de sus pares en el chasis. El problema es que en México hay una o dos empresas que fabrican este tipo de motores y su mantenimiento es costoso. Los autos que tiene montado este tipo de motor compiten junto con el motor bóxer en la disputa por el auto mas velos en las calles. Tabla 1; disposiciones del motor DISPOSICIÓN DEL MOTOR

VENTAJAS

DESVENTAJAS

POTENCIA

ALGUNAS EMPRESAS QUE LOS FABRICAN

VEHÍCULOS QUE TIENEN ESTE TIPO DE MOTOR

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EN V

EN L O LINEAL

LA V DE 180°

Son más compactos por lo tanto siempre se puede poner un motor más grande en un hueco más pequeño, tiene mejor punto de equilibrio evitando vibraciones que a la larga produce desgaste.

Es más difícil de fabricar ya que las partes interiores del motor tienen que soportar mayores presiones en comparación al motor en L, H y Bóxer.

Es más sencillo de fabricar, por ejemplo si el V lleva dos árbol de levas el línea le basta solo una, normalmente se arman con la mitad de piezas en comparación con la V, la refrigeración del motor es más sencillo ya que no se calienta tanto por tener una separación considerable entre cada pistón. Ahorra combustible inyectado en el interior de la cámara de combustión, por lo tanto es uno de los motores que tiene un menor índice de contaminación, su ensamble es más sencillo, tiende a tener un buen punto de equilibrio, y es uno de los motores que generan menor vibración en el arranque y a velocidades altas

Los motores lineales vibran un poco más que los motores en V provocando un mayor desgaste en sus partes, al conducir el vehículo a gran velocidad se siente la vibración en algunas partes del chasis y son uno de las que brindan menor potencia.

No son muy comunes en México una de las empresas que las fabrica es Volkswagen y son predominantes en Alemania, en consecuencia sus partes son difíciles de conseguir y son acompañados de costos demasiado elevados

Medianaalta

mediana

Alta

1.- Nissan Sentra SE- R Spec V TM 2.- hummer h2 3.- Honda Civic Coupé Nissan, 4.- Ford Lobo hummer, Raptor SVT Honda, Ford, 5.- Lamborghini Lamborghini, Gallardo Cadillac, Audi 6.- chevy 7.- El Cadillac CTS 8.- Audi Q5 1.- Chevrolet Aveo 3p 2.Volkswagen Gol 3.- Nissan GT-R 4.- Porsche Panamera GTS Chevrolet, 5.- Isuzu D-Max Volkswagen, Crew Satellite Nissan, Porsche, Isuzu.

Ferrari y Porsche

1.-Ferrari Testarossa y Berlinetta 2.- Porsche Boxster, Cayman y 911.

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EL MOTOR BÓXER

EN H

Son más reducidos en altura, por lo tanto en teoría el campo de trabajo es mayor, un motor bóxer cuantos más cilindros tenga mayor estabilidad, y menos vibraciones, lo bueno que tiene este motor, es la estabilidad que le da al chasis.

La refrigeración es más complicada, debido a que tiene un circuito de refrigeración más complejo, ya que son diseñados por ingenieros de grandes empresas como Porsche. Solo se usa este tipo de motores en vehículos de gama media y alta por el hecho de que tiene un costo muy alto

Este es uno de los motores más potentes en la industria automotriz, y su forma geométrica ahorra espacio en los motores con un número mayor a doce cilindros. Su tamaño compacto es ventajoso debido a que permite una mejor aerodinámica. Este tipo de motores son ideales para los automóviles más rápidos del mundo debido a que el motor permite que el automóvil tenga un mejor diseño aerodinámico provocando un mayor desempeño del motor H

al igual que el motor bóxer, tiene un costo elevado, al momento de ensamblar el motor se vuelve complejo ya que se tiene que integran otros sistemas que necesita para que el motor y sus partes funcione correctamente y se alargue su tiempo de vida. Estos motores son más utilizados en la industria aeronáutica

Alta

Volkswagen, Chevrolet, Porsche Citroën,

1.Volkswagen Sedán (Escarabajo) 2.- Porsche 356 3.Chevrolet Corvair 4.- Porsche 911 5.- Citroën 2CV

1.- (BRM) H-16 formula 1 2.Brough Superior Golden Dream H-4 3.- Napier Sabre H-24.

Alta

British Racing Motors (BRM) y Brough Superior Golden Dream

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FORMA DE W

Ocupa poco espacio, se puede introducir un motor W12 en el mismo compartimiento de motor que en el de un Mustang V8 dado que el V8 entra justo y el W12 serían 2 motores VR6 unidos bajo un mismo cigüeñal, tiene un torque excelente, es un motor muy durable dado que tiene un grado mínimo de inclinación, es un motor durable y emiten un sonido fabuloso, por su gran potencia y forma del escape.

Su mantenimiento es caro dado que en México no hay muchos autos con este tipo de motores. Volkswagen es la única empresa que los trabaja con el Bora W5 el W6, tienden a calentarse un poco más que los motores en V dado que los pistones están más juntos y esto ocasiona mayor temperatura.

Alta

Volkswagen, Audi, Bugatti Veyron

1.Volkswagen (VW AG) 2.Volkswagen, Phaeton 3.Volkswagen Touareg 4.- Audi A8 5.Bentley Continental GT 6.- Bugatti Veyron 16.4

CAPITULO V: conclusiones. El mantenimiento de motores automotrices debe realizarse conforme a las instrucciones, pasos o procedimientos adecuados para el mismo, por lo que el operador tiene tener consiguió un Manuel de instrucciones. Es importante que al realizar operaciones que incluyan recisión, operación, desmontaje, desarme, rearme, calibración, verificación, ajuste o rectificación de algunas piezas o componentes del motor se cuente con la guía adecuada ya que los procedimientos, reglas o pasos que se deben de seguir durante cada una de ellas llevan una estricta secuencia debido a que cada pieza o conjunto que conforman el motor tiene un cierto grado de complejidad en cuanto a su estructura por lo que se tiene que tener sumo cuidado cuando se esta realizando alguna operación. La forma en la cal están constituidos todo los sistemas tiene mucha importancia, cada una de ellos cuenta con un orden muy bien definido, para cumplir cada una de sus funciones correctamente, están conformados por conectores, sensores, cables, conductores y piezas que deben ser colocados acorde a su función y a su ubicación previamente establecida dentro del conjunto

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Toda operación debe ser realizada con las herramientas adecuadas para poder tener éxito en el desarrollo de la misma, para que se tenga una mayor facilidad y efectividad para la ejecución de las maniobras pertinentes que cada una requiera. Es importante que el ingeniero mecánico tenga conocimiento de cómo se lleva acabo estas operaciones ya que podrá determinar o mejorar estos métodos o en su caso diseñar un nuevo método o una nueva herramienta para mejorar la realización de estas operaciones, por lo que es también necesario saberlas para que puedan dirigir o diagnosticar diferentes fallas ya sean en motores de combustión interna u otro tipo de maquinas con los mismo principios de operación.

BIBLIOGRAFIA 1.- Gómez y llanos “análisis termofluido del sistema de refrigeración que utiliza agua natural como sustituto de refrigerante y sus efectos en los parámetros indicados en un motor de combustión interna”, tesis, 2012, chiclayo-perú 2.- IES Antonio Glez. Glez. ”Motores térmicos” 2002, México 3.- Payri, Desantes “Motores de combustión interna alternativos” verano 2011 valencia 4.- pagina web http://code.pediapress.com/ 5.- Josué picazo Arteaga”mantenimiento de motores automotrices” 2009 México, DF 6.- Redalyc “Evaluación del funcionamiento de motores de combustión interna trabajando con biodiesel” Revista de Ingeniería Mecánica, vol. 11, núm. 3, 2008, pp. 33-38

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