Máquinas Térmicas: Clasificación y Aplicaciones
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Questions and Answers

¿Cuáles son los dos tipos principales de màquines tèrmiques?

Combustió interna y combustió externa.

Menciona un ejemplo de motor de combustió interna alternativa.

Casi todos los cotxes.

¿Qué tipo de motor se considera un motor de combustió isocòrica?

El motor Otto.

Define brevemente el motor dièsel.

<p>Es un motor d’encès per compressió que funciona a pressió constant.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de las màquines tèrmiques?

<p>Transformar energía tèrmica en energía mecànica.</p> Signup and view all the answers

¿Qué se busca mejorar al hacer que la chispa salte un poco antes de llegar al PMS en un motor?

<p>Se busca que las mayores presiones se produzcan al PMS.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo del solape de válvulas en el ciclo Otto real?

<p>El solape de válvulas busca mejorar el proceso de renovación de la carga energética.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se puede aumentar el grado de compresión en un motor diésel?

<p>Llimant la culata y utilizando válvulas de admisión más grandes.</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede 15º antes del PMS en el ciclo práctico del diésel?

<p>Se abre la válvula de escape, lo que indica un cruce de válvulas.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué el motor diésel cuesta más de arrancar en comparación con otros motores?

<p>Porque requiere más fuerza para iniciar la combustión.</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre durante la compresión del aire en un motor de combustión interna?

<p>Se produce un aumento de la temperatura; cuanto más se comprime, mayor es la temperatura.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia principal entre un motor de 2 T y uno de 4 T en cuanto a las vueltas de cigüenyal?

<p>El motor de 2 T completa un ciclo en 1 vuelta de cigüenyal, mientras que el motor de 4 T lo hace en 2 vueltas.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se introducen los combustibles en un motor diésel?

<p>En los motores diésel, el combustible se introduce mediante inyección.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función tiene el turbocompresor en un motor sobrealimentado?

<p>El turbocompresor aspira aire del exterior y lo comprime para mejorar la mezcla de combustible.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de válvulas se encuentran en un motor de 4T?

<p>En un motor de 4T hay válvula de admisión y válvula de escape.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre temperatura y presión durante el ciclo de un motor?

<p>Al aumentar la temperatura y la presión, se empuja la culata hacia abajo, produciendo trabajo.</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la 'mescla d’aire i combustible' en el funcionamiento de un motor?

<p>Es la combinación de aire y combustible necesaria para la combustión dentro del cilindro del motor.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia entre los sistemas de carburación y de inyección en motores de gasolina?

<p>La inyección es más precisa que la carburación, ya que el combustible se introduce directamente en el conductor.</p> Signup and view all the answers

Quines són les vàlvules que s’allotgen en la culata d’un motor marí de 4T?

<p>2 vàlvules d’admissió i 2 vàlvules d’escape.</p> Signup and view all the answers

Quina funció té la vàlvula del indicador de pressió en un motor?

<p>Permet obtenir diagrames reals del motor.</p> Signup and view all the answers

Com s’anomena el component que uneix el pistó al pie de viela?

<p>Bulón.</p> Signup and view all the answers

Quines són les conseqüències que es poden presentar si es trenca la correa de distribució?

<p>Es deixa de comunicar el cigüenyal i les vàlvules.</p> Signup and view all the answers

Quin és el propòsit dels aros o segments en un pistó?

<p>Sellar la càmara per evitar que els gasos es colin.</p> Signup and view all the answers

En quina fase del cicle de funcionament es crea una depressió per permetre l’entrada d’aire?

<p>1r temps.</p> Signup and view all the answers

Quina és la funció del muelle en relació amb la vàlvula?

<p>Tancar la vàlvula quan no està oberta per la leva.</p> Signup and view all the answers

Quins components uneixen el eje de levas i el cigüenyal en un motor?

<p>Correa de distribució.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia entre un motor monocilíndrico y un motor policilíndrico?

<p>Un motor monocilíndrico tiene 1 cilindro, mientras que un motor policilíndrico tiene más de 1 cilindro.</p> Signup and view all the answers

Define qué es el punto muerto superior (PMS).

<p>El PMS es la posición en la que la distancia entre el pistón y la culata es mínima.</p> Signup and view all the answers

¿Qué dos tipos de refrigeración existen para motores según el texto?

<p>Los motores pueden ser refrigerados por aire o por líquidos, como agua dulce o salada.</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a un motor de cárter húmedo respecto a uno de cárter seco?

<p>En un motor de cárter húmedo, el aceite se almacena dentro del cárter, mientras que en el de cárter seco, está en el exterior.</p> Signup and view all the answers

Explica qué es la cilindrada total del motor.

<p>La cilindrada total del motor es el volumen desplazado por todos los pistones al pasar del PMI al PMS, y se calcula como $V = Vp · N$.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula el volumen desplaçat pel pistó (Vp)?

<p>El volumen desplaçat pel pistó (Vp) se calcula con la fórmula $Vp = rac{ ext{π}D^2}{4} · C$.</p> Signup and view all the answers

¿Qué relación indica la compresión en un motor a volumen constante (τ)?

<p>La relación de compresión a volumen constante (τ) indica la relación entre la presión final y la presión inicial en la fase de calor.</p> Signup and view all the answers

¿Qué define la carrera (C) de un pistón?

<p>La carrera es la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto superior (PMS) hasta el punto muerto inferior (PMI).</p> Signup and view all the answers

Menciona dos disposiciones posibles de cilindros en motores policilíndricos.

<p>Dos disposiciones son los motores en línea y los motores en V.</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por volumen total del cilindro (V1)?

<p>El volumen total del cilindro (V1) es el volumen cerrado entre el pistón y la culata cuando el pistón está en el PMI.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Motor de Combustión Isocórico

Tipo de motor que quema combustible a volumen constante, conocido también como Motor Otto, Motor de Explosión, Motor de Encendido por Chispa y Motor de Gasolina.

Motor de Combustión Isobárico

Tipo de motor que quema combustible a presión constante, también llamado MEC (Motor de Encendido por Compresión), Motor de Autoencendido o Motor Diesel.

Máquinas Térmicas

Máquinas que transforman la energía térmica en energía mecánica. La energía térmica puede provenir de la combustión de un combustible o de otras fuentes.

Aplicaciones de las Máquinas Térmicas

Las funciones principales de las máquinas térmicas son: propulsión, producción de energía, y generación de movimiento.

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Clasificación de las Máquinas Térmicas

Se clasifican en: combustión interna (la combustión se produce dentro de la máquina) y combustión externa (la combustión se produce fuera de la máquina).

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Ciclo de un motor de combustión interna

El proceso por el cual un motor de combustión interna funciona, desde la admisión de aire hasta la expulsión de gases.

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Motor de 2 tiempos

Motor que completa un ciclo completo de funcionamiento en una sola vuelta del cigüeñal.

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Motor de 4 tiempos

Motor que necesita dos vueltas completas del cigüeñal para completar un ciclo de funcionamiento.

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Motor de carburación

Sistema que utiliza un carburador para mezclar el aire y la gasolina antes de ingresar al cilindro.

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Motor de inyección

Sistema que inyecta la gasolina directamente al cilindro, ofreciendo mayor precisión y control.

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Motor atmosférico

Motor que aspira aire de la atmósfera directamente.

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Motor sobrealimentado

Motor equipado con un dispositivo que aumenta la presión del aire antes de entrar al cilindro, mejorando la potencia.

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Turbocompresor

Dispositivo que utiliza los gases de escape para comprimir el aire de admisión, aumentando la potencia del motor.

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Punto muerto alto/superior (PMS)

La distancia entre el pistón y la culata es mínima, o la distancia entre el pistón y el cigüeñal es máxima.

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Punto muerto bajo/inferior (PMI)

La distancia entre el pistón y la culata es máxima, o la distancia entre el pistón y el cigüeñal es mínima.

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Volumen total del cilindro (V1)

Volumen del cilindro cuando el pistón está en PMI (punto muerto inferior), es decir, el volumen completo entre el pistón y la culata.

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Volumen cámara de combustión (V2)

Volumen del espacio dentro del cilindro cuando el pistón está en PMS (punto muerto superior).

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Cilindrada unitaria (Vp)

Volumen desplazado por el pistón al moverse del PMI al PMS (punto muerto inferior a punto muerto superior).

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Cilindrada total del motor (V)

Volumen total desplazado por todos los pistones del motor. Se calcula multiplicando la cilindrada unitaria por el número de cilindros.

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Relación de carrera (µ)

La relación entre la carrera (C) y el diámetro (D) del cilindro.

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Relación de expansión (Re)

Relación entre el volumen final y el volumen inicial durante la fase de expansión.

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Relación de compresión a volumen constante (Τ)

Relación entre la presión final y la presión inicial en la fase de aportación de calor a volumen constante.

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Relación de compresión a presión constante (Τ')

Relación entre el volumen final y el inicial en la fase de aportación de calor a presión contante.

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Adelanto de encendido en el ciclo Otto real

El tiempo de encendido de la chispa se adelanta antes del PMS (punto muerto superior) en el ciclo Otto real. Esto permite que la mayor presión se genere en el propio PMS.

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Solapamiento de válvulas en el ciclo Otto real

En el ciclo Otto real, las válvulas de admisión y escape se solapan ligeramente entre la apertura y cierre de ambas. Este solapamiento mejora la renovación de la carga energética al permitir la salida de gases de escape y la entrada de aire fresco.

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Adelanto de inyección en motores diésel reales

El tiempo de inicio de la inyección de combustible se adelanta en los motores diésel reales. Esto permite una inyección estratificada, que aumenta la eficiencia al concentrar el combustible en la zona donde se produce la combustión.

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Aumentar la compresión en un motor

Para aumentar la compresión en un motor, se puede limar la culata, reduciendo su altura. Esta acción permite aumentar el volumen de aire comprimido y mejorar la eficiencia del motor.

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Tamaño de las válvulas en motores diésel

Los motores diésel suelen tener un mayor diámetro de válvulas de admisión y escape que los motores de gasolina. Esto les permite inhalar más aire y mejorar la cantidad de combustible que pueden quemar, generando así mayor potencia.

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Válvulas de admisión y escape

Las válvulas de admisión permiten que el aire entre en el cilindro, mientras que las válvulas de escape permiten que los gases de escape salgan del cilindro.

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Inyector

Un dispositivo que inyecta combustible en el cilindro del motor. Puede ser un inyector único para un motor de varios cilindros o un inyector por cilindro.

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Válvula de aire de arranque

Una válvula que abre y cierra un pequeño conducto para permitir que entre una pequeña cantidad de aire en el cilindro durante el arranque del motor.

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Válvula de seguridad o sobrepresión

Una válvula que se abre para liberar presión excesiva en el cilindro, protegiendo el motor de daños.

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Válvula del indicador de presión

Una válvula que permite obtener información sobre la presión dentro del cilindro, lo cual ayuda a diagnosticar el funcionamiento del motor.

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Pistón

El pistón es el elemento móvil principal del motor. Se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro, convirtiendo la energía de explosión de la combustión en movimiento mecánico.

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Biela

La biela conecta el pistón con el cigüeñal. Transmite la fuerza de la combustión del pistón al cigüeñal, produciendo el movimiento rotatorio del motor.

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Cigüeñal

El cigüeñal convierte el movimiento lineal del pistón en movimiento rotatorio, entregando potencia al eje de transmisión. Es el elemento principal que transforma la energía de la combustión en trabajo útil.

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Study Notes

Máquinas Térmicas: Clasificación

  • Las máquinas térmicas se clasifican en:
    • Combustión Interna: la combustión ocurre dentro de la máquina.
      • Alternativa (ej. casi todos los coches)
      • Rotativa (ej. motor Wankel, algunas turbinas)
    • Combustión Externa: la combustión ocurre fuera de la máquina.
      • Alternativa (ej. máquina de vapor)
      • Rotativa (ej. turbina de vapor)

Aplicaciones de Máquinas Térmicas

  • Propulsión
  • Propulsión marina
  • Grupos energéticos
  • Producción de energía
  • Propulsión ferroviaria
  • Automóviles
  • Instalaciones agrícolas

Clasificación de Motores

  • Un motor es una máquina que transforma la energía térmica en energía mecánica. Puede transformar energía química en térmica y luego en mecánica.
  • Según el proceso termodinámico de combustión:
    • Motor de combustión Isocórica:
      • El combustible se quema a volumen constante.
      • También conocido como motor Otto.
      • Motor de explosión.
      • Motor de encendido por chispa.
    • Motor de combustión Isobaric:
      • El combustible se quema a presión constante
      • También conocido como Motor Diesel
      • Motor de compresión
      • Motor de encendido por compresión

Tipos de Motores (según el funcionamiento)

  • Motores de 2T
    • Ciclo completo en 1 vuelta del cigüeñal
    • No tienen válvulas de admisión y escape, sino lumbreras.
  • Motores de 4T
    • Ciclo completo en 2 vueltas del cigüeñal
    • Poseen válvulas de admisión y escape.

Sistema de Elaboración de Mezcla

  • Gasolina:
    • Motores a carburación
    • Motores a inyección
  • Diésel:
    • Motores a inyección

Sistema de Alimentación

  • Motores atmosféricos: aspiran aire del exterior.
  • Motores sobrealimentados: emplean un turbocompresor para comprimir el aire.

Acción del Fluido sobre el Pistón

  • Simple efecto
  • Doble efecto

Número de Cilindros

  • Monocilíndricos: 1 cilindro
  • Policilíndricos: más de 1 cilindro (su disposición varía: en línea, en V, opuestos, en estrella).

Tipos de Refrigeración

  • Por aire.
  • Por líquido (agua dulce o salada).

Lubricación

  • Motor de cárter húmedo: el aceite está en el cárter.
  • Motor de cárter seco: el aceite está en otro lugar separado del cárter.

Definiciones Clave

  • Diámetro (D): medida interna del cilindro.
  • Carrera (C): distancia recorrida por el pistón entre el punto más alto (PMS) y el más bajo (PMI).
  • Punto Muerto Superior (PMS): punto más alto del pistón.
  • Punto Muerto Inferior (PMI): punto más bajo del pistón.
  • Volumen total del cilindro (V1): volumen entre el pistón y la culata en el PMI.
  • Volumen de la cámara de combustión (V2): volumen entre el pistón y la culata en el PMS.
  • Cilindrada unitaria (Vp): volumen desplazado por el pistón entre el PMS y el PMI.
  • Cilindrada total del motor: total de cilindrada unitaria x numero cilindros.
  • Grado de compresión: relación entre el volumen máximo y mínimo durante el ciclo.

Relación de Compresión

  • Es un indicador de cómo se comprime el aire/combustible antes de la explosión.
  • Los valores típicos para motores Otto están entre 5:1 y 13:1 y para motores (Diesel) entre 14:1 y 25:1.

Elementos de la Culata (motores 4T)

  • Válvulas de admisión y escape.
  • Inyectores (diesel).
  • Válvulas de seguridad.
  • Junta de culata

Correa / Cadena de Distribución

  • Mecanismo que conecta el cigüeñal con el árbol de levas para sincronizar válvulas y pistones.

Ciclos de Funcionamiento (Otto)

  • 4 ciclos con 4 etapas
  • Desplazamiento del Pistón en 2 sentidos
  • Ciclos Otto Real - Solape de válvulas(cruce de válvulas) - Mejora el proceso de renovación de la mezcla explosiva. - Sortir gases de escape. - Entrar nueva mezcla de aire y combustible.

Ciclos de Funcionamiento (Diesel)

  • 4 ciclos (muy similar al otto)

Dibujo Real del Pistón

Aumentar el Grado de Compresión

  • Llimando la culata de manera adecuada y cambiando las dimensiones de las válvulas.
  • Equilibrio entre válvulas de admisión/ escape.

Ecuaciones

  • Ecuaciones para los problemas (incluye fórmulas para diferentes procesos termodinámicos - adiabaticos, isoentropicos).

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Description

Explora la clasificación de las máquinas térmicas, incluyendo los motores de combustión interna y externa, así como sus aplicaciones en diversos sectores. Aprende sobre los diferentes tipos de motores y el proceso termodinámico detrás de ellos.

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