Motores de Combustión Interna

Principio de funcionamiento

• Los motores de combustión interna (MCI) convierten la energía química en energía mecánica mediante la combustión dentro de los cilindros.
• El ciclo termodinámico varía según el tipo de motor, siendo los más comunes los de gasolina (Otto) y diésel.

Plantas a nivel mundial

• La producción mundial de motores de combustión interna está liderada por diversos fabricantes con plantas en diferentes países.
• Toyota Motor Corporation tiene su sede en Toyota City, Japón y cuenta con plantas de producción en Japón, Estados Unidos, Canadá, Europa y Asia, produciendo una variedad de motores.
• Cummins Inc. tiene su sede en Columbus, Indiana, Estados Unidos y opera numerosas plantas en Estados Unidos, además de presencia internacional, fabricando motores diésel y de gas natural.
• Mahle GmbH tiene sede en Stuttgart, Alemania, con más de 160 plantas de producción y 16 centros de investigación y desarrollo globalmente, especializándose en componentes para motores.
• Yanmar Co., Ltd. se encuentra en Osaka, Japón, con instalaciones de fabricación en Japón y otras regiones, produciendo motores diésel para aplicaciones marítimas, agrícolas e industriales.
• General Motors (GM) tiene su sede en Detroit, Michigan, Estados Unidos y opera numerosas plantas en Estados Unidos, Canadá, México, China y otros países, produciendo motores para sus diversas marcas de vehículos
• Weichai Power tiene su sede en Weifang, Shandong, China, destacándose como fabricante chino con instalaciones en China y presencia internacional, conocido por sus motores diésel de alta eficiencia.
• La industria automotriz está en transición hacia tecnologías sostenibles, como vehículos eléctricos, aunque los motores de combustión interna siguen siendo producidos y utilizados globalmente.

Plantas a nivel nacional (Ecuador)

• La fabricación de motores de combustión interna en Ecuador es limitada, con empresas que los comercializan y distribuyen.
• Dinatek ofrece motores diésel CHANGFA de 1 pistón, enfriados por agua y de 4 tiempos, para aplicaciones industriales y agroindustriales.
• Marcas internacionales como Cummins están presentes en el mercado ecuatoriano.
• Empresas como Cummins Inc. y Toyota son líderes en la fabricación y ofrecen una amplia gama de productos.
• Ecuador tiene opciones de motores a través de distribuidores y representantes de marcas internacionales.

Generación a nivel mundial

• La producción de motores de combustión interna ha experimentado cambios significativos, con un auge en ventas de vehículos con estos motores hasta 2018.
• Desde 2018, se observa una tendencia a la baja debido a la adopción de vehículos eléctricos y políticas medioambientales.
• En 2022, el mercado mundial de motores de combustión industrial fue de aproximadamente $162.84 mil millones de dólares, con proyección de alcanzar $230.46 mil millones para 2032, con una tasa compuesta anual del 3.2%.
• Empresas líderes como Cummins Inc. continúan innovando, como con la producción de motores de combustión interna de hidrógeno en marzo de 2024.
• Se exploran alternativas como los biocombustibles, con avances en la tercera y cuarta generación que podrían ser clave en la transición energética.
• La industria sigue evolucionando con innovaciones y alternativas más sostenibles para adaptarse a las demandas actuales y futuras.

Equipos para su funcionamiento

• Los motores de combustión interna requieren varios componentes y equipos auxiliares clave:

Sistema de Alimentación de Combustible

• Bomba de combustible: Transporta el combustible desde el tanque hasta los inyectores o el carburador.
• Filtro de combustible: Retiene impurezas para que no lleguen al motor.
• Inyectores o carburador: Mezclan el combustible con el aire.
• Tanque de combustible: Almacena el combustible.

Sistema de Admisión y Escape

• Filtro de aire: Limpia el aire que entra en la cámara de combustión.
• Colector de admisión: Distribuye el aire a los cilindros.
• Colector de escape: Recoge los gases quemados y los expulsa.
• Turbocompresor (si aplica): Aumenta la presión del aire para mejorar la eficiencia y potencia.

Sistema de Encendido (Motores de Gasolina)

• Bujías: Generan la chispa para la combustión.
• Bobina de encendido: Eleva el voltaje para encender la mezcla de aire y combustible.
• Distribuidor (en motores antiguos): Distribuye la corriente eléctrica a las bujías.
• Sistema de encendido electrónico: Sustituye al distribuidor en motores modernos.

Sistema de Lubricación

• Bomba de aceite: Distribuye el aceite por todo el motor.
• Filtro de aceite: Retiene impurezas y partículas metálicas.
• Cárter: Almacena el aceite lubricante.

Sistema de Refrigeración

• Radiador: Disipa el calor del motor.
• Bomba de agua: Circula el refrigerante a través del motor.
• Termostato: Regula la temperatura del refrigerante.
• Ventilador: Enfría el radiador cuando el flujo de aire es insuficiente.

Sistema de Transmisión de Potencia

• Volante de inercia: Almacena y regula la energía mecánica del motor.
• Embrague: Conecta o desconecta el motor de la transmisión (en vehículos manuales).
• Caja de cambios: Modifica la relación de velocidad y torque.

Sistema Eléctrico y de Control

• Alternador: Genera electricidad para el sistema eléctrico del vehículo.
• Batería: Almacena la energía eléctrica necesaria para el arranque.
• Motor de arranque: Inicia el movimiento del motor
• Unidad de Control Electrónica (ECU): Gestiona el funcionamiento en modelos modernos.

Equipos Auxiliares Opcionales

• Intercooler: Enfriador de aire para motores turboalimentados.
• EGR (Recirculación de gases de escape): Reduce emisiones contaminantes.
• Catalizador y filtro de partículas: Disminuyen la contaminación generada por el escape.

Costos

• El costo de los motores de combustión interna varía según tipo, potencia y aplicación.
• Generador Leton 3.5 kW (gas y gasolina, salida 120/220V): $599
• Generador Leton 7.5 kW (salida 120/240V): $1,199
• Motores Diésel Yunnei: Distribuidos por Importadora Hellbam S.A., varían en precio según modelo y especificaciones.

Top de países con mayor generación

• La producción está dominada por países con capacidad industrial y tecnológica.
• China es uno de los principales fabricantes.
• Japón es reconocido por su tecnología.
• Estados Unidos tiene compañias emblematicas.
• Alemania tiene ingeniería de precisión.
• Corea del Sur con las compañias como Doosan Infracore.
• Reino Unido con compañias como Mahle Powertrain.
• Francia con empresas como Groupe Renault .
• Suecia con compañias como Volvo Car Corporation.
• Italia con empresas como Fiat Chrysler Automobiles
• India está emergiendo con una creciente industria automotriz.
• La industria global está en transición hacia tecnologías más sostenibles, como vehículos eléctricos, debido a preocupaciones ambientales y regulaciones gubernamentales.

Estudio del principio de funcionamiento de los motores de combustión interna y su conversión de energía química en mecánica. Se analizan plantas de producción mundial, incluyendo Toyota, Cummins y Mahle.