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Comenzaremos explicando un MOTOR MONOCILINDRICO, está formado
por un solo cilindro dentro del cual se desplaza un pistón
entre dos puntos máximo y mínimo de su recorrido,
llamados PUNTO MUERTO SUPERIOR o
PMS y PUNTO MUERTO INFERIOR o PMI.
PMS y PMI.
Por encima del pistón y cerrando el cilindro, va montada
la CULATA que dos orificios para la entrada de gases y la salida
de gases, regulados por dos válvulas accionadas mecánicamente.
Cuando el pistón está en PMS o punto muerto superior,
la culata forma un hueco llamado CAMARA DE COMPRESION, que es donde
se acumulan los gases comprimidos para ser quemados a una relación
de
14.7 : 1 , que es la relación estequiométrica óptima
entre la cantidad de aire / gasolina.
El pistón va unido por un eje a la biela y ésta al
ciqueñal en forma de manivela, formando el sistema BIELA-MANIVELA,
que transforma el movimiento lineal del pistón en movimiento
rotativo que se aprovecha en el eje del ciqueñal. El conjunto
va cerrado en su parte inferior por un CARTER que lleva los puntos
de apoyo sobre los que gira el cigueñal o eje del motor.
FUNCIONAMIENTO.-
El ciclo de funcionamiento de este motor se realiza en cuatro tiempos,
durante los cuales el pistón efectúa cuatro carreras
( dos descendentes y dos ascendentes ) equivalentes a dos vueltas
completas del cigueñal.
EN LA FIGURA SE APRECIA UN CICLO
COMPLETO DE 4 TIEMPOS
1er TIEMPO: ADMISION.
En el primer tiempo o carrera de admisión, se abre la válvula
de entrada de gases y el pistón efectúa el desplazamiento
desde el PMS al PMI, llenándose el cilindro con la mezcla
de aire y combustible procedente del
carburador.
2do TIEMPO: COMPRESION.
Durante este tiempo las dos válvulas permanecen cerradas
y el pistón en su desplazamiento del PMI al PMS, va comprimiendo
la mezcla que queda alojada en la cámara de compresión.
3er TIEMPO: EXPLOSION.
Cuando el pistón se encuentra en el PMS y la mezcla comprimida
al máximo, se hace saltar una chispa eléctrica en
el interior de la cámara de compresión, con lo que
los gases se inflaman y se expanden violentamente produciendo una
fuerza de empuje sobre la cabeza del pistón, que le hace
desplazarse hasta el PMI.
4to TIEMPO: ESCAPE.
En este tiempo se abre la válvula de escape y el pistón
en su recorrido desde el PMI al PMS, efectúa un barrido de
los gases quemados, que salen por dicha válvula al exterior.
GRAFICA DEL CICLO COMPLETO DE 4 TIEMPOS
CARACTERISTICAS QUE DEFINEN UN MOTOR
Un motor queda definido por la potencia que puede desarrollar, la
cual está en función de las características
constructivas del mismo. Por tanto las características que
definen un motor y su potencia son:
- Calibre. Así se llama el diámetro interior
del cilindro, que se expresa en mm.
- Carrera. Es la longitud o espacio recorrido por el pistón,
al desplazarse del PMS al PMI y se expresa en mm.
- Cilindrada. Así se llama al volúmen ocupado
por el cilindro entre su PMS y su PMI, se expresa en cm3 y se calcula
multiplicando la superficie del pistón por su carrera.
PI x D2
Vu = S x L = ----------- x L
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en donde:
Vu = Cilindrada unitaria
D = Diámetro del cilindro o calibre
L = Carrera
Ejemplo:
¿Cuál será la cilindrada de un motor monocilíndrico,
cuando el diámetro del
mismo es de 70 mm y el desplazamiento del pistón es de 80
mm ?
Solución:
Aplicando la fórmula indicada y reduciendo las medidas a
cm. ( ya que la
cilindrada hay que expresarla en cm3 ) se tendrá:
PI x D2 3.14 x 7(al cuadrado)
Vu = ---------------- x L = -------------------------------- x 8
= 307.9 cm3
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RELACION DE COMPRESION
Se llama relación de compresión ( Rc ) al cociente
de dividir: el volúmen
total ocupado por la mezcla, cuando el pistón está
en el PMI, por el
volúmen ocupado por la cámara de compresión,
cuando el pistón se
encuentra en el PMS.
Vu + Vc
Rc = ----------------
Vc
Como se puede observar, cuanto mayores sean el calibre y la carrera,
tanto mayor será la cilindrada y por tanto el volúmen
de la mezcla que entra
en el motor en la admisión. Al ser mayor la cantidad de combustible,
mayor
será también la cantidad de calor desarrollado y en
consecuencia el trabajo
realizado o potencia del mismo.
La relación de compresión influye en la potencia desarrollada
por el motor,
ya que cuanto más comprimida esté la mezcla, mejor
se realiza la
combustión y al explosionar será mayor la presión
que ejerce sobre la
cabeza del pistón con una mayor fuerza de empuje en el mismo.
Ejemplo:
¿Cuál será la relación de compresión
en el motor anterior, con una
cilindrada de 307.9 cm3, si el volúmen de la cámara
de compresión
es de 59.6 cm3 ?
Solución:
Aplicando estos valores a la fórmula de la relación
de compresión, se tiene:
Vu + Vc 307.9 + 59.6
Rc = ----------------- = ------------------------ = 6.17
Vc 59.6
El resultado de 6.17 es una relación que se expresa de la
siguiente manera:
Rc = 6.17 : 1 , que equivale a una relación de 6.17 partes
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