Motores Atmosféricos y Turbo

MOTORES ATMOSFÉRICOS Y TURBO Oñate Esteban INTRODUCCIÓN La marcha de !s m!t!res de "mb!! se basa en #na ser$e de !%erac$!nes c!nt$n#as & re%et$t$'as( Deb$d! a a re%et$c$)n re%et$c$)n de estas !%erac$!nes s)! es necesar$! est#d$ar #n! de !s %r!ces!s* c!m%et!* %ara !btener #na $dea +!ba de ,#nc$!nam$ent! +enera de m!t!r( Se ama c$c! de !%erac$)n ! c$c! de ,#nc$!nam$ent! de m!t!r a #n! de est!s %r!ces!s -#e se re%$te de ,!rma c!nt$n#a( E m!t!r de "mb!! se c!n!ce de ,!rmas m#& d$'ersas( L!s n!mbres -#e se em%ean c!rr$entemente s!n !s de m!t!r aternat$'! ! m!t!r de c!mb#st$)n $nterna. tamb$"n tamb$"n se c!n!ce %!r m!t!r de c$c! Ott!* & m!t!r de c#atr! t$em%!s( t$em%!s( La e/%res$)n m0s c!rrecta en e cam%! aer!n0#t$c! %arece ser a de m!t!r aternat$'!* en ra1)n de !s m!'$m$ent!s mec0n$c!s aternantes -#e e2ec#tan s#s mecan$sm!s ,#ndamentaes 3e s$stema "mb!!4b$ea5( Dec$m!s -#e %arece a e/%res$)n m0s c!rrecta %!r-#e as6 se d$st$n+#e de !tr! m!tr! aer!n0#t$c!* e m!t!r de t#rb$na* c#&!s c!m%!nentes ,#ndamentaes 3e s$stema c!m%res!r4 t#rb$na5 e2ec#tan m!'$m$ent!s de r!tac$)n d#rante s# %r!ces! de traba2!* & n! m!'$m$ent!s aternat$'!s* aternat$'!s* c!m! e m!t!r -#e n!s !c#%a( N! !bstante* s$ se c!ns$dera desde e %#nt! de '$sta de #s#ar$! aer!n0#t$c!* aer!n0#t$c!* debem!s de señaar -#e est0 m#& e/tend$d! e em%e! de !tras e/%res$!nes* c!m! a de m!t!r de e/%!s$)n* ! m!t!r de "mb!!( La e/%res$)n 7m!t!r de e/%!s$)n8 n! s#ee +#star a m#ch!s est#d$!s!s de tema %!r-#e a c!mb#st$)n n!rma* -#e se e,ect9a en !s c$$ndr!s de m!t!r* n! es reamente #na e/%!s$)n* s$n! #na c!mb#st$)n c!ntr!ada en e t$em%!( :echa a sa'edad* -#e n!s %erm$t$r0 e em%e! de t"rm$n! en e sent$d! c!rrect! $nd$cad!* n!s!tr!s c!ns$deram!s m0s 'enta2!sa & %r0ct$ca a den!m$nac$)n 7m!t!r de "mb!!8. 'enta2!sa %!r-#e %ara e %r$nc$%$ante e t"rm$n! aternat$'! t$ene !tra ace%c$)n m0s $nmed$ata en a '$da c!t$d$ana* & es m0s %r0ct$ca %!r-#e e "mb!!* c!m! s#cede c!n a t#rb$na en e !tr! m!t!r aer!n0#t$c!* es e c!m%!nente m0s caracter6st$c!* ! #n! de !s m0s caracter6st$c!s de m!t!r( E c$c! de !%erac$)n de m!t!r de "mb!! $nc#&e as se$s !%erac$!nes ,#ndamentaes s$+#$entes; <( Adm$s$)n Adm$s$)n de #na #na car+a 3me1ca de a$re & de +as!$na5 +as!$na5 en #na #na c0mara $nterna de m!t!r* est! es* en #n es%ac$! c!n=nad! en e $nter$!r de m!t!r( En ! s#ces$'!* a ! ar+! de te/t!* e t"rm$n! me1ca se re=ere a a car+a de a$re & c!mb#st$be %re%arada %ara a c!mb#st$)n( >( C!m%res$)n C!m%res$)n de a a car+a* car+a* %r!ces! %r!ces! se+9n e c#a a#menta a %res$)n de a me1ca de a$re & de c!mb#st$be a a 'e1 -#e d$sm$n#&e e '!#men -#e !c#%a en e $nter$!r de a c0mara( ?( I+n$c$)n I+n$c$)n ! $n@amac $n@amac$)n $)n de a me1ca me1ca de a$re a$re & de c!mb#st$b c!mb#st$be( e(

( C!mb#st$)n de a me1ca* -#e es e %r!ces! %!ster$!r -#e se desarr!a #na 'e1 $n@amada( ( E/%ans$)n de !s %r!d#ct!s de a c!mb#st$)n* %r!ces! -#e %erm$te e a%r!'echam$ent! de a ata %res$)n & tem%erat#ra -#e ha acan1ad! e +as de c!mb#st$)n en a ,ase anter$!r de %r!ces!( ( Sa$da de !s %r!d#ct!s de a c!mb#st$)n* cana$1ad!s hac$a a atm)s,era( A#n-#e e c$c! de ,#nc$!nam$ent! se est#d$a c!n detae en e cca%6t#!  es $m%!rtante destacar -#e* de t!d!s !s %r!ces!s c$tad!s anter$!rmente* s)! e n9mer! 35 es e -#e rea$1a traba2! 9t$* e 9n$c! -#e %r!d#ce traba2! a e/ter$!r( !r e!* se d$ce -#e es e %r!ces! ! t$em%! act$'! de c$c!* & !s restantes s!n t$em%!s %as$'!s( E t"rm$n! %r!d#c$r traba2! a e/ter$!r -#$ere dec$er -#e e %#ede ac!%ar #n mecan$sm! e/tern! %ara a%r!'echar e traba2! %resente en e e2e de +$r! de m!t!r( E e2e de +$r! de m!t!r se ama c$+eña( E est#d$! de !s m!t!res de "mb!! de a'$ac$)n se e,ect9a en tres '!9menes de esta Tecn!!+6a( Cda #n! ,!rma #na #n$dad de est#d$! c!m%eta( E t!m! %resente trata s!bre !s ,#ndament!s de m!t!r de "mb!!* est#d$a s#s eement!s* e c$c! de !%erac$)n* & !s m!t!res t#rb!a$mentad!s de a'$ac$)n( Es e m!t!r desde e %#nt! de '$sta $ntern!( L!s s$stemas & acces!r$!s de m!t!r se tratan en !tra %arte de esta Tecn!!+6a( SECCION < COMONENTES Y OERACIÓN DE LOS MOTORES DE ÉMBOLO DE AIACIÓN E c$$ndr! de m!t!r de a'$ac$)n <( DEFINICIÓN Y FUNCIONES DEL CILINDRO <(
E c$$ndr!* c!m! c0mara $nterna de m!t!r d!nde se e,ect9a a c!mb#st$)n* debe tener as abert#ras a%r!%$adas %ara %erm$t$r a entrada de a me1ca carb#rada en s# $nter$!r* & %erm$t$r* as$m$sm!* a sa$da de !s +ases -#emad!s de c$$ndr!( Adem0s* as entradas & sa$das de !s c$$ndr!s deben estar c!ntr!adas* de manera -#e %ermane1can ab$ertas ! cerradas se+9n c!n'en+a e %r!ces! de ,#nc$!nam$ent! de m!t!r( As6* d#rante a ,ase de c!m%res$)n de a me1ca* c#and! se %r!cede a $ncrementar a %res$)n de +as* as abert#ras de c$$ndr! deben estar cerradas %ara ,!rmar #na c0mara

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herm"t$ca* seada* s$n ,#+as a e/ter$!r( E c!ntr! de as b!cas de entrada & de sa$da de !s c$$ndr!s 3amadas #mbreras5 se c!ns$+#e med$ante as '0'#as* -#e s!n #n!s mecan$sm!s c!n m!'$m$ent! de 'a$'"n -#e !bt#ran ! desc#bren as #mbreras de c$$ndr!( E c$$ndr! debe c!ntener #n d$s%!s$t$'! -#e %erm$ta $n@amar a me1ca de a$re & de c!mb#st$be* en e m!ment! !%2!rt#n!( Este d$s%!s$t$'! se ama b#26a( !r tant!* e c$$ndr! de m!t!r de a'$ac$)n t$ene d!s a!2am$ent!s* r!scad!s* en !s -#e se =2an as b#26as( E c$$ndr! debe tener* as$m$sm!* a+9n med$! %ara d$s$%ar ! e'ac#ar e ca!r -#e +enera a c!mb#st$)n( Se ama re,r$+erac$)n de m!t!r a med$! ! a !s med$!s ,6s$c!s -#e %erm$ten a e'ac#ac$)n de ca!r de c$$ndr!( E !b2et! de a re,r$+erac$)n es mantener a tem%erat#ra de traba2! en !s 'a!res adec#ad!s -#e s!%!rtan !s mater$aes de ,abr$cac$)n de m!t!r* & * c!ncretamente* en este cas!* de !s mater$aes de ,abr$cac$)n de !s c$$ndr!s( La re,r$+erac$)n de !s m!t!res de a'$ac$)n act#aes se e,ect9a %!r a$re* a%r!'echand! a c!rr$ente de ata 'e!c$dad -#e $nc$de s!bre e a'$)n en '#e!( L!s c$$ndr!s t$enen c!n este =n aetas de re,r$+erac$)n* -#e s!n #nas +randes s#%er=c$es met0$cas %!r as -#e se e'ac9a e ca!r( M0s adeante se '!'er0 a tratar e tema c!n ma&!r e/tens$)n( Es !%!rt#n! señaar* desde este m!ment!* #na c#est$)n de car0cter %r0ct$c!; a d$mens$)n +e!m"tr$ca ,#ndamenta de c$$ndr! es s# d$0metr! $nter$!r* %!r e -#e des$1a #n c#er%! en ,!rma de 'as! $n'ert$d! amad! "mb!!. dec$m!s -#e es a d$mens$)n ,#ndamenta %!r-#e e "mb!! act9a c!m! s#%er=c$e m)'$ de estan-#e$dad. es e eement! -#e ,ata %ara sear a c0mara -#e se ,!rma entre a c0mara $nterna de c$$ndr! & a s#%er=c$e s#%er$!r de "mb!!( E c$$ndr! n! se ,abr$ca c!n d6ametr! $nter$!r c!nstante* a ! ar+! de s# at#ra* s$n! -#e t$ene #na c$erta c!n$c$dad hac$a s# e/trem!s s#%er$!r* hac$a a 1!na de a c0mara de c!mb#st$)n( E d$0metr! $ntern! de c$$ndr!* %#es* n! es e m$sm! en t!das s#s secc$!nes( La 1!na m0s %r)/$ma a a c0mara de c!mb#st$)n es de men!r d$0metr! $nter$!r* %!r-#e tamb$"n es a 1!na de ma&!r tem%erat#ra de traba2!( E c$$ndr! ad-#$ere* %!r d$atac$)n* #n d$0metr! c!nstante c#and! acan1a a tem%erat#ra de ,#nc$!nam$ent! n!rma de traba2!. en estas c!nd$c$!nes* a 1!na s#%er$!r de c$$ndr! se d$ata m0s -#e a $n,er$!r* -#e traba2a a men!r tem%erat#ra( La s#%er=c$e $nterna de c$$ndr! se ama cam$sa( La cam$sa de c$$ndr! s$r'e de %$sta de des$1am$ent! de "mb!!* -#e se des%a1a a +ran 'e!c$dad* -#$ere dec$rse -#e a c!nd$c$)n de s# s#%er=c$e es m#& $m%!rtante( En e,ect!* a cam$sa debe

c#m%$r d!s c!nd$c$!nes b0s$cas; acabad! s#%er=c$a %er,ectamente %#$d! & ser m#& res$stente a des+aste( >( ARTES RINCIALES DEL CILINDRO >((>E c$$ndr! t$ene d!s %artes %r$nc$%aes* -#e se aman c#er%! & c#ata( Las d!s %artes se ,abr$can $nde%end$entes & se ensamban d#rante a ,ase de m!nta2e de m!t!r(

>(>E c#er%! es e c$$ndr! %r!%$amente d$ch!( E c#er%! se ,abr$ca en acer!* & a %arte $nter$!r es #na cam$sa de acer! a cr!m!4n6-#e* m#& res$stente* -#e est0 mecan$1ada c!n t!eranc$as d$mens$!naes m#& %rec$sas( La t!eranc$a m$de a d$,erenc$a -#e e/$ste entre a d$mens$)n de a %$e1a se+9n e %an! ! d$b#2!s de ,abr$cac$)n* & a rea !bten$da en e %r!ces! de ,abr$cac$)n( La +ran %rec$s$)n d$mens$!na -#e se !bt$ene %erm$te e des$1am$ent! s#a'e & a2#stad! de "mb!!* -#e se des%a1a arr$ba & aba2! %!r e $nter$!r de c$$ndr!( Un 'a!r t6%$c! de a t!eranc$a de d$0metr! $nter$!r es < d$e1m$"s$mas de %#+ada* a+! men!s de c#atr! cent"s$mas de m$6metr!( L!s acer!s a cr!m!4n6-#e %ertenecen a #n +r#%! de mater$aes amad!s s#%eraeac$!nes* m#& caras* %er! -#e +!1an de a %r!%$edad de res$st$r !s es,#er1!s mec0n$c!s a tem%erat#ras m#& ee'adas de ,#nc$!nam$ent!( Las s#%eraeac$!nes s!n $nd$s%ensabes %ara mecan$sm!s -#e deben s!%!rtar atas tem%erat#ras d#rante s#s %r!ces!s n!rmaes de traba2!(

La %arte e/ter$!r de c#er%! c#enta c!n #na ser$e de aetas c!nc"ntr$cas* -#e s$r'en %ara re,r$+erar e c$$ndr!( E c#er%! de c$$ndr! term$na en #n %at$! de #n$)n 35* F$+( <(>(* -#e se m!nta en e c0rter med$ante #n 2#e+! de %ern!s( E c0rter es #na %$e1a ,#nd$da -#e s$r'e entre !tras c!sas* de s!%!rte +enera de !s c$$ndr!s( >(?La c#ata es #na %$e1a m!deada ! ,!r2ada de aeac$)n $+era de a#m$n$! de +ran res$stenc$a( La c#ata es a cabe1a de c$$ndr!( La ,abr$cac$)n en aeac$)n de a#m$n$! es 'enta2!sa s!bre t!d! en d!s as%ect!s; %r$mer!* e a#m$n$! es #n meta -#e transm$te ,ac$me nte e ca!r* & se+#nd! es #n mater$a -#e se mecan$1a tamb$"n ,0c$mente( S!bre e a#m$n$!* adem0s* ha& ac#m#ada #na +ran e/%er$enc$a de ser'$c$! aer!n0#t$c!( La c#ata es a 1!na m0s %!bada c!n aetas de re,r$+erac$)n & d!nde "stas acan1an ma&!r %r!,#nd$dad & s#%er=c$e* c!n e =n de a#mentar a transm$s$)n de ca!r a m0/$m!( C#ant! ma&!r es a s#%er=c$e de as aetas ma&!r es a re,r$+erac$)n !bten$da( La %r!,#s$)n de aetas en esta 1!na es deb$d! a -#e en s# $nter$!r se a!2a a c0mara de c!mb#st$)n( Las aetas de re,r$+erac$)n est0n s$t#adas %er%end$c#amrente a e2e de c$$ndr!* & s!n m#& %r!,#ndas & n#mer!sas en a 1!na de a abert#ra de sa$da de !s +ases de esca%e. est! es as6 c!n e =n de a#mentar a m0/$m! a s#%er=c$e de e'ac#ac$)n de ca!r -#e se +enera en a 1!na( La c#ata se 1#ncha & r!sca c!n e c#er%! de c$$ndr! d#rante e m!nta2e en ,0br$ca( La !%erac$)n de 1#nchad! c!ns$ste en caentar a c#ata* %!r #n ad!* a a 'e1 -#e se en,Gr$a e c#er%! de c$$ndr!( As6* %#es* a c#ata se d$ata %!r e ca!r & e c#er%! de c$$ndr! se c!ntrae( E %er6!d! de d$atac$)n de a c#ata & e de c!ntracc$)n de c#er%! de c$$ndr! se a%r!'echa %ara r!scar a-#"a s!bre "ste( La #n$)n es %er,ecta en e m!ment! -#e amb!s c#er%!s rec#%eran s# tem%erat#ra n!rma( N)tese* de ac#erd! c!n estas e/%$cac$!nes -#e a %arte $n,er$!r de a c#ata est0 r!scada en s# $nter$!r & -#e a %arte s#%er$!r de c#er%! de c$$ndr! e'a r!sca e/terna( E m!t!r Teed&ne4C!nt$nenta T$ara es #na e/ce%c$)n a a re+a( Este m!t!r t$ene #n!s ar+!s %ern!s %asantes -#e at!rn$an e c$$ndr! a c0rter( >(La c#ata t$ene 'ar$!s a!2am$ent!s de entrada %ara !tr!s eement!s* se+9n hem!s d$ch! anter$!rmente( E a!2am$ent! d!nde se $nsertan as b#26as se r!scaba* ant$+#amente* en a %r!%$a c#ata* %er! h!& se em%ean #n!s $n2ert!s es%e$aes amad!s :$4c!$* -#e s!n #nas r!scas %!st$1as s#st$t#$bes( L!s $n2ert!s se ,abr$can en acer! $n!/$dabe & se m!ntan en !s a!2am$ent!s de as b#26as c!n 9t$es es%ec$aes( La =+( <(?( m#estra d!s $n2ert!s :e$4c!$( E de a $1-#$erda es %ara #na b#26a de !n+$t#d de r!sca n!rma* & e de a derecha %ara #na b#26a de !n+$t#d de r!sca c!rta(

>( Otr!s eement!s -#e %enetran en a c#ata s!n as '0'#as( Las '0'#as s!n !s mecan$sm!s -#e se encar+an de abr$r & cerrar as #mbreras de %as! de a$re de adm$s$)n* ! de !s +ases de esca%e* se+9n se trate de a '0'#a de adm$s$)n ! a '0'#a de esca%e(