sistema electrico del motor
El sistema se compone de batería, motor de arranque y
alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere más
potencia de todos los de la máquina. En motores antiguos también se contemplan
bujías de precalentamiento o calentadores para motores dotados de sistema de
precombustión.
La batería es la encargada de mantener una reserva de
corriente para hacer funcionar el arranque y los accesorios mientras la máquina
esta parada. También actúa de reserva cuando el generador no es suficiente
porque el consumo eléctrico momentáneo supere su capacidad de producir
corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se
producen cuando se enciende o apaga algún componente de fuerte consumo.
Normalmente suelen ser de plomo y ácido. El almacenamiento de la energía se
hace de forma química y la potencia la da en forma de electricidad.
Actualmente la mayoría de las baterías utilizadas en
máquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida útil, sin
embargo es conveniente comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y
conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan
fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avería prematura de la batería.
El motor de arranque va montado en la carcasa del volante
del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de
encendido hace girar el cigüeñal del motor para que comience el ciclo de
combustión. Lleva incorporado un relé que tiene la función doble de desplazar
el piñón del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el
circuito de potencia que hace girar el arranque. El motor de arranque no
requiere mantenimiento habitualmente, únicamente es conveniente revisarlo
cuando el motor diesel necesite a su vez una reconstrucción, teniendo en cuenta
revisar la corona del volante del motor diesel y sustituyendo los elementos del
motor de arranque que estén gastados por el uso, como casquillos, contactos del
relé, escobillas, etc.
El alternador es el encargado de producir la corriente
necesaria para recargar la batería después del proceso de arranque y suministra
corriente a los demás accesorios de la máquina mientras el motor diesel está en
funcionamiento. Lleva incorporado un regulador interno que evita que se
produzca más corriente que la demanda existente en el circuito. Tampoco el
alternador necesita mantenimiento de forma habitual, pero de la misma forma que
el arranque, cuando el diesel necesite una reconstrucción, el alternador
convendría cambiar rodamientos y demás partes que estuvieran gastadas.
El cortacorrientes es un interruptor que corta la corriente
que sale de la batería, se debe desconectar siempre que se termine el trabajo
diario de la máquina, esto mantendrá la batería aislada de posibles descargas
por cortocircuitos o accesorios que eventualmente pudieran quedar en
funcionamiento por descuido del operador.
Es también imprescindible desconectarlo cuando por
necesidades del mantenimiento se utilice soldadura eléctrica para recomponer
cualquier elemento de la máquina.
ENCENDIDO
El sistema se compone de batería, motor de arranque y
alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere más
potencia de todos los de la máquina. En motores antiguos también se contemplan
bujías de precalentamiento o calentadores para motores dotados de sistema de
precombustión.
La batería es la encargada de mantener una reserva de
corriente para hacer funcionar el arranque y los accesorios mientras la máquina
esta parada. También actúa de reserva cuando el generador no es suficiente
porque el consumo eléctrico momentáneo supere su capacidad de producir
corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se
producen cuando se enciende o apaga algún componente de fuerte consumo.
Normalmente suelen ser de plomo y ácido. El almacenamiento de la energía se
hace de forma química y la potencia la da en forma de electricidad.
Actualmente la mayoría de las baterías utilizadas en
máquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida útil, sin
embargo es conveniente comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y
conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan
fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avería prematura de la batería.
El motor de arranque va montado en la carcasa del volante
del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de
encendido hace girar el cigüeñal del motor para que comience el ciclo de
combustión. Lleva incorporado un relé que tiene la función doble de desplazar
el piñón del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el
circuito de potencia que hace girar el arranque. El motor de arranque no
requiere mantenimiento habitualmente, únicamente es conveniente revisarlo
cuando el motor diesel necesite a su vez una reconstrucción, teniendo en cuenta
revisar la corona del volante del motor diesel y sustituyendo los elementos del
motor de arranque que estén gastados por el uso, como casquillos, contactos del
relé, escobillas, etc.
El alternador es el encargado de producir la corriente
necesaria para recargar la batería después del proceso de arranque y suministra
corriente a los demás accesorios de la máquina mientras el motor diesel está en
funcionamiento. Lleva incorporado un regulador interno que evita que se
produzca más corriente que la demanda existente en el circuito. Tampoco el
alternador necesita mantenimiento de forma habitual, pero de la misma forma que
el arranque, cuando el diesel necesite una reconstrucción, el alternador
convendría cambiar rodamientos y demás partes que estuvieran gastadas.
El cortacorrientes es un interruptor que corta la corriente
que sale de la batería, se debe desconectar siempre que se termine el trabajo
diario de la máquina, esto mantendrá la batería aislada de posibles descargas
por cortocircuitos o accesorios que eventualmente pudieran quedar en
funcionamiento por descuido del operador.
Es también imprescindible desconectarlo cuando por
necesidades del mantenimiento se utilice soldadura eléctrica para recomponer
cualquier elemento de la máquina.
Funcionamiento del sistema de encendido
Dentro del sistema de encendido, el cuenco alberga los
puntos de contacto del interruptor, el brazo del rotor, y un dispositivo para
alterar el tiempo de encendido. También lleva la tapa del distribuidor. La tapa
del distribuidor está hecha de plástico no conductor, y la corriente se
alimenta a su electrodo central por el cable de encendido de la central de la
bobina
Generación del alto voltaje
En la figura de la derecha se muestra un esquema del modo de
convertir el voltaje de la batería al necesario para la chispa en el motor mono
cilíndrico.
Note como la corriente de la batería está conectada al
primario del transformador a través de un interruptor y que la salida del
secundario se conecta al electrodo central de la bujía. Todos los circuitos se
cierran a tierra
El interruptor está representado como un contacto, que era
lo usual antes de la utilización de los dispositivos semiconductores. Hoy en
día ese contacto es del tipo electrónico de diversos tipos.
Mientras el contacto está cerrado, circula una corriente
eléctrica por el primario del transformador, en el momento de abrirse el
contacto, esta corriente se interrumpe por lo que se produce un cambio muy
rápido del valor del campo magnético generado en el núcleo del transformador, y
por lo tanto la generación de un voltaje por breve tiempo en el secundario.
Como la relación entre el número de vueltas del primario y del secundario es
muy alta y además el cambio del campo magnético ha sido violento, el voltaje
del secundario será extremadamente mas alto, capaz de hacer saltar la chispa en
la bujía.
Sincronizando el momento de apertura y cierre del contacto
con el movimiento del motor y la posición del pistón, se puede generar la
chispa en el momento adecuado al trabajo del motor en cada carrera de fuerza.
Si en lugar de una batería se utiliza un magneto, el esquema
es esencialmente el mismo, con la diferencia de que el magneto estará generando
la corriente del primario en el momento de apertura del contacto, aunque en el
resto del ciclo no genere nada. Utilizando el sincronismo adecuado,
magneto-contacto-posición del pistón el encendido estará garantizado.
Descripción del funcionamiento del motor de arranque.
Cuando el interruptor de encendido se activa el motor de
arranque recibe corriente haciendo posible que el inducido comienze a girar y
el solenoide empuje el impulsor hacia adelante. De esta forma, el impulsor se
acopla con el volante del motor y lo hace girar haciendo posible el arranque
del mismo. Quitando el contacto, el motorde arranque deja de recibir
electricidad haciendo que el piñon se desacople del motor (que ya esta en
marcha) y el inducido deje de girar.
motores alternativos
Atendiendo a su ciclo de funcionamiento, en los motores
alternativos se distinguen los de ciclo de Otto y los Diesel. Los motores de
ciclo de Otto, también llamados de explosión o de encendido por chispa,
introducen en el cilindro una mezcla de aire y combustible (gasolina) que
posteriormente inflama por medio de una chispa eléctrica. En los motores
Diesel, también llamados de encendido por compresión, se introduce y comprime
solamente el aire en el cilindro, inyectando posteriormente el combustible
(gasóleo), que el contacto con el aire caliente se inflama. A su vez, los
motores Diesel pueden subdividirse en motores lentos (régimen de giro inferior
a 2.500 r.p.m.) y rápidos, que alcanzan regímenes de hasta 5.600 r.p.m. Estos
últimos son los empleados en automoción, mientras que los primeros se usan en
aplicaciones industriales o marinas.
De acuerdo con la manera de realizar el ciclo
operativo, se dice que en los motores son de dos o cuatro tiempos, según que
dicho ciclo se realice en dos o cuatro carreras del pistón
Un motor alternativo, también a menudo conocido como motor
de pistón, es un motor que utiliza el movimiento alternativo de uno o más
pistones para convertir la presión en un fluido en trabajo, generalmente en
forma de movimiento de rotación. La contraposición son las máquinas rotativas
en que el movimiento de las piezas de la máquina ya es de rotación como las
turbinas o el motor Wankel.
Este tipo de motor no tiene porque ser exclusivamente un
motor térmico. En este artículo se describen las características comunes de todos
los tipos. Los principales tipos térmicos son: el motor de combustión interna,
que se utiliza ampliamente en vehículos de motor, la máquina de vapor, el pilar
de la Revolución Industrial, y el motor Stirling de usos mas específicos. Como
motor no térmico tenemos los cilindros hidráulicos y los motores hidráulicos de
cilindros.
En los motores la energía de fluido disminuye y se
transforma en energía mecánica. La máquina alternativo opuesta son los
generadores alternativos, en la que se transfiere la energía al fluido. Si se
trata de fluidos compresibles hablamos de compresores y si son incompresibles
de bombas
CICLO OPERATIVO DE CUATRO TIEMPOS EN LOS MOTORES DE
EXPLOSIÓN
Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del
pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado
o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape
permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer
tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de
admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.
Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de carrera
inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en
la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el
árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su
carrera es ascendente.
Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de
la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de
encendido provocado o deciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la
inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a
través del inyector el combustible muy pulverizado, que se auto-inflama por la
presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos,
una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la
temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases
que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En
este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas da gira, ambas
válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su
movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la
válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera
superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión,
reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol gira
90º.
CLASIFICACIÓN
Para clasificar los motores de este tipo, es común, emplear
el número y la disposición de los cilindros, como puede ser lineal, en V,
radial. Y por último también se tiene en cuenta la cilindrada, es decir, el
volumen total de desplazamiento de gas por los pistones que se mueven en los
cilindros, normalmente se mide en centímetros cúbicos (cm3 o cc) o litros (l) o
(L). Por ejemplo, para motores de combustión interna, los modelos con uno o dos
cilindros son comunes en los vehículos más pequeños, tales como motocicletas ,
mientras que los automóviles tienen normalmente entre cuatro y ocho, y las
locomotoras y los buques puede tener una docena, o más, de cilindros. La cilindradas
puede variar de 10 cm3 o menos en motores de modelos a escala hasta varios
miles de centímetros cúbicos en los motores marinos.
La relación de compresión es la relación entre el volumen
del cilindro, cuando el pistón está en la parte inferior de su carrera, y el
volumen cuando el pistón está en la parte superior de su carrera. Afecta el
rendimiento de los motores de combustión interna y los Stirling.
La relación de diámetro/carrera es la relación del diámetro
del pistón, o "agujero", a la longitud del recorrido dentro del
cilindro, o "carrera". Si este es de alrededor de 1 del motor se dice
que es "cuadrado", si es mayor que 1, es decir, el agujero es más
grande que la carrera, es "sobrecuadrada". Si es menor que 1, es decir,
la carrera es más grande que el orificio, es "subcuadrada".
Los motores de combustión interna trabajan a través de una
secuencia de movimientos que admiten y eliminar los gases hacia y desde el
cilindro. Estas operaciones se repiten cíclicamente y un motor se dice que es
de 2 tiempos, 4 tiempos o 6 tiempos en función del número de pasos necesarios
para completar un ciclo.
En algunos motores de vapor, este pasa por varios cilindros.
Estos cilindros son de distintos tamaños, el primero con el vapor a mayor
temperatura y presión es el de menor diámetro. En el cilindro se expande,
aumenta su volumen y disminuye la presión. Pero este vapor todavía tiene
capacidad de trabajo. Se aprovecha expandiéndolo en un cilindro mayor y así
hasta que resulte antieconómico. Hay que hacer coincidir la caída de presión y
temperatura de forma que por toda la cascada de cilindros transite la misma
masa de vapor. Estos motores se denominan motores compuestos.
