- El principio de funcionamiento y las principales características.
- Historia
- Características del motor de 4 tiempos.
- Diseño de la unidad
- Funcionamiento del motor
- Diferencias constructivas y operativas de los motores de gasolina de cuatro tiempos de dos tiempos.
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El motor de cuatro tiempos es un motor de combustión interna de pistón. El flujo de trabajo de todos los cilindros en estas unidades requiere 2 ciclos de cigüeñal o cuatro carreras de pistón. Desde mediados del siglo XX, un motor de cuatro tiempos es el tipo más común de motores de pistón.
El principio de funcionamiento y las principales características.
El ciclo de trabajo del motor de combustión interna (motor de combustión interna) consiste en una serie de procesos mediante los cuales se aumenta la potencia del motor, actuando sobre el cigüeñal. El ciclo de trabajo consta de varias etapas:
- el cilindro se llena con la mezcla de combustible;
- la mezcla se comprime;
- la mezcla de combustible es inflamable;
- Los gases se expanden y el cilindro se limpia.
En ICE, el pistón se mueve en una dirección (hacia abajo o hacia arriba). El cigüeñal hace una revolución en dos ciclos. La carrera de trabajo del pistón es aquella en la que se realiza un trabajo útil y los gases quemados se expanden.
Se llaman motores de dos tiempos en los que el ciclo se realiza en una revolución del cigüeñal o en dos ciclos. Las unidades de cuatro tiempos se caracterizan por el rendimiento de un ciclo de trabajo para dos vueltas del cigüeñal o cuatro ciclos .
Los principales indicadores característicos del motor de 4 tiempos:
- Debido al movimiento del pistón de trabajo, tiene lugar el intercambio de gases.
- La unidad está equipada con un mecanismo de distribución de gas que permite que la cavidad del cilindro cambie a la entrada y la salida.
- Hay un intercambio de gases en el momento de una media vuelta separada del cigüeñal.
- Las cajas de engranajes de seis velocidades y la transmisión de una cadena de correa permiten cambiar los momentos de inyección de gasolina, el encendido y el engranaje de distribución en relación con la velocidad de rotación del cigüeñal.
Historia
Alrededor de los años 1854-1857, los italianos Felicce Matzoi y Eugene Barsanti crearon un dispositivo que, según la información disponible en la actualidad, parecía un motor de cuatro tiempos . La invención de los italianos se perdió y sólo en 1861. Alfon de Roche fue el motor patentado de este tipo.
Por primera vez, el ingeniero alemán Nikolaus Otto creó un motor de cuatro tiempos adecuado para el trabajo. En su honor, el ciclo de trabajo de cuatro ciclos se denominó ciclo de Otto, y el motor de 4 tiempos que utiliza bujías se denomina motor de Otto.
Características del motor de 4 tiempos.
En un motor de dos tiempos, la lubricación de los pasadores del pistón y del cilindro, el cigüeñal, el pistón, el cojinete y los anillos del compresor se lleva a cabo vertiendo aceite en la gasolina. El cigüeñal del motor de 4 tiempos se encuentra en el baño de aceite, lo cual es una diferencia significativa. Es por eso que no hay necesidad de mezclar combustible y agregar aceite. Todo lo que el propietario del auto debe hacer es llenar el tanque de combustible con gasolina.
Por lo tanto, el propietario del automóvil no necesita comprar un aceite especial, sin el cual el motor de dos tiempos no puede funcionar. Además, la presencia de un motor de cuatro tiempos en el espejo del pistón y en las paredes del silenciador reduce la cantidad de hollín. Otra diferencia importante es que, en un motor de dos tiempos, se lanza una mezcla combustible al tubo de escape, que es causada por su dispositivo.
Se debe reconocer que los motores de cuatro tiempos también tienen defectos menores. Por ejemplo, no tienen puntos de trabajo particularmente de alta calidad para regular el juego térmico de la válvula.
Diseño de la unidad
El árbol de levas del motor de cuatro tiempos se encuentra en la culata. Se acciona mediante una rueda motriz montada en el cigüeñal. El árbol de levas abre y cierra una de las válvulas: escape o admisión, dependiendo de la ubicación del pistón. Las levas también están ubicadas en el árbol de levas, que accionan los brazos oscilantes de la válvula.
Los brazos basculantes, después de activarse, comienzan a actuar sobre una válvula en particular y la abren. Es importante que haya un espacio térmico (espacio estrecho) entre el tornillo de ajuste y la válvula. Cuando se calienta, el metal se expande, por lo que si el espacio es demasiado pequeño o no existe en absoluto, las válvulas no pueden cerrar completamente los canales de escape y de admisión.
La válvula de admisión debe tener menos espacio libre que la válvula de escape, ya que los gases de escape están más calientes que la mezcla. En consecuencia, la válvula de admisión se calienta menos que las válvulas de escape.
Funcionamiento del motor
Como ya se señaló, el trabajo de un motor de cuatro tiempos consiste en cuatro ciclos de pistones o dos revoluciones del cigüeñal.
Etapas del trabajo:
- Entrada El pistón se mueve hacia el lado inferior, abriendo la válvula de admisión. Del carburador entra la mezcla combustible en el cilindro. Cuando el pistón alcanza la posición inferior, la válvula de admisión se cierra.
- La compresion El pistón se mueve hacia arriba, haciendo que la mezcla de combustible se exprima. Cuando se acerca al punto superior, la gasolina comprimida se enciende.
- Expansión La gasolina se enciende y arde. Como resultado, los gases combustibles se estiran y el pistón se mueve hacia abajo. En este caso, dos válvulas están cerradas.
- Liberar El cigüeñal continúa moviéndose alrededor de su eje por inercia, y el pistón se mueve hacia arriba. Al mismo tiempo, la válvula de escape se abre y los gases de escape entran en la tubería. Cuando la válvula pasa el punto muerto, la válvula de entrada se cierra.
Diferencias constructivas y operativas de los motores de gasolina de cuatro tiempos de dos tiempos.
La principal diferencia entre el motor de cuatro tiempos y el motor de dos tiempos se debe a los diferentes mecanismos de intercambio de gases, a saber: la eliminación de los gases de escape y el suministro de la mezcla de aire y combustible al cilindro.
Los procesos de llenado y limpieza del cilindro en un motor de cuatro tiempos tienen lugar con la ayuda de un mecanismo especial de distribución de gas de sincronización, que en algún momento abre y cierra el ciclo de trabajo.
El cilindro se limpia y se llena con un motor de dos tiempos al mismo tiempo que la expansión y la contracción, mientras que el pistón está cerca de un punto muerto. En las paredes del cilindro para esto hay dos agujeros: purga o entrada y salida . La mezcla de combustible entra por la salida, y los gases de escape salen.
Las principales diferencias entre los motores de dos y cuatro tiempos:
- Potencia de litro. En un motor de cuatro tiempos, dos revoluciones del cigüeñal representan una carrera de trabajo. Por lo tanto, en teoría, el motor de dos tiempos debe tener una capacidad de un litro el doble que un motor de cuatro tiempos. Pero en la práctica, el exceso es aproximadamente 1.8 veces, debido al uso del pistón al extender la carrera, así como a la presencia del peor mecanismo para liberar el cilindro de los gases de escape y el alto costo de soplar parte de la potencia.
- Consumo de combustible El motor de dos tiempos supera al motor de cuatro tiempos en potencia específica y litro, pero es inferior en eficiencia. Los gases de escape son expulsados del aire - mezcla de combustible, que ingresa al cilindro desde la cámara de manivela y manivela. Al mismo tiempo, parte de la mezcla de combustible entra en los conductos de escape y se elimina con los gases de escape.
- En los motores de dos y cuatro tiempos, el principio de lubricación del motor es significativamente diferente. Los modelos de dos tiempos se caracterizan por la necesidad de mezclar gasolina con aceite de motor en ciertas proporciones. La mezcla de aire y combustible del aceite circula en el pistón y en las cámaras de la manivela, lubricando los cojinetes del cigüeñal y la biela. Las gotas más pequeñas de aceite se queman con gasolina cuando se enciende la mezcla de combustible. Los productos de la combustión acompañan a los gases de escape.
Mezclar la gasolina con el aceite de dos maneras. Esto puede ser una mezcla simple, que se realiza antes de verter combustible en el tanque y la transmisión por separado. En el segundo caso, la mezcla de aceite y combustible se forma en el tubo de entrada ubicado entre el cilindro y el carburador.
En este último caso, el motor está equipado con un tanque de aceite con una tubería conectada a la bomba de émbolo. La bomba entrega aceite a la entrada en la cantidad que se necesita. El rendimiento de la bomba depende de cómo se ubique la perilla de suministro de "gas". El flujo de aceite es mayor cuanto más combustible se suministra. Más perfecto es el sistema separado de lubricación del motor de dos tiempos. La relación de gasolina a aceite con la que se puede alcanzar 200: 1. Esto conduce a una reducción en el consumo de aceite y una disminución en el humo. Tal sistema se utiliza, por ejemplo, en scooters modernos.
En los motores de cuatro tiempos, la gasolina y el aceite no se mezclan, sino que se suministran por separado, para lo cual los motores tienen un sistema de lubricación clásico, que consiste en un filtro, una bomba de aceite, una tubería y válvulas. Como un tanque de aceite puede actuar como un cárter del motor (lubricante con un cárter "mojado") o un tanque separado (cárter "seco").
En el primer caso, la bomba succiona el aceite de la plataforma, lo envía a la cavidad de entrada y luego a través de los canales, a los detalles del grupo de biela-biela, a los cojinetes del cigüeñal y al mecanismo de distribución de gas.
En el caso de lubricación con aceite de cárter "seco" se vierte en el flanco. Desde allí, llega a las superficies de frotamiento con la ayuda de una bomba. Una parte del aceite que fluye hacia el cárter se bombea hacia afuera con una bomba adicional y se devuelve al tanque.
Para limpiar el aceite de varios productos de desgaste el motor tiene un filtro. Además, si es necesario, instale un filtro de enfriamiento, ya que la temperatura del aceite en el proceso puede aumentar mucho.