engine principles kia final spanish

Principios del Motor

1 Centro de Entrenamiento Tcnico de Chonan Corea

Traducido y Adaptado por el Depto. de Asistencia Tcnica de Kia Chile S.A. - Chile





Captulo 1. Qu es un motor?

1. Qu es un Motor? ................................ 2. Tipos de Motores.................................... 3. Diagrama de Motor................................. 4. Fuerza Expansiva & Fuerza de Inercia... 5. Motor Recproco..................................... 6. Carreras de Admision & Escape............. 7. Carreras de Compresin & Combustin . 8. Estructura del Motor ............................... 9. Motor Diesel .......................................... 10. Motor de Combustin Interna ............... 11. Motor de Explosin pobre.....................

Captulo 2. Bloque de cilindros y componentes mviles

1. Bloque de cilindros ................................. 2. Cilindro................................................... 3. Camara de Agua .................................... 4. Pistn ..................................................... 5. Anillos de pistn ..................................... 6. Biela ....................................................... 7. Eje Cigueal........................................... 8. Cuerpo del cigueal ............................... 9. Bancada................................................. 10. Volante................................................. 11. Eje de balanceo, balance para la fuerza

de inercia secundaria ..........................

Captulo 3. Culata 1. Culata..................................................... 2. Leva & eje de levas ................................ 3. Accionamiento del eje de levas .............. 4. Vlvulas de Admisin & Escape ............. 5. Sistema de accionamiento de Vlvulas .. 6. Sincronizacin de Vlvulas..................... 7. Sincronizacin Variable de Vlvulas....... 8. Malfuncionamiento de vlvula ................ 9. Sobre revoluciones & Zona roja .............

Captulo 4. Sistema de Admisin

1. Aumento de eficiencia volumtrica ......... 2. Efecto de Inercia de Entrada & Efecto de pulsacin.................................................... 3. Sistema de Admisin Variable ............... 4. Sistema de Admisin.............................. 5. Vlvula de la mariposa & Multiple de Admisin ....................................................

Captulo 5. Sistema de escape 1. Sistema de Escape ................................ 2. Efecto de inercia de escape & Efecto de pulsacion.................................................... 3. Componentes del gas de escape ........... 4. Relacin aire combustible & Componentes de escape............................ 5. Sistema de Purificacin de escape......... 6. Dispositivo de recirculacin del gas de escape (Blow-by)........................................

Captulo 6. Cargador 1. Tipos de cargadores............................... 2. Turbocargador........................................ 3. Presin de refuerzo & Relacin de Compresin................................................ 4. Turbo Lag............................................... 5. Sistema de sobrecarga & Calor.............. 6. Supercargador........................................

Captulo 7. Sistema de Lubricacin 1. Funcin del aceite en el motor................ 2. Mtodos de Lubricacin ......................... 3. Componentes del sistema de lubricacin 4. Aceite de Motor ......................................

Captulo 8. Sistema de refrigeracin 1. Sistema de refrigeracin......................... 2. Radiador................................................. 3. Refrigeracin de la culata....................... 4. Sobrecalentamiento ...............................




Captulo 9. Sistema de Combustible 1. Carburador............................................. 2. Sistema mecnico de Inyeccin de combustible. ............................................... 3. Sistema electronico de inyeccin de combustible................................................ 4. Sistema de suministro de combustible ...

Captulo 10. Sistema de encendido 1. Encendido tipo punto.............................. 2. Encendido total con transistor ................ 3. Encendido sin distribuidor ...................... 4. Buja.......................................................

Captulo 11. Combustin y cmara de combustin

1. Proceso de Combustin ......................... 2. Relacin A/F & Velocidad de la llama..... 3. Tiempo de encendido............................. 4. Efecto de turbulencia.............................. 5. Detonacin ............................................ 6. Combustin anormal .............................. 7. Forma de la cmara de combustin ....... 8. Vlvula de admisin-escape & Camara de combustin................................................. 9. Pistn & Cmara de combustin ............

Captulo 12. Desempeo. Consumo de

combustible, ruido y vibracin.

1. Desempeo requerido .......................... 2. Qu es Potencia?............................... 3. Mtodo de representacin de Potencia .. 4. Qu es el Torque? ............................... 5. Aumento de potencia ............................. 6. Potencia & Relacin C/D........................ 7. Potencia & Relacin de Compresin ...... 8. Incremento de potencia en altas rpm...... 9. Caracterstica transiente & Respuesta ... 10. Disposicin de cilindros & Rendimiento 11. Relacin de consumo de combustible .. 12. Potencia & Eficiencia de combustible ... 13. Eficiencia de combustible del vehculo . 14. Vibracin del motor .............................. 15. Ruidos en el motor ..........................................




Captulo 1. Qu es un motor? 1. Qu es un motor?

Este libro presenta el motor del automvil especialmente el motor a gasolina.

Sin embargo, es muy difcil definir el motor, es decir, qu es un motor? En conceptos generales, el motor es el mecanismo que convierte continuamente la energa de las fuentes naturales como el fuego, el viento o materiales elctricos en energa. Hay muchos tipos de energa y ellas son conducidas de diferentes maneras.

Por lo tanto, podemos definir el motor a gasolina, como un tipo de mecanismo de combustin, en otras palabras, es el mecanismo que cambia el calor adquirido por la combustin de gasolina en fuerza mecnica para mover los vehculos.

Cmo el la energa del calor convertida en energa mecnica? Por ejemplo, una botella u olla. Cuando se calientan, la tapa se mueve con un sonido.

El calor adquirido desde el gas o la energa

elctrica hace hervir el agua de modo que el vapor de agua levanta la tapa de la botella o la olla.

Hay una cosa importante. La fuerza de movimiento no proviene de la energa del calor, sino que del aire caliente o vapor por el trabajo del calor.

Estos medios son necesarios para el cambio de energa. Este medio es el fluido de trabajo en terminologa tecnolgica. El fluido para el




trabajo del motor a gasolina es el aire que ingresa al motor y luego es convertido en combustin y escape.

El procedimiento para transformar el combustible en energa mecnica dentro del motor del vehculo sera explicado en las siguientes secciones.

En este proceso, el fluido de trabajo es el aire. Si no hay fluido de trabajo, la transformacin de la energa no debera producirse.

Por el contrario, piense sobre la transformacin de la energa mecnica en la energa de calor. En el vehculo, se representa con el sistema de frenos. El principio de calor es la friccin que proviene al frotar o friccionar los dos materiales. Podemos calentar nuestras manos, frotndolas, es decir, la fuerza de movimiento (frotacin) puede transformarse fcilmente en energa calrica (manos calientes). Esta vez, no hay fluido de trabajo. La fuerza es cambiada por calor directamente. Sin embargo, cuando la energa del calor es transformada en energa mecnica, debe existir un fluido de trabajo. Siendo el medio

para la transformacin de la energa, habr mucha prdida de calor que puede ser transformada en energa mecnica, la eficiencia, es un factor importante en el motor. 2. Tipos de motores

Hay muchos tipos de motores.

Los motores pueden ser clasificados por el nmero de cilindros, por la disposicin de los cilindros o por la forma de instalacin en el vehculo etc. Como usted sabe, el motor produce la fuerza de conduccin por el movimiento recproco del pistn dentro del cilindro de manera que la Potencia esta determinada por el nmero de cilindros.

Por lo tanto, el motor es clasificado principalmente por el nmero de cilindros. Los vehculos comerciales son clasificados en 2, 3, 4, 5, 6, 8, y 12 cilindros. Ms cilindros implican mayor desplazamiento de volmen. De acuerdo a la disposicin, hay tres tipos incluyendo los de tipo en lnea con disposicin en serie, el tipo V con disposicin en forma de V y el de tipo opuesto en el cual se enfrentan entre s.

De acuerdo al tipo de instalacin del motor, hay dos tipos, uno es a lo largo, y el otro a lo ancho. Cuando los motores estn dispuestos a lo largo se llaman del tipo longitudinal, cuando los motores estn a lo ancho de les llama transversales.

Combustible

Combustin

Generacin de calor

Expansin del aire

Generacin de presin

Movimiento del Pistn




Tipo tranversal Tipo longitudinal

Por ejemplo, el auto tipo FR que tiene el motor en la parte delantera y que dirige las ruedas traseras tiene el motor instalado en forma longitudinal. La razn es que el eje propulsor que transmite la fuerza del manejo a las ruedas traseras debe ser instalado por debajo del piso. En el caso del auto tipo FF, en autos ms pequeos, tiene el motor en la parte delantera y dirige las ruedas delanteras, el motor es montado tranversal porque el eje de rotacin del motor debe estar paralelo. Sin embargo, cuando el auto tipo FF tiene un motor de 6 cilindros, si el motor es en linea y esta instalado en direccin trancersal, entonces el ancho del auto es demasiado grande. Por lo tanto, en este caso, la mejor disposicon de motor para este tipo de instalacion el el de tipo V. De esta manera, considerados con el volumen de desplazamiento y el tipo de vehculos, el tipo de disposicion del motor y el tipo de instalacin, se selecciona para una mejor combinacin en el diseo.

3. Diagrama del Motor

FF: Motor delantero, traccin delantera

FR: motor delantero traccin trasera

MR: motor central, traccin trasera

RR: Motor trasero, traccin trasera

Es posible suponer que el motor sera instalado

en la parte delantera del auto. Sin embargo todos los vehculos no tienen el motor en la parte delantera. En 1770, con el origen del auto, el motor de auto a vapor de Cugnot estaba colocado en el extremo delantero da la carroceria. En 1885, el primer auto equipado con motor a gasolina, el motor del auto Daimler estaba localizado debajo del asiento y delante del eje de las ruedas traseras.

En la historia, muchas investigaciones han sido realizadas para encontrar la mejor posicin para instalar el motor. En 1891, el auto FR (motor delantero con traccion trasera) era frances. El tipo FR significa que el motor estaba instalado en el lado delantero y las ruedas delanteras eran las que traccionaban. Despus de eso, el diagrama de este auto pasara a ser el montaje de motor estandar. Hasta ahora, el auto de pasajeros ms grande y los autos deportivos aceptan este tipo.

La caracterstica tpica del auto tipo FR es que el motor esta delante de la cabina, el control de la direccin es en las ruedas delanteras y la traccion en las ruedas traseras de modo que la operacin y la carga del peso estn divididas igualmente entre el lado trasero y el lado delantero y la traccion del movimiento y la conveniencia del pasajero estn balanceadas tanto como la vibracin y el ruido que son menores que en otros tipos. En el diagrama de un auto relativamente pequeo, ha habido dos grandes desarrollos por cerca de cien aos. El primero es el Volkswagen en 1936 teniendo el motor en el lado posterior para conducir las ruedas traseras.

Despus de la Segunda Guerra Mundial, este tipo estaba liderando el diseo por todo el mundo en el flujo de autos de pasajeros de motor trasero de conduccin trasera tipo (RR). El segundo es el Mini de Inglaterra en el ao 1959. El Mini instalaba el motor delantero y traccin delantera tipo (FF) que tena el motor a lo ancho en la parte delantera para la conduccin de las ruedas delanteras. Hoy en




da, este tipo es aplicado tanto a los autos pequeos como a los sedanes de tamao mediano.

El auto tipo FF tiene el motor y los mecanismos de conduccin en la parte delantera de manera que no se debe aplicar al auto cuyo peso se concentra en el lado delantero. El problema con esto es que no es fcil guar el auto. Sin embargo tiene el espacio interno y el maletero relativamente grande, y la seguridad es mayor comparada con otros tipos. Por lo tanto es el mejor diseo como disposicin en autos utilitarios.

El tipo de conduccin trasera y con el motor en el medio (MR) est enfocado en el rendimiento ms que en la conveniencia del

pasajero de manera que es principalmente aplicado a los autos deportivos. Cuando las partes principales del motor estn localizados en el lado delantero ms que el tipo de rueda trasera, se llama del tipo de instalacion al medio. Cuando las partes principales son localizadas en el lado trasero, se le llama del tipo con el motor trasero.

Disposicin del Motor & Caractersticas del Vehculo

Item

Proyeccin Frontal

Posicin en la Cabina

Proyeccin Trasera

Espacio para la Cabina

Altura desde el piso

Espacio para el maletero

Distribucin de Peso

Rendimiento del sistema

Aplicacin de vehculos

FF

Largo

Frontal pequeo

Corto

Ancho

Bajo

Ancho

Frontal

-Tendencia al Sub-viraje

-Buena conduccin en lnea recta

-Buena conduccin en camino resbaladizo

FR

Largo

Trasero pequeo

Largo

Medio

Alto

Medio

Frontal pequeo

-Direccin estable

-Con traccin relativamente alta

MR

Corto

Frontal

Corto

Pequeo

Medio

Pequeo

Central

-Buena capacidad de retorno

-Con alta traccin

RR

Corto

Frontal

Largo

Medio

Medio

Pequeo

Central

-Alta traccin

-Tendencia al sobre viraje

Pequeo~Mediano Mediano~Largo Deportivo Pequeo~Mediano




4. Fuerza de Expansin y Fuerza de Inercia

Casi todos los motores a gasolina de los vehculos comerciales son motores recprocos excepto el motor rotatorio en el cual el principio de trabajo es diferente. La palabra reciproco proviene de reciprocidad. La reciprococidad es el movimiento mecnico de ir y venir de manera que el motor recproco es el mecanismo que transforma el movimiento recproco en movimiento de rotacin usando el giro el cual es el mecanismo que tiene forma prominente y hundida.

La vista de la seccin transversal del motor reciproco muestra que hay un pistn recproco que se mueve en el cilindro en la parte

superior, hay un cigueal en la parte inferior, el pistn y el cigueal estn conectados por la biela.

El motor a gasolina usa el aire como medio de fluido de trabajo para transformar la energa calrica en energa mecnica. El aire es mezclado con la gasolina pulverizada en el cilindro. Cuando la mezcla de aire y gasolina son comprimidas usando el pistn y combustionados, entonces el gas presionar el pistn. La fuerza de expansin que presiona el pistn conducir el pistn.

Esta vez, excepto por la fuerza de expansin, existe una fuerza de inercia la cual estamos considerando. Esta fuerza es ms bien extraa porque se genera sin intencin; sin embargo, esta fuerza es seguida en la parte mvil del motor en forma natural. Por lo tanto puede afectar al rendimiento del motor o puede ser la fuente de la vibracin o ruido.

Considerando el movimiento recproco del pistn, el pistn comienza a moverse desde el estado de detencin en la posicin ms alta de la carrera, tiene la maxima velocidad en mitad de la carrera. Despues de eso la velocidad se reduce y se detiene en la posicin ms baja de la carrera y luego regresa a la posicin ms alta nuevamente. Durante el desarrollo de




estos movimientos, las fuerzas de inercia sern generadas cuando cambia la velocidad de los movimientos. Por ejemplo, desde la posicin ms alta del pistn hacia la mitad de la carrera, hay una fuerza de inercia ascendente, despus hay una fuerza de inercia descendente desde la mitad de la carrera hacia la posicin ms baja del pistn.

Cuando esta fuerza de inercia produce resonancia con las otras fuerzas de inercia desde los otros pistones, podra haber vibraciones o ruidos. 5. Motor recproco

Los motores recprocos son clasificados en dos tipos, el de 2 tiempos y el de 4 tiempos. Despues de haber sido desarrollado por Daimler de Alemania en 1883, el tipo de 4 tiempos, el cual completo su sistema estandar en 1900, es el ms usado de los vehculos.

El principio del motor recproco es que la mezcla de aire y gasolina son inyectadas

dentro del cilindro, la mezcla es quemada usando la chispa elctrica que provoca la combustion, la fuerza de la explosion conduce al pistn en movimiento recproco, y el movimiento recproco es cambiado al movimiento de rotacin en el eje cigeal.

Funcionamiento del motor de 4 tiempos: Cuando el pistn est en la posicin ms alta, la vlvula de admisin se abre. Mientras el pistn esta bajando, la mezcla de aire y combustible se inyecta dentro del cilindro hasta que la vlvula de admisin se cierra [Tiempo de Admisin]. En seguida, el pistn se mover hacia arriba para comprimir la mezcla del gas [Tiempo de Compresin]. Luego, la mezcla comprimida de gas se quemar por el encendido elctrico [Tiempo de Combustin]. El gas quemado que tiene alta presin y alta temperatura, presionar el pistn hacia abajo. En este momento, se abre la vlvula de escape para expulsar el gas quemado [Tiempo de Escape]. Estos tiempos se repiten continuamente.

Entre estos 4 tiempos, slo en el tiempo de combustin, el motor produce la energa para el trabajo. Por lo tanto, habr necesidad de fuerzas adicionales, para ingresar y sacar el gas en el tiempo de admisin y de escape, y para comprimir la mezcla en la carrera de compresin. Para hacerlo se instala un volante en el eje cigeal para hacer que estas fuerzas adicionales usen la fuerza de inercia para asegurar el movimiento de rotacin continuo.




El motor de 2 tiempos comprime durante las dos carreras. Durante la operacin este motor realiza los cuatro tiempos, admisin, compresin, combustin y escape como el motor de 4 tiempos, pero solo en dos carreras.

Compresin y Expansin

Escape y Admisin

Sin embargo, Antes y despus de que el pistn este ubicado en la posicin ms alta, las

operaciones de compresin y de combustin son desarrolladas, antes y despus de que el pistn est ubicado en la posicin ms baja, la operacin de escape y admisin se desarrollan al mismo tiempo. Por lo tanto, a travs de dos tiempos, se realiza un ciclo de trabajo completo del motor. El motor de 4 tiempos ejecuta el tiempo de combustin en un tiempo por dos ciclos del eje cigeal, pero el motor de dos tiempos ejecuta la carrera de combustin en cada ciclo del eje cigeal. Por lo tanto, el de dos tiempos es ms eficiente.

Expulsin Gases

Adicionalmente, no tiene vlvulas de admision y escape de manera que tiene una estructura simple y de bajo costo. Sin embargo, este mrito puede ser un defecto.

El gas de escape es expulsado por el ingreso de nuevas mezclas de gas cuando el pistn se localiza en la posicin ms baja. Por lo tanto, algunas nuevas mezclas se mezclarn y los gases de la combustin sin quemar sern expulsados. Produce contaminacion del aire y alto consumo de combustible. 6. Tiempos de Admisin & Escape

Este contenido se enfoca en la explicacin del motor de gasolina de 4 tiempos, el tipo ms usado.




Para comprender los 4 tiempos, admisin, compresin, combustin y escape, es til referirse a los dibujos, el diagrama indicador (diagrama P-V) que muestra el proceso de las operaciones del motor.

Parece un poco complicado, pero es fcil entender solo mirando los dibujos.

El diagrama indicado es un grfico que consiste en un eje horizontal que representa el volmen de la cmara. Al extremo izquierdo del grfico, C y F, el pistn esta localizado en la posicin ms alta del cilindro, y en los extremos derechos del grfico, G y H, el pistn es localizado en la posicin ms baja del cilindro.

Comparando las lneas del grfico con los cuatro tiempos, la lnea de A-B es el tiempo de admisin, B-C es el tiempo de compresin, C-D es el tiempo de combustin y D-E es el tiempo de escape.

De hecho, el ciclo de las carreras o tiempos es comenzar por el tiempo de admisin. Para entender la operacin del motor, es fcil empezar por el tiempo de escape. Para inhalar ms aire como sea posible, el motor usa tambin la fuerza de la salida del gas de escape hacia el exterior del motor a travs del puerto de escape.

La carrera de escape es para empujar el gas de la combustin hacia el exterior de la cmara de combustin por el movimiento del pistn desde la posicin ms baja hasta la posicin ms alta cuando se haya abierto la vlvula de escape. En principio, se cree que la vlvula de escape se abrir cuando el pistn est alcanzando la posicin ms baja.

Carrera de Escape

Sin embargo, realmente, la vlvula de escape se abre antes de que el pistn alcance la posicin ms baja, es decir, en la posicin D del dibujo. Permaneciendo la fuerza de presin del gas quemado, el escape del gas de la combustion es ms efectivo abriendo la vlvula de escape en avance. Despus, el pistn empujar el resto del gas usado completamente para terminar la carrera de escape.

En la carrera de admisin, la vlvula de admisin, se abre y el pistn baja desde la posicin ms alta hacia la posicin ms baja de modo que la mezcla de gas de combustible y el aire son inhalados hacia adentro del cilindro desde el puerto de admisin. Esta vez, la vlvula de admisin se abrir justo antes de que el pistn alcance la posicin ms alta, es decir, en E del dibujo. Hacindolo de este




modo la operacin se mejora en cierta forma porque la fuerza de escape del gas producto de la combustion succionar los gases de admisin.

Carrera de Admisin

De la misma manera, la vlvula de admisin se cerrar cuando el pistn est en B. De esa forma, mayor cantidad de mezcla ser inhalada en el cilindro por la fuerza de inercia del gas de admisin. La inhalacin de aire hacia el interior del motor es realizada por la diferencia de la presin de aire. Cuando el pistn baja, la presin de aire en el cilindro es ms baja que la presin externa al cilindro, de modo que el aire alrededor de la vlvula de admisin ser inhalado al cilindro. El tiempo de apertura de la vlvula es diferente de la posicin de la carrera para inhalar tanto aire como sea posible. 7. Tiempos de Compresin y Combustin

En la carrera de compresin, las mezclas de gas son comprimidas por el pistn, de manera que la presin y temperatura se incrementan por la compresin adiabtica. Por lo tanto, la gasolina es vaporizada por el calor comprimido del aire, listo para la combustin. La gasolina pulverizada inyectada en el cilindro con el aire es vaporizado en estado de gas por la compresin adiabtica. Entonces est listo para ser quemado fcilmente. Este espacio para la combustin es llamado cmara de combustin.

La razn por la que es dificil arrancar el motor en invierno se debe a que es difcil que la gasolina se evapore. Para solucionar este problema, un mtodo es mezclar ms gasolina con aire. Otro problema es que; cuando la gasolina es vaporizada, el calor ambiental es usado para la vaporizacin, de manera que la temperatura de la cmara de algn modo disminuye. Puede decrecer la eficiencia de la combustin del motor. Para evitar que baje la eficiencia del motor, la cantidad de la gasolina se reduce. Sin embargo, al hacerlo as, la temperatura de la cmara es tan alta que la combustin puede ser desarrollada previa al encendido, de manera se la llama combustin anormal.

El hecho ms importante de la carrera de admisin a la carrera de compresin es el flujo de las mezclas de gasolina y aire. No es adecuado que el flujo sea demasiado poderoso para ser encendido. Las pequeas partculas de gasolina deben ser mezcladas con aire. Por lo tanto, hay muchas investigaciones de fabricantes y desarrollo de la forma del puerto de entrada y la proporcin de las mezclas de manera que la fuerza y el modelo del flujo de mezcla son mantenidas hasta que la carrera de combustin consiga la mejor eficiencia del motor.




Carrera de Compresin

Cuando se produce la carrera de compresin, el pistn alcanza la posicin ms alta. Cuando el pistn est en C en el dibujo, El encendido se producir por la chispa elctrica generada en la buja. El tiempo para producir la chispa es muy importante. La mezcla no se quema totalmente en el tiempo de encendido, pero la combustin comienza desde el encendido. Po lo que se necesita algn intervalo de tiempo entre el tiempo de encendido y el tiempo para la mxima presin de la cmara.

Carrera de Combustin

El tiempo de encendido es determinado considerando que la combustin se completar entre la posicin ms alta y la de la mitad de la cmara de combustin. Adems, la velocidad de combustin es proporcional a la velocidad de rotacin del motor de manera que el tiempo de encendido debera ser ajustado con la velocidad del motor.

Comenzando la combustin, las mezclas evaporizadas son quemadas en un breve tiempo por lo que la presin y la temperatura son incrementadas. En este tiempo el gas expandido por la combustin presionar al pistn. Esta fuerza de presin debera ser lo ms fuerte posible. El periodo de tiempo de combustin es preferible que sea breve para fortalecer la fuerza. Si el periodo de tiempo para la combustin es ms largo, entonces la fuerza de combustin no est llevando la presin al pistn sino que est siguiendo al pistn. Por lo tanto la eficiencia del motor es la peor. El periodo de tiempo combustin es afectado por el flujo las mezclas definidas por el tamao y forma de la cmara de combustin y el componente de la mezcla y as sucesivamente. 8. Estructura del Motor

El motor a gasolina es una mquina complicada que comprende distintas partes. Miremos como est estructurado el motor.

El motor es similar a un edificio de tres pisos. El primer piso es el carter de aceite que incluye el eje cigeal, este transforma el movimiento recproco en movimiento giratorio. El segundo piso es el bloque de cilindros que incluye el cilindro en el cual un pistn se est moviendo con movimiento recproco. El tercer piso es la




culata de cilindros.

En esta estructura, los componentes que se mueven en la primera y segunda parte se les llamana partes mviles, estas incluye el pistn, el eje cigeal y la biela.

En la tercera parte, hay vlvulas que controlan la admisin y escape de los gases de admisin y escape, y el eje de levas que acciona las vlvulas. Estos se llaman el sistema de la culata.

Sobre la culata, est el multiple de admisin que envia gasolina y aire al cilindro y el mltiple de escape que saca el gas quemado. Estos son llamados el sistema de admisin escape. El mltiple consta de Many y de Fold, es decir mucho materiales combinados. En realidad, hay muchos tubos de caeras que distribuyen el aire y la gasolina hacia cada cilindro o que juntan los gases de escape en un solo lugar.

Est el sistema de combustible que incluye la bomba de combustible que toma la gasolina desde el estanque de combustible hacia el carburador o inyector de combustible para hacer la mezcla aire combustible.

Est el sistema de lubricacin que incluye la bomba de lubricante que suministra el aceite para reducir las fricciones y el filtro de aceite para filtrar el aceite.

Tambin est el sistema de refrigeracin que incluye el radiador y la bomba de agua para mantener la temperatura del motor en forma adecuada.

Para el funcionamiento del motor, se necesita la energa elctrica. Hay dispositivos elctricos que incluyen el encendido de la buja, el alternador que genera la energa elctrica y el motor de partida que suministra el movimiento inicial al motor.

Adems, estn los sistemas auxiliares tales como la bomba de aceite para la direccin hidrulica, el compresor de aire acondicionado,

etc.

9. Motor Diesel El motor diesel tiene forma y estructura similar al motor a gasolina. El punto diferente es el mtodo de encendido. El motor a gasolina enciende la mezcla de combustible con la chispa elctrica. Por el contrario, en el motor diesel el combustible es inyectado dentro del aire comprimido que tiene alta temperatura. Cuando el aire es comprimido, la temperatura del aire es incrementada. El motor a gasolina comprime la mezcla de gas de combustible hasta 1/10 del volumen inicial.




El motor diesel comprime aire alrededor de 1/20 del volumen inicial para aumentar la temperatura del aire sobre 600, e inyecta el combustible comprimido con ms de 100 atmosferas a travs de la bomba de inyeccin durante 1 a 2 ms. La potencia ser controlada por la cantidad de mezcla de aire combustible inyectada para el motor a gasolina. Por otro lado, la potencia del motor diesel puede ser controlada por la cantidad combustible inyectado sin controlar el aire (cantidad fija de aire).

Para quemar el combustible perfectamente aumentando la temperatura del aire, la relacin de compresin aumentar. Sin embargo, al hacerlo as, el poder de expansin aumentar tambin. Por lo tanto, el motor debera ser ms robusto para soportar el aumento de la fuerza. Adems, es necesaria una alta calidad de combustible para ser inyectado por la bomba. Entonces el motor es ms pesado y el costo es ms alto. De modo que el motor diesel no es el ms adecuado para aplicar al auto de pasajeros.

En el motor diesel, debido a que la cantidad de volumen de aire inhalado es constante, la carga que se aplica al motor es relativamente

liviana. Cuando la cantidad de combustible es pequea a baja velocidad, el combustible sera quemado casi perfectamente. Sin embargo, con mayor carga, el motor diesel necesita ms cantidad de combustible de manera que la cantidad de aire es respectivamente pequea. Por lo tanto, puede escapar un poco de humo negro.

En el motor a gasolina, el encendido es ejecutado por la chispa elctrica de manera que el perodo de tiempo de la combustin es muy corto. Sin embargo, en el motor diesel, el combustible diesel es rociado dentro del aire comprimido, de manera que necesita algn periodo de tiempo para ser evaporizado. Por lo tanto, la velocidad mxima del motor est limitada a ser relativamente ms baja y la respuesta ser ms baja que en el motor a gasolina.

Comparado con el motor a gasolina, las fuerzas de expansin y de inercia de las partes mviles son mayores de modo que hay ruido ms alto y ms vibracin. Tiene la ventaja de fcil mantencin por no tener partes delicadas tales como el sistema de encendido y la buena eficiencia del combustible de manera que es usado para propsitos comerciales o de negocios ms que para autos de pasajeros. 10. Motor de Combustin Interna

La fuerza del motor a gasolina de 4 tiempos, como el de combustin interna, cambia de acuerdo a las rpm (Revoluciones por minuto) del motor comparado con el motor elctrico o el motor a vapor. De manera que, es imposible conducir con revoluciones ms bajas que cierto valor especfico. Por lo tanto, se deben incorporar el embrague y la transmisin cuando el motor a gasolina es utilizado en vehculos.

Para el motor de 4 tiempos, usando las 4 carreras, la fuerza del movimiento se produce quemando la mezcla de aire y combustible en el cilindro. Es muy diferente con el motor




elctrico usado en vehculos elctricos que pueden arrancar slo aplicando la energa elctrica. Si las mezclas no se suministran al cilindro en condicin de ralent, el motor no puede continuar funcionando. Para que el motor pueda estar funcionando continuamente cuando el vehculo est detenido, el mecanismo para conectar o desconectar la fuerza del movimiento del motor, por lo que debe incorporar un sistema de embrague.

En general, los vehculos necesitan ms potencia cuando es arrancado o acelerado, pero cuando se maneja a velocidad constante, no necesitan mayor energa. Para el motor elctrico, hay potencia cuando gira a bajas rpm, y cuando las rpm aumentan, la salida podra ser ms baja. Por lo tanto, el motor elctrico puede ser aplicado en vehculos sin ningn mecanismo de transmisin.

Sin embargo, para el motor gasolina, la energa es determinada de acuerdo a las rpm del motor. El rango de rpm esta limitado dentro de ciertos rangos. Por ejemplo, las rpm del motor a gasolina estan alrededor de 7007000 revoluciones por minuto, y las rpm para obtener la mxima fuerza (torque) esta alrededor de 4000 revoluciones. Por lo tanto, cuando los vehculos estn funcionando dentro de varios rangos de velocidades, es necesario controlar la velocidad incorporando la transmisin entre el motor y las ruedas.

A simple vista el motor puede ser la mejor mquina para los vehculos. El factor importante es el combustible, la fuente de energa. La gasolina es fcil de guardar durante la operacin del motor, pero es difcil para el motor almacenar energa elctrica efectivamente.

Para desarrollar los vehculos elctricos, es esencial desarrollar bateras que tengan alta eficiencia para cargar y mantener cargadas las bateras. Muchas compaas estn tratando de desarrollar el mtodo para mantener bateras recargables. An cuando el

rendimiento bsico ha sido probado en laboratorios, el costo de fabricacin es muy alto. Sin embargo se han sugerido algunas patentes y tecnologas para utilizarlas. 11. Motor de combustin pobre

El sistema de purificacin de escape usando los catalticos de 3 vas tiene la caracterstica de mantener la relacin real de aire combustible ideal para desarrollar la oxidacin y reduccin de los componentes peligrosos simultneamente. Para hacerlo as, la purificacin del gas de escape ser limitada, y la cantidad de combustible usado para el motor es decidida por el estado de conduccin del motor. Por lo tanto, el motor no puede ser desarrollado para obtener ms fuerza de conduccin con menos cantidad de combustible.

El sistema de combustin limpia es desarrollado para fortalecer la eficiencia de combustible con buena purificacin del gas de escape. Fortalecer la eficiencia es ms importante para el futuro. El motor de combustin limpia es una de las tecnologas pblicas ms atractivas.

Con relacin A/F alta, se reduce la gasolina en la mezcla, al igual que los tres elementos ms dainos, monxido de carbono, hidrocarburos y oxido nitroso. El oxigeno es ms usado que el combustible, de manera que la cantidad de monxido de carbono ser menor o la mayor parte del monxido de carbono ser transformado en dixido de carbono, gas que no es peligroso. El hidrocarburo tambin se quemar completamente y transformado en dixido de carbono y agua. Ahora




consideraremos solo el ltimo, el oxido de nitroso. Si la relacin A/F es alta, entonces la temperatura aumentar por la cantidad de oxigeno y la cantidad del oxido nitroso aumentar. Con una relacin de aire combustible de alrededor de 16, se maximizar el xido nitroso. Si la relacin A/F es ms alta que 16, entonces la temperatura de combustin bajar de modo que el torque tambin bajar. Si la relacin A/F es ms y ms alta, la combustin no es estable, y el torque es muy inestable, finalmente la combustin no se realizar.

Los fabricantes estan enfocados en las variaciones del torque de acuerdo con la combustin limpia. Adaptando un sensor de presin de combustin que detecta la presin de combustible en el cilindro, el motor es operado con la relacin A/F justo antes de se produzca la variacin de torque. Por lo tanto, ellos pueden hacer la prxima generacin de motores de combustion limpia con bajo consumo de combustible y menos cantidad de oxido nitroso. En ese sistema, la combustin limpia es desarrollada en condiciones en las cuales la conduccin no est obstaculizada por un torque bajo con baja carga. Cuando el vehculo est acelerando o con alta carga, la combustin se produce con la relacin terica de A/F y el gas de escape es purificado por el catalizador de 3 vas. Muchos fabricantes continan investigando para fortalecer el consumo de combustible enfocndose en el sistema de admisin y la cmara de combustin con una relacin de A/F de 1620. Muchos motores nuevos que satisfacen este requisito de combustin y que tienen menos problemas de gas de escape se estn mostrando gradualmente.




Captulo 2. Bloque de Cilindros & Partes Mviles 1. Bloque de cilindros

El bloque de cilindros es la pieza bsica del motor. Est fabricado de hierro forjado o aluminio. Comprende el cilindro en el cual el pistn se estar moviendo recprocamente, la camisa de agua para la circulacin del agua de refrigeracin manteniendo la temperatura del cilindro, y el eje cigeal instalado en la parte baja.

El rol del cilindro es guiar el movimiento recproco del pistn aceptando la fuerza y la alta temperatura de la combustin de las mezclas, para enfriar apropiadamente el cilindro y para soportar el eje cigeal. Como base del motor, debera tener suficiente fuerza para soportar todas las piezas instaladas en el motor.

Con estos propsitos, el cilindro es fabricado generalmente de hierro forjado porque el hierro es fcil de ser procesado mecnicamente y tiene la caracterstica de buena resistencia contra al desgaste y la corrosin.

Recientemente, en vez del hierro forjado, la aleacin de aluminio es ms conocida. El aluminio es ms liviano y disipa el calor con ms facilidad que el acero, por lo que es

considerado como el material ideal para el motor. No es fcil aplicar el aluminio al motor porque tiene diferente coeficiente expansin al calor que el acero, se utiliza como material principal de las otras piezas, pero es complicado para disear las estructuras del motor. Adems es ms caro que el acero.

Para los autos de pasajeros, el peso del motor es alrededor de 1015% del peso total del auto. El 1520% del peso del motor proviene del bloque de cilindros. Es importante que sea liviano manteniendo la resistencia tanto como sea posible. Por lo tanto el esqueleto de la estructura del bloque de cilindros tiene distintos espesores, es decir, el espesor es mayor en la parte donde se aplica ms fuerza pesada o tiene mayor posibilidad de deformacin y el espesor es el menor de las otras piezas. Para disear el bloque de cilindros que considera estos factores, el anlisis de la estructura es desarrollada por el mtodo de elemento finito en el cual el motor es dividido en celdas rectangulares o triangulares y que cada elemento es establecido en ecuaciones simultneas para calcular por anlisis numrico usando el computador.

En el lado del bloque de cilindros, debera haber una camisa de agua para la circulacin del agua de refrigeracin de modo que debe ser cuidadosamente fabricada por lo complicado de la estructura. Para evitar que se quiebre en el punto de cuello de botella de diferente espesor o para fortalecer la resistencia contra el desgaste. Debera ser tratado con calor. 2. Camisa de cilindros

El muro interno del bloque de cilindros es la cara de friccin con el pistn con aceite lubricante entre ambos. Por lo tanto, satisface los requisitos estrictos de endurecimiento a alta temperatura y de desgaste, los cambios de dimensin por el coeficiente de expansin




de calor estarn dentro de la tolerancia, y que no ser adhesiva con otra por la alta temperatura.

Generalmente cuando el material del bloque es el acero, esta pieza es hecha puliendo el cilindro de hierro forjado, llamndose del tipo sin camisa. Cuando el material del bloque es de aluminio forjado, la pared interior del cilindro que tiene una camisa hecha de hierro forjado para evitar el desgaste de la pared lateral. La camisa es lo que est adherido dentro del cilindro. La camisa del cilindro puede ser fabricado junto con el bloque de cilindros o en forma separada y unidos despus con el cilindro.

Para el bloque de cilindros de aluminio, se usa el hierro forjado. Es ms pesado que la aleacin de aluminio a la vez que tiene la relacin de transmisin de calor ms baja que el aluminio. Por lo tanto, para el motor de carrera o para altas exigencias, se fabrica una camisa especial de aleacin de silicio especial basada en el aluminio o se utiliza un tratamiento especial sobre las superficies aluminio.

Estas camisas especiales son caras y difciles de fabricar. Adems existen algunas pruebas para desarrollar en el cilindro sin camisa con el bloque de cilindros de aleacin de aluminio. Aun cuando el cilindro sin camisa es ms caro, el motor puede ser ms barato y compacto de manera que es principalmente aceptado por los motores de alto rendimiento.

La holgura entre la camisa del cilindro y el pistn dependen del material. Cuando la camisa es de hierro forjado y el pistn es de aluminio, considerando que la proporcin de

expansin del calor del aluminio es casi el doble de la del acero de manera que la holgura se reducir a alta temperatura del motor, la holgura ser de 3040 micras (0.030.04mm) a temperatura ambiente. Si la camisa y el pistn son de aluminio, entonces la holgura ser de 10 micras porque no hay diferencia de la expansin de calor entre ellos.

El entorno de la camisa del cilindro est formado como un paso para el agua para refrigeracin, cmara de agua, para mantener la temperatura del motor en un valor determinado absorbiendo la energa calrica que proviene de la energa remanente de la combustin. 3. Cmara de Agua

Cuando se forja el motor, el cilindro es rodeado por el ncleo hecho de arena para formar espacios vacos. Estos espacios son las cmaras de agua para dejar circular el agua refrigerante y bajar la temperatura de la culata y el cilindro a una adecuada temperatura de operacin. El agua que circula en el interior de la cmara de agua va hacia el motor desde el puerto de salida del radiador enfriando el agua caliente. El agua fluye desde la parte inferior del motor hacia la parte superior del motor. Despus de enfriarse la culata, el agua caliente es sacada desde el motor y va hacia el puerto de entrada superior del radiador. Durante la circulacin dentro de la cmara de agua, es importante enfriar a cada cilindro de igual forma. El diseo de la cmara de agua es enfocado sobre el mtodo de flujo para esparcir el agua ligeramente sobre todas las piezas con el menor volumen de agua posible. El agua caliente es enfriada en el radiador y entonces regresa a la cmara de agua de nuevo. En invierno, el agua caliente selectivamente fluye adentro de otro radiador para calentar el habitculo de pasajeros.




Generalmente, la cmara de agua est rodeando completamente al cilindro. Para reducir la longitud del paso a lo largo de la disposicin del cilindro, la cmara de agua est rodeando el lado exterior del cilindro de manera que el agua no fluye en el espacio adyacente a los cilindros. Este tipo se conoce como el tipo de los siameses, algunas porciones de la camisa que rodean cada cilindro son sumergidas en un solo cuerpo. La camisa convencional es llamada la del tipo de camisa completa.

Para los motores que tienen una camisa, es dividido en dos tipos ya sea que el agua est en contacto o no con la camisa. Cuando la camisa del cilindro es rodeado por la pared del bloque de cilindros de modo que la parte externa de la camisa no puede encontrarse con el agua de refrigeracin, se le llama tipo de camisa seca. Cuando la mayora de las porciones de la camisa se contacta con el agua fra directamente, se le llama del tipo humeda.

La camisa del tipo humeda tiene mejor rendimiento de enfriamiento. Debe estar sellado con un oring entre la camisa y el bloque para evitar la fuga de agua fra. En KIA, la mayora de los motores que tienen camisas, son del tipo secas porque la KIA no tiene problemas que provengan del calor adhesivo del motor, no obstante nos preocupamos de la prdida de agua enfriada.

4. Pistn

El pistn se mueve dentro del cilindro recprocamente y transmite una fuerza de 3~4 toneladas (5 toneladas para el motor diesel) de acuerdo con la combustin de la mezcla de combustible la que tiene una temperatura de 2000C en la carrera de combustin hacia la biela. Lo primero que debe considerarse en el diseo del pistn es que ste debe fabricarse de materiales livianos para reducir la fuerza de inercia del movimiento recproco. El prximo punto es que su material debe tener la fuerza necesaria para resistir la fuerza de combustin. Y luego el material del pistn deber tener buena captacin del calor y no deformarse por la alta temperatura.

Al principio, el aluminio o la aleacin del aluminio pueden considerarse para alivianar y




fortalecer. Entonces, para fortalecer la resistencia al calor y para evitar que cambie de dimensin, el tratamiento del calor debe ser realizado.

La parte superior del pistn es llamada la cabeza del pistn o corona del pistn. Es una parte muy importante que forma la cmara de combustin con la culata. Para fortalecer la eficiencia de la combustin de la mezcla de combustible instantneamente, la forma de la cabeza del pistn debe ser plana. Para mejorar la relacin de compresin, la mitad de la porcin debe estar levantada o hay algunas posiciones de partes rebajadas, el fresado para las vlvulas de admisin y de escape es para evitar tocar el pistn. La porcin inferior del pistn es el faldn que estabiliza el movimiento recproco del pistn. Algunas porciones delanteras del faldn parecen cortadas debido al peso para balanceo que pasa por estas reas cuando el pistn baja. Hay una holgura entre el pistn y el cilindro. Esta holgura se sella con el anillo del pistn. Cuando el pistn se mueve en forma recproca algunas partes del faldn pueden tocar la pared del cilindro. Para reducir este contacto, la forma del faldn debe ser cambiada. La longitud ms corta del faldn tiene menos ruidos de friccin con el pistn y con menor peso. Sin embargo, es preferible que al disear el faldn est balanceado con el tamao del pistn

El pistn est conectado a la biela con el pasador de pistn. De manera que las fuerzas ms grandes son aplicadas a este pasador. Como el pasador de pistn tiene estructura de un hueco cilndrico, el dimetro externo ms grande, del mismo peso, es la mayor presin contra la fuerza de deformacin. Sin embargo, cuando el dimetro del pasador de pistn es agrandado, la cabeza del pasador de pistn tambin debe agrandarse. Por lo tanto, la altura de compresin, la longitud desde el pasador hacia la cabeza del pistn, tambin es alargada de manera que el peso del motor es

mayor. As, el dimetro debera ser diseado considerando el balance con el tamao del pistn 5. Anillos de pistn

Las principales funciones del anillo del pistn, la rueda de acero que rodea parte de la cabeza del pistn, son evitar la prdida de gas a travs del sellado entre el pistn y el cilindro, para evitar que queden restos del aceite lubricante en la cmara de combustin cuando el aceite baja por las paredes del cilindro y para evitar que se transmita el calor del pistn al cilindro.

Generalmente el pistn consta de tres anillos. Los dos anillos que estn cerca de la cabeza son llamados anillos de compresin. El anillo que est cerca del faldn es retn. El anillo superior de los anillos de compresin es usado para sellar el gas, el retn es usado para remover el aceite lubricante, y el segundo anillo de los anillos de comprensin es usado para sellar y controlar el espesor de la pelcula de aceite lubricante.

Algunos pistones tienen dos anillos, el anillo de compresin y el anillo de aceite. En este caso, los roles de los anillos son de alguna forma perdidos, pero la eficiencia puede ser fortalecida reduciendo la prdida de fuerza de friccin entre el anillo del pistn y la pared del cilindro. Algunos autos de carrera aceptan el sistema de dos anillos para acortar la altura del




pistn y reducir el peso del motor.

El anillo de compresin est hecho de acero de resorte con hierro forjado y la superficie debe ser tratada con calor para reducir la friccin y fortalecer la lubricacin del pistn. Para insertar el anillo en la porcin con muesca y asegurar la fuerza de tensin para la compresin del cilindro, una porcin del anillo debe estar abierta. Esta porcin abierta se llama espacio del extremo. El gas quemado tiene un poco de perdida a travs de este espacio. El gas perdido es regresado a la cmara de combustin por el sistema Blow-by evitando las perdidas.

La porcin con ranura del pistn para los anillos de compresin es ligeramente ms grande que el ancho de los anillos. Cuando el pistn se mueve hacia arriba o hacia abajo, los anillos estn rotando para evitar que el espacio del extremo de los tres anillos se alinien. Si los anillos no tienen no tienen tensin suficiente, los anillos se agitan dentro de las ranuras a alta velocidad del motor de manera que no puede sellarse el gas apropiadamente.

La seccin transversal del retn tiene forma de una C invertida. Los aceites que se juntan en los anillos son devueltos hacia el interior del pistn a travs del orificio localizado en la parte inferior del anillo en forma de C invertida. Cuando el motor tiene alta velocidad, el anillo no puede juntar el aceite solamente con la fuerza de tensin, entonces un resorte adicional, el expansor, deber ser conectado para reforzar la fuerza de compresin del anillo hacia el cilindro.

6. Biela

La biela es la pieza que conecta el pistn y eje cigeal. Transfiere el movimiento recproco en movimiento de rotacin. La biela se mueve en forma muy compleja con movimiento de balanceo sobre el pasador del pistn y el movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo. De manera que se produce el peso de balanceo para controlar la fuerza de inercia generada por movimientos complicados.

La relacin de contribucin del peso de la biela a la fuerza de inercia es alrededor de 2 a 1 en movimiento recproco. Para alivianar la carga al cojinete y la vibracin reduciendo la fuerza de inercia, la biela debe ser lo ms liviana posible. Sin embargo, debe tener la fuerza suficiente para transmitir la fuerza de combustin al eje cigeal.

La biela esta fabricada de acero especial forjado o fundido. El forjado es preferentemente usado para asegurar la fuerza. Para los autos de carrera, se utilizan de aleacin de titanio, el que es liviano y muy resistente pero con alto costo.




Las bielas pueden ser divididas en dos tipos de acuerdo a la forma seccional transversal del vstago: el tipo I y el tipo H.

Si la fuerza es la misma, entonces el tipo I es ms liviano que el tipo H. Por lo tanto los autos comunes aceptan el tipo I. El tipo H tiene estructura ms poderosa contra la fuerza de deformacin hacia la direccin del eje del pasador.

Como la biela es ms larga, la vibracin lateral es menor. La razn es que; considerando la fuerza aplicada al pistn en la rotacin del cigeal dividida en direccin lateral y longitudinal, la biela ms larga puede reducir la relacin de la fuerza a la direccin lateral que la biela ms corta de manera que la vibracin y la friccin tambin se pueden reducir. Sin embargo, si la biela es demasiado larga, el peso del motor es mayor de modo que no se prefiere. Generalmente la longitud desde el centro del pasador del pistn al pasador del cigeal, es alrededor de dos veces la longitud del la carrera.

La porcin del extremo de la biela en el lado del pistn es llamado el extremo pequeo, y la porcin del extremo en el lado del cigeal se le llama el extremo grande. El extremo pequeo es conectado al pistn con el pasador del pistn, y el grande es conectado a la muequilla del cigeal insertando el cojinete.

7. El eje cigeal

Cigeal significa "manilla doblada", ste transforma el movimiento recproco en movimiento rotacional como se ha mencionado hasta ahora. En los primeros tiempos de la historia del vehculo, el motor se arrancaba con una manivela. Despus el motor elctrico fue usado para dar partida al motor, hasta los aos 50 algunos autos tenan una manivela en la parte delantera del motor como mecanismo de emergencia en caso de mal funcionamiento del motor.

El eje cigeal conecta cada manivela con cada cilindro. El apoyo del eje principal se llama bancada del cigeal y la parte que conecta al extremo grande de la biela se llama muequilla del cigeal. Por otra parte, la conexin del extremo pequeo de la biela con el pistn es llamada pasador de pistn. La conexin que une la bancada del cigeal y la muequilla de cigeal se llama brazo del cigeal. El sector formado por el pndulo en la parte delantera del brazo del cigeal se llama el peso del balanceo o peso de equilibrio.




La razn de la forma del peso de balanceo extendindose desde el centro (raz) hacia la porcin circunferencial (porcin externa) es que puede tener ms fuerza de inercia cuando gira sobre la parte de la raz; an cuando el peso de balanceo tiene la misma densidad de peso. En el motor recproco, el pistn presiona la bancada del cigeal con la biela en la carrera de combustin. El eje cigeal es afectado por el efecto de doblado y la fuerza de distorsin. Por lo tanto, la bancada del cigeal tendr la fuerza suficiente para resistir estas fuerzas por lo que est fabricado de acero forjado. Para los motores de alto rendimiento en los autos de carrera, el acero forjado se usa ms para resistir la fuerza.

Para el vehculo general o de propsitos comerciales, el acero fundido es usado debido a que el proceso de forjado es ms caro. An cuando el acero fundido resiste menos fuerza que el acero forjado, no es un punto tan crtico porque es posible fabricar el peso de balaceo en forma precisa.

El peso de balanceo equilibra las fuerzas entre el movimiento recproco del pistn y el movimiento de rotacin del cigeal. Simplemente piense, balancear el peso es hacer coincidir las fuerzas de inercia del pistn y el peso de balanceo en relacin de 1:1. El peso de balanceo debera ser pequeo en lo posible dentro de los requerimientos de rango de carga de la bancada para reducir el peso del cigeal.

8. Cuerpo del cigeal

El cuerpo del cigeal es la parte que cubre desde el cilindro en el bloque hasta el eje cigeal. En el cuerpo del cigeal, hay varios mecanismos auxiliares tales como el alternador (generador de corriente alterna), para producir energa elctrica, el compresor de aire acondicionado y la bomba de aceite para la direccin hidrulica Y los soportes del montaje del motor que sostienen el motor al chass del vehculo tambin estn conectados al cuerpo del cigeal. Como la caja del cigeal es parte del bloque de cilindros, siempre vibra por el movimiento recproco del pistn y el movimiento del eje cigeal. Por lo tanto, el material del eje cigeal debera satisfacer los requisitos de la resistencia contra la fuerza de choque y la vibracin.

Los tipos de caja de cigeales estn divididos en dos tipos de acuerdo al rango de cubierta sobre el eje cigeal, el de tipo medio faldn y el de tipo faldn profundo Y los soportes del montaje del motor que sostienen el motor al chass del vehculo tambin estn conectados al cuerpo del cigeal. En el tipo faldn profundo, la caja del cigeal cubre la tapa de cojinete.

Debido a que el tipo de medio faldn tiene una longitud corta, es posible que el bloque sea




liviano. Sin embargo, la fuerza conjunta ser ms dbil que el tipo de faldn profundo, porque el rea que se une es pequea cuando la transmisin es conectada al motor. Es fcil de que se produzca algunas vibraciones de modo que es necesario ser apoyado por los soportes. Adems, el espacio para adjuntar los dispositivos auxiliares ser ms pequeo. Para asegurar el cigeal al bloque de cilindros y reforzar la fuerza del bloque, un dispositivo de apoyo podra ser formado con el cojinete del cigeal en la parte inferior del crter del motor. Segn el tipo de dispositivo, estn el tipo estructura de escala y el tipo de viga de cojinete. En la parte inferior del bloque de cilindros, existe tambin un depsito de aceite. Este es para juntar el aceite, completando el rol de lubricacin y refrigeracin. Est fabricado de una hoja de acero prensada y est conectada por una cubierta de caucho como la cubierta superior. Es fcil que el depsito de aceite haga ruidos de modo que est fabricado con una placa hecha de acero resistente a la vibracin. La placa de acero est fabricada para insertar una placa de resina entre las dos placas de acero para evitar que vibre. 9. Cojinetes (Cojinete principal)

El cojinete ayuda a la rotacin suave del eje y soporta al eje de rotacin. Hay varios tipos de

cojinetes, incluyendo el cojinete plano que sostiene el eje con el lado ms ancho y plano, y el cojinete de bolas o rodillos. Generalmente, para el cigeal del motor, es ms usado el cojinete plano.

La razn por la cual el tipo de cojinete de rodillos no es aplicado al cigeal es que la carga puede ser concentrada en los puntos de contacto de la bola o el rodillo en un punto o lnea fija. En el cojinete plano la carga es aplicada sobre el lado lubricado, el rea de contacto es ms grande que el cojinete de rodillo o de bola de modo que el cojinete plano puede soportar mayores fuerzas.

El cojinete liso tambin se le denomina como cojinete de deslizamiento, el eje se desliza sobre el cojinete con el aceite lubricante. Incluso si se le aplica con mucho cuidado y con precisin a la superficie del cuerpo slido de metal, una capa de superficie lisa de todas formas tendra cierta aspereza. Por lo tanto, cuando los dos cuerpos slidos se ponen en contacto directamente, ellos deberan desgastarse.

El aceite lubricante que ingresa entre el cojinete liso y el eje puede convertir la superficie rugosa de estos dos cuerpos slidos en una superficie suave. Los dos cuerpos slidos no se contactan directamente an cuando estn conectados.

El espesor de la pelcula de aceite, es decir el espacio con el cojinete, es cambiado por la carga o la expansin de calor. Cuando es muy pequeo, se le puede adherir calor de friccin. De otra manera, cuando es muy grande, puede producir vibraciones y ruido.

El cojinete es fabricado soldando la aleacin que tiene poco peso y buena resistencia a la fatiga, como son el cobre o el aluminio, sobre la superficie con una base especial de metal como el plomo. El cojinete tiene agujeros y un




surco de aceite para suministrar el aceite lubricante y lubricar la porcin de contacto entre la biela y la bancada del cigeal y entre el cigeal y el crter del motor. El cojinete de manivela, el eje rotatorio del cigeal, es conectado a la parte inferior del bloque de cilindros por la tapa del cojinete con el cojinete liso. Para el motor en serie, este cojinete debera estar conectado en el lado delantero y el lado trasero del cilindro. Si es de 4 cilindros, tiene 5 cojinetes y si es de 6 cilindros, tiene 7 cojinetes, es decir, es llamado de 5 cojinetes y de 7 cojinetes respectivamente. Ciertos motores de modelos antiguos podran tener la estructura de 3 cojinetes. Este tipo no es usado porque es fcil que se doble el cigeal y tambin porque produce vibraciones. 10. Volante

El volante est incorporado en el lado de la transmisin del cigeal para mantener la rotacin pareja usando la fuerza de inercia y reduciendo la irregularidad de la fuerza rotatoria. El cigeal gira dos veces por cada tiempo de combustin. En las otras carreras, la fuerza invertida direccional ser necesaria para la compresin, la admisin y el escape. Si no hay volante, entonces la fuerza rotatoria del cigeal se reduce en estas carreras. Por lo tanto, cuando los intervalos de cada carrera de combustin sean largos como los del estado de ralent, el motor podra detenerse.

Alrededor del volante se instala una corona dentada para hacer girar el cigeal a traves del pion del motor de arranque. El disco de embrague puede conectarse al lado plano del volante mediante una placa para transmitir la fuerza motriz a la transmisin.




La magnitud del torque de rotacin es calculada multiplicando la magnitud de la fuerza por la distancia entre el centro del eje al punto en el cual la fuerza es aplicada. La magnitud de la fuerza es proporcional a la masa de inercia de modo que si el volante es pesado y el dimetro externo es grande, o si la parte externa es pesada, entonces la fuerza del volante podra ser grande. En el motor convencional, la mitad de la masa de inercia total es distribuida en el volante. Por lo tanto, cuando la rotacin del motor es baja o cuando el motor convencional est en estado de ralent, la masa de inercia del volante debe ser grande para hacer girar el motor regularmente. Sin embargo, con la masa de inercia grande del volante, la rotacin del motor no puede cambiarse fcilmente. Es difcil aumentar la rotacin del motor presionando el acelerador, o frenar el giro del motor soltando el acelerador. Es decir la respuesta de motor ser deficiente. De manera que la eficiencia del combustible tambin ser la peor.

Algunos motores usan el 30% de torque generado por el motor para aumentar la rotacin del motor mismo, cuando se acelera en un cambio de baja velocidad. El tamao y el peso del volante son decididos segn el propsito del vehculo. Por ejemplo, el motor para el auto de carrera usa uno de tamao pequeo, y l auto para la familia usa uno de tamao grande. Para objetivos generales, el volante est fabricado de hierro fundido, y para objetivos especiales como el auto de carrera, est fabricado con cortes en el material de

acero que tiene ms fuerza.

11. Eje de equilibrio o compensador para la

fuerza de inercia secundaria

El pistn, la biela y el cigueal producen la fuerza de inercia segn el movimiento recproco y rotatorio. Por esta razn, si el motor de un cilindro no tiene el peso contrario para equilibrar entre la fuerza de inercia y el peso del pistn, la biela y el cigueal, entonces el motor puede vibrar demasiado y desestabilizarse.

Para el motor de 4 cilindros en serie, los 4 pistones estn conectados al eje cigeal aparendose el primero con el cuarto, y el segundo con el tercero, frente a frente entre s. Cuando el cigeal gira, las fuerzas de inercia son compensadas de modo que el peso contrario puede que no se necesite.

En la estructura de movimiento real del sistema de manivela de pistn del motor de 4 cilindros, la fuerza de inercia no ser compensada. Esto proviene de la estructura en la cual el pistn en el movimiento recproco, es conectado al cigeal en el movimiento rotatorio con la biela. Por ejemplo, en la rotacin de mitad del cigeal cuando el pistn se mueve desde el punto ms alto (PMS, punto muerto superior) al punto ms bajo (PMI, punto muerto inferior), el pistn tiene la velocidad mxima cerca del punto ms alto de la carrera ms que a la mitad de ella. La rotacin del cigueal es regular de modo que la fuerza de inercia de la manivela de cada cilindro (la fuerza de inercia primaria) es fcilmente balanceada. Sin embargo, la fuerza de inercia del pistn no lo es. Por ejemplo, la fuerza de inercia superior generada cuando el primero y cuarto pistn se mueven desde el punto ms alto hacia el punto ms bajo es ms grande que la fuerza de inercia inferior generada cuando los segundos y terceros pistones se mueven desde el punto ms bajo al punto ms alto.




Representando esta relacin en el grfico con la fuerza de inercia en el eje vertical y el ngulo de rotacin del cigeal en el eje horizontal, cuando la fuerza de inercia superior del primer y cuarto pistn es el valor mximo, la fuerza de inercia inferior del segundo y tercer pistn es de valor mnimo, y viceversa despus que el cigeal gira 180. De esta relacin, sabemos que la fuerza de inercia es generada con la proporcin de 2 veces por una rotacin del cigeal. Esta fuerza de inercia es denominada fuerza de inercia secundaria. Es fcil que se produzca cuando el motor est en estado ralent.

El motor de cuatro cilindros es equipado generalmente en el auto de pasajeros pequeo. Para conveniencia de los pasajeros, un eje de balanceo, es un eje de equilibrio que tiene la forma de la mitad de un crculo en la vista de corte transversal, ser conectado a ambos lados del motor para reducir la

vibracin de la fuerza de inercia secundaria. Este eje de equilibrio est diseado para girar al doble de velocidad en direccin inversa al cigeal. La fuerza de inercia adicional generada desde el eje de equilibrio compensar la vibracin de la fuerza de inercia secundaria.




Captulo 3. Culata 1. Culata

La culata est instalada sobre el bloque de cilindros con un sello para evitar que se escape el gas quemado. La parte inferior de la culata es tambin el piso de la cmara de combustin. Por lo tanto, la forma de la culata muy es complicada. La parte en forma de caja rectangular localizada en la parte superior, tiene el sistema de conduccin de vlvulas que inhala la mezcla de combustible hacia el motor y arroja el gas quemado, y el conector de encendido de modo que la forma y la operacin de esta parte pueda adems decidir adems del funcionamiento de motor, la combustin de la mezcla de combustible.

La estructura de la culata vara segn el tipo de motor. La mayora de las culatas tienen la tpica estructura as.

En la parte superior, hay un sistema conductor de vlvulas en cual el puerto de admisin que inhala la mezcla de combustible en la cmara de combustin y puerto de escape que saca el gas quemado en la direccin longitudinal. Dentro de la culata, hay una cmara de agua que hace circular el agua fra desde el bloque de cilindros.

La cmara de combustin es una parte muy importante para decidir sobre el rendimiento del motor. Entonces la forma y el tamao son factores importantes. Si la cmara de combustin es grande, el intervalo de tiempo para quemar la mezcla de combustible es largo, an cuando la mezcla pueda ser suficientemente comprimida. Entonces no se puede asegurar ms potencia. Por lo tanto, es preferible que la cmara de combustin sea compacta.

Adems, la forma de la cmara de combustin debe tener la menor cantidad de superficies desiguales para realzar la combustin de las mezclas. Si la forma de la cmara de combustin es complicada, entonces el calor de la combustin fcilmente se perder porque la superficie de la cmara es demasiado grande sobre el volumen, por lo tanto, la fuerza que presiona el pistn ser inferior.

El puerto de admisin es tambin la parte importante, porque el flujo de la mezcla de entrada esta definido por el tamao y la forma. Considerando slo el flujo, la superficie interna ms lisa es mejor para reducir la resistencia contra el flujo y la forma directa de puerto es el mejor. Sin embargo, la forma del puerto es provechosa para la inhalacin de la mezcla en el cilindro para formar un flujo agitado y para ser quemado en la carrera de combustin tanto como sea posible.

La cmara de agua absorber el calor restante que queda despus de la combustin hasta que termine la carrera de escape tan rpido como sea posible para evitar que aumente la temperatura de las prximas mezclas de inhalacin. Especialmente, alrededor de las partes que tienen alta posibilidad de aumentar la temperatura tales como la vlvula de escape y la buja que debe ser enfriado principalmente para impedir que se produzca un problema por el exceso de calor. En la culata, est el cojinete para sujetar el sistema de conduccin




de la vlvula que incluye al eje de levas. El cojinete es lubricado y enfriado por el aceite del motor. 2. Leva y eje de levas

El disco de leva conduce la apertura y el cierre de las vlvulas de admisin para inhalar la mezcla de combustible hacia la cmara de combustin y las vlvulas de escape para sacar el gas quemado. Para el motor OHC o DOHC, el disco de leva es conectado al rbol de levas instalado en la parte del medio de la culata.

El rbol de levas tiene los discos de leva con el mismo nmero de las vlvulas para la admisin y el escape que estn distribuido en ngulos segn la sincronizacin de apertura y cierre. Para el motor de 4 ciclos, la relacin de apertura de las vlvulas de admisin y las vlvulas de escape es de una por dos revoluciones del cigeal. Por lo tanto, el rbol de levas gira con la proporcin de una vuelta por dos revoluciones del eje cigeal. La parte protuberante del disco de leva se llama nariz de leva o la alzada de leva. La altura se denomina el levantador de disco de leva. "Levantador" quiere decir que los discos

de leva levantan la vlvula de modo que el estado de apertura sea determinado por el perfil de disco de leva. La sincronizacin de la apertura y el cierre de las vlvulas son determinados por el ngulo de operacin, el ngulo desde el punto de partida hacia el punto final de la cabeza.

Cuando la vlvula se cierra en el asiento de la vlvula, es preferible que el impacto sea pequeo en lo posible, de modo que la forma en seccin de cruz del disco de leva sea de la forma de un huevo.

Siempre se le aplica a la vlvula una fuerza en la direccin de cierre mediante el resorte de vlvula. Presionando el resorte con la nariz del disco de leva, las vlvulas se abrirn.

Si la velocidad de disco de leva se hace rpida para ampliar la fuerza de inercia de la vlvula, el movimiento recproco de la vlvula no es equilibrado con el movimiento rotatorio del disco de leva. La velocidad del motor generada por esta velocidad limitada de apertura y cierre es la velocidad mxima del motor. Entonces el perfil del disco de leva es muy importante.

La superficie de la nariz del disco de leva debe ser tratada en forma especial para asegurar la resistencia contra las fricciones del levantador de vlvula y el balancn instalado en la vlvula. Para hacerlo as, el rbol de levas esta fabricado de hierro fundido y la nariz de disco de leva debe ser tratada con un tratamiento en fro tal como el mtodo de congelacin para fortalecer la superficie, cuando es fundido.

Leva pequea Leva grande

Hay dos mtodos para suministrar el aceite




lubricante al cojinete de leva que sujeta la nariz de disco de leva y el rbol de levas, desde afuera y desde adentro. En el mtodo de suministro exterior, el aceite ser suministrado desde el cojinete. En el mtodo de suministro interior, el rbol de levas tiene un agujero para suministrar el aceite lubricante desde la parte del medio del cojinete. Adems, el rbol de levas est fabricado de un tubo ahuecado y el aceite lubricante puede ser suministrado a travs de este tubo ahuecado.

3. Accionamiento del eje de levas

Para el motor OHC, el cigeal esta localizado en la parte inferior el bloque de cilindros y el rbol de levas esta localizado sobre la culata, por lo que debe haber una cadena o correa para transmitir el movimiento rotatorio del cigeal al rbol de levas. La conduccin de las vlvulas de admisin y escape debera ser exactamente sincronizada con la rotacin del cigeal, para algunos casos como el auto de carrera, utiliza engranajes para transmitir exactamente el movimiento rotatorio.

En el sistema de cadena para la transmisin, la rueda dentada para la cadena se le denomina engranaje. El que va conectado en el cigeal es el engranaje de cigeal, y el otro conectado al rbol de levas es el engranaje del rbol de levas.

En el sistema en el cual el rbol de levas es conducida por la cadena, la proporcin del nmero de dientes entre el pin de cigeal y el rbol de levas es de 1:2. Para mantener la tensin de la cadena, se instala un tensor de cadena, y la gua de cadena impide que esta se sacuda durante el giro.

Si este mtodo es aplicado al motor DOHC, el engranaje tendr el dimetro grande segn la relacin del nmero de dientes. Por lo tanto, la holgura del rbol de levas y la holgura de las vlvulas de entrada se agrandar.

Por consiguiente, este mtodo no es aplicado a los motores de tipo compactos. Para solucionar este problema, un engranaje adicional se inserta entremedio para transmitir el movimiento rotatorio al engranaje del rbol de levas. La correa de distribucin usa una correa que tiene la superficie dentada y la polea, en vez de la cadena y el engranaje, respectivamente. En este tipo, el engranaje y la polea conectada al extremo del rbol de




levas tienen la marca de distribucin que indica el tiempo de apertura y cierre de la vlvula. Entonces usamos el trmino de "distribucin" al nombre de las partes. La polea conectada en el cigeal es la polea de engranaje de distribucin del cigeal y la que est conectada al rbol de levas es la polea de engranaje de distribucin de rbol de levas. En el sistema de cadena, habr un tipo de reduccin directa y un tipo de reduccin doble. Incluso aunque el motor OHC pueda aceptar la cadena larga para conducir el rbol de levas, se usa principalmente el mtodo conductor de la correa. La razn es que la cadena larga puede producir el mal ajuste de sincronizacin por un lado y grandes ruidos por otro y adems el sistema de cadena necesita lubricacin. Sin embargo la correa est fabricada de fibra y caucho entonces fcilmente puede romperse por el calor o el aceite. Es preferible que se cambie cada 90.000km de funcionamiento.

4. Vlvulas de Admisin y Vlvulas de Escape

La culata incluye el puerto de admisin que inhala la mezcla de combustible al cilindro y el puerto de escape sacando el gas quemado. Las vlvulas en los puertos son la vlvula de admisin y vlvula de escape, respectivamente. De acuerdo a la forma de hongo de la vlvula, se le denomina vlvula de movimiento vertical.

Las poseen una cabeza de vlvula y el vstago de vlvula. El vstago apoya la gua y el resorte de vlvula. La vlvula es abierta por la operacin de presin de la nariz del disco de leva y es cerrada por la fuerza elstica del

resorte. La temperatura de la combustin est

sobre 2000C, y la temperatura del gas quemado que pasa a travs de la vlvula es ms de 1000C. Por lo tanto, la temperatura de la vlvula de escape es ms de 800C y la de la vlvula de entrada es ms de 300C. Entonces el material de la vlvula debera ser de acero resistente al calor.

El tamao de la vlvula es representado por el dimetro en la parte de la cabeza. La vlvula de admisin es ms grande que la vlvula de escape. Representando el rea de la parte de la cabeza, cuando la vlvula de entrada es de 100, la vlvula de escape es aproximadamente 75 ~ 85. Esta diferencia en sus tamaos es para equilibrar el flujo de gas. La entrada es realizada por la presin disminuida que resultando de la bajada forzada del pistn, por otro lado, el escape es realizado por la alta presin que resulta de la combustin. Para equilibrar el flujo de entrada y escape, el tamao de vlvula de entrada debe ser ms grande que el de la vlvula de escape.




El vstago de la vlvula esta diseado, considerando el flujo, tal como el de la vlvula de admisin es ms delgada para reducir la resistencia de flujo y la de la vlvula de escape es ms grueso para transmitir el calor desde la parte protuberante del vstago . El calor es transferido a travs del paso del vstago de la vlvula, la gua de la vlvula, la culata y el agua de refrigeracin. Algunos motores de alto rendimiento usan el vstago hueco relleno con sodio para asegurar una mejor refrigeracin de la vlvula.

La parte del puerto que se pone en contacto con la cara de vlvula se le denomina asiento de vlvula. Si la culata est fabricada de hierro fundido, entonces el asiento de la vlvula tiene la doble estructura. Si la culata est fabricada de aleacin de aluminio, entonces el asiento es fabricado de acero con resistencia al calor.

El resorte de la vlvula siempre presiona la vlvula para conectar al disco de leva de modo que el resorte de vlvula se prefiere porque es suave para reducir la resistencia de friccin generada cuando la nariz del disco de leva presiona la vlvula. Adems, para ampliar la cantidad de gas de entrada y gas de escape, la vlvula puede ser ampliada y el levantamiento del disco de leva puede extenderse as como el resorte de vlvula puede ser ablandado para que opere ms rpido. Pero esto puede producir problemas y es ms difcil el balanceo. 5. Sistema de accionamiento de vlvulas

Como la vlvula controla los gases para inhalarlos y para sacarlos del cilindro, su mtodo de conduccin puede entregar efectos importantes en el rendimiento del motor. Hay varios tipos de accionamiento de vlvulas. Han sido desarrollados desde el tipo de vlvula lateral, OHV, OHC hasta el tipo de DOHC.

Vlvula de tipo lateral

En la vlvula de tipo lateral, el rbol de levas instalado cerca del eje cigeal y presiona un sistema largo de vlvulas para abrir y cerrar la vlvula. La cmara de combustin es grande y tiene el intervalo largo de tiempo para quemar la mezcla de combustible de modo que no pueda producir alta potencia. Hoy da este tipo no es usado.

Tipo OHV (Vlvulas en la culata)

En el tipo de vlvulas en la culata (OHV), la vlvula parecida al tipo de vlvula lateral es conectada sobre el cilindro para abrir y cerrar la vlvula usando un alza vlvulas. La forma y la estructura son similares a los motores usados actualmente para mejorar el rendimiento.




Tipo OHC (rbol de levas en la culata)

Despus de eso, se desarroll el tipo OHC (rbol de levas en la culata). Como su nombre lo indica, el rbol de levas est localizado sobre la culata, exactamente, en el la parte central de esta. En las levas de OHC, hay dos tipos, el tipo en lnea en la cual las vlvulas de admisin y de escape son alternativamente instaladas en direccin lneal, y el otro es del tipo de instalacin en forma de V en la que la vlvula de admisin y la de escape estn localizadas una frente a la otra en oposicin para formar el tipo V. Este ltimo tiene ms eficiencia y ms alto rendimiento.

Tipo DOHC (doble rbol de levas en la culata)

Desarrollando ms y ms este arreglo en forma de V, el tipo DOHC (doble rbol de levas en la culata), en el cual las vlvulas de admisin y de escape son independientemente conducidos por el rbol de levas, principalmente es usado hoy en da para motores de alto rendimiento. Como dice el nombre, hay dos rboles de levas de modo que los llamaremos sistema de disco de leva

gemelo (twin cam). Adems, el motor tipo V, tiene dos culatas entonces los rboles de levas sern cuatro.

Tipo directo Balancn Alza vlvulas

El mtodo de conduccin para las vlvulas de admisin y escape se divide en el tipo directo, en el cual el disco de leva directamente conduce las vlvulas, y el tipo de balancn, en el cual el disco de leva conduce la vlvula que usa una palanca. En el tipo de balancn, una palanca conecta el punto de apalancamiento y la leva. Usando la palanca se puede conducir la vlvula ms rpido que el levantamiento de disco de leva.

El tipo directo tiene menos componentes y mucha fuerza. Usando la presin del aceite para el taqu hidrulico, la vlvula puede recorrer el perfil de disco de leva siempre. 6. Tiempo de vlvulas

El tiempo de vlvulas, es el tiempo sincronizado de apertura y cierre de la vlvula de admisin y de escape. Cada vez que se indica que la vlvula comienza a abrirse y cuando la vlvula termina de cerrarse es representado por el ngulo rotatorio del cigeal alrededor del punto ms alto o el punto ms que alcanza el pistn, sto como tiempo estndar.




Como se dice simplemente sobre la apertura y el cierre las vlvulas, la vlvula de escape se abrir cuando el pistn est en el punto ms bajo. Despus de la extraccin del gas, cuando el pistn est en el punto ms alto, la vlvula de escape se cerrar. Al mismo tiempo, la vlvula de admisin se abrir para que ingrese la mezcla de combustible. Cuando el pistn est en el punto ms bajo, la vlvula de entrada se cerrar. Sin embargo, esto es justo el concepto para la operacin de vlvulas. La mezcla de combustible y el gas usado tiene masa, de modo que el flujo de la mezcla o el gas no son ejecutados al instante, necesitan algunos intervalos de tiempo. Adems, las vlvulas no pueden abrir y cerrarse instantaneamente. Por ejemplo, la vlvula de admisin necesita algn tiempo de intervalo para abrirse totalmente, y la mezcla no es inhalada durante algn tiempo por la inercia del flujo.

Por lo tanto, la vlvula de entrada se abrir antes que el pistn alcance el punto ms alto y cerrar despus del PMI. Cuando el pistn comienza a bajar, entonces la vlvula ya est un poco abierta para tomar la mezcla de combustible dentro del cilindro. Por esto la entrada se abre un poco antes. La vlvula se abrir completamente cuando el pistn alcance el punto ms bajo, de modo que la mezcla de combustible puede ser

suficientemente inhalada.

Sincronizacin de la vlvula de Admisin

Cuando el pistn pasa el punto ms bajo, la vlvula de entrada no se cierra en el fondo. Al hacerlo as, la mezcla ser inhalada en el cilindro por la inercia del flujo de la mezcla. Al final de la carrera de combustin, la vlvula de escape se abrir justo antes de que el pistn alcance el punto ms bajo (PMI).

Sincronizacin de vlvula de escape

Esto es para sacar el gas quemado tan rpido como sea posible por la fuerza de expansin dejada en el cilindro. De la misma manera que con la vlvula de admisin, an cuando el pistn pase el punto ms alto (PMS), la vlvula de escape an est abierta para expulsar el gas quemado totalmente usando la inercia del flujo de escape.




Segn estos procesos de operacin de las vlvulas, hay un momento en que las vlvulas de admisin y de escape se abren al mismo tiempo, porque la vlvula de escape se cierra despus de pasar a travs del punto ms alto (PMS) y la vlvula de admisin se abre antes de alcanzar el punto ms alto (PMS). En este momento, la fuerza de inercia de vaco generada del gas de escape puede acelerar la inhalacin de las mezclas de combustible. Este perodo se llama traslapo de vlvulas.

7. Sincronizacin Variable de Vlvulas

Tipo de ngulo de rbol de leva Variable

Siendo traslapado en el momento de de apertura de la vlvula de admisin y de escape, la eficacia de entrada mejorada de las mezclas es tan alta como la eficacia de escape del gas usado, es decir la rotacin del mot

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