Funcionamiento Mecánico del Motor-Carrera de Compresión

Durante los cuarenta años siguientes al primer vuelo de los hermanos Wright, los aviones utilizaron motores de combustión interna para tornos para generar empuje.Hoy en día, la mayoría de los aviones de aviación general o privados aún cuentan con hélices y motores de combustión interna, al igual que su motor móvil.En esta página discutiremos los fundamentos del motor de combustión interna utilizando el motor de 1903 de los hermanos Wright, que se muestra en la figura, como ejemplo.

El diseño de los hermanos es muy simple para los estándares actuales, por lo que es un buen motor para que los estudiantes estudien para aprender los fundamentos del funcionamiento del motor. Este tipo de motor de combustión interna se llama motor de cuatro pulsaciones porque hay cuatro movimientos(golpes)del pistón antes de que se repita toda la secuencia de encendido del motor.En la figura, hemos coloreado el sistema de admisión de combustible/aire rojo, el sistema eléctrico verde y el sistema de aspiración azul. También representamos la mezcla de combustible/aire y los gases de escape mediante pequeñas bolas de colores para mostrar cómo se mueven estos gases a través del motor.Ya que nos referiremos al movimiento de varias partes del motor, aquí hay una figura que muestra los nombres de las partes:

Funcionamiento mecánico

Al final del movimiento de la toma, la mezcla de combustible/aire se ha introducido en el cilindro a baja presión (casi atmosférica) por el movimiento del pistón hacia el eje de las cigüeñales a la izquierda. A partir de nuestras consideraciones sobre el ciclo del motor,designamos esta condición como etapa 2 del ciclo Otto.La válvula de admisión se cierra y el pistón comienza a moverse de nuevo hacia la cámara de combustión a la derecha.Con ambas válvulas cerradas, la combinación del cilindro y la cámara de combustión forma un recipiente completamente cerrado que contiene la mezcla de combustible y aire. A medida que el piston se empuja hacia la derecha, el volumen se reduce y la mezcla de combustible/aire se comprime. Cuando el pistón se ha movido completamente hacia la derecha, designamos las condiciones como la Etapa 3 del ciclo.Durante la carrera de compresión, el contacto eléctrico se mantiene abierto.Cuando el volumen es el más pequeño y la presión es la más alta, el contacto se cierra y la corriente fluye a través del circuito completado.El interruptor se abre rápidamente, produciendo una chispa queignita la mezcla.

Termodinámica

Durante la compresión, noheatis se transfiere a la mezcla de combustible/aire.A medida que el volumen disminuye debido al movimiento del pistón, la presión en el gas es increased.In la figura, la mezcla se ha coloreado de azul en la etapa 2 y amarillo en la etapa 3 para denotar un aumento moderado en pressure.To produce la presión aumentada, tenemos que trabajar en la mezcla, así como tienes que trabajar para inflar un neumático de bicicleta usando una bomba.Hay ecuaciones termodinámicas que relacionan el aumento de presión y el aumento de temperatura con el cambio de volumen:

donde p es la presión, T es la temperatura, V es el volumen de la mezcla y gamma es la proporción de calores específicos de la mezcla.Los números indican las dos etapas del ciclo.Dado que V2 es mayor que V3 y gamma es mayor que 1 (1,4 para aire puro),p3 es mayor que p2 y T3 es mayor que T2. La presión y la temperatura de la mezcla de combustible/aire aumentan durante el proceso de compresión, y el valor final (p3 y T3) depende solo de una relación de compresión geométrica(V2/V3) a alguna potencia multiplicada por el valor inicial (p2 y T2).

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