SISTEMAS DE UNIDADES
DINAMICA DE MOTORES
POTENCIA Y PAR MOTOR
EQUILIBRADO DE MOTORES
EL BLOQUE DE CILINDROS
LA CULATA
PISTON-BIELA-SEGMENTOS
LA DISTRIBUCIÓN
EL ENGRASE
LA REFRIGERACIÓN
LA COMPRESIÓN
BANCOS DE PRUEBA
EL MOTOR DE DOS TIEMPOS
EL MOTOR ROTATIVO
EL MOTOR A REACCIÓN

Al igual que se ha estudiado en Física los conceptos de Fuerza, Trabajo y Potencia mediante deducciones matemáticas, más o menos sencillas, que nos han llevado a aprender las típicas fórmulas que las expresan, en el estudio de los motores térmicos también hemos de tener presente siempre estos conceptos. No en vano siguen siendo máquinas que funcionan según los principios físicos que rigen el movimiento de cuerpos sólidos, y hemos de tener claro, por ejemplo, que la fuerza que produce el movimiento del pistón procede de la fuerza de la explosión o combustión generada en la cámara de compresión. Y que es esa fuerza la que, aplicada convenientemente, desplaza a ese pistón durante un corto trayecto, originando por ello un trabajo determinado.

Para empezar a estudiar un motor hemos de saber qué es lo que hay dentro y qué es lo que lo hace girar. El origen de todo ello es bien simple si nos imaginamos a un ciclista pedalear en su bicicleta. Su pierna, apoyada en el pedal mediante el pié, empuja la manivela articulada en este pedal, haciendo que la fuerza de la pierna, o todo su peso si se pone en pié para pedalear, produzca un movimiento giratorio en el plato dentado, que a su vez está unido a la rueda mediante el piñón de engranajes.

El motor de combustión interna hace lo mismo, pero con soluciones mecánicas: la fuerza procede de la explosión de una mezcla de gasolina y aire convenientemente dosificada, que se produce dentro de un cilindro completamente cerrado por todas partes menos por una. Es en esta parte donde se encuentra otro cilindro llamado pistón, y que es empujado por esta explosión instantánea. Si el pistón estuviera libre saldría disparado como la bala de un cañón, pues éste se basa en el mismo principio. Pero no es así, porque este pistón está articulado a una manivela, y el movi

El cilindro que se forma al desplazarse el pistón desde el punto superior A (llamado Punto Muerto Superior o P.M.S) al punto inferior B (llamado Punto Muerto Inferior o P.M.I.) es lo que se llama Volumen Unitario o V_u, que corresponde a un cilindro cuyo diámetro D de la base es el diámetro del cilindro donde se halla el pistón, y la altura h de ese cilindro será el recorrido que efectúa la parte superior del pistón desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior, que llamaremos carrera L del pistón.
Puestas así las cosas, no hay más que aplicar la conocida fórmula del volumen de un cilindro para averiguar el Volumen Unitario V_u que tiene ese motor, que suponemos es de un cilindro, teniendo en cuenta que el radio r se puede sustituir por el diámetro D dividido por dos (la mitad del diámetro es el radio).

El Volumen Unitario V_u  se expresa generalmente en centímetros cúbicos (cm³). Por ello no hay más que sustituir el diámetro D y la carrera L por sus valores puestos en centímetros.
La cilindrada total  V será el resultado de multiplicar la cilindrada unitaria Vu por el número de cilindros N que tiene el motor, y el valor se puede expresar también en centímetros cúbicos, aunque es mas normal hacerlo en litros.

PROBLEMA TIPO

El Opel Vectra 16 SV tiene un motor de 4 cilindros con un diámetro cada uno de 79 milímetros y una carrera de 81´5 milímetros. Calcular la cilindrada total.

Si queremos expresar el resultado final en litros, y sabiendo que 1 litro tiene 1000 centímetros cúbicos, únicamente hemos de dividir el resultado obtenido entre 1000.  V = 1597 cm³ = 1´597 litros, que es aproximadamente igual a 1´6 litros.

Al subir el pistón hasta el PMS, resulta que todo el volumen unitario queda comprimido dentro de la cámara de explosión, que es un pequeño espacio en la parte superior del cilindro. Se llama Relación de Compresión a la relación que hay entre el volumen total que hay dentro del cilindro (incluído el volumen de la cámara de compresión Vc) y el volumen de la cámara de compresión Vc.
Esto es igual que hablar del número de veces que cabe el volumen de la cámara de compresión en el volumen formado por el pistón en el PMI más el volumen de la propia cámara de explosión.

En el problema anterior, hallar la relación de compresión del motor sabiendo que la cámara de explosión tiene un volumen de 44´35 centímetros cúbicos.

PROBLEMA TIPO

DATOS.

Volumen de la cámara de compresión V_c = 44´35 cm³

Desarrollo del problema:

R_c = (V_u + V_c ) / V_c

La relación de compresión es adimensional, esto es, no tiene unidades, ya que se trata de una relación entre dos magnitudes de igual dimensión. Tanto el numerador como el denominador son unidades de volumen dadas en centímetros cúbicos. Por ello su cociente carece de unidad, y eso es lo que realmente es, una relación entre volúmenes distintos pero con la misma unidad. Su resultado expresa, por tanto, una comparación del volumen cuando el pistón está en el PMI y cuando está en el PMS. El problema nos ha dado la relación de compresión R_c = 10.