Evolución de los Motores: Del Vapor a la Turbina de Gas

Durante el siglo XIX, la utilización de la máquina de vapor fue masiva, tanto que fue llamado el "Siglo del Vapor". Se aplicó en la combustión externa, con carbón, en máquinas industriales y en el transporte ferroviario.

Motor de Vapor

1. El distribuidor está a la izquierda y obliga al vapor a entrar al cilindro por la derecha. El vapor ejerce presión sobre el pistón y lo desplaza a la izquierda. El movimiento lineal del pistón se transforma en un movimiento de rotación de las ruedas por el mecanismo biela-manivela.
2. El movimiento del motor hace que el distribuidor se desplace a la derecha. El vapor entra al cilindro por la izquierda. El vapor empuja el pistón hacia la derecha hasta la posición inicial. El ciclo vuelve a comenzar.

El regulador tiene la función de mantener constante la velocidad de giro.

Motor de Gasolina

En el año 1876, el ingeniero alemán Nikolaus Otto inventa el motor de gasolina, un motor de combustión interna que utiliza hidrocarburos y oxígeno. Este tipo de motor es peligroso.

1. Admisión: El pistón baja, la válvula de admisión se abre y entra la mezcla al cilindro.
2. Compresión: El pistón sube, la válvula de admisión se cierra y la mezcla se comprime.
3. Explosión: Salta la chispa en la bujía, la mezcla explota y el pistón es empujado hacia abajo.
4. Escape: El pistón sube, la válvula de escape se abre y los gases quemados salen.

Existen motores monocilíndricos, motores en V y con cilindros en diferentes posiciones.

Motor Diésel

El motor diésel fue inventado en 1892 por el ingeniero alemán Rudolf Diesel. El biodiesel no proviene del petróleo, sino de aceites obtenidos de plantas como colza, girasol, soja y palma, y normalmente se mezcla con gasoil.

Motor de Dos Tiempos

El motor de dos tiempos se caracteriza porque los cuatro tiempos del motor de gasolina se agrupan en dos. Utiliza un combustible llamado mezcla (gasolina y aceite), es más complejo y caro, no tiene válvulas, por lo que es más sencillo, ligero y barato.

1. Admisión + Compresión: El pistón sube, la parte inferior del motor se llena con la mezcla de gasolina, aire y aceite que viene del carburador, y se comprime la mezcla atrapada en el cilindro.
2. Explosión + Escape: La bujía genera una chispa, la mezcla explota, los gases de la combustión impulsan el pistón hacia abajo, la mezcla que había en la parte inferior del motor es bombeada hacia el cilindro, y los gases de la combustión son expulsados del cilindro.

Cilindrada del Motor

La cilindrada se calcula con las siguientes fórmulas:

• Cc = π * r² * h
• Cm = Cc * Nc

Donde:

• Cc = Cilindrada de un cilindro (cm³)
• π = 3.14
• r = Radio del cilindro (cm)
• h = Carrera del pistón (cm)
• Cm = Cilindrada de un motor (cm³)
• Nc = Número de cilindros

Turbina de Gas

La turbina de gas fue inventada en 1930 por dos personas de forma independiente: Frank Whittle en Reino Unido y Hans von Ohain.

Se utiliza en aviones, centrales eléctricas para producir electricidad, barcos y algunas locomotoras para generar tracción mecánica. Permite que millones de pasajeros viajen a gran velocidad y a bajo precio, y ha incrementado el comercio.

1. El compresor gira a gran velocidad y succiona aire al interior del motor.
2. El aire va pasando a lo largo del compresor y se va reduciendo su volumen.
3. El aire a presión se introduce en una cámara de combustión donde se inyecta combustible en pequeñas gotas.
4. El combustible se quema en la cámara de combustión y se genera una gran cantidad de gases que salen a gran velocidad por la tobera.
5. Antes de salir del motor, los gases pasan a través de una turbina a la que hacen girar. La turbina está unida al compresor a través de un eje, por lo que una vez el motor está en marcha, el giro del motor se sostiene por sí mismo.