lunes, 17 de agosto de 2015

Reseña Histórica del motor de Combustión Interna




Los primeros motores de gasolina que funcionaron fueron proyectados siguiendo el mismo esquema de los motores de vapor. 
En éste tipo de motores, el vapor procedente de una caldera se hace expansionar en una cámara cilíndrica o cilindro. La presión ejercida por la expansión del vapor empuja hacia adelante una pieza metálica llamada Pistón (Embolo), luego el vapor pasa la caldera al cilindro a través de la válvula de admisión, en el cilindro el vapor se expansiona y oprime el pistón originando su descenso.

Cuando éste se acerca a la parte inferior del cilindro, la válvula de admisión se cierra y la entrada de vapor se detiene. Abriendo la válvula de evacuación el vapor contenido en el cilindro es expulsado y el pistón retrocede a su posición original en la parte superior del cilindro. Éste tipo de motor funciona siguiendo los ciclos. Un motor de vapor tiene un ciclo de dos fases, siendo uno el movimiento ascendente del pistón a lo largo del cilindro y el otro, el movimiento descendente del pistón.

Aunque muchos países han contribuido al desarrollo y perfeccionamiento del motor de combustión interna y se han producido ciento de millones de motores, muy pocos saben con precisión quién fue el inventor y esto se debe a que la invención del motor de combustión interna no puede atribuirse a una sola persona, ya que fueron las ideas combinadas de varios inventores las que contribuyeron al desarrollo del primer motor de combustión interna.

El francés Lebon ideó en el año de 1779 una maquina a la cual dio el nombre de "motor de combustión interna", en esa máquina el inventor hizo arder cierta cantidad de gas combustible con determinada cantidad de aire, dentro de un cilindro provisto de un embolo (pistón) la expansión de los gases producidos por la combustión empuja al embolo hacia afuera. Sin embargo la maquina no fue perfeccionada debido a la muerte de Lebon. 

Otro inventor el reverendo W. Cecil de Inglaterra construyó un motor semejante al de Lebon e hizo arder una mezcla de combustible de hidrógeno y aire. En la notas del experimento de Cecil se encontraron indicaciones claras de sus proyectos, ya que expuso un motor provisto de medios para transmitir energía y era capaz de hacer girar un eje a una velocidad de 60 revoluciones por minuto, debido a la explosiones producidas encima de la cabeza del embolo (pistón).

Lebon y Cecil descubrieron el fenómeno de producir movimientos del embolo (pistón) y de eje, al quemar ciertos combustibles en el cilindro de sus máquinas, sin embargo no lograron perfeccionar estos inventos para ser comercializados, debido a los escasos conocimientos sobre Termodinámica (ciencia que estudia los sistemas caracterizados de forma global, por sus variables de estado: presión, volumen, temperatura, sin tener en cuenta la estructura interna de los mismos), con que contaba la ciencia en aquel tiempo. Sin embargo sus ideas contribuyeron mucho al desarrollo del primer motor eficaz de combustión interna.

Otro inglés, llamado William Barnett, ampliando los experimentos de Cecil y Lebon, encontró que para obtener una mayor cantidad de energía era necesario comprimir los gases en el cilindro antes de someterlos a la combustión. La cual contribuyo ampliamente a despertar el entusiasmo entre los mejores ingenieros de la época, quienes procedieron a experimentar ampliamente con el único propósito de convertir una simple curiosidad de laboratorio en una máquina práctica que estuviera destinada a ser una de las contribuciones principales en el progreso de la civilización. Barnett como Lebon y Cecil, no pudo perfeccionar su máquina y fracaso al igual que muchos otros que trataron de resolver los problemas de índole técnico que implicaba la realización del tal idea.

En el año 1860, un inventor francés llamado Lenoir alcanzó un adelanto considerable en el perfeccionamiento de las máquinas de Lebon, Cecil y Barnett; pero tenía muy poco conocimiento sobre la disipación de calor, por lo tanto sus trabajos no dieron resultado concreto. Lenoir fracaso en sus esfuerzos de mantener su motor a una temperatura moderada de manera que pudiera funcionar sin recalentamiento y tampoco logró aprovechar parte del calor generado por la combustión de los gases dentro del cilindro para mejorar la eficiencia del motor.

Otro ingeniero francés en 1862, llamado Beau de Rachas, patentó un motor de combustión interna cuyo funcionamiento se basaba en el "ciclo de cuatro tiempos". No obstante, aunque Rachas no construyo un modelo de su invento, las teorías de su patente eran suficientemente convincentes para poner en manifiesto su efectividad.

En las patentes Rachas se puede resaltar los siguientes puntos:

1.- Alcanzar la mayor compresión de los gases, antes de la combustión.
2.- Obtener la mayor expansión de los gases durante la combustión, de modo que el pistón sea lanzado hacia abajo en su cilindro con el mayor impulso posible.
3.- Alcanzar la mayor velocidad del pistón dentro de ciertos límites prácticos, de manera que el pistón y por tanto el eje, puedan permanecer en movimiento algún tiempo después de haberse aplicado la fuerza de la expansión de los gases.

El principio de funcionamiento del motor que tan detalladamente describió Beau de Rachas, es el utilizado en los motores de combustión interna con ciclo de cuatro tiempos, debido a los esfuerzos de dos científicos alemanes llamados Nicolaus August Otto y Eugen Langen, quienes en la exposición de París de 1867 presentaron al público un motor de combustión interna cuyo principio de funcionamiento estaba basado en la teoría de Beau de Rachas. Por tal motivo el principio del ciclo de cuatro tiempos, también se conoce con el nombre de "ciclo de Otto".

Motor diesel 4 tempos
Después de todos los citados inventores y científicos, el motor de combustión interna se expandió rápidamente, usando carburante derivado del petróleo. Luego surgieron nuevos inventores que fueron perfeccionando los distintos elementos y componentes de un motor de combustión interna hasta la actualidad.


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