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Motor de gasolina

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Motor de gasolinaW16deBugatti Veyron

Elmotor de gasolinaes unmotor de combustión internaconencendido por chispa,diseñado para funcionar congasolinay otroscombustiblesvolátilessimilares.

Funcionamiento

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En la mayoría de los motores de gasolina, el combustible y el aire habitualmente se mezclan antes de la compresión (aunque algunos motores de gasolina modernos ya usan un sistema deinyección directaa los cilindros). La premezcla anteriormente se realizaba en uncarburador,pero ahora se realiza medianteinyección de combustiblecontrolada electrónicamente, excepto en motores pequeños, donde el costo o la complejidad de la electrónica no justifica la eficiencia lograda en el motor. El proceso en unmotor diéselse diferencia en el método de mezcla de combustible y aire, y además, prescinde del uso debujíaspara iniciar el proceso decombustión.En un motor diésel, solo se comprime el aire (y, por lo tanto, se calienta), y el combustible se inyecta en aire comprimido (caliente) al final de lacarrera de compresióndel pistón, provocando la combustión.

Historia

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El primer motor de gasolina práctico fue construido en 1876 en Alemania porNicolaus August Otto,aunque hubo intentos anteriores realizados porÉtienne Lenoir,Siegfried Marcus,Julius HockyGeorge Brayton.[1]

Índice de Compresión

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Con aire y combustible en un cilindro cerrado, al comprimir la mezcla lo suficiente se da la posibilidad de que se realice un autoencendido; o que se comporte como unmotor de encendido por compresión,al igual que funcionan los diésel. Debido a las diferencias en los índices de combustión entre los dos tipos de combustible, los motores de gasolina están diseñados mecánicamente con una sincronización distinta a los diésel, lo que hace que el autoencendido de un motor de gasolina ocurra antes de que el cilindro haya alcanzado supunto muerto superior(PMS). Lagasolina de mayor octanajese quema más lentamente, por lo que es menos propensa al autoencendido y su tasa de expansión es menor. Por lo tanto, los motores diseñados para funcionar exclusivamente con combustible de alto octanaje pueden lograr relaciones de compresión más altas.

La mayoría de los motores de gasolina de automóviles modernos generalmente tienen una relación de compresión de 10,0:1 a 13,5:1. Los motores con sensor de detonación pueden tener, y generalmente tienen, una relación de compresión superior a 11,1:1 y se acerca a 14,0:1 (para combustible de alto octanaje y generalmente coninyección directa de combustible) y los motores sin sensor de detonación generalmente tienen una relación de 8,0:1 a 10,5:1.[2][3]

Velocidad y Eficiencia

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Los motores de gasolina tienden a funcionar a velocidades más altas que los motores diésel debido a componentes más ligeros. Sin embargo, la eficiencia térmica de los motores de gasolina suele ser menor que la de los motores diésel. Los motores modernos de gasolina pueden alcanzar eficiencias térmicas de hasta el 38%.

Aplicaciones

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Los motores de gasolina tienen numerosas aplicaciones, incluyendo automóviles, motocicletas, aeronaves, lanchas motoras y motores pequeños como los usados en cortacésped y motosierras.

Diseño

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Ciclos de Trabajo

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Motor de gasolina de 4 tiempos.

Los motores de gasolina pueden funcionar en ciclos de cuatro tiempos o dos tiempos y pueden tener una disposición de cilindros en línea o en V. La refrigeración puede ser por aire o por líquido. El encendido se realiza mediante chispa generada por bujías y la potencia se mide en caballos de fuerza o kilovatios.

Disposición de Cilindros

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La disposición de los cilindros es comúnmente de 1 a 6 cilindrosen líneao de 2 a 12 cilindros enV.Losmotores planosyMotor Wankelson otros diseños menos comunes, pero notables.

Refrigeración

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Los motores de gasolina pueden estar refrigerados de dos formas principales:

  • **Refrigeración por aire:** En este método, el motor se enfría mediante aletas que aumentan la superficie de los cilindros y la culata. Este enfoque es común en motores más pequeños y en aplicaciones como motocicletas. En algunos casos, los motores planos refrigerados por aire se utilizan en avionetas y automóviles específicos, como algunos modelos de Porsche y Subaru.
  • **Refrigeración por líquido:** En este sistema, un circuito de líquido refrigerante (generalmente una mezcla de agua y etilenglicol o propilenglicol) se encarga de enfriar todo el motor. Este líquido pasa a través de un radiador para disipar el calor. Este método es más común en automóviles y proporciona una capacidad de enfriamiento más eficiente que la refrigeración por aire. Además, los líquidos refrigerantes modernos contienen aditivos para prevenir la corrosión y mejorar la protección de los componentes del motor.

El sistema de enfriamiento suele estar ligeramente presurizado para aumentar aún más el punto de ebullición del refrigerante.

Encendido

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Los motores de gasolina realizan el encendido mediante una chispa generada por bujías o mediante sistemas de encendido más modernos. En los motores de automóviles actuales, el tiempo de encendido se gestiona mediante una unidad de control del motor.

Medida de Potencia

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La forma más común de medir la potencia de un motor de gasolina es a través de la potencia de frenado, medida en el volante de inercia y expresada en caballos de fuerza o kilovatios. Esta potencia representa la potencia mecánica real del motor en una forma completa y utilizable. Es importante destacar que la potencia de salida puede variar según el valor energético del combustible, la temperatura y la humedad del aire ambiente, así como la altitud. Por ello, existen estándares acordados en Europa y los EE. UU. sobre el combustible que se debe usar durante las pruebas y las condiciones de prueba, como una temperatura ambiente de 25 °C en Europa y 64 °F en EE. UU., y una humedad del 50%.

Los motores de vehículos marinos, en general, no tienen ventilador de radiador y, comúnmente, tampoco tienen un alternador. Por lo tanto, en estos casos, la potencia nominal indicada no sufre pérdidas por el radiador ni el alternador. La Sociedad de Ingenieros de Automoción en los EE. UU. y la Organización Internacional de Normalización (ISO) en Europa publican estándares sobre procedimientos exactos y cómo aplicar correcciones para reducir la posibilidad de error, como la altitud sobre el nivel del mar.

Véase también

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Referencias

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  1. «Who Invented the Car?».Archivado desdeel originalel 16 de julio de 2012.Consultado el 20 de abril de 2022.
  2. «Energy efficiency of vehicles».hk-phy.org.Archivado desdeel originalel 5 de diciembre de 2017.Consultado el 7 de octubre de 2017.
  3. «Direct Fuel Injection - What It Is and How It Works».Consultado el 7 de octubre de 2017.