Motores de combustion interna de cuatro tiempos

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y
RECURSOS NATURALES

2. Los motores de combustión interna son los que usan
comúnmente en los automóviles. Pueden ser de
encendido por chispa o encendido por compresión, los
cuales presentan una estructura similar .
En el presente trabajo estudiaremos los motores de
combustión interna en especial de cuatro tiempos en
(motores Otto y Diesel) son los motores más utilizados
hoy en día y se darán los conceptos básicos para
entender el funcionamiento del motor de cuatro tiempos
,los impactos ambientales que pueden causar su uso y
las alternativas de solución que se pueden dar para
contra restar este impacto.

3.  Estudiar el proceso de combustión en un motor de
combustión interna
 Conocer los diferentes tipos de Motores de Combustión
Interna
 Evaluar el impacto ambiental e identificar las
alternativas de solución que causa el uso de un motor
de combustión interna

4.  Es una maquina que
obtiene energía
mecánica a partir de
la energía calorífica
 Producida por un
combustible que
arde dentro de una
cámara de
combustión.

5. EL MOTOR DE
EXPLOSIÓN CICLO
OTTO:
-Utiliza la explosión
de un combustible,
provocada mediante
una chispa.
-Para expandir un gas
empujando así
un pistón . Hay de dos
y cuatro tiempos.
EL MOTOR DIESEL:
- Es un motor en el
cual el encendido se
produce por una alta
temperatura .
-Que posibilita la
comprensión del aire
al interior del cilindro
de este .

6. EL MOTOR ALTERNATIVO
-Recibe este nombre por tratarse de
un movimiento lineal de un pistón
que cambia de sentido.
-Y porque transforma la energía
química contenida en los
combustibles , en energía mecánica
LA TURBINA DE GAS
-Es un motor térmico rotativo de
combustión interna, donde a partir
de la energía aportada por un
combustible .
-Se produce energía mecánica y se
genera una importante cantidad de
calor en forma de gases calientes y
con un alto porcentaje de oxígeno.

7. MOTORES DE 4 TIEMPOS
• Ciclo otto
• Ciclo Wankel

8.  Todo combustible tiene una energía interna que puede ser
transformada en trabajo, entonces, en los motores de
combustión interna, la energía utilizada para que el motor
realice un trabajo es la energía interna del combustible.
◦ Aumento de Presión
◦ Incremento de Temperatura (explosión)
◦ Trabajo (consecuencia)

9.  1 tenemos el proceso de admisión ya
acabado, con una presión inicial (Pa).
De 1 a 2 vemos el proceso de
compresión donde el supuesto
pistón se desplaza para reducir el
volumen y aumentar la presión del
carburante.
 De 2 a 3 es el momento donde
ocurre la explosión del gas, el
sistema absorbe calor y aumenta la
presión y la temperatura del gas. Ese
gas a alta presión y temperatura se
expande y desplaza el pistón
realizando un trabajo útil (3 a 4).
 Finalmente de 4 a 1 los gases
quemados salen del cilindro dejando
a este limpio para volver a empezar
el ciclo.

10.  La fuerza suministrada al
cigüeñal que esta en
movimiento realiza un trabajo.
El trabajo que realiza el motor
por cada vuelta que el cigüeñal
da sobre si mismo lo
definimos como par motor.
 Por tanto, el par motor es
proporcional a la fuerza de la
explosión, ya que no
intervienen las vueltas del
cigüeñal por unidad de tiempo.
 La potencia es proporcional al
par motor y las vueltas que da
el cigüeñal por unidad de
tiempo (rpm):
 Potencia = Par motor x rpm

11. CICLO OTTO
 1er tiempo: Admisión: En el momento que
el pistón está en el punto más alto (PMS),
la válvula de admisión se abre y el propio
pistón por el vacío que se crea dentro del
cilindro aspira la mezcla (aire y
combustible) hasta llegar al punto más
bajo del cilindro (PMI).
 2º tiempo: Compresión: Después del ciclo
de admisión, el pistón se encuentra en el
punto más bajo (PMI), en este momento la
válvula de admisión se cierra y el pistón
empieza a ascender comprimiendo la
mezcla hasta llegar al punto más alto del
cilindro (PMS)
 3er tiempo: Expansión: Una vez que en la
carrera de compresión se ha comprimido la
mezcla, la bujía hace saltar una chispa y
enciende la mezcla, aumentando la presión
en el cilindro y haciendo descender el
pistón hacia el punto más bajo (PMI). En
esta carrera de expansión es donde se
realiza el trabajo útil.
 4º tiempo: Escape de gases: Cuando el
pistón llega al punto más bajo (PMI), se
abre la válvula de escape y el pistón
empieza a ascender empujando los gases
quemados hacia el exterior. En el momento
que llega al punto más alto (PMS) la válvula
de escape se cierra.
CICLO DIESEL
 1er tiempo: Admisión: En el momento que el pistón está
en el punto más alto (PMS), la válvula de admisión se
abre y el pistón aspira aire fresco (a diferencia del ciclo
Otto de 4 tiempos) hasta llegar al punto más bajo del
cilindro (PMI).
 2º tiempo: Compresión: Después del ciclo de admisión,
el pistón se encuentra en el punto más bajo (PMI), en
este momento la válvula de admisión se cierra y el
pistón empieza a ascender comprimiendo el aire hasta
llegar al punto más alto del cilindro (PMS)
 3er tiempo: Expansión: Una vez que en la carrera de
compresión se ha comprimido la mezcla, el inyector se
encarga de inyectar el combustible dentro del cilindro.
La propia presión del aire enciende la mezcla, aumenta
la presión en el cilindro y desciende el pistón hacia el
punto más bajo (PMI). En esta carrera de expansión es
donde se realiza el trabajo útil.
 4º tiempo: Escape de gases: Cuando el pistón llega al
punto más bajo (PMI), se abre la válvula de escape y el
pistón empieza a ascender empujando los gases
quemados hacia el exterior. En el momento que llega al
punto más alto (PMS) la válvula de escape se cierra.

14. En el motor de combustión interna, tanto en los
motores de 2 tiempos y 4 tiempos, la finalidad
de cada sistema general de alimentación,
distribución, encendido, refrigeración y
lubricación es acabar en una de las 3 partes
siguientes:
◦ Bloque motor
◦ Culata
◦ Cárter

19.  El sistema de encendido es el encargado de
encender la mezcla de aire y de combustible
en el momento que se precise.
◦ En caso de los motores de gasolina, la mezcla se
enciende gracias a la bujía que proporciona una
chispa lo suficiente potente como para emprender
la reacción.
◦ Sin embargo, en los motores diesel no hay ningún
sistema mecánico que encienda la mezcla, las
propias presiones en el cilindro son lo
suficientemente potentes como para encender el
combustible.

20.  En la figura podemos observar como la chispa de la bujía se efectúa
antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior (PMS). De esta
manera la mezcla se empieza a encender parcialmente pero sin producir
una fuerza ni una gran presión. En el momento que el pistón llega al
PMS, la presión de los gases ahora si que es elevada.

21. Este combustible reacciona con el aire sin ninguna fuente
externa de calor como por ejemplo una bujía, sino que el
combustible reacciona con el aire debido a las altas presiones
que están sometidos los motores diesel
(más de 30 atmósferas).

22. En el momento que ponemos
en contacto la llave de
arranque, se cierra el circuito y
la batería empieza a entregar
un voltaje. Ese voltaje es
demasiado bajo (12 voltios)
para hacerlo saltar entre los
electrodos de las bujías,
entonces la bobina con la
ayuda del ruptor consigue
cambiar ese voltaje bajo (12
voltios) a voltajes muy altos
(30000 voltios). Esa corriente
de alta tensión generada en la
bobina es enviada al delco,
donde ahí se encuentra un
distribuidor giratorio que
reparte la tensión a la bujía
correspondiente.

24. •en los motores Otto(Gasolina)
Monóxido de
carbono(CO)
•En los motores Diesel (Gasóleo), resultantes de mezclas
excesivamente ricas con exceso de combustible y déficit de aire.
Partículas sólidas en
forma de cenizas y hollín
•resultantes de las altas temperaturas de la combustión
Óxidos de nitrógeno
(NOx)
•resultantes de la combustión incompleta,
Hidrocarburos no
quemados (HC),
•Todos estos productos se obtienen a partir del aire y del
combustible que ingresa al motor, el aire tiene un 80% de
Nitrógeno y un 20% de Oxígeno (aproximadamente).
Partículas, plomo y
dióxido de azufre (SO2).

25.  Al ser un proceso de Combustión Interna, la
reacción que tiene lugar es:
Aire+ Combustible = CO+CO2+HC+H2O+N2+NO

26.  Emisiones vehiculares estimadas
(Tn/año) en Lima Metropolitana

28. Resultan ser agentes muy agresivos con la capa de ozono,
además de contribuir de manera notable al efecto invernadero.
Su estabilidad en las capas altas de la atmósfera multiplica sin
duda su poder de degradación del ozono estratosférico.
El refrigerante más utilizado en equipos de climatización de
automóviles ha sido el R-12 (CCl2F2). En menor medida
también se han utilizado el R-22 y el R-502, conocido como
HFCs o CFCs según su composición.
Actualmente se ha motivado la sustitución por el R-134a
(HCFC) de características técnicas muy similares, pero
prácticamente inocuo con la capa de ozono de la atmósfera.

29. Focos de
ruidos en
un vehículo
El grupo
motor
Neumáticos
La
carrocería

30. •Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido
(DECRETO SUPREMO Nº 085-2003-PCM)

31. CONSUMO DE
COMBUSTIBLES
FÓSILES
emisión de Gases
de Efecto
Invernadero (GEI)
cambio climático.
Agotamiento de
materias primas
no renovables a
corto o mediano
plazo
Los combustibles
fósiles no se
regeneran
fácilmente

32.  la corrosión es una acción química o
electroquímica que tiene lugar entre el
refrigerante y las superficies de metal
y que con el tiempo desgasta las
superficies metálicas. Entre los
diferentes tipos de corrosión figura
la corrosión electrolítica.
 En los motores de combustión interna
la electrólisis se genera cuando una
corriente eléctrica circula a través del
líquido refrigerante en busca de una
conexión a tierra. El flujo de
electricidad en un punto determinado
causa picaduras. Las picaduras dañan
los componentes más que ningún
otro tipo de corrosión.

33. Se requiere una mezcla de agua y aditivos refrigerantes suplementarios,
porque el agua es corrosiva a las temperaturas de funcionamiento del
motor.
Se usa agua en la mezcla de refrigerante. Sin embargo, cada fuente de
agua tiene diferentes niveles de contaminantes. A una temperatura
elevada, estos contaminantes forman ácidos que puede reducir la vida
útil del sistema de enfriamiento.
La corrosión en un motor, se produce generalmente cuando el pH del
líquido refrigerante es inferior a 7. A Un pH muy alto , se pueden dañar
las juntas y los componentes de metales más blandos.
Por lo tanto, el pH ideal debe de mantenerse siempre entre 8 y 10.
Propiedades
del
Refrigerante:

34. Si operamos con la temperatura por encima de este rango:
1. Corremos el riesgo de reducir la viscosidad del aceite,
disminuyendo la protección al desgaste.
2. Provocamos incremento de fricción entre las piezas
móviles.
Si operamos con una temperatura por debajo de este rango:
1. Acumulación de agua en el aceite como residuo de la
combustión, causando corrosión, herrumbre, formación de
lodos, taponamiento del filtro de aceite y por ende la
circulación de aceite “sucio” por el motor.
2. Reducción de la potencia del motor y falta de temperatura
para una combustión eficiente.
Variación de
la
temperatura :

37. Convertidor catalítico
Un accesorio que se ha incorporado al automóvil para abatir la concentración de
algunos contaminantes producto de la combustión.

38. Convertidor catalítico
Fallas :
Un convertidor comienza a fallar cuando la emisión de contaminantes
excede el máximo nivel permitido. Esto ocurre porque el material
cerámico en su interior al igual que su estructura metálica empieza a
deteriorarse a causa de la corrosión u oxidación.
+ Mantenimiento
preventivo

39. Conducir de forma eficiente
1. Acelerar y frenar suavemente
2. Cuidado con los cambios de marchas
3. Apagar el motor
4. Atención a las subidas y bajadas
5. Respetar los límites de velocidad y la distancia de seguridad

40. Cultura de mantenimiento vehicular
“Lo primero es generar una cultura de mantenimiento vehicular, los
propietarios de vehículos y conductores no hacen cambio oportuno de
toberas o sistemas de carburación para evitar que sus unidades emitan
gases contaminante, Por ejemplo:
Revisión de neumáticos :
Una presión correcta de los neumáticos mejora la
tasa de consumo de combustible en hasta un 3%.
Cada litro de gasolina ahorrado evita la emisión de
tres kilos de dióxido de carbono.

41. Reducción de la contaminación
acústica
Instalando silenciadores
Encapsular el motor
Adecuado uso de los frenos

42. Vehículos alternativos
Reducción de consumo de energía no
renovable
Vehículo hibrido Ventajas
• Ahorro de combustible (30% en
ciudad)
• Mayor eficiencia operativa
mediante el uso de la energía
capturada por el frenado
regenerativo Operación más
limpia, menos emisiones
Desventajas
• Tanto los vehículos híbridos como
los eléctricos son tan silenciosos
que podrían amenazar la seguridad
de los peatones

43. Vehículos alternativos
Reducción de consumo de energía no
renovable
Ventajas
• Aumento de la eficiencia
energética (~ 46%) en
comparación con los vehículos
convencionales (~ 20%)
• Reducción de vibraciones y
contaminación acústica
Desventajas
• Altos precios todavía
• Menos infraestructura para la
recarga de las baterías en viaje
Vehículo
eléctrico

44. Uso de anticorrosivos y refrigerantes
Reducción de corrosión y
oxidación
Refrigerante y Anticorrosivo: Son
productos hechos a base de
aditivos que, tal como su nombre
lo dice, ayudan a refrigerar e
impedir la corrosión de las piezas.
Puedes encontrar varios grados de
concentrado, esto quiere decir
que el aditivo está más fuerte y
cumple mejor su función de
acuerdo a lo que andas buscando.

46. ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES REQUISITOS?
La norma ISO 14001 exige a la empresa crear un plan de manejo ambiental que incluya:
 objetivos y metas ambientales
 políticas y procedimientos para lograr esas metas
 responsabilidades definidas
 actividades de capacitación del personal
 documentación y un sistema para controlar cualquier cambio y avance realizado
La norma ISO 14001 describe el proceso que debe seguir la empresa y le exige respetar las
leyes ambientales nacionales. Sin embargo, no establece metas de desempeño específicas de
productividad.

47. VENTAJAS DE LA IMPLEMENTACION
DE LA ISO 14001
trata de mejorar la manera en que una empresa
reduce su impacto en el medio ambiente, lo que
puede crear beneficios internos al mejorar el
uso de los recursos (por ejemplo, reduciendo el
uso de materia prima y energía, o mejorando el
manejo de desechos).

48. DESVENTAJAS DE LA
CERTIFICACION ISO 14001
 La principal limitación con ISO 14001 es que
no hay requisitos específicos. Esto quiere
decir que una empresa con metas muy
ambiciosas y una con metas más modestas,
pueden ser certificadas por igual.
 En algunos casos, una certificación ISO 14001
sólo significa que la empresa ha desarrollado un
plan de protección ambiental y que está
cumpliendo con las leyes nacionales referentes al
medio ambiente, mientras que para otras, implica
mucho más.

49. ISO 9001
sistema de gestión ISO 9001 le ayudará a
gestionar y controlar de manera continua la
calidad en todos los procesos. Como norma de
gestión de la calidad de mayor reconocimiento
en el mundo, así como el standard de
referencia, describe cómo alcanzar un
desempeño y servicio consistentes.

50. ¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LA NORMA ISO
9001 DE GESTIÓN DE CALIDAD?
 Le permite convertirse en un competidor más consistente en
el mercado
 Mejor Gestión de la Calidad que ayuda a satisfacer las
necesidades de sus clientes
 Métodos más eficaces de trabajo que le ahorrarán tiempo,
dinero y recursos
 Mejor desempeño operativo que reducirá errores y aumentará
los beneficios
 Motiva y aumenta el nivel de compromiso del personal a
través de procesos internos más eficientes
 Aumenta el número de clientes de valor a través de un mejor
servicio de atención al cliente
 Amplía las oportunidades de negocio demostrando
conformidad con las normas

52. OHSAS 18001
La norma OHSAS 18001 establece los
requisitos mínimos de las mejores prácticas en
gestión de Seguridad y Salud en el Trabajo.
Trabaje con nosotros para integrar la norma
OHSAS 18001 en su empresa y podrá obtener
el máximo desempeño para sus empleados, sus
operaciones y sus clientes

53. CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LA NORMA OHSAS
18001?¿
 Crear las mejores condiciones de trabajo posibles en toda su
organización
 Identificar los riesgos y establecer controles para gestionarlos
 Reducir el número de accidentes laborales y bajas por enfermedad para
disminuir los costes y tiempos de inactividad ligados a ellos
 Comprometer y motivar al personal con unas condiciones laborales
mejores y más seguras
 Demostrar la conformidad a clientes y proveedores
Y si la Seguridad Vial relacionado con el trabajo constituye una preocupación,
la norma OHSAS 18001 puede combinarse fácilmente con la norma ISO
39001: Seguridad Vial para asegurarse

64. El principio de la Armonización de la calidad de los
combustibles con las Normas de Emisiones debe ser
defendido en forma gremial. La NTP de gasolina (en
proceso de revisión) y de diesel deben elaborarse con un
criterio que proteja la salud y el medio ambiente;
asimismo, deben guardar relación con las normas de
emisiones de los vehículos con tecnología moderna a ser
importados en el futuro cercano. La modernización de las
refinerías debe tener como objetivo la producción de
combustibles que reúnan éstas condiciones.

65. Se puede observar que es una realidad que los motores de combustión
interna son máquinas viejas que fueron evolucionando con nuevas mejoras
que dieron paso a motores más modernos con un mejor funcionamiento y
rendimiento dentro del campo automotriz. Esto ayuda a generar nuevas
tecnologías en el campo para producir energía mediante recursos
renovables y no contaminantes para el medio ambiente.
La combustión es un proceso de oxidación rápida de una sustancia,
acompañado de un aumento de calor y frecuentemente de luz. Los procesos
de combustión liberan energía, casi siempre en forma de calor.
El motor de combustión interna obtiene energía mecánica directamente de
la energía química producida por un combustible que arde dentro de una
cámara de combustión. Cada motor actúa de manera diferente a los otros
tanto es así que tienen diferentes ciclos de trabajo que los hace más
eficientes y con un mejor rendimiento unos a otros.
Los motores de combustión interna que mayor contaminación del medio
ambiente provocan son los motores a gasolina.

66.  Siempre se debe seguir las prácticas de seguridad en lo que respecta al
uso de herramientas, procedimientos de desensamble y ensamble, uso
de solventes, manejo de combustible, condiciones de los sistemas
eléctricos y utilización de vestimenta adecuada para la realización de
todas las labores.
 Realizar una verificación de las especificaciones a todos los
componentes recibidos, tanto de su suplidor de refacciones como del
taller de mecanización. Esto permitirá comprobar que estos cumplan
con las especificaciones de ensamble, además de detectar problemas
antes de la instalación de los componentes. Limpie adecuadamente
todos estos componentes y colóquelos en el lugar de ensamble del
motor.