Mecanismos y Motores: Tipos y Funcionamiento

Mecanismos de Transmisión

Los engranajes son piezas dentadas que transmiten el movimiento circular entre ejes cercanos por el empuje de los dientes de una pieza sobre otra.

Tipos de Engranajes

• Cilíndricos: Transmiten el movimiento entre ejes paralelos. Cuando hay dos únicos engranajes, estos giran en sentido contrario. Para invertir el sentido de giro, es necesario intercalar un tercer engranaje entre los ejes de la transmisión.
• Cónicos: Transmiten el movimiento entre ejes perpendiculares que se cortan. Los dientes están recortados sobre un cono en vez de sobre un cilindro.
• Piñón-Corona: Transmite movimientos entre ejes perpendiculares.
• Tornillo sin fin: Transmite el movimiento circular entre dos ejes perpendiculares que se cruzan. Este mecanismo consiste en un tornillo montado sobre un eje que engrana con una rueda dentada montada sobre otro eje en ángulo recto.

Mecanismos de Transformación de Movimiento

• Biela-Manivela: Transforma el giro en movimiento rectilíneo de vaivén. También funciona en sentido inverso. Está formado por una manivela y una barra denominada biela, articulada en un extremo con la manivela y en el otro con un elemento que describe el movimiento alternativo.
• Cigüeñal: Formado por varios sistemas de bielas-manivelas en un eje común. De la misma forma, este transforma el giro en movimiento de vaivén o viceversa.

Motores de Combustión

• Máquinas de Combustión Externa: La cremación del combustible tiene lugar en la caldera, fuera de la máquina, y es en un fluido recalentado el que transporta la energía a esta.
• Máquina de Combustión Interna: La cremación del combustible tiene lugar en una cámara dentro de la máquina. Los gases de la combustión mueven la máquina.

Máquina de Vapor

Utiliza la energía de combustibles como la leña o el carbón, que se queman en la caldera y transmiten su calor a un circuito cerrado de agua hasta conseguir vapor de agua a presión. El vapor produce un movimiento de vaivén. Dos válvulas controlan la entrada y la salida del vapor. Diferentes piezas mecánicas transforman el movimiento de vaivén en el movimiento giratorio y continuo de una rueda motriz. El vapor enfriado se condensa y vuelve como líquido a la caldera para ser nuevamente calentado.

Turbina de Vapor

El vapor de agua se consigue en las calderas, donde se alcanzan elevadas temperaturas que aumentan enormemente la presión del vapor. Los gases calientes sometidos a presión pueden acumular una gran cantidad de energía que se libera cuando salen del recipiente que los contiene. Las turbinas reciben este vapor a presión y lo obligan a pasar por una serie de ruedas con aspas. La circulación del vapor provoca el giro de las ruedas y, por tanto, del eje al que se encuentran unidas. El eje suele estar unido a un alternador y se emplea en producir energía eléctrica. El vapor se condensa posteriormente al enfriarse y vuelve a la caldera para ser recalentado.

Motor de Cuatro Tiempos

Formado por un bloque metálico con unos huecos llamados cilindros. En su interior, se desplaza un pistón que, mediante una biela, hace girar al cigüeñal o eje del motor. El combustible utilizado puede ser gasolina o gasoil.

1. Admisión: El pistón baja, entrando en el cilindro la mezcla aire+combustible por la válvula de admisión.
2. Compresión: Se cierran las válvulas, sube el pistón y comprime la mezcla al disminuir su volumen.
3. Explosión: La chispa de la bujía o la propia compresión inflaman la mezcla, que lanza el pistón hacia abajo.
4. Escape: Al subir el pistón, empuja los gases hacia el exterior por la válvula de escape abierta.

Turbina de Gas

Es una máquina térmica donde se toma aire por su parte delantera, que pasa a un compresor giratorio similar a las ruedas de las turbinas. El aire comprimido y caliente atraviesa una cámara de combustión, donde se inyecta un combustible. La explosión provoca una fuerte expansión de los gases quemados que, en su salida, producen un enorme impulso hacia delante y la rotación del compresor de aire, realimentando el proceso. Se emplea sobre todo en aviación, aunque también se ha aplicado a otros tipos de vehículos terrestres o en las centrales de ciclo combinado.