Motores de Combustión Interna y Sistemas de Refrigeración: Funcionamiento y Tipos

Tipos de Motores de Combustión Interna

Los motores de combustión interna se clasifican principalmente en dos tipos, según el tipo de combustible y el método de ignición:

• Motores de explosión o motores Otto (MEP): Utilizan gasolina como combustible. La explosión se inicia mediante una chispa generada por la bujía. También se les conoce como motores de encendido provocado (MEP).
• Motores de encendido por compresión (MEC): Emplean gasoil (diésel) como combustible. La combustión ocurre de forma espontánea cuando la mezcla de aire y combustible alcanza una presión suficientemente alta. Estos motores no necesitan bujías.

Independientemente del tipo de encendido (provocado o por compresión), los motores pueden clasificarse según el número de movimientos del pistón en:

• Motores de dos tiempos
• Motores de cuatro tiempos

Funcionamiento de los Motores de Encendido por Compresión (MEC)

En los motores diésel (MEC), el proceso se desarrolla de la siguiente manera:

1. Se comprime el aire a una presión muy elevada.
2. Posteriormente, se introduce el combustible.
3. La alta presión provoca la ignición espontánea del combustible, a diferencia de la explosión iniciada por chispa en los motores Otto.

El ciclo teórico de un motor diésel se describe a continuación:

1. 1-2 (Compresión adiabática): El aire puro, a presión atmosférica, se comprime adiabáticamente. Esto eleva su temperatura hasta aproximadamente 600 °C.
2. 2-3 (Inyección y combustión isobárica): Se inyecta el combustible en el cilindro. La mezcla se inflama a presión constante y se expande, empujando el pistón.
3. 3-4 (Expansión adiabática): El gas se expande adiabáticamente, haciendo que el pistón llegue al punto muerto inferior (PMI).
4. 4-1 (Escape isócoro): Se abre la válvula de escape, disminuyendo la presión. Los gases quemados se liberan y el ciclo comienza de nuevo.

Máquinas Frigoríficas: Principios y Componentes

Las máquinas frigoríficas son máquinas térmicas que transfieren calor desde un foco frío a otro más caliente. Este proceso no es espontáneo y, por lo tanto, requiere un aporte de energía externa.

Estas máquinas utilizan circuitos que contienen fluidos refrigerantes con un bajo punto de ebullición. Estos fluidos se evaporan, absorbiendo calor del área que se desea enfriar.

Componentes y Funcionamiento

El ciclo de refrigeración se compone de las siguientes etapas:

• Compresor: Recibe energía y comprime el fluido refrigerante, aumentando su temperatura y presión (compresión adiabática).
• Condensador: El fluido refrigerante, a alta presión y temperatura, se licúa y libera calor (Q_c). Este proceso reduce su volumen a presión constante (compresión isoterma).
• Válvula de expansión: El fluido refrigerante se expande, disminuyendo drásticamente su presión y temperatura (expansión adiabática).
• Evaporador: El fluido refrigerante se evapora y absorbe calor (Q_f) del espacio que se quiere refrigerar (expansión isoterma).