motores son

Luis García Molina.
I.E.S. Serra Perenxisa (Torrente)
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0.Introducción
I. Motores térmicos:
I.1 motor otto-diésel
I.2 motor de reacción
I.3 combustibles térmicos
II.Motores eléctricos
índice
II.1 motor de corriente continua
II.2 baterías eléctricas.
III. Vehículo híbrido.
2
0-Introducción
Los motores son máquinas que generan MOVIMIENTO
(energia cinética), a partir de otro tipo de energía.
El movimiento es usado por un elemento receptor (RUEDA,
GRÚA, CUCHILLA…).
Para llevar el movimiento del motor al elemento receptor hay
un mecanismo, el cual lo TRANSMITE el movimiento.
También puede TRANSFORMARLO en otro tipo de
movimiento si hace falta o MODIFICAR LA VELOCIDAD del
movimiento.
ENERGÍA
INICIAL
MOTOR
eje
eje
Mecanismo
Elemento
receptor
3
I. motor térmico
El motor térmico es una máquina que transforma la energía
química de un combustible en energía cinética (movimiento).
La presión de los gases de la combustión se usa para mover el
motor.
Obtención del
combustible
(contaminantes?)
aire
ENERGÍA :
combustible
GAS
eje
MOTOR
térmico
Mecanismo
HUMOS
4
Elemento
receptor
II. motor eléctrico
El motor eléctrico es una máquina que transforma la energía
eléctrica en energía cinética (movimiento).
La energía eléctrica es producida en centrales y almacenada en
una batería-depósito.
CENTRALES
ELÉCTRICAS O
FÁBRICAS DE
HIDRÓGENO!
(contaminantes?)
ENERGÍA:
batería
eléctrica
Aunque el motor eléctrico en sí no es contaminante,
puede contaminar de forma global si la energía eléctrica
con la que funciona si es obtenida por un proceso
contaminante
MOTOR
eléctrico
eje
Mecanismo
¡No hay humos!
El principal problema del motor eléctrico es la autonomía y el tiempo de
recarga de la batería. Este problema se soluciona con el Hidrógeno, pero
5
tiende a ser producido por procesos contaminantes.
Elemento
receptor
tipos de motores
de combustión
EXTERNA
MOTORES
TÉRMICOS
De
combustión
INTERNA
TIPOS DE
MOTORES
Motor de corriente
continua
MOTORES
ELÉCTRICOS
Motor de corriente
alterna
MOTORES DE AIRE
COMPRIMIDO
6
MOTOR DE
VAPOR
•MOTOR
Otto-Diésel
•MOTOR de
reacción
Motores térmicos
Y
7
I.1 otto y diesel
•
El motor de explosión es un MOTOR TÉRMICO DE
COMBUSTIÓN INTERNA.
•
Se mete aire+combustible pulverizado en el cilindro. Al
quemarlo explota y los GASES DE EXPLOSIÓN mueven el
pistón.
Dispositivo:
Válvula de admisiónbujía o inyectorVálvula de escape
v
Cámara de combustión
pistón
cilindro
cigüeñal
8
Depósito de
combustible
enchufe
combustible
aire
otto
humos
GAS
Spark!
Depósito de
combustible
diesel
combustible
aire
inyector
humos
GAS
8
los 4 tiempos del ciclo OTTO.
1er tiempo
ADMISIÓN
GASOLINA
+
AIRE
Se abre la válvula de
admisión para dejar entrar
el aire+gasolina
2º tiempo
COMPRESIÓN
Se cierran las dos para
poder comprimir la mezcla
3er tiempo
EXPLOSIÓN
EXPANSIÓN
4º tiempo
ESCAPE
Bujía, que da una chispa
eléctrica para que
explota la mezcla
Se abre la válvula de
escape para dejar
salir los gases
quemados
HUM
AIRE
GASOLINA
AIRE
+
GASOLINA
Combustión
pistón
10
Actividades 1.1
¿qué motor usa el coche de tu familia, un otto o un diésel?
¿qué diferencias hay entre ellos?
¿qué ventajas tiene el otto?
¿qué ventajas tiene el diésel?
Explica con palabras cómo funciona un motor de tipo otto-diésel.
Explica con palabras el esquema de los 4 tiempos del ciclo otto.
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I.1 otto y diesel
•
El motor de combustión es un encendido del motor térmico.
Imagen: http://www.taringa.net/posts/autos-motos/9564312/Motor-a-explosion-Naftero.html
I.2 motor de reacción
El motor de reacción es un MOTOR TÉRMICO DE COMBUSTIÓN INTERNA.
•
SIN PISTÓN, se mete aire y combustible pulverizado en LA CÁMARA DE
EXPLOSIÓN. Los gases quemados se expanden con mucha fuerza e
IMPULSAN DIRECTAMENTE AL VEHÍCULO.
12
•
HUMOS
TURBINA
GAS
Aire altamente
comprimido
Los gases en expansión
se mueven además una
turbina, que a su vez
acciona un compresor
a la entrada. El
compresor comprime el
aire para tener
comubustiones más
potentes.
COMPRESOR
Depósito de
combustible
Motor de reacción
El motor a reacción se utilizó en la aeronave y cohetes desde la Segunda Guerra
Mundial.
combustible
aire
http://penerbangan-komersial.blogspot.com.es/2014/01/cara-kerjamesin-pesawat.html
HUMOS
13
actividades 1.2
¿qué diferencia hay entre un motor a reacción y un motor
otto-diésel?
¿por qué los dos son llamados “de combustión interna?
¿qué vehículos usan el motor a reacción?
¿qué vehículos usan el diésel?
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I.3 combustibles térmicos
DEL PETRÓLEO (materia orgánica fosilizada)
GASOLINA: Líquido ligero obtenido a partir de diferentes fracciones líquidas del
refinamiento del petróleo. Para motores OTTO.
-GASÓLEO(DIÉSEL) Líquido pesado parecido a la gasolina, pero menos refinado.
Para motores DIÉSEL.
-QUEROSENO: Líquido intermedio, del mismo tipo. Para motores a reacción.
-GAS LICUADO DEL PETRÓLEO (GLP o AUTOGAS): Gas combustible obtenido del
petróleo para automóviles.
-GAS NATURAL: Gas natural para automóviles.
BIOCOMBUSTIBLES (materia orgánica reciente):
-ETANOL: -Es un tipo de alcohol, líquido.
-Se obtiene por fermentación de cereales, remolacha o caña
de azúcar.
-Podría ser equivalente a la gasolina.
-BIODIÉSEL: -Es un líquido orgánico aceitoso,
-Se obtiene por una reacción de esterificación de aceites
vegetales
(girasol, soja, colza,palma), aceites
usados o grasas
animales.
-Podría ser equivalente al diésel.
-BIOGÁS: -Es un gas compuesto principalmente de gas metano.
-Se obtiene con la descomposición de residuos orgánicos.
15
Motores eléctricos:
II.
16
II.1 motor eléctrico
•
El motor eléctrico aprovecha los efectos de repulsión y atracción de los imanes
(polos iguales se repelen, polos iguales se atraen).
•
Los imanes son en realidad electroimanes (ya sabes que la corriente eléctrica
circulando por bobinados de cobre los convierte en imanes).
•
Mediante un eficiente diseño y sincronización, conseguiremos que el rotor gire
dentro del estator.
•
Los motores eléctricos pueden ser de corriente continua o de corriente alterna. Y
dentro de éstos últimos monofásico y trifásicos.
eje
cepillo
+
colector
rotor
estator
+
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ce/Schemat_
pracy_silnika_elektryczne_pr%C4%85du_sta%C5%82ego.gif
http://upload.wikimedia.org/wikiped
ia/commons/c/ce/Schemat_pracy_
silnika_elektryczne_pr
%C4%85du_sta%C5%82ego.gif
Motor eléctrico
http://apuntescientificos.org/motor-trifasico.html
18
motor
II.2 BATERÍA ELÉCTRICA
DESCARGA
En estas pilas, el elemento del
ánodo (XH) se separa así:
XH
X + H+ + e-
Los electrones (e-) se van por el
cable y se usan para el motor
El ión positivo (H+) migra al cátodo
a través de una membrana
intermedia.
H+
Y
X
YH
XH
YH
X
RECARGA.
H+
Con la energía eléctrica de un
generador el proceso se invierte y
la batería ya está lista para volver
a ser usada
XH
proceso
descarga
H+
XH
En el cátodo, el ión positivo y los
electrones se juntan con un
elemento (Y) para formar YH.
X + H+ + e -
e-
e-
H+
Y
proceso
Carga
eeánodo (XH)
TIPOS:
•Batería de iones de litio (Li-Ion)
•Batería de níquel e hidruro metálico (NiMH)
cátodo +
(Y)
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II.2 BATERÍA DE HIDRÓGENO
motor
En realidad es un subtipo de
baterías eléctricas
Descargar
En estas baterías, hidrógeno (H2)
Se inyecta en el ánodo y
desintegró
H2
H+ + H+ + E• Los electrones (e-) se utilizan
para ejecutar el motor
• El ion positivo (H+) Migra hacia
el cátodo a través de una
membrana intermedia.
En el cátodo, se toma el oxígeno
del aire y reacciona con el ion
positivo H+ y los electrones epara formar H2O.
RECARGA.
Aunque, en teoría, podría tener
que, en la práctica no tiene un
proceso de recarga de sí
mismo. En lugar de ello, se
inyectan más hidrógeno y
oxígeno.
eeO2
H2
H+
H2 = 2H+ + E-
O 2 H++ E-= H2O
membrana
ánodo
H2O
cátodo
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actividades 2.1
¿en qué se parecen un motor eléctrico y un motor térmico?
¿en qué se diferencian?
¿por qué los imanes se hacen con cables eléctricos?
¿qué combustibles usan los motores térmicos?
¿cuál es el aparato que genera la energía eléctrica?
Explica con palabras cómo funciona una batería eléctrica.
Cual es la ventaja principal y el disavantage principal de la
batería de hidrógeno sobre la batería de iones de metal?
21
el vehículo híbrido
III.
22
III. vehículo híbrido
•
El vehículo híbrido combina los dos tipos de motores:
•
Híbrido combinado: Cualquier combinación de los dos motores sirve
para impulsar al coche, es como un híbrido en serie pero con conexión
mecánica a las ruedas. Es una solución muy eficiente pero mucho más
compleja a nivel mecánico y eléctrónico.
Obtención de los
contaminantes de
combustible (?)
Depósito De
Combustible
aire
GAS
MOTOR
TÉRMICO
FUMAR
PLANTA DE
ENERGÍA!
(Contaminantes?)
ENERGIA
DE BATERIA
Recarga cuando el
vehículo está parado
eje
Mecanismo
Motor
eléctrico
Recarga cuando
el vehículo está
en marcha
Elemento
receptor
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III. vehículo híbrido
•
Híbrido en serie: El motor de combustión interna (en adelante motor
térmico) no tiene conexión mecánica con las ruedas, sólo se usa para
generar electricidad. Dicho motor funciona a un régimen óptimo y
recarga la batería hasta que se llena, momento en el cual se
desconecta temporalmente. La tracción es siempre eléctrica.
.
Obtención de los
contaminantes de
combustible (?)
Depósito De
Combustible
aire
GAS
Carga continua
CALOR
MOTOR +
GENERADOR
ELÉCTRICO
ENERGIA
DE BATERIA
eje
Motor
eléctrico
Mecanismo
FUMAR
Recarga cuando
el vehículo está
en marcha
Elemento
receptor
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Actividades 3.1
Averigua qué modelos de automóviles comerciales en
españa son híbridos.
Analiza su propaganda (ej. En páginas web) ¿qué ventajas
frente a los convencionales aportan?.
¿Qué ventajas e inconvenientes presenta frente a un
vehículo convencional?
¿Y frente a uno eléctrico?
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Motores:
problemas y desarrollos
previstos
V.
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V.1 problemática
Los motores más usados son los motores térmicos, que usan
fuentes de energía fósiles.
Los COMBUSTIBLES FÓSILES (PETRÓLEO, gas natural, carbón…), los
cuales tienen 3 PROBLEMAS:
1-CONTAMINAN con CO2 y empeoran:
-Efecto invernadero y cambio climático.
2-SE AGOTAN. Cuando se acaben: CRISIS
ENERGÉTICA.
3-DEPENDENCIA ENERGÉTICA a otros países,algunos
inestables e incluso competidores. Los recursos están en
países no occidentales.
Por eso, se buscan combustibles menos contaminantes y motores
que no los usen, como el eléctrico y el de aire comprimido.
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V.2 evolución prevista
en motores
1erPASO:
a) aprovechar más cada gota de combustible fósil y disminuir su
uso.
-Vehículos diésel: usa menos combustible.
-Vehículos híbridos
-Electricidad + térmico.
b) aplicar métodos que disminuyan la contaminación.
-Filtros, catalizadores.
-Usar biocombustibles.
2ºPASO:
SUSTITUIR EL COMBUSTIBLE FÓSIL POR OTROS NO CONTAMINANTES
(al menos directamente)
-Vehículos alternativos totales:
-a) Bateria eléctrica de Hidrógeno.
-b) Baterias eléctricas de metales.
-c) Aire comprimido
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actividades 5.1
¿cuáles son los problemas de los combustibles que usan los
motores térmicos’
¿qué harías tú para solucionar el problema?
¿crees que los gobiernos quieren que no se use la gasolina?
Cuáles crees que están a favor del uso de la gasolina?
En el primer paso de la diapositiva anterior, ¿qué eligirías a) o
b)?
En el segundo paso de la diapositiva anterior, ¿qué eligirías a)
, b) o c)?
•
•
30