1. 1

2. BENEMÉRITA UNIVERSITAD AUTÓNOMA DE
PUEBLA
ASIGNATURA:
DESARROLLO DE HABILIDADES DE LA
TECNOLOGÍA, LA INFORMACIÓN Y LA
COMUNICACIÓN
CATEDRÁTICO:
JUAN CARLOS CARMONA RENDÓN
TEMA:
TIPOS DE MOTORES
ALUMNO:
CÉSAR ANDRÉS HERNÁNDEZ FACIO
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3. INDICÉ
B
Bibliografías ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18
C
CONCLUSIÓN -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
I
INTRODUCCIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
M
Motor Hibrido -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
Motores de colector ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA -------------------------------------------------------------------------------------------------9
Motores de corriente alterna ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
Motores de Corriente Continúa --------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
Motores de inducción ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
Motores diesel ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
MOTORES ELÉCTRICOS -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5
Motores sincrónicos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8
T
Tipos de motores--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
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4. INTRODUCCIÓN
Día a día presenciamos diferentes tipos de máquinas en movimiento que nos
facilitan la vida, pero ¿alguna vez nos hemos preguntado cómo funcionan? La
mayoría de la gente lo ve tan simple como ponerle combustible a una máquina
para que haga su trabajo o conectarlos a la corriente, pero en realidad no es solo
eso, para que sea posible la realización de un trabajo por parte de una máquina
intervienen un sin número de piezas y partes actuando en conjunto y que se
encuentran al interior de este.
Pero ¿Qué es un Motor?
Bueno un motor es la parte de una máquina capaz de transformar algún tipo de
energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de
realizar un trabajo. Como por ejemplo en los motores de los automóviles que
transforman la gasolina en movimiento.
Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes:
Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica.
Motores de combustión interna, son motores térmicos en los cuales se produce
una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía
térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de
iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y
un combustible.
Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce
una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un
estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de
energía a través de una pared.
Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.
En el siguiente informe mostraremos diferentes tipos de motores, centrándonos
principalmente en los motores eléctricos y de combustión interna.
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5. MOTORES ELÉCTRICOS
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía
eléctrica en energía mecánica por medio de campos electromagnéticos variables.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía
mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores.
Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares.
Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías.
En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de
combustión:
 A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.
 Se pueden construir de cualquier tamaño.
 Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente
constante.
 Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando a
medida que se incrementa la potencia de la máquina).
 Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de
energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro sí emiten
contaminantes.
Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas.
Su reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño
tamaño, por ejemplo taladros o batidoras.
El motor serie o motor de excitación en serie, es un tipo de motor
eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de
excitación van conectados en serie. Por lo tanto, la corriente de excitación o del
inductor es también la corriente del inducido absorbida por el motor.
Las principales características de este motor son:
- Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de
corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este
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6. disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la
misma que en el inducido.
- La potencia es casi constante a cualquier velocidad.
- Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un
aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de
la fuerza contra electromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida.
Motores de Corriente Continúa
La conversión de energía en un motor eléctrico se debe a la interacción entre una
corriente eléctrica y un campo magnético. Un campo magnético, que se forma
entre los dos polos Opuestos de un imán, es una región donde se ejerce una
fuerza sobre determinados metales o sobre otros campos magnéticos. Un motor
eléctrico aprovecha este tipo de fuerza para hacer girar un eje, transformándose
así la energía eléctrica en movimiento mecánico.
Los dos componentes básicos de todo motor eléctrico son el rotor y el estator. El
rotor es una pieza giratoria, un electroimán móvil, con varios salientes laterales,
que llevan cada uno a su alrededor un bobinado por el que pasa la corriente
eléctrica. El estator, situado alrededor del rotor, es un electroimán fijo, cubierto con
un aislante. Al igual que el rotor, dispone de una serie de salientes con bobinados
eléctricos por los que circula la corriente.
Cuando se introduce una espira de hilo de cobre en un campo magnético y se
conecta a una batería, la corriente pasa en un sentido por uno de sus lados y en
sentido contrario por el lado opuesto. Así, sobre los dos lados de la espira se
ejerce una fuerza, en uno de ellos hacia arriba y en el otro hacia abajo. Sí la espira
de hilo va montada sobre el eje metálico, empieza a dar vueltas hasta alcanzar la
posición vertical. Entonces, en esta posición, cada uno de los hilos se encuentra
situado en el medio entre los dos polos, y la espira queda retenida.
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7. Para que la espira siga girando después de alcanzar la posición vertical, es
necesario invertir el sentido de circulación de ¡a corriente. Para conseguirlo, se
emplea un conmutador o colector, que en el motor eléctrico más simple, el motor
de corriente continua, está formado por dos chapas de metal con forma de media
luna, que se sitúan sin tocarse, como las dos mitades de un anillo, y que se
denominan delgas. Los dos extremos de la espira se conectan a ¡as dos medias
lunas. Dos conexiones fijas, unidas al bastidor del motor y llamadas escobillas,
hacen contacto con cada una de las delgas del colector, de forma que, al girar la
armadura, las escobillas contactan primero con una delga y después con la otra.
Cuando la corriente eléctrica pasa por el circuito, la armadura empieza a girar y ¡a
rotación dura hasta que la espira alcanza la posición vertical. Al girar las delgas
del colector con la espira, cada media vuelta se invierte el sentido de circulación
de la corriente eléctrica. Esto quiere decir que la parte de la espira que hasta ese
momento recibía la fuerza hacia arriba, ahora la recibe hacia abajo, y la otra parte
al contrario. De esta manera la espira realiza otra media vuelta y el proceso se
repite mientras gira la armadura.
El esquema descrito corresponde a un motor de corriente continua, el más simple
dentro de los motores eléctricos, pero que reúne ¡os principios fundamentales de
este tipo de motores.
Motores de corriente alterna
Los motores de corriente alterna tienen una estructura similar, con pequeñas
variaciones en la fabricación de ¡os bobinados y del conmutador del rotor. Según
su sistema de funcionamiento, se clasifican en motores de inducción, motores
sincrónicos y motores de colector.
Motores de inducción
El motor de inducción no necesita escobillas ni colector. Su armadura es de placas
de metal magnetizable. El sentido alterno de circulación, de la corriente en las
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8. espiras del estator genera un campo magnético giratorio que arrastra las placas de
metal magnetizable, y las hace girar. El motor de inducción es el motor de
corriente alterna más utilizado, debido a su fortaleza y sencillez de construcción,
buen rendimiento y bajo coste así como a la ausencia de colector y al hecho de
que sus características de funcionamiento se adaptan bien a una marcha a
velocidad constante.
Motores sincrónicos
Los motores sincrónicos funcionan a una velocidad sincrónica fija proporcional a la
frecuencia de la corriente alterna aplicada. Su construcción es semejante a la de
los alternadores Cuando un motor sincrónico funciona a potencia Constante y
sobreexcitado, la corriente absorbida por éste presenta, respecto a la tensión
aplicada un ángulo de desfase en avance que aumenta con la corriente de
excitación Esta propiedad es la que ha mantenido la utilización del motor
sincrónico en el campo industrial, pese a ser el motor de inducción más simple,
más económico y de cómodo arranque, ya que con un motor sincrónic0 se puede
compensar un bajo factor de potencia en la instalación al suministrar aquél la
corriente reactiva, de igual manera que un Condensador conectado a la red.
Motores de colector
El problema de la regulación de la velocidad en los motores de corriente alterna y
la mejora del factor de potencia han sido resueltos de manera adecuada con los
motores de corriente alterna de colector. Según el número de fases de las
comentes alternas para los que están concebidos los motores de colector se
clasifican en monofásicos y Polifásicos, siendo los primeros los más Utilizados Los
motores monofásicos de colector más Utilizados son los motores serie y los
motores de repulsión
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9. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de
máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un
combustible que arde dentro de una cámara de combustión.
Clasificación
Según la forma de provocar la Ignición o encendido de la mezcla
 Mediante encendido provocado: Son los de ciclo Otto o de gasolina :
El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán
que lo desarrolló, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de
gasolina aunque también se lo conoce como motor de ciclo Beau de
Rochas debido al inventor francés que lo patentó en 1862.
 Mediante encendido por compresión: Son los de ciclo Diesel: El motor
diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf
Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo.
Según la forma de hacer la renovación de la carga
 Ciclo de cuatro tiempos, o 4T en los que el ciclo de trabajo se completa en
cuatro carreras del émbolo y dos vueltas del cigüeñal. En estos motores, la
renovación de la carga se controla mediante la apertura y cierre de las válvulas
de admisión y escape.
 Ciclo de dos tiempos, o 2T el ciclo de trabajo se completa en dos carreras del
émbolo y una vuelta del cigüeñal. La renovación de la carga se logra
por barrido, al desplazar la nueva mezcla los gases de la combustión previa,
sin la necesidad de válvulas, (en los diesel lleva de escape) ya que es ahora el
propio émbolo el que con su movimiento descubre las lumbreras de admisión y
escape (sólo ciclo Otto) regulando el proceso.
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10. Aplicaciones
Las diferentes variantes de los dos ciclos tanto en diesel como en gasolina, tienen
cada uno su ámbito de aplicación.
 2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros
(ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo
perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación.
Además de, en las cilindradas mínimas de ciclomotores y scooters (50 cc),
sólo motores muy pequeños como moto sierras y pequeños grupos
electrógenos siguen llevándolo.
 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las
cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda.
 2T diesel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000
CV hoy día, tracción ferroviaria. En su día se usó en aviación con cierto éxito.
 4T diesel: domina en el transporte terrestre, automóviles, aplicaciones navales
hasta una cierta potencia.
Los motores Otto y los diesel tienen los mismos elementos principales,
(bloque, cigüeñal, biela, pistón, culata, válvulas) y otros específicos de cada uno,
como la bomba inyectora de alta presión en los diesel, o antiguamente
el carburador en los Otto.
En los 4T es muy frecuente designarlos mediante su tipo de
distribución: SV, OHV, SOHC, DOHC. Es una referencia a la disposición del (o
los) árbol de levas.
Ventajas e Inconvenientes
Las principales ventajas de estos motores, que han motivado su gran desarrollo
son:
 El uso de combustibles líquidos, de gran poder calorífico, lo que proporciona
elevadas potencias y amplia autonomía. Estos combustibles son
principalmente la gasolina en los motores Otto y el gasóleo o diesel en los
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11. motores diesel aunque también se usan combustibles gaseosos como el
hidrógeno molecular, el metano o el propano.
 Rendimientos aceptables, aunque raramente sobrepasan el 50% (téngase en
cuenta que rendimientos del 100% son imposibles, ver ciclo de Carnot).
 Amplio campo de potencias, desde 0,1 Kw hasta más de 30 MW lo que
permite su empleo en la alimentación de máquinas manuales pequeñas así
como grandes motores marinos.
Sin embargo, estos motores no están exentos de inconvenientes, entre los que
cabe señalar:
 Combustible empleado. Estos motores están alimentados en su mayoría
(aunque existen desarrollos alternativos) por gasolina o diesel, dos derivados
del petróleo que como sabemos es un recurso no renovable, además de sufrir
su precio fluctuaciones de consideración.
 Contaminación. Los gases de la combustión de estos motores son los
principales responsables de la contaminación en las ciudades (junto con las
calefacciones de combustibles fósiles), lo que da lugar a episodios agudos de
contaminación local como el smog fotoquímico y contribuye de forma
importante en fenómenos globales como el efecto invernadero y
consecuente cambio climático.
En algunas aplicaciones, el motor alternativo se ha sustituido con éxito por
una turbina, y se han comercializado ya automóviles eléctricos, si bien, con
autonomía limitada debido al peso de las baterías y solares. El principal hándicap
de estos dos últimos sistemas es que las prestaciones del vehículo son
notablemente inferiores a las proporcionadas por un motor de combustión interna
alternativo, por lo que su demanda es muy reducida.
Tipos de motores
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12. Motor convencional del tipo Otto
El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos (4T), aunque en fuera
borda y vehículos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utilizó mucho
el motor de dos tiempos (2T). El rendimiento térmico de los motores Otto
modernos se ve limitado por varios factores, entre otros la pérdida de energía por
la fricción y la refrigeración.
La termodinámica nos dice que el rendimiento de un motor alternativo depende en
primera aproximación del grado de compresión. Esta relación suele ser de 8 a 1 o
10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar
proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor,
pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de
octano para evitar el fenómeno de la detonación, que puede producir graves
daños en el motor. La eficiencia o rendimiento medio de un buen motor Otto es de
un 20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en
energía mecánica.
Funcionamiento
1. Tiempo de admisión - El aire y el combustible mezclados entran por la válvula
de admisión.
2. Tiempo de compresión - La mezcla aire/combustible es comprimida y encendida
mediante la bujía.
3. Tiempo de combustión - El combustible se inflama y el pistón es empujado
hacia abajo.
4. Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia fuera a través de
la válvula de escape.
Motores diesel
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13. En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en
este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante.
La mayoría de los motores diesel son asimismo de los ciclos de cuatro tiempos,
salvo los de tamaño muy grande, ferroviarios o marinos, que son de dos tiempos.
Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.
En la primera carrera, la de admisión, el pistón sale hacia fuera, y se absorbe aire
hacia la cámara de combustión. En la segunda carrera, la fase de compresión, en
que el pistón se acerca. El aire se comprime a una parte de su volumen original, lo
cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 °C. Al final de la fase de
compresión se inyecta el combustible a gran presión mediante la inyección de
combustible con lo que se atomiza dentro de la cámara de combustión,
produciéndose la inflamación a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera
fase, la fase de trabajo, los gases producto de la combustión empujan el pistón
hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigüeñal a través de la biela,
transformándose en fuerza de giro par motor. La cuarta fase es, al igual que en los
motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistón hacia dentro.
Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el
combustible al arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada.
La eficiencia o rendimiento (proporción de la energía del combustible que se
transforma en trabajo y no se pierde como calor) de los motores diesel dependen,
de los mismos factores que los motores Otto, es decir de las presiones (y por tanto
de las temperaturas) inicial y final de la fase de compresión. Por lo tanto es mayor
que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. En los grandes
motores de dos tiempos de propulsión naval. Este valor se logra con un grado de
compresión de 20 a 1 aproximadamente, contra 9 a 1 en los Otto’s. Por ello es
necesaria una mayor robustez, y los motores diesel son, por lo general, más
pesados que los motores Otto. Esta desventaja se compensa con el mayor
rendimiento y el hecho de utilizar combustibles más baratos.
Los motores diesel grandes de 2T suelen ser motores lentos con velocidades de
cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min) (grandes barcos),
13

14. mientras que los motores de 4T trabajan hasta 2.500 rpm (camiones y autobuses)
y 5.000 rpm. (Automóviles).
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15. Motor Hibrido
Un vehículo híbrido es un vehículo de propulsión alternativa combinando un motor
movido por energía eléctrica proveniente de baterías y un motor de combustión
interna. Los modelos más recientes y usados se fundan en patentes del
ingeniero Víctor Wouk, llamado el "Padre del coche híbrido".
A nivel mundial en 2009 ya circulaban más de 2,5 millones de vehículos híbridos
eléctricos livianos, liderados por Estados Unidos con 1,6 millones,1 seguido
por Japón (más de 640 mil) y Europa(más de 235 mil). A nivel mundial los modelos
híbridos fabricados por Toyota Motor Corporation sobrepasaron la marca histórica
de 2 millones de vehículos vendidos en agosto de 2009, que es seguida por Honda
Motor Co. Ltd. con más de 300 mil híbridos vendidos hasta enero de 2009, y Ford
Motor Corporation, con más de 122 mil híbridos vendidos hasta finales de 2009.
Una de las grandes ventajas de los híbridos es que permiten aprovechar un 30%
de la energía que generan, mientras que un vehículo convencional de gasolina tan
sólo utiliza un 19%. Esta mejora de la eficiencia se consigue mediante
las baterías, que almacenan energía que en los sistemas convencionales de
propulsión se pierde, como la energía cinética, que se escapa en forma de calor al
frenar. Muchos sistemas híbridos permiten recoger y reutilizar esta energía
convirtiéndola en energía eléctrica gracias a los llamados frenos regenerativos. El
motor híbrido junto con el diesel o gasolina son una importante opción a tener en
cuenta a la hora de comprar un coche. La eficiencia consiste en que duran más,
son más limpios o, al menos, menos sucios.
La combinación de un motor de combustión operando siempre a su máxima
eficiencia, y la recuperación de energía del frenado (útil especialmente en los
tramos cortos), hace que estos vehículos alcancen un mejor rendimiento que los
vehículos convencionales o de determinada época, especialmente en carreteras
muy transitadas, donde se concentra la mayor parte del tráfico, de forma que se
reducen significativamente tanto el consumo de combustible como las emisiones
contaminantes. Todos los vehículos eléctricos utilizan baterías cargadas por una
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16. fuente externa, lo que les ocasiona problemas de autonomía de funcionamiento
sin recargarlas.
Componentes
 Un motor térmico MT, en un extremo del grupo moto propulsor
 Un motor eléctrico MG1 situado a continuación de MT
 Un motor eléctrico MG2 en el extremo opuesto a MT
 Un mecanismo de tracción basado en un tren epicicloide y una cadena de
arrastre situado entre MG1 y MG2
Funcionamiento
 MG1 carga la batería de alto voltaje y pone en marcha al motor térmico MT
 MG2 es el que arrastra el vehículo en todas las circunstancias, bien solo o bien
cooperando con MT, y hace la función de generador durante la frenada. Su
alimentación es alterna trifásica. Transmite su par a la corona del tren
epicicloide, la cual es solidaria con el piñón de arrastre de la cadena.
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17. CONCLUSIÓN
Ahora que conocemos los principales tipos de motores podemos decir que cada
uno tiene un motivo específico y que se desarrollan adecuadamente en cada uno
de sus campos; pero aun así no son tan eficientes como quisiéramos aun que los
motores eléctricos son una buena opción para cualquier trabajo.
Ahora debemos pasar a la siguiente etapa no solo hablar de motores eléctricos o
de combustión, sino hablar de motores híbridos que aprovechan las mejores cosas
de los haciendo de estos unos de los eficientes que existen hasta ahora.
Pero aun así no es suficiente debemos empezar a desarrollar mas este tipo de
tecnología; perder el miedo a experimentar con estos motores y porque no tratar
de mejorarlos.
Que comience ahora la generación de los motores híbridos, la generación que
cuide al medio ambiente y la generación que vea a corto y largo plazo los efectos
de los motores que utilizan para realizar sus trabajos.
Exhorto a mis compañeros a que empiecen a estudiar estos tipos de motores
porque sin duda alguna serán estos los que gobiernen las siguientes décadas.
Los que nos diga el medio ambiente hoy será esencial mañana.
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18. Bibliografías
Edward Cowern. Artículos técnicos de Cowern. EUA, Baldor, 2001, pp. 5-10
Nieves Hurtado. Motores Eléctricos. EUA, McGraw-Hill, 2002, pp 289-299
(Unidad 11)
Dani R. P. (2008). Motores Industriales (Parte I)
Algunas páginas web
http://coriolisblog.wordpress.com/2008/12/01/motores-industriales-parte-i/
http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448173104.pdf
http://www.imosur.com.mx/files/Articulos%20Tecnicos%20de%20Cowern.p
df
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