Esto realmente debería ser evidente a partir de la pregunta … Un motor alternativo no tiene turbina. En su lugar, tiene “Pistones” que van y vienen dentro de tubos ajustados llamados “Cilindros”, que están sellados en un extremo (en la parte superior del Cilindro, generalmente llamado “Culata”). Para garantizar un ajuste casi hermético al gas, el pistón está equipado con anillos de metal elásticos llamados “anillos de pistón”.
El gas en rápida expansión creado por la quema de combustible en la parte superior del cilindro empuja hacia abajo contra el pistón, que a su vez empuja contra una “biela”, que está conectada al pistón en un extremo (el “extremo pequeño”) y un cigüeñal en el otro extremo (el “extremo grande”) y, por lo tanto, el movimiento del pistón a lo largo del cilindro (la “carrera”) hace que el cigüeñal gire, impartiendo un movimiento giratorio que puede usarse para conducir cosas. Una rotación completa de 360 grados del cigüeñal se llama “revolución”.
Debido a que la fuerza hacia abajo desde el pistón no se aplica suavemente (viene como una serie de pulsos agudos) hay contrapesos en el cigüeñal para ayudar a equilibrar las partes móviles y un disco de metal pesado llamado volante está instalado en el extremo posterior de el cigüeñal para ayudar a suavizar la rotación entre los golpes de fuerza. Sin embargo, es prácticamente imposible eliminar la vibración que causa el movimiento alternativo, pero al agregar más cilindros, se puede reducir.
Los motores alternativos pueden ser “dos tiempos” o “cuatro tiempos”. Un motor de dos tiempos usa el pistón como válvula, controlando la entrada de combustible y aire, y la salida de gases de escape, a través de “puertos” en la pared del cilindro cuando el pistón los pasa. Los motores de dos tiempos tienen una carrera de potencia por cada revolución del cigüeñal, que requiere dos carreras del pistón para completar, de ahí el nombre.
Un motor de “cuatro tiempos” tiene válvulas en forma de hongo invertido en la culata para controlar la entrada de combustible y aire y la salida de gases de escape. Las válvulas generalmente se mantienen cerradas con resortes potentes y se abren empujándolas hacia abajo indirectamente por un “Valve Rocker” conectado al “árbol de levas” a través de una “varilla de empuje”, o directamente a través de un “árbol de levas elevado”. Hay válvulas separadas para la mezcla de combustible y aire (llamadas “Válvulas de entrada”) y para la salida de gases de escape (llamadas “Válvulas de escape”). La forma y la posición de las diferentes “Levas” en el Árbol de levas controlan qué válvulas abren y cierran y cuándo lo hacen. Los motores de cuatro tiempos solo tienen una carrera de potencia por cada dos revoluciones del cigüeñal, que requiere cuatro carreras del pistón para completar, de nuevo, de ahí el nombre. Debido a la complejidad adicional de los motores de cuatro tiempos, son más pesados y producen menos potencia que un motor similar de dos tiempos con la misma capacidad de cilindro. (la capacidad de un cilindro se llama “capacidad cúbica” o “CC” para abreviar. Por lo general, se mide en fracciones de un litro, o en Estados Unidos, en “pulgadas cúbicas”).
Pero si bien esto puede hacer que los motores de dos tiempos parezcan mucho mejores que los motores de cuatro tiempos, los motores de dos tiempos también tienen algunas desventajas importantes en comparación con los motores de cuatro tiempos.
Los motores de dos tiempos se lubrican mezclando un aceite con el combustible (llamado “aceite de dos tiempos”) y quemándolo dentro del cilindro. Esto produce un escape de humo blanco, lleno de aceite no quemado que no solo contamina el medio ambiente sino que es muy peligroso para la salud humana cuando se inhala. Además, a medida que el pistón pasa repetidamente por los puertos en la pared del cilindro, desgasta tanto el pistón como los anillos del pistón … Los motores de dos tiempos generalmente usan 50-70% más combustible que los motores de cuatro tiempos de la misma potencia de salida y se desgastan mucho más rápido también, haciéndolos demasiado poco confiables para la mayoría de los usos. Tienden a usarse solo donde el tamaño liviano y compacto es esencial (en motosierras y desbrozadoras, por ejemplo). Por el contrario, los motores de cuatro tiempos se lubrican con aceite retenido en un “sumidero” debajo del motor, que se bombea aproximadamente a donde se necesita en el motor a través de una bomba de aceite externa (llamada diseño de “sumidero húmedo”) o en un sistema altamente controlado cantidades a través de boquillas de precisión en puntos críticos específicos dentro del motor a través de una bomba de aceite más compleja controlada por computadora (llamado diseño de “sumidero seco”). El primero constituye la mayoría de los diseños de cuatro tiempos, ya que es relativamente barato y fácil de producir, y el último está reservado para aplicaciones muy caras y de alta potencia, como en los automóviles de carreras.
Las turbinas de gas, por otro lado, no tienen partes recíprocas, solo partes rotativas. Su funcionamiento es muy simple de explicar … En la parte delantera del motor de las turbinas de gas hay un compresor de aire, generalmente compuesto por varios discos de palas giratorias instalados en el eje central. Esto se usa para comprimir el aire que es aspirado en el motor. Detrás de la sección del compresor se encuentra la sección de combustión donde el aire comprimido se mezcla con combustible y se quema dentro de unidades especiales llamadas “Cámaras de combustión”. El gas en rápida expansión que se produce pasa a través de una turbina, también conectada al eje central y luego a través de una salida restringida llamada “Jet Pipe”, que produce un chorro rápido de gas, que produce los motores “Thrust”. A medida que el gas pasa a través de la turbina, gira el eje central y, por lo tanto, también el compresor … ¡Es un circuito de retroalimentación positiva! El engranaje reductor del eje central se puede usar para girar una hélice en la parte delantera del motor. (Esto se conoce como “Turbo-Prop”), o para alimentar maquinaria externa como las pistas de un Tanque (que se conoce como “Turbo-eje”).
Las turbinas de gas prácticamente no producen vibraciones y son extremadamente confiables, pero utilizan mucho combustible para operar y requieren materiales muy caros y “altamente exóticos” para la construcción de la turbina y los componentes asociados que tienen que resistir tanto tensiones extremas como muy altas. temperaturas, lo que hace que las turbinas de gas sean extremadamente caras de producir y excedan el presupuesto de la mayoría de las personas.
Las micro turbinas son simplemente turbinas de gas de tamaño normal reducidas. Muchos todavía están experimentando e intentando perfeccionar esta tecnología porque cuando se reduce el compresor y la turbina de una turbina de gas de tamaño completo, los componentes tienen que rotar exponencialmente más rápido para que funcionen de manera efectiva y esto también aumenta enormemente las tensiones mecánicas en los componentes en miniatura. . Por ejemplo, el eje central de una turbina de gas de tamaño completo podría tener que girar a un máximo de aproximadamente 60,000 RPM, ¡pero el eje de una micro turbina de gas podría tener que girar a 500,000 RPM o más! El compresor en una micro turbina de gas generalmente tiene solo unos 20 mm de diámetro.
