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lunes, 8 de abril de 2013

Motor de combustion

Los orígenes de los motores son muy remotos. Especialmente si se consideran los inicios o precededentes de algunos elementos constitutivos de los motores, imprescindibles para su funcionamiento como tales.
Considerados como máquinas completas y funcionales, y productoras de energía mecánica, hay algunos ejemplos de motores antes del siglo XIX. A partir de la producción comercial de petróleo a mediados del siglo XIX (1850) las mejoras e innovaciones fueron muy importantes. A finales de ese siglo había una multitud de variedades de motores usados en todo tipo de aplicaciones.
En la actualidad los motores de combustión interna, a pesar de los problemas asociados (crisis energéticas, dependencia del petróleo, contaminación del aire, aumento de los niveles de CO2,...) son todavía imprescindibles y se fabrican según diseños muy diferentes y una gama muy amplia de potencias que va desde pocos vatios hasta miles de kW.

Precedentes


Cocobolo Fire Piston.jpg
  • Prehistoria. El pistón de fuego se usaba en el Sureste de Asia y en las islas del Pacífico para encender el fuego, aprovechando la compresión adiabática del aire en un cilindro de madera y un pistón.4 5 6
  • Siglo III dC: Sistema biela-manivela empleado en el molino de agua romano de una serrería en Hierápolis. Este mecanismo es básico en muchos motores.1 2 3
  • 673: Invención del fuego griego. Implicaba la fabricación, el almacenamiento y la manipulación en combate de un combustible líquido y peligroso. Y el uso de un sistema de aire forzado (por fuelles), y de válvulas de paso.
  • 1201: Al Jazar
  • S. XIII: los cohetes de pólvora negra (motores cohete, de combustión interna) fueron usados por los chinos, mongoles y árabes.7
  • 1509: Leonardo da Vinci describe un motor "atmosférico".
  • S. XVII: El inventor Christian Huygens haga experimentos con un motor de pólvora negra.8
  • 1772: Antoine Laurent Lavoisier determina la composición del aire atmosférico, explicando que era una mezcla de oxígeno y de nitrógeno ("azote" en francés que dió "ázoe" en castellano). La mayoría de motores de combustión funcionan con aire atmosférico y, por tanto, conocer su composición es fundamental.
  • 1780: Alessandro Volta inventa una pistola de juguete que dispara un tapón de corcho por la explosión de una mezcla de aire e hidrógeno inflamada por una chispa eléctrica.9
  • 1790: Antoni de Martí i Franquès presentó una memoria de sus experimentos sobre la composición del aire, mejorando la precisión de Lavoisier.10
  • 1791: John Barber propone una turbina en su solicitud de la British patente # 1833 ("A Method for Rising Inflammable Air for the Purposes of Producing Motion and Facilitating Metallurgical Operations").
  • 1798: El sultán Tippu, gobernante de Mysore (India) hace el primer uso documentado de cohetes de hierro contra soldados británicos.


Los primeros ensayos exitosos

  • 1807: Nicéphore Niépce instala un motor Pyréolophore en una barca y navega por el río Saona. El motor iba con una mezcla de musgo, carbón en polvo y resina. Nicéphore obtiene la patente el 28 de julio de 1807 por parte del emperador Napoleon Bonaparte.11 12 13 14 14
  • 1807: El ingeniero suizo François Isaac de Rivaz construye un motor de combustión interna propulsado por una mezcla de oxígeno y hidrógeno, con ignición por chispa eléctrica.15 16
  • 1823: Samuel Brown patenta el primer motor de combustión interna aplicado en la industria. Era "atmosférico" (sin compresión) y se basaba en el "ciclo de Leonardo"-según Hardenberg-, con una tecnología ya anticuada en aquella época.17 18 19
  • 1824: El físico francés Sadi Carnot publicó la teoría termodinámica de los motores térmicos. Con la justificación teórica de la necesidad de una compresión de los gases para aumentar la diferencia entre las temperaturas de trabajo superior e inferior. Y el incremento del rendimiento asociado.20
  • 1826: El americano Samuel Morey obtiene una patente para un motor de gasolina o vapor sin compresión.
  • 1832: El francés Hippolyte Pixii construye una dinamo con un imán permanente. La magneto y sistemas derivados ("platos magnéticos") se usarían después en motores de aviación, automóviles de competición y motocicletas.
  • 1838: El inglés William Barnet obtiene una patente para un motor con compresión. Primera referencia documentada de una compresión en el interior del cilindro de un motor.21 22
  • 1839: Isaac Babbitt inventó la aleación llamada metal Babbitt con propiedades antigripaje y usado en cojinetes. Los cojinetes de los motores de combustión modernos son una versión modificada de aquellos.23
  • 1854-1857: Los italianos Eugenio Barsanti y Felipe Matteucci inventan un motor de 4 cilindros en línea. La patente parece perdida.
  • 1856: El italiano Pietro Benini construye un prototipo de motor con una potencia de 5 CV. En los años siguientes fabrica motores de uno o dos cilindros más potentes usados en aplicaciones estáticas en sustitución de máquinas de vapor.

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