En un motor de combustión interna, la presión causada por la combustión de la mezcla de aire y combustible aplica una fuerza directa a una parte del motor (por ejemplo, en el caso de un motor de pistón, la fuerza se aplica a la parte superior del pistón), que convierte la presión del gas en energía mecánica (a menudo en forma de un eje de salida giratorio). Esto contrasta con un motor de combustión externa, donde la combustión tiene lugar en una parte separada del motor a donde la presión del gas se convierte en energía mecánica.
Motores de encendido por chispaEditar
En los motores de encendido por chispa, como los de gasolina, la cámara de combustión suele estar situada en la culata. Los motores suelen estar diseñados de forma que la parte inferior de la cámara de combustión está aproximadamente en línea con la parte superior del bloque del motor.
Los motores modernos con válvulas en cabeza o árbol(s) de levas en cabeza utilizan la parte superior del pistón (cuando está cerca del punto muerto superior) como fondo de la cámara de combustión. Por encima de esto, los lados y el techo de la cámara de combustión incluyen las válvulas de admisión, las válvulas de escape y la bujía. Esto forma una cámara de combustión relativamente compacta, sin salientes laterales (es decir, toda la cámara está situada directamente sobre el pistón). Las formas comunes de la cámara de combustión suelen ser similares a una o más medias esferas (como las cámaras hemi, pent-roof, wedge o kidney-shaped).
El diseño más antiguo del motor de cabeza plana utiliza una cámara de combustión con forma de «bañera», con una forma alargada que se sitúa por encima del pistón y de las válvulas (que se encuentran al lado del pistón). Los motores IOE combinan elementos de los motores de válvulas en cabeza y de los motores de cabeza plana; la válvula de admisión está situada por encima de la cámara de combustión, mientras que la válvula de escape está situada por debajo de ella.
La forma de la cámara de combustión, las lumbreras de admisión y las lumbreras de escape son fundamentales para lograr una combustión eficiente y maximizar la potencia. Las culatas suelen estar diseñadas para conseguir un determinado patrón de «remolino» (componente rotativo del flujo de gases) y turbulencia, lo que mejora la mezcla y aumenta el caudal de gases. La forma de la cabeza del pistón también afecta a la cantidad de remolino.
Otra característica de diseño para promover la turbulencia para una buena mezcla de combustible y aire es el aplastamiento, en el que la mezcla de combustible y aire es «aplastada» a alta presión por el pistón ascendente.
La ubicación de la bujía también es un factor importante, ya que es el punto de partida del frente de la llama (el borde de ataque de los gases ardientes) que luego se desplaza hacia abajo, hacia el pistón. Un buen diseño debería evitar las grietas estrechas en las que pueden quedar atrapados los «gases finales» estancados, reduciendo la potencia del motor y pudiendo provocar el golpeteo del mismo. La mayoría de los motores utilizan una sola bujía por cilindro, aunque algunos (como el motor Alfa Romeo Twin Spark de 1986-2009) utilizan dos bujías por cilindro.
Motores de encendido por compresiónEditar
Los motores de encendido por compresión, como los motores diésel, suelen clasificarse en:
- Inyección directa, donde el combustible se inyecta en la cámara de combustión. Las variedades comunes incluyen la inyección directa de la unidad y la inyección de riel común.
- Inyección indirecta, donde el combustible se inyecta en una cámara de remolino o cámara de pre-combustión. El combustible se enciende cuando se inyecta en esta cámara y la mezcla de aire/combustible ardiendo se propaga a la cámara de combustión principal.
Los motores de inyección directa suelen ofrecer un mayor ahorro de combustible, pero los de inyección indirecta pueden utilizar un grado inferior de combustible.
Harry Ricardo se destacó en el desarrollo de cámaras de combustión para motores diésel, siendo la más conocida la Ricardo Comet.
Turbina de gasEditar
En un sistema de flujo continuo, por ejemplo una cámara de combustión de un motor a reacción, la presión se controla y la combustión crea un aumento de volumen. La cámara de combustión en las turbinas de gas y los motores a reacción (incluidos los ramjets y los scramjets) se denomina cámara de combustión.
La cámara de combustión es alimentada con aire a alta presión por el sistema de compresión, añade combustible y quema la mezcla y alimenta el escape caliente a alta presión a los componentes de la turbina del motor o por la tobera de escape.
Existen diferentes tipos de cámaras de combustión, principalmente:
- Tipo lata: Los combustores de lata son cámaras de combustión cilíndricas autónomas. Cada «lata» tiene su propio inyector de combustible, revestimiento, interconectores, carcasa. Cada «lata» obtiene una fuente de aire de una abertura individual.
- Tipo canular: Al igual que la cámara de combustión de tipo lata, las cámaras anulares de lata tienen zonas de combustión discretas contenidas en camisas separadas con sus propios inyectores de combustible. A diferencia de la cámara de combustión de lata, todas las zonas de combustión comparten una carcasa de aire común.
- Tipo anular: Los combustores anulares prescinden de las zonas de combustión separadas y se limitan a tener una camisa y una carcasa continuas en un anillo (el ánulo).
Motor de coheteEditar
Si la velocidad del gas cambia, se produce empuje, como en la tobera de un motor de cohete.