CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS
UNIDAD
“MOTORES ELECTRICOS”
TIPOS DE MOTORES
La variedad de disposición y número de los cilindros en los
motores alternativos, ya sean de coches pero mas en motos, se debe
principalmente al ahorro de costes y a la búsqueda de
maximización de la fiabilidad, pero también han influido la
imaginación, minimización de la dificultad de mantenimiento
(accesibilidad y disposición de elementos) y sobre todo, la entrega de
par y potencia así como la manejabilidad final y estabilidad de la moto.
MOTORES ALTERNATIVOS
Sin tener en cuenta la suavidad y regularidad en marcha o arranque del
motor, el aumento de cilindros en los motores ha sido provocado por la
búsqueda de mayor potencia. Esto es así, porque en cualquier
motor sólo existen dos manera de incrementarla facilmente, que
son aumentar la cilindrada o subir las revoluciones de funcionamiento. Existe
otra tercera pero por su complejidad no se cuenta, que es aumentando la
relación de compresión en la camara de combustión,
pero esto conlleva muchas mas variables a tener en cuenta, como el octanaje del carburante.
La primera opción es aumentando la cilindrada, pero el aumento del tamaño del pistón multiplica las fuerzas de inercia al
hacerlo la masa del
pistón. Un pistón mayor es mas
pesado y esto obliga al resto de los elementos a reforzarse, simplemente para
conseguir pararlo en los puntos muertos, el inferior y elsuperior. Si se eleva al régimen, las fuerzas se incrementan de forma
todavía mayor que aumentando el peso ya que crecen con el cuadrado de la
velocidad.
El mejor camino es dividir al trabajo entre varios cilindros.
Estos, al ser mas pequeños, pesan menos y permite aumentar el
régimen de forma que aumenta el número de explosiones en un mismo tiempo. Esto compensa la menor
cilindrada de cada uno de los cilindros, y las bielas y demas elementos
mantienen la misma carga de trabajo. Por tanto, a igualdad de
cilindrada, se aumenta la potencia del motor sin perjuicio para la
fiabilidad mecanica.
MOTORES BICILÍNDRICOS
Los mas utilizados en motos de media y gran cilindrada y que debe parte
de su desarrollo a las competiciones de Superbikes.
MOTORES EN V LONGITUDINAL
La disposición mas empleada es la de cilindros en V, con un
angulo que oscila entre los 45 y los 90° con el cigüeñal
dispuesto transversalmente para así favorecer la estrechez de la moto.
Se han alcanzado y sobrepasado potencias superiores a
130 caballos con motores muy exprimidos y refrigerados por agua, inyección
y gestión electrónica y distribución multivalvulas.
Sin embargo, lo mas normal es que estos motores sean
los que menos potencia desarrollen a costa de su alta fiabilidad. Estan
los desmodrómicos de Ducati, los de un
cigüeñal con un solo brazo para ambos pistones de las Harleys, y
los del
cigüeñal con dos brazos para dos bielas de las V asiaticas. etc.Cuando estan a 90º un cilindro respecto al
otro, se le suele llamar en L.
MOTOR BICILÍNDRICO EN PARALELO
Se muestra motor bicilíndricos con el cigüeñal transversal,
caracterizado porque los pistones estan juntos y en línea con las
piernas del piloto, mientras que el cigüeñal es paralelo a la
línea que une los tobillos del piloto. La mayor ventaja es que es el
mas barato de construir después del monocilíndrico.
Otra ventaja es su reducido volumen al compartir los pistones
las paredes y elementos comunes de refrigeración y lubricación,
lo cual es sinónimo de moto agil y liviana. Poseen
potencias medias y mantienen un par bastante elevado.
Su régimen de funcionamiento no es excesivamente alto, lo que da a
entender su reducido desgaste respecto a motores mas complejos y por lo
tanto, labores de mantenimiento menores, si no lo han
fabricado un lunes de resaca, claro esta.
MOTOR EN V FRONTAL O TRANSVERSAL (Moto Guzzi
Son motores muy antiguos. Cada pistón asoma por un
costado de la moto con un con cierta inclinación ascendente lo que
mejora la lubricación en los momentos de parada y puesta en marcha del motor. Cierta
leyenda las asemeja a los pechos de una mujer, diciendo que estos apuntan hacia
arriba como los de una
mujer joven, mientras que los de una moto alemana lo hacen como los de una mujer ya entrada en
años. El angulo que forman los brazos del cigüeñal
y por lo tanto de los cilindros es de 90°. El cigüeñal va ensentido de la marcha, llamandose longitudinal.
El desplazamiento de cada pistón es elevado: mas de 400 cm³.
El mismo motor se ha llegado a fabricar en versiones de un
litro de cilindrada total y los cilindros son de alta compresión, por lo
que ofrecen altas prestaciones a pesar de ser un bicilíndrico. Las bielas estan partidas para facilitar su desmontaje.
En su parte trasera se sitúa el embrague y discos en seco de origen automovilístico y, tras éste, la caja
de cambios y la transmisión por cardan. La refrigeración es por
aire, que evacúa el calor de las numerosas aletas distribuidas por los
cilindros, culatas y carter inferior. En algunas versiones
también había un radiador destinado en
enfriar el aceite. Este motor se distingue por su sencillez de mantenimiento y
facil accesibilidad, así como por unas prestaciones nada
desdeñables, junto con una cierto 'caracter'.
MOTOR BOXER
Este tipo de motores forman parte del
chasis de la moto, así como
la transmisión por cardan. Son motores muy reforzados en cuanto a los
subsistemas de lubricación y en algunos casos, el alternador
también esta muy sobredimensionado para no tener problemas en los
modelos que son adquiridos por cuerpos y fuerzas del orden. Estos modelos se pueden adquirir también para clientes de
calle en determinados mercados internacionales. Su microprocesador
recoge información a través de diversos sensores: apertura del acelerador, velocidad de
giro, masa del aireaspirado y temperatura del aceite. Como respuesta, envía una señal al inyector que determina
la cantidad de gasolina a suministrar controlando el tiempo que éste
permanece abierto.
MOTORES TRICILÍNDRICOS
Son los motores menos fabricados, siendo una solución intermedia entre
los bicilíndricos mas sencillos y los tetracilíndricos
mas costosos. Un ejemplo puede ser la ya
desaparecida BMWK 75.
Los cilindros estan dispuestos horizontalmente mirando hacia un lado y el cigüeñal en la dirección de
la marcha, para evitar tener que utilizar un par de piñones
cónicos para accionar el cardan.
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
Se denomina motor de corriente alterna a aquellos
motores eléctricos que funcionan con corriente alterna. Un motor es una maquina motriz, esto es, un aparato
que convierte una forma determinada de energía en energía
mecanica de rotación o par. Un motor
eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de
giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos.
Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía
mecanica de rotación en energía eléctrica y se le
puede llamar una maquina generatriz de fem. Las dos formas
basicas son el generador de corriente continua y el generador de
corriente alterna, este último mas correctamente llamado
alternador.
Todos los generadores necesitan una maquina motriz (motor) de
algún tipo para producir la fuerza de rotación, pormedio de la
cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y
producir una fem. La maquina mas simple de los motores y
generadores es el alternador.
En algunos casos, tales como barcos, donde la fuente
principal de energía es de corriente continua, o donde se desea un gran
margen, pueden emplearse motores de c-c. Sin embargo, la mayoría de los
motores modernos trabajan con fuentes de corriente
alterna. Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos
basicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla.
MOTERES DE CORRIENTE DIRECTA
Los motores de corriente directa son insuperables para aplicaciones en las que
debe ajustarse la velocidad, así como para aplicaciones en las que
requiere un par grande. En la actualidad se utilizan millones de motores de
C.D. cuya potencia es de una fracción de caballo en la industria del transporte como: automóviles, trenes y aviones,
donde impulsan ventiladores, de diferentes tipos para aparatos de a/c,
calentadores y descongeladores: también mueven los limpiadores de
parabrisas y acción de levantamiento de asiento y ventanas. También son muy útiles para arrancar motores de
gasolina y diesel en autos, camiones, autobuses tractores y lanchas.
El motor de C.D. tiene un estator y un rotor
(ARMADURA). El estator contiene uno no mas devanados por cada polo, los
cuales estan diseñados para llevar intensidades de corriente
directasque establecen un campo magnético.
La ARMADURA, y su devanado estan ubicados en la trayectoria de este campo magnético y cuando el devanado lleva
Intensidades de Corriente, se desarrolla un par-motor que hace girar el motor.
Hay un COMUTADOR conectado al devanado de la armadura,
si no se utilizara un conmutador, el Motor solo podría dar una fraccion
de vuelta y luego se detendría.
Para que un motor de
C.D. pueda funcionar, es necesario que pase una Intensidad de Corriente por el
devanado de Armadura. El estator debe de producir un
campo m (flujo) magnético con un devanado de derivación o serie
(o bien, una combinación de ambos).
El par que se produce en un motor de C.D. es
directamente proporcional a la Intensidad de Corriente de la armadura y al
campo del
estado. Por otro lado, la velocidad de motor la determinara principalmente la
Tensión de la Armadura y el campo del Estator.
La velocidad del
motor también aumenta cuando se reduce el campo del estator. En realidad, la velocidad puede
aumentar en forma peligrosa cuando, por accidente, se anula el campo del
estator. Como
ya sabemos los motores de CD pueden explotar cuando trabajan a velocidades muy altas. El motor de C.D. que se usa
aquí, ha sido diseñado para soportar posibles condiciones de
exceso de velocidad.
Partes y equipos requeridos
Fuente de Alimentación
Generador/ Motor de C.D
Voltímetros de Corriente Alterna.
Tacómetro manual.
Cables de conexión.
