Cómo funcionan las partes de carro

Piensa 100 años atrás en un mundo donde la gente generalmente andaba caminando o montando a caballo. ¿Qué cambió las cosas? La invención del automóvil. Las ruedas pueden tener 5500 años, pero los autos que manejamos hoy en día hicieron su debut en 1885. Fue entonces cuando el ingeniero alemán Karl Benz (1844-1929) conectó las partes de carro: un pequeño motor de gasolina (gasolina) a un carro de tres ruedas y lo hizo el primer automóvil primitivo a gasolina.

Aunque Benz desarrolló el automóvil, otro ingeniero alemán, Nikolaus Otto (1832-1891), fue posiblemente aún más importante, ya que fue el hombre que inventó el motor de gasolina en primer lugar, unas dos décadas antes. Es un testimonio del genio de Otto que prácticamente todos los motores de automóviles fabricados desde entonces han sido inspirados por su diseño de “cuatro tiempos”. ¡Echemos un vistazo a cómo funciona!

¿Qué es un auto?

Esa no es una pregunta tan obvia como parece. Un auto es una caja de metal con ruedas en las esquinas que te lleva del punto A al punto B, sí, pero es más que eso. En términos científicos, un automóvil es un convertidor de energía: una máquina que libera la energía encerrada en un combustible como gasolina o diesel y la convierte en energía mecánica en ruedas y engranajes en movimiento.

Cuando las ruedas accionan el automóvil, la energía mecánica se convierte en energía cinética: la energía que el automóvil y sus ocupantes tienen un desplazamiento a medida que avanzan.

¿Cómo obtenemos energía del petróleo?

Automóviles, camiones, trenes, barcos y aviones: todas estas cosas funcionan con combustibles hechos de petróleo. También conocido como “petróleo crudo”, el petróleo es el líquido espeso, negro y rico en energía enterrado a gran profundidad que se convirtió en la fuente de energía más importante del mundo durante el siglo XX. Después de ser bombeado a la superficie, el petróleo se envía o canaliza a una refinería y se separa en gasolina, queroseno y combustibles diesel, y una gran cantidad de otros productos petroquímicos, que se utilizan para hacer todo, desde pinturas hasta plásticos.

Los combustibles derivados del petróleo están hechos de hidrocarburos: las moléculas en su interior consisten principalmente en átomos de carbono e hidrógeno (con una cantidad menor de otros elementos, como el oxígeno, unidos por si acaso).  La madera, el papel y el carbón también contienen hidrocarburos. Podemos convertir hidrocarburos en energía útil simplemente quemándolos. Cuando se quema hidrocarburos en el aire, sus moléculas se separan. El carbono y el hidrógeno se combinan con el oxígeno del aire para formar dióxido de carbono, gas y agua, mientras que la energía que mantiene unidas las moléculas se libera en forma de calor. Este proceso, que se llama combustión, libera enormes cantidades de energía. Cuando te sientas alrededor de una fogata, calentándote cerca de las llamas, ¡estás absorbiendo energía producida por miles de millones de moléculas que se abren y se separan! ¿Por qué el mundo usa tanto petróleo?  La gente ha estado quemando hidrocarburos para producir energía durante más de un millón de años; por eso se inventó el fuego. Pero los incendios ordinarios suelen ser bastante ineficaces. Cuando cocinas salchichas en una fogata, desperdicias una gran cantidad de energía. El calor se dispara en todas las direcciones; casi ninguno entra en la olla de cocina, y mucho menos en la comida.  Las partes de carro más importantes, los motores de los automóviles, son mucho más eficientes: desperdician menos energía y ponen más a trabajar. Lo más inteligente de ellos es que queman combustible en contenedores cerrados, capturando la mayor parte de la energía térmica que libera el combustible y convirtiéndola en energía mecánica que puede impulsar el automóvil.

¿Cuáles son las partes de carro principales del motor? Los motores de los autos están construidos alrededor de un conjunto de “ollas de cocina” llamadas cilindros (generalmente de dos a doce, pero generalmente cuatro, seis u ocho) dentro de las cuales se quema el combustible.  Los cilindros están hechos de metal muy fuerte, y sellados, pero en un extremo se abren y cierran como bombas de bicicleta: tienen pistones ajustados que pueden deslizarse hacia arriba y hacia abajo dentro de ellos. En la parte superior de cada cilindro, hay dos válvulas (esencialmente “puertas” que permiten el ingreso y la salida, que se pueden abrir y cerrar muy rápidamente).  La válvula de entrada permite que el combustible y el aire ingresen al cilindro desde un carburador o un inyector de combustible electrónico; la válvula de salida permite que los gases de escape, escapen. En la parte superior del cilindro, también hay un enchufe de chispa (o bujía), un dispositivo controlado eléctricamente que hace una chispa para prender fuego al combustible. En la parte inferior del cilindro, el pistón está unido a un eje que gira constantemente, llamado cigüeñal. El cigüeñal impulsa la caja de cambios del automóvil que, a su vez, impulsa las ruedas.

¿Cómo funciona un motor de cuatro tiempos?Cómo el cilindro en el motor de un automóvil genera energía Ingesta: El pistón se baja dentro del cilindro por el impulso del cigüeñal. La mayoría de las veces el automóvil se mueve, por lo que el cigüeñal siempre está girando. La válvula de entrada se abre, dejando pasar una mezcla de combustible y aire en el cilindro a través del tubo púrpura. Compresión: la válvula de entrada se cierra. El pistón vuelve a subir el cilindro y comprime la mezcla de combustible y aire, lo que lo hace mucho más inflamable. Cuando el pistón llega a la parte superior del cilindro, se dispara el tapón chispeante. Potencia: la chispa enciende la mezcla de combustible y aire, causando una mini explosión. El combustible se quema inmediatamente, emitiendo gas caliente que empuja al pistón hacia abajo. La energía liberada por el combustible ahora está impulsando el cigüeñal. Escape: la válvula de salida se abre. A medida que el cigüeñal continúa girando, el pistón se ve forzado a retroceder por el cilindro por segunda vez. Obliga a los gases de escape (producidos cuando se quema el combustible) a salir a través de la salida de escape. Luego, todo el ciclo se repite.

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