Embed Size (px)
DESCRIPTION
Características básicas dentro de un motor en linea.
Citation preview
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGERNIERIA MECANICA Y
ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN
SISTEMAS PROPULSIVOS
“ ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS MOTORES EN LÍNEA 4 – 6 ”
INTEGRANTES
CID LOBACO BRANDOM JHOSEPH
DÍAZ BAHENA GUSTAVO
ROBLES SÁNCHEZ ALFREDO TADEO
VIVEROS PEDRAZA MAURICIO
CICLO
2014-2015
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
2
INTRODUCCIÓN
El deseo de volar estuvo presente en la humanidad desde hace siglos. Durante mucho tiempo
se dieron tímidos intentos por alzar el vuelo, fracasando la mayoría de estos. Al principio el
hombre se baso en lo que hasta entonces era lo único que surcaba los cielos, las aves y los
insectos, las primeras maquetas de las aeronaves fueron basadas en las alas de las aves que
intentaron seguir el mismo movimiento pero todos y cada uno de los intentos fracaso en
grandes desastres, el tiempo transcurría y a el hombre se le ocurrían cada vez mas idas de
como poder gobernar los cielos. Los siguientes prototipos surgieron del principio de diferencia
de densidades de los gases con los primeros globos aerostáticos uno de ellos creado por los
hermanos Montgolfier en 1783.
Fue hasta el siglo XVIII cuando el ser humano comenzó a experimentar con globos
aerostáticos que lograban elevarse en el aire, pero tenían el inconveniente de no poder ser
controlados. Más tarde, a principios del siglo XIX, se construyeron los primeros dirigibles, en
los cuales ya se podía controlar el direccionamiento. Fue hasta el año 1903 que se comenzó el
vuelo con motores alternativos de hélice, en el histórico vuelo de los hermanos Wright.
Durante la primera y hasta poco después de la segunda guerra mundial, la mayor parte de la
aviación se encontraba propulsada por motores alternativos para actividades militares,
aviación deportiva, trabajos agrícolas y de salvamento principalmente, además de ser
utilizados en aeronaves para el transporte civil.
Después de 1903 se fueron presentando diversas configuraciones de motores para el
mejoramiento de la eficiencia de los mismos y por consecuencia de las aeronaves. Se
construyeron motores con mayor potencia, empuje y eficiencia en combustible, capaces de
realizar vuelos trasatlánticos como el famoso vuelo de Nueva York a Paris realizado en 1927
por el estadunidense Charles Lindbergh.
La necesidad de usar mejores aeronaves para la milicia, al inicio de la segunda guerra
mundial, llevo a la producción en masa de estas entre los años de 1940 a 1943; desarrollando
tecnología nueva, nuevas formas de diseñar las aeronaves, motores mejorados en peso-
potencia, mejora en la eficiencia de combustible. Durante esta época la necesidad de viajar
cada vez de manera más veloz, para tener ventaja sobre los contrincantes, dio paso a la llegada
de los motores a reacción a finales los 40’s.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
3
HOJA DE CONTENIDO
Pagina
I.- Introducción .................................................................................................................. 2
1.-Origuen de los MCIA de uso aeronáutico ..................................................................... 3
2.-Origen y evolución de los motores en línea 4-6 ........................................................... 17
3.-Descripcion del motor en línea 4-6 ............................................................................... 20
4.-Comparativa de los MCIA .............................................................................................. 25
5.-Conclusiones ................................................................................................................. 27
6.-Bibliografia .................................................................................................................... 29
7.-Anexos ........................................................................................................................... 30
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
4
ORIGEN DE LOS MCIA DE USO AERONÁUTICO
• El 17 de Diciembre de 1903 los hermanos Orville y Wilbur Wright efectuaron en
KillDewilHills, Carolina del Norte los primeros vuelos tripulados de un aeroplano propulsado
por motor. Se realizaron 14 vuelos en total en los cuales Orville y Wilbur alternaron el
pilotaje, correspondiendo a Wilbur el cuarto que fue el más importante debido a la distancia
que recorrió, que fue de 852 metros entre el punto de despegue y aterrizaje con una duración
de 59 segundos. El motor con el que se realizaron los vuelos fue el Wright Flayer 1, diseñado
por los hermanos Wright y construido por el mecánico Charles Taylor, con una configuración
similar a la de un auto de 4 cilindros verticales, con la capacidad de desarrollar 12 HP a 1.090
RPM y encendido por Magneto de baja tensión; tenía un peso de 109 kilogramos y accionaba
2 hélices colocadas lateralmente en sentido inverso
Poco después en ese año los hermanos Wright experimentaron con un nuevo aparato
equipado con un motor de 25 CV, realizando vuelos que sobrepasaron la distancia de 30 km
entre el punto de despegue y aterrizaje.
Fig.1.1 Wright Flyer I. SmithsonianNational Air and Space Museum. F1
• En 1904 los hermanos Wilbur y Orville Wright efectuaron 80 vuelos en el avión biplano
Wright Flyer II durante los meses de Mayo a Diciembre, la aeronave estaba provista de un
motor Wright de 4 cilindros y de 15-16 HP. El vuelo más satisfactorio con este motor fue el
día 9 de Noviembre, recorriendo 2,75 millas en 5 minutos y 4 segundos.
• De junio a Octubre de 1905, los hermanos Wright efectuaron 40 vuelos en el biplano Wright
Flyer III, provisto del mismo motor que propulsara el Flyer II en 1904. El motor mejorado
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
5
para el Flyer III alcanzó 20-21 HP. Pilotado por Wilbur Wright el día 5 de Octubre la
aeronave recorrió 24,2 millas en 38 minutos 3 segundos.
En este mismo año se construyó en Francia el motor Levavasour Antoinette, refrigerado
por agua con disposición de los cilindros en "V", siendo el primero de esta disposición para ser
utilizado en aviación. El cárter de este motor era de aluminio y los cilindros con camisas de
acero, además fue construido en versiones de 8, 12, 16 Y hasta de 32 cilindros. Fue el primer
motor de avión con más de 8 cilindros.
• En 1906 el rumano Vuia ensayó un aeroplano equipado con un motor; el Serpullet, que
desarrollaba 25 HP, y funcionaba con ácido carbónico, accionando una hélice de 2,20 metros
de diámetro. El aeroplano era el Vuia I, un monoplano sin estabilizador horizontal y con alas
de incidencia variable para control lateral, logró despegar un total de 11 veces entre agosto de
este año y marzo de 1907. Santos Dumont, efectuó el 17 de Septiembre de 1906 un despegue
con un avión denominado Santos Dumont 14 bis, propulsado por un motor Antoinette de 8
cilindros, desarrollando 24 CV. Después de hacer modificaciones en el aeroplano 14 bis de
Santos Dumont y provisto de un motor Antoinette de 8 cilindros y 50 CV Santos Dumont
efectuó varios vuelos entre el 23 de Octubre y 12 de Noviembre, recorriendo 220 metros en 21
segundos. Sus vuelos fueron conocidos como los primeros de Europa impulsados por motor.
El 12 de Septiembre de este año con un motor Ellehammer de 18-20 HP de 3 cilindros
dispuestos radialmente, propulsando el avión Ellehammer II, sin timón de dirección y pilotado
por el mismo Ellehammer, se realizó un vuelo circular de 42 metros de recorrido unido a un
mástil central.
Fig.1.2 Santos Dumond 14 bis Smithsonian National Air and Space Museum. F2
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
6
• En 1907 Louis y Jacques Breguet, con un motor de explosión tipo Antoinette de 45 CVen
colaboración con M.Richet, hacen despegar el primer helicóptero en vuelo no guiado.
El 13 de Noviembre de este año se realizó el primer vuelo libre de un helicóptero con un
motor Antoinette de 24 CV, pilotado por Paul M. Cornu.
Se incluyó al avión nº 1 de la Fuerza Aérea Inglesa un motor Antoinette provisto de 8
cilindros, dispuestos en "V" a 90°, capaz de desarrollar 50 HP a 1.100 RPM, provisto de
válvulas de admisión con muelles. En este mismo año destacan algunos motores que
propulsaron aviones celebres como son:
- Motor Antoinette de 24 CV, 8 cilindros (sobre aviones Bleriot V "Canard", Vuia II y Bleriot
VI "Libelulle").
- Motor Antoinette de 50 CV, 8 cilindros (sobre aviones Bleriot VI, VoisinDelagrange,
Voisin-Framan I, Bleriot VII y La Vauls).
-Motor Antoinette de 100 CV, 16 cilindros (sobre aviones Santos Dumont 15 y 17).
-Motor Ellehammer de 35 CV, 6 cilindros radiales (sobre avión Ellehammer III, triplano).
-Motor R.E.P. de 30 CV, 7 cilindros (sobre avión R.E.P. 1).
• Enero de 1908, Henri Farman gana el premio del kilómetro con el biplano "Voisin”, que era
propulsado por un motor Antoinette de 50 CV, formado por 8 cilindros en "V".
En este año aparece el característico motor Panhard de 100 CV, de 4 cilindros en línea, que
propulsaba al biplano de Bolotolf.
La casa Fiat en Italia, construye su primer motor para avión, denominado "S.A. 8", de 8
cilindros en "V" a 90°, refrigerado por agua con 50 CV de potencia a 2.000 RPM y con un
peso de 1,6 Kg/CV.
Fig.1.3 Motor Gnome 1908. Smithsonian National Air and Space Museum. F3
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
7
• 25 de Julio de 1909, Louis Bleirot realizaba la travesía del Canal de la Mancha, con un avión
de 7,80 metros de envergadura, 8 metros de longitud y 14 metros cuadrados de superficie,
equipado con un motor Anzani de 25 CV de explosión de 4 tiempos a 1.600 RPM provisto de
una hélice Chauviere, con relación potencia/peso de 1 a 6.
Este mismo año en Francia Laurent Seguinintroduce el diseñodel motor rotativo Gnome de
7 cilindros que tendría en aquel entonces y durante varios años un amplio uso en Aviación. El
motor Gnome producía 50 CV a 1.150 RPM. Eran motores alternativos disposición radial de
cilindros. El cigüeñal se mantenía fijo y el cárter con los cilindros alrededor de él,
manteniéndose el movimiento relativo émbolo-cilindro. Los émbolos estaban unidos a la
muñequilla del cigüeñal por bielas de longitud constante.
Algunos motores característicos que propulsaron aviones célebres del año 1909 fueron:
- Motor Antoinette de 50 CV, 8 cilindros (sobre aviones Voisin-Delagrange II y III, Voisin-
Farman I-bis, Bleriot, VIII bis, Ferber IX "Antoinette III", Gasnier I, Antoinette IV, Cody I-B,
Zipfel, Voisin "Moore-Brabazon", Antoinette V y Robart).
- Motor Antoinette de 100 CV, 16 cilindros (sobre avión Bleriot IX).
- Motor Curtiss de 40 HP, 8 cilindros, refrigerado por aire (sobre avión AEA "Red Wing",
"WhitteWing" y "June Bug").
- Motor Curtiss de 50 HP, 8 cilindros en V, refrigerado por agua (sobre avión AEA
"SilverDart").
• 1910, los motores Antoinette alcanzan 16 cilindros y 100 CV de potencia. Este motor
propulsó el aeroplano Latham para la copa Gordon Bennet. La alimentación se hace ya por
inyección a través de una bomba que envía el combustible a presión, distribuyéndolo a cada
tubo de admisión, a través de un surtidor calibrado.
En este año destaca el motor que New Engine Company construyó de cuatro cilindros en
"V", con compresor del tipo Roots para sobrealimentación, que fue utilizado para la
propulsión de un biplano Wright entre 1911-1914, y el motor OX-5 de 8 cilindros en "V", que
producía 90 HP a 1.400 RPM.
• 1911, la Casa IsottaFraschiniconstruye el motor "V - 1"un motor de cuatro cilindros en línea
que desarrollaba 90 CV a 1.200 RPM. Posteriormente se construyeron después motores del
tipo "V-2" y "V-3", también de cuatro cilindros en línea que desarrollaban respectivamente
100 y 110 CV, todos destinados para ser montados en el dirigible Forlanini.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
8
• 1912, el avión Deperdussin obtiene este año, por dos veces, la Copa Gordon-Bennet con
Jules Vedrinescomo piloto. El avión estaba propulsado por un motor Gnome 160.
• 1913,la Casa Clement-Bayard comienza a utilizar la hélice de paso variable en vuelo, sobre
el dirigible francés Montgolfierd.
El motor Gnome, de 140 CV y 14 cilindros, ganó la Copa Gordon-Benet impulsando al
Prevost en Reims, sobrepasando por primera vez los 200 Km/hr.
En este año Igor Sikorsky en Rusia diseña el primer biplano: "le Grand". Voló 1 hora 45
minutos con 8 personas a bordo, propulsado por 4 motores Argus de 100 CV.
Fig 1.4 Deperdussin Aviation, the First 100 years. F4
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
9
PRIMERA GUERRA MUNDIAL
• 1914, la Casa Fiat construye los motores A-10 de 100 CV, el A-12 de 240 CV y el A-12B de
400 CV. Fabricaron 11.000 unidades del A-12B
El Farman 5B propulsado por motor Fiat A-10 alcanza 100 Km/hora.
Comienza a utilizarse la sobrealimentación en los motores alternativos de explosión de cuatro
tiempos, considerándose a partir de entonces la sobrealimentación como indispensable para
motores de avión.
• 1915, se construye el "V-4" de 180 CV de seis cilindros en línea, refrigerado por agua,
derivado del "V-3" que propulsara el dirigible de Forlanini.
Se construye el "V-4" de 180 CV de seis cilindros en línea, refrigerado por agua, derivado del
"V-3" que propulsara el dirigible de Forlanini. En Julio el avión "Albatros" con motor "V-4",
efectúa uno de los primeros vuelos de guerra sobre la plaza fuerte de Pala. Este mismo motor
"V-4" de IsottaFraschini, propulsó también el avión de bombardeo Caproni Ca 3 y el
hidroavión de caza M5 de la Casa Machi.
La Hispano Suiza produce el motor V-8 de 150 CV a 1450 RPM, este motor propulsó el
“Spad”, el avión más famoso de la aviación aliada de la I Guerra Mundial.
Se desarrolló el "Mercedes Seis", un motor de seis cilindros en línea que desarrollaba 160 HP
a 1400 RPM. El motor alemán más importante de la I Guerra Mundial.
Fig 1.5 Caprioni Ca. 3.Aircarf of the AEF. F5
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
10
• 1916.La Casa Fiat fabrica el motor A-12 de 6 cilindros refrigerados por aire. Este motor fue
uno de los más utilizados por los aliados en la I Guerra Mundial. De este motor se
construyeron 13.620 unidades entre 1916 y 1919.
Fig 1.6 Fiat A-12.NationalMuseum of the USAF. F6
• 1917, se fabrica el motor Liberty de 12 cilindros en "V" que producía 420 CV a 1700 RPM.
La Casa IsottaFraschinini comienza la fabricación del motor V-6, refrigerado por agua. Este
motor producía 250 CV y pesaba 320 kilos. Se construyeron muchos motores de este tipo en el
último período de la I Guerra Mundial.
El día 26 de Abril de este año se establece el record de altura (21 .112 pies) con un avión Fiat
SP-2, propulsado por motor Fiat A-12 de 250 CV.
• 1918.La Casa IsottaFraxchinini, fabrica el motor V-7, de 12 cilindros en "V" que producía
300 CV. Los motores V-8 y V-9 de esta serie no llegaron a fabricarse debido al fin de la
primera Guerra mundial en este año. General Electric construye el primer turbocompresor para
sobrealimentación, utilizando la energía de los gases de escape de un motor alternativo de
explosión.
Fig.1.7 Curtis H-a Fighter propulsado por motor liberty. EarlyAircraftPhotographs.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
11
• 1919. Los motores Eagle, junto con una pequeña serie del tipo Falcon, marcan el comienzo
de una producción de los motores Merlin que en1939intervendrían de forma destacada en la II
Guerra Mundial.
Se pone en servicio el motor Liberty sobrealimentado siendo el primer motor que recuperaba
la energía cinética de los gases de escape para mover una turbina solidaria de un compresor
centrífugo para alimentar a mayor presión el aire de admisión al motor.
• 1922. Se fabrica el motor Jaguar de 14 cilindros en doble estrella y 360 HP a 2000 RPM,
primer motor de culatas semiesféricas y realmente el primer motor de doble estrella que
funcionó satisfactoriamente.
Comienza la fabricación del motor Lawrence J-l, de 9 cilindros en estrella produciendo 200
HP a 1800 RPM.
• 1924, la Casa IssotaFraschinini comienza el diseño del motor Asso-500. La Casa
IssotaFraschinini comienza el diseño del motor Asso-500.
• 1925. Comienza la producción del motor vertical de 6 cilindros Mercedes que producía 160
HP a 1.400 RPM.
• 1926. Comienza la fabricación del motor Pratt Whitney "Wasp" de 9 cilindros en estrella,
produciendo 425 HP a 1.900 RPM.
Alfa Romeo inicia la construcción del motor Júpiter IV de 400 CV. Este motor fue muy
utilizado por la aviación italiana.
El motor Lawrence J-les dotado de los cilindros del Armstrong Siddeley“Jaguar”, el motor
resultante fue denominado "Whirlwind J-5".
• 1926, la Casa Pratt Whitney diseña un pequeño motor el PW-R985 que propulsó el avión
Douglas Dolphin y el Sikorsky S-39, anfibio.
Aparecen los motores de combustión por compresión, utilizando aceite pesado. El primer
vuelo con un motor de este tipo fue el 18 de Septiembre de este año en Estados Unidos, por un
avión equipado con un motor Packard de 230 HP.
Se prueba en vuelo por primera vez una hélice de paso variable accionada por un motor
Bristol-Júpiter que propulsaba el avión GlosterGrebe, siendo un gran avance tecnológico para
la operación en vuelo, controlando las RPM del motor por variación del ángulo de pala,
procedimiento utilizado después en todos los motores de diseño avanzado provistos de hélice.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
12
Alfa Romeo inicia la construcción en serie del motor "Lynx" de 200. Este motor, denominado
Lynx-Romeo, era un motor de 7 cilindros en estrella.
• 1929, comienza la fabricación del motor Pratt Whitney PW-R2000 que propulsaría los
aviones C-54 de las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos; los R5D de la Marina y el avión
comercial Douglas DC-4.
En septiembre del mismo año se presenta oficialmente en vuelo un avión Morane 135,
equipado con un motor de aceite pesado de 100 CV y 9 cilindros en estrella funcionando con
un ciclo de cuatro tiempos y Junkers, realizabó el primer vuelo de un avión equipado con un
motor de aceite pesado, el “Junkers Jumo”, constituido por 6 cilindros funcionando en ciclo de
dos tiempos y con disposición en cada cilindro de dos pistones opuestos, eliminándose
completamente la culata. Este motor consegui una potencia de 610 CV, en régimen de
despegue a 2200 RPM Y 600 CV en régimen máximo contínuo a las mismas RPM.
Fig. 1.8 Pratt Whitney R1300 con radial de 9. Smithsonian Air and SpaceMuseum F7
• 1930, comienza la fabricación del motor Curttiss Wright R-1820, de 9 cilindros en estrella.
Producía 575 HP a 1900 RPM.
• 1930, la Casa Fiat fabrica un motor para avión de carreras, el AS-6 de 24 cilindros en "V",
producía 2100 CV y pesaba solamente 920 kg. Se fabricaron sólo tres unidades.
Fig.1.8 Fiat AS-6 Old Machine Press F8
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
13
• 1930, se fabrica el motor Continental A-40 para la aviación ligera, hay diversas versiones de
este motor, algunas de las cuales desarrollan más de 200 HP. La versión inicial producía 65
HP a 2350 RPM.
• 1932, comienza la producción del motor de Pratt Whitney PW-R 1535, de 14 cilindros en
doble estrella; producía 650 HP y propulsó diversos tipos de aviones como el GrummanF-2F y
F-3F, elNortroph A-17, el Douglas 0-46 y el Chance Wough.
La Casa Bristol fabrica un motor sin válvulas, con lumbreras en camisas deslizantes, el Mc
Cullon de 9 cilindros en estrella.
• 1936, la Casa Fiat fabrica el motor A-74 RC-D8 de 14 cilindros en doble estrella con
sobrealimentación y con reductor para la hélice. Producía 840 HP.
Comienza la fabricación del motor RoIls Royce Merlyn I de 12 cilindros en "V"; producía
1030 HP a 3000 RPM.
Se fabrica el motor Wright R-1820 con dispositivo de absorción de vibraciones torsionales del
cigüeñal. Era un motor de 9 cilindros en estrella que producía 575 HP a 1900 RPM. Empleado
para propulsar aviones B-17 y algunos de los primeros DC-3.
Fig1.9Fiat A-74 RC-D8. Motores de Aviacion. F9
• 1937, la Sociedad Francesa Mawen, fabricó un motor de 9 cilindros radiales birrotatorio: el
conjunto de los cilindros giraba a 400 RPM Y el cigüeñal a 3600 RPM.
• 1938, la Casa Fiat fabrica este año su primer motor radial de 7 cilindros el A-50.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
14
SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
• 1939 La Casa Bristol fabrica el motor "Hércules", de 14 cilindros en doble estrella: producía
1290 HP a 2000 RPM.
• 1940, Pratt Whitney comienza la fabricación de motores de gran potencia: el WaspMajor de
cuatro estrellas, produciendo 3000 HP.
Fig1.10 Wasp Major. Juan de la Cuerva. F10
• 1943, los motores Merlin, descendientes del "Eagle" de 1919, son provistos de un compresor
centrífugo de dos velocidades para sobrealimentación. El tipo 60 de este motor que
desarrollaba 1250 HP, hasta 24000 ft. de altura, fue empleado para propulsar los aviones
Spitfire IX.
• 1945, comienza la producción del motor Packard Merlyn de 12 cilindros en "V" que
producía 2250 HP a 3000 RPM.
Comenzó la fabricacióndel motor Wright R-1820 de 9 cilindros en estrella, que producía
1525 HP a 2750 RPM.
En Inglaterra la casa Britolfábrica el motor Centaurus sin válvulas, realizándose la
admisión y el escape a través de una camisa deslizante en el propio cilindro, provisto de
lumbreras que hacen las misiones de las válvulas. Con la configuración de la camisa
deslizante, se controla mejor la turbulencia, aumentando el rendimiento del motor, pues
requiere menor número de piezas en movimiento.
• 1951, con la segunda guerra mundial terminada los aviones SuperConstellation L-049
entraron en servicio. Estaban propulsados por cuatro motores Curttiss Wright
"Turbocompound" y fue el primer avión comercial con este sistema propulsivo.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
15
Fig1.11 Super Constellation L-049. F11
• 1956, sale de la fábrica el último modelo del avión Lockhee L-1649 y Douglas DC-7. Los
últimos aviones utilizados por la aviación comercial, propulsados por motores de émbolo.
• 1956, AlvisLeonides fabrica el motor Leonides de 9 cilindros y del LeonidesMajor de 14
cilindros ambos para instalaciones de aviones y helicópteros.
BMW comienza a producir el motor G0-480 para propulsar los aviones Piaggo 149 y
Dornier DO-27.
• 1958, se fabrica la última versión de los motores ingleses Cirrus, pionero de los motores
ligeros de 4 cilindros en línea, refrigerados por aire.
• 1959, la India construye el primer motor de avión allí diseñado, el motor fue el PE 90 H de
90 HPdenominado Puspack.
• 1959, Rolls Royce obtiene la licencia para fabricar en Europa la gama completa de motores
americanos Continental, que abarca motores de los 65 HP a 390 HP.
• 1960 – 1970, empiezan a fabricarse en mayor número y tamaño motores alternativos cuya
gama tiene un valor medio superior de 500 HP, diseñados para propulsar aviones pequeños.
La casa Enmasa en España fabrica los motores de Flecha F1 de 93 caballos, el Tigre de 150
HP, el Sirio de 500 HP Y el Beta de 575 HP.
Se produjeron los últimos motores de gran potencia, como el Ciclone R 1820 y el
"Turbocompound" R 3350.
Las potencias máximas de diseño de motores alternativos oscila los 400 HP.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
16
• 1986, Teledyne Continental Motors tiene éxito al propulsar el avión Voyager (primer avión
en dar la vuelta al mundo sin reposar) con dos motores, uno el IOL-200 de 110 HP,
refrigerado por líquido y operativo en crucero y otro el O-240 de 130 HP, refrigerado por aire
y utilizado para alcanzar la altitud de crucero.
Fig1.12 Voyager. Greatest Inventions, Machines, Devices and Objects (260). F13
1990.-En el complejo aeronáutico de Zaporozhie, Ucrania, URSS, continúan la producción del
motor en estrella Vedeneyev, para el pequeño avión Antonov An-12, de 12 plazas, del que se
han fabricado más de 10 mil unidades, cantidad que solo tubo comparación con el DC-3 en
estados unidos.
Fig1.13 Antonov An-12 de Uzbekistan Airways, la aerolínea nacional de Uzbekistán
F12
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
17
ORIGEN Y EVOLUCION DE LOS MOTORES EN LINEA 4-6
El primer motor en línea fue instalado en “The Flyer”, un
motor de 4 cilindros y 3294 c.c. con una potencia
de: 9 kW (12 HP; 12 CV) a 1090 r.p.m (Fig.2.1), este
motor fue utilizado el primer vuelo sostenido en una
aeronave más pesada que el aire, considerado así por el
organismo elaborador de normas y del mantenimiento de
registros para la aeronáutica.
En 1909 Louis Blériot cruza el canal de la mancha en monoplano Blériot XI, impulsado por un
motor en línea anzani fijo, de 3 cilindros refrigerados por aire, que propulsaba una eficaz
hélice
PRIMERA GUERRA MUNDIAL
Durante la Primera Guerra Mundial se utilizaron aeroplanos y aeronaves ligeras para
reconocimiento, ataque y bombardeo. Durante los cuatro años que duró el conflicto bélico se
construyeron más aviones y se entrenaron más pilotos que en los 13 años que pasaron desde el
primer vuelo.
1911.- La casa Isotta Fraschini, por encargo del ingeniero Forlani construye el motor “V-1”
que fue montado en el segundo dirigible de Forlani, denominado “Ciudad de Milán”. Era un
motor de cuatro cilindros en línea que desarrollaba 90 CV a 1.200 RPM. Se construyeron
también el “V-2” y ”V-3” también de 4 cilindros en línea que desarrollaban respectivamente
100 y 110 CV, destinados también para el dirigible
Forlani.
1913.- Motor Mercedes DI motor en línea de 6 cilindros
refrigerado por líquido desarrollo 75 kW (100 CV), que
alimenta muchos aviones militares alemanes durante la
parte temprana de la Primera Guerra Mundial como son
AEG B.I, AEG G.I, Albatros B.I., En años posteriores se
continuaron desarrollando Motores Mercedes D como el
Motor Mercedes DII, Motor Mercedes DIII hasta el Motor
Mercedes DIV en 1917.
1915.- En febrero de este año, la marina Italiana solicita a la casa Isotta Fraschini motores de
mas potencia para sus hidroaviones. Se construye el “V-4” de 180 CV de 6 cilindros en línea,
refrigerados por agua. Este motor impulso uno de los más famosos aviones de la I guerra
mundial: El Spad.
Fig. 2.1 Motor en línea 4 cilindros usado
por los hermanos Wright 2F2
Fig.2.2 Motor V-4 de la casa Issota Frachini
(1915) 2F1
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
18
El “Mercedes seis” ara un motor de 6 cilindros en línea q desarrollaba 160 HP a 1400 RPM.
1916.- La casa Fiat fabrica el motor A-12 de 6 cilindros refrigerados por aire, este motor fue
uno de los más usados por los aliados en la I Guerra mundial. De este motor fueron
construidos 13.620 unidades de 1916 y 1919.
LAPSO ENTRE LAS DOS GUERRAS MUNDIALES
1926.- Ranger 6-440 motor de seis
cilindros lineal invertido de 440 cm
cúbicos Se trataba de un motor con
camisas de acero, cabeza de los
cilindros de aluminio y asiento de las
válvulas realizado en cupro-aluminio,
una aleación de aluminio y bronce. El
cigüeñal también estaba realizado en
aluminio. Desplegaba 175 - 200 hp de
partencia y era enfriado por aire.
1928.- De HavillandGipsyes un motor aeronáutico de 4 cilindros en línea enfriado por aire
diseñado por Frank Halford en 1927 para reemplazar al ADC Cirrus en el biplano liviano De
Havilland D.H.60 Moth. Impulsaba una aeronave DH 82 Tiger Moth.
1929.- comienza la fabricación del BMW-IIIa, motor en line de 6 cilindros enfriado por agua.
Fig.2.3 Ranger L-440, motor en línea invertido de seis cilindros
refrigerado por aire, usado en el Fairchild PT-19 ( 2F5)
Fig.2.4 Motor BMW-IIIa en un banco de pruebas.
2F4
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
19
SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
1938.- Alfa Romeo 110, era un
motor italiano refrigerado por
aire de cuatro cilindros en
línea invertida para uso en
aviones, principalmente para
los formadores y aviones
ligeros.
AÑOS POSTERIORES A LA II GUERRA
MUNDIAL
1958.-En este año se fabrica el último motor en
línea de 4 cilindros enfriados por agua de la casa
Cirrus. El último motor fue el Gypsy Major 215
para propulsar el helicóptero ingles Saunders-Roe
Skeeter.
Fig.2.5. De Havilland DH.82 Tiger
Moth 2F3 Fig.2.6 De Havilland Gipsy motor
enfriado por aire 2F3
Fig.3.6 Helicóptero Saunders-Roe Skeeter,1958 ,2F6
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
20
DESCRIPCIÓN DEL MOTOR EN LÍNEA 4-6
Fig.3.1 El motor en línea fue popular por su pequeña área frontal, pero su relación peso/potencia no era tan favorable como la
del motor horizontalmente opuesto.
Los cilindros de este motor están acomodados en una sola línea, y el cigüeñal está por encima
de ellos, el motor se dice que es invertido. Motores en línea muy populares en algunas de las
carreras de aviones antes de tiempo debido a la pequeña superficie frontal que presenta, pero
desde el cigüeñal que es el componente más pesado en un único motor, este arreglo requiere
un tiro para cada cilindro, los árboles son largos, peso por potencia por lo tanto, alto. Motores
en línea pueden ser refrigerados por agua o por aire, con aire de refrigeración de la más
popular. Tomas de aire trasladando el aire de un lado del motor, y los deflectores se dirigen a
través de las aletas para eliminar el calor de los cilindros. Motores en línea eran populares en
los modelos de cuatro y seis cilindros con potencias desde 90 a 200 caballos de fuerza.
Los motores de cilindros en línea tienen cuatro o seis cilindros en posición vertical o invertida.
Una línea de seis cilindros representa un límite razonable debido a la dificultad de refrigerar
los cilindros más interiores.
Fig3.2. Ranger L-440
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
21
El Ranger L-440 es un motor invertido de seis cilindros en línea refrigerado por aire, fabricado
por la RangerAircraftEngineDivision. El motor fue producido principalmente para la familia
de aviones de entrenamiento de Fairchild en la década de 1930.
Especificaciones
Tipo: Seis cilindros invertidos en línea refrigerado por aire
Diámetro: 4 1/8 en (104,8 mm)
Carrera: 5 1/2 en (139,7 mm)
Desplazamiento: 441 en ³ (7,2 litros)
Longitud: 53.156 in (1.351 m)
Anchura: 21,954 en (0,549 m)
Altura: 33.50 in (0.854 m)
Peso en seco: 376 libras (170.7 kg)
Componentes
Tren de válvulas: árboles de levas bajo la cabeza
Sistema de combustible: carburador vertical
Tipo de combustible: gasolina 65 octanos
Sistema de aceite: Tipo de presión completa
Sistema de refrigeración: refrigerado por aire (deflectores de presión de tipo cilindro)
Potencia: 175 CV a 2.450 rpm
Relación de compresión: 6:1
Fig3.3 .Fairchild PT-19
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
22
Fig3.4. Motor De HavillandGipsy
El De HavillandGipsy es un motor aeronáutico de 4 cilindros en línea enfriado por aire
diseñado por Frank Halford en 1927 para reemplazar al ADC Cirrus en el biplano liviano De
Havilland D.H.60 Moth.
El Gipsy pasó a convertirse en uno de los motores de los aviones deportivos más famosos del
periodo de entre guerras y fue el elegido para varias otras aeronaves, como aviones livianos,
entrenadores, avión de enlace y taxis aéreos, británicos y extranjeros, hasta mucho después de
terminada la Segunda Guerra Mundial. Además de afianzar a la De HavillandAircraft
Company como fabricante de aviones livianos, también estableció a la compañía como
fabricante de motores por derecho propio.
Especificaciones (Gipsy I)
Tipo: Motor aeronáutico de pistones de 4 cilindros en línea enfriado por aire
Diámetro: 114,3 mm
Carrera: 127 mm
Cilindrada: 5210 cc
Largo: 1028 mm
Ancho: 508 mm
Alto: 780 mm
Peso: 129,3 kg
Válvulas: A la cabeza
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
23
Alimentación: Carburador Zenith con control de altitud
Combustible: Gasolina (no requería gasolina de aviación)
Potencia: 85 hp a 1900 rpm (al nivel del mar)
Compresión: 5:1
Peso/potencia: 0,66 hp/kg
Fig3.5. De Havilland DH.82 Tiger Moth
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
24
COMPARATIVA DE LOS MCIA
Similitudes Diferencias Ventajas Desventajas
Al igual que todos los
Motores de
Combustión Interna
Alternativos obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión.
El movimiento de
los pistones es
alternado en los
motores en línea,
mientras que en los
motores horizontales
opuestos es
simultáneo.
El uso de elementos
externos, turbos,
distribución variable,
etc. permite el
aumento de potencia
sin disparar en
exceso el
consumo de
combustible.
Son motores que
producen mucho
torque, pero no
siempre muchos
caballos de fuerza.
De la misma forma que
el motor horizontal
opuesto, el motor de
configuración lineal
dispone del aire o el
agua como sistema de
refrigeración.
El cigüeñal es
mucho más largo en
un motor en línea
que en un horizontal
opuesto con el
mismo número de
cilindros.
Los motores con
configuración en
línea son
notablemente más
fáciles de construir
que sus equivalentes
con configuración en
V o de cilindros
opuestos ya que tanto
el bloque del
motor como
el cigüeñal se pueden
fabricar a partir de
un único molde para
metal y requiere una
única culata y por
tanto menos árboles
de levas.
Efectúan una fuerza
descendente que
tiene que ser
absorbida
directamente por el
cigüeñal,
produciendo
desgaste y perdida
de energía.
Mismo número de
cilindros con motor
horizontal opuesto,
siendo estos numero
par
Cárter y el cigüeñal
son más largos de lo
habitual, que en los
otros tipos de
motores
Permite que el avión
pueda ser diseñado
con un área frontal
reducida que ofrece
menor resistencia
aerodinámica
Pobre relación
potencia-peso.
Se utilizaba
normalmente para los
aviones más ligeros.
Como el horizontal
Tienen un soporte
entre cada pistón,
mientras que los
motores horizontales
Al montar el
cigüeñal por encima
de los cilindros,
permite que la hélice
Resulta difícil
obtener un flujo de
aire suficiente para
refrigerar
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
25
opuesto y en V tienen un
soporte entre cada
par de pistones
este mas separada del
suelo, reduciendo así
el tren de aterrizaje.
directamente los
cilindros de la parte
trasera.
Tanto el motor en
línea como en V
emplean émbolos.
El número de
cilindros para la
disposición en línea
es de 8 y para el V es
de 12.
El motor en línea
tiene un precio más
accesible.
El motor en línea
tiene un peso mayor
al tener dimensiones
más grandes.
Hay motores de
disposición en línea y
radial con 5 y 6
cilindros.
El cigüeñal en
estrella posee una
biela maestra.
La disposición en
línea es
relativamente más
fácil de construir en
comparación con la
disposición en
estrella.
El motor es
refrigerado con
líquido ya que no se
consigue una buena
ventilación en los
cilindros traseros.
La mayoría de los
motores de
combustión son
enfriados por aire al
igual que el motor en
línea.
La configuración en
línea hace que el eje
del cigüeñal sea
largo y tienes una
conflagración en el
motor muy
voluminosa
Tiene como ventaja
que es un motor
bastante estable y
sencillo en su
configuración de 4
cilindros.
La configuración de
los motores en línea
ocupan más espacio
que otros y por tanto
en un espacio fijo
ofrece menos
potencia que otra
configuración.
Su configuración
respecto a las demás
es la más simple de
todas.
Mejoras en la
visibilidad del piloto
en aviones de un sólo
motor y un centro de
gravedad más bajo.
Durante su
funcionamiento se
presentan muchas
vibraciones dado que
su centro de masa es
variable durante las
revoluciones.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
26
CONCLUSIONES
CID LOBACO BRANDOM JHOSEPH
Se realizó una investigación sobre el origen y evolución de los MCIA de uso aeronáutico a
partir de 1903, con un enfoque especial en motores con disposición en línea 4-6 cilindros, así
como una tabla comparativa de estos respecto a motores con diferentes disposiciones,
integrando diferentes bibliografías.
DIAZ BAHENA GUSTAVO
Los motores son las maquinas que permiten transformar movimiento lineal a rotativo a través
de un combustible, han sido de gran importancia para la humanidad, sobre todo en el
transporte y más específicamente en la aviación, donde son su principal fuente de propulsión y
sin los cuales esta no existiría.
Cuando se habla de motores en línea puede venir a nuestra el motor mente, motores para
automóviles u otros aparatos pequeños que no conllevan una gran exigencia de potencia, sin
embargo este tipo de motor se utilizó en los comienzos de la aviación, un claro ejemplo de ello
es el motor de 4 cilindros que fue montado en “The Flyer” , por los hermanos Wright, este
motor fue utilizado el primer vuelo sostenido en una aeronave más pesada que el aire,
posteriormente aplicado en otras aeronaves fue como dio comienzo la aviación,
Los motores en línea presentaban una gran ventaja ya que dé al ser de menor área que,
algunos otros como Vee o radiales, sin embargo el hecho de que presente una pobre relación
peso-potencia hizo que rápidamente se descontinuaron de la aviación dando paso a mucho
otros motores con mayor potencia.
ROBLES SÁNCHEZ ALFREDO TADEO
El motor en línea tiene tanto ventajas como desventajas en lo que a eficiencia respecta, prueba
de ello es que a finales de la segunda guerra mundial fue utilizado en aviones de
entrenamiento, debido a su pequeña área frontal, sin embargo pronto fueron desplazados por
motores que eran mejores en cuanto a relación potencia-peso como lo es el motor horizontal
opuesto, o por su disposición de cilindros que son necesarios para obtener una mayor
estabilidad en el caso de un motor en V, aunque también se debe de notar que un motor en
línea es mucho más barato de producir que cualquier otro debido a su configuración cilíndrica.
Debido a su alta producción de torque y rendimiento en combustible este motor resulta ser una
buena opción para las exigencias que un vehículo de uso industrial requiera.
Todos los Motores de Combustión Interna Alternativos tienen pros y contras dentro de sus
características de diseño, el uso de estos dependerá únicamente de los requerimientos que se
deseen satisfacer.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
27
VIVEROS PEDRAZA MAURICIO
El simple hecho de que el hombre quisiera conquistar los cielos volando como las aves que lo
rodeaban impulso a la creación de máquinas capaces de propiciar movimiento e impulsar un
aparato que bajo ciertos lineamientos, propiedades físicas y especificaciones fuese capaz de
emprender vuelo, fue así como los primeros pasos rindieron frutos en diciembre de 1903 y
poco a poco se fue fortaleciendo cada uno de ellos. Los primeros motores de combustión
interna dieron empuje y dirección a los dirigibles, años mas tarde impulsaban a las aeronaves
recién creadas. El primer motor puesto en una aeronave fue en línea de 4 cilindros de donde se
partió de la configuración mas básica (la antes mencionada) para realizar mejoras en
eficiencia, aumentar potencia, etc. En las demás formas de producir los motores.
Los motores de combustión interna fueron utilizados en la aviación por muchos años y
sufrieron grandes transformaciones durante los mismos en la actualidad muy pocas aeronaves
usan motores de este tipo pero esos principios de la antigüedad pasaron a los automóviles de
estos días.
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
28
BIBLIOGRAFÍA
Vuelo con motor alternativo, Martín Cuesta Alvares, paraninfo, 1992, 6ta edición, pg.319-343.
F1
http://ids.si.edu/ids/deliveryService?max=1000&id=http://airandspace.si.edu/webimages/colle
ctions/full/A19610048000CP15.jpg
F2
http://airandspace.si.edu/webimages/previews/4492p.jpg
F3
http://ids.si.edu/ids/deliveryService?max=1000&id=http://airandspace.si.edu/webimages/colle
ctions/full/A19990069000CP01.jpg
F4
http://www.pilotfriend.com/photo_albums/images9/13.jpg
F5
http://www.worldwar1.com/dbc/jpg/caproni.jpg
F6
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fiat_A.12,_Research_%26_Development_Gallery,_
USAF_National_Museum.jpg
F7
http://ids.si.edu/ids/deliveryService?max_w=540&id=http://airandspace.si.edu/webimages/col
lections/full/A19510099000CP07.jpg
F8
https://oldmachinepress.files.wordpress.com/2014/07/fiat-as8-v-16-side.jpg?w=625&h=262
F9
http://www.aircraftengine.cz/Trento/#Fiat%20A.74%20RC%20(2).jpg
F10
https://www.google.com.mx/search?q=Wasp+Major&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa
=X&ei=od0-
VbDZMMSDsAXjyYHIBw&ved=0CAgQ_AUoAg&biw=1366&bih=667#imgrc=keASjmv8I
dLIQM%253A%3Bg9eBFdmCLDz2fM%3Bhttp%253A%252F%252Fupload.wikimedia.org
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
29
%252Fwikipedia%252Fcommons%252F1%252F19%252FWasp_Major.jpg%3Bhttp%253A%
252F%252Fwww.456fis.org%252FPRATT_%2526_WHITNEY_4360_WASP_MAJOR.htm
%3B1024%3B617
F11
http://img05.deviantart.net/cd24/i/2015/101/c/c/an_l_049_super_connie_by_skyrama1234567
89-d8pcqzl.jpg
F12
http://es.wikipedia.org/wiki/Antonov_An-12#/media/File:Uzbekistan_Airways_An-12_UK-
11372_SHJ.png
F13
http://historiaybiografias.com/archivos_varios/burt01.jpg
2F1 HTTP://WWW.BJORNS-STORY.SE/PRIVATE/ENGLAND2003/DUXFORDHTM/DUXFORD_3_ENG.HTM 2F2 HTTP://WWW.WRIGHT-BROTHERS.ORG/INFORMATION_DESK/HELP_WITH_HOMEWORK/WRIGHT_PHOTOS/WRIGHT_PHOTOS_IMAGES/1903_FLYER_MOTOR.JPG 2F3 HTTP://WWW.TARINGA.NET/COMUNIDADES/AEROESPACIO/7345409/MOTORES-AERONAUTICOS-PARTE-2---MOTOR-EN-LINEA.HTML 2F4 HTTP://EN.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/BMW_IIIA#/MEDIA/FILE:BMW_IIIA.JPG 2F5 HTTP://EN.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/RANGER_L-440#/MEDIA/FILE:RANGER_L-440.JPG 2F6 HTTP://WWW.AVIASTAR.ORG/FOTO/GALLERY/BRITAIN/WEST_SKEETER_1.JPG
3F1.
www.williammaloney.com
3F2.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fairchild_PT-19_Cornell_USAF.jpg
3F3.
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/16379760/Motores-aeronauticos-parte-2--
-Motor-en-linea.html
3F4.
http://it.wikipedia.org/wiki/De_Havilland_DH.82_Tiger_Moth#/media/File:DH_82A_Tiger_
Moth_-_N81DH.jpg
Origen y evolución en los motores en línea 4 - 6 28-Abril-2015
30
ANEXOS
1.- ANIMATED HISTORY OF AVIATION
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=GLAREFQ3G5K
2.- MOTOR HAVILLAND GIPSY EN FUNCIONAMIENTO
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=WOGDYLKTRSC
3.- HISTORIA DEL FAIRCHILD
HTTP://WWW.PILOTFRIEND.COM/AIRCRAFT%20PERFORMANCE/FAIRCHILD.HTM
4,. FICHA TECNICA DE HAVILLAND DH.82 TIGER MOTH
HTTP://WWW.MILITARYFACTORY.COM/AIRCRAFT/DETAIL.ASP?AIRCRAFT_ID=533
5.- DE HAVILLAND AERONAVES EN VUELO DEL AÑO 1930
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=T_G5_ARRL5E
