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Funcionamiento de un motor

       Un motor de combustión interna es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible. Una vez mezclados en un espacio denominado cámara de combustión, los gases son encendidos para quemarse. Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos.

1er tiempo: admision.
     Se abre la vávula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible.

2do tiempo: compresion.
     Se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.

3er tiempo: expansion.
     Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión expande los gases que ejercen presión sobre el pistón.

4to tiempo: escape.
     Se abre la vávula de escape, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados.

Colocación y arquitectura del motor

En los coches modernos la colocación del motor se sitúa en la parte delantera del vehículo en la mayoría de los casos, salvo coches deportivos que llevan el motor de forma central hacia atrás. En los vehículos con motor delantero, este puede estar dispuesto de forma transversal o longitudinal.

El motor transversal: es el mas utilizado debido a que la tendencia actual es hacer los coches cortos de la parte delantera para conseguir que el interior del vehículo sea lo mas habitable (grande) posible.

El motor longitudinal: se usa actualmente en vehículos con tracción trasera. También este motor se ha utilizado con tracción delantera como se ve en la figura.

Los motores pueden tener formas diversas dependiendo de la disposición de los cilindros. Se construyen tres tipos de motores:
- Motores con cilindros en línea.
- Motores con cilindros en V.
- Motores con cilindros horizontales opuestos.

Motor en línea: tiene los cilindros dispuestos en línea de forma vertical en un solo bloque. Este motor se puede utilizar desde 2 a 8 cilindros, el motor de 4 cilindros es el más utilizado hoy en día. El motor en línea es el mas sencillo constructivamente hablando por lo que su coste es mas económico así como sus reparaciones.

Motor en V: tiene los cilindros repartidos en dos bloques unidos por la base o bancada y formando un cierto ángulo (60º, 90º, etc.). Se utiliza este motor para 6 cilindros en adelante. Esta forma constructiva es ventajosa para un número de cilindros mayor de 6, ya que es más compacta, con lo cual el cigüeñal, al ser mas corto, trabaja en mejores condiciones. Tiene la desventaja de que la distribución se complica ya que debe contar con el doble de arboles de levas que un motor en línea, lo que trae consigo un accionamiento (correas de distribución) mas difícil y con mas mantenimiento.

Motor con cilindros horizontalmente opuestos (motor boxer): es un caso particular de los motores de cilindros en V. Los cilindros van dispuestos en dos bloques que forman un ángulo de 180º colocados en posición horizontal y en sentidos opuestos qu e se unen por su base o bancada. La ventaja de esta disposición es que reduce la altura del motor, por lo que se puede utilizar motos de gran cilindrada, en coches deportivosy autobuses que disponen de mucho espacio a lo ancho y no en altura.

Diferencias de los motores según la distribución utilizada

La distribución comprende el grupo de elementos auxiliares necesarios para el funcionamiento de los motores de cuatro tiempos. Su misión es efectuar la apertura y cierre de las válvulas en los tiempos correspondientes del ciclo de admisión y escape, sincronizadas con el giro del cigüeñal, del cual recibe movimiento.

Según la distribución utilizada la forma constructiva de los motores cambia. Hay tres tipos de distribuciones: SV, OHC y OHV.

El sistema SV no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada.

El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor y las válvulas dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o con la interposición de un tercero, también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. Lo que significa que esta transmisión necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km (200.000). La desventaja viene dada por el elevado numero de elementos que componen este sistema lo que trae con el tiempo desgastes qu e provocan fallos en la distribución (reglaje de taques) .

El sistema OHC (OverHead Cam): se distingue por tener el árbol de levas en la culata lo mismo que la s válvulas. Es el sistema utilizado hoy en día en todos los coches a diferencia del OHV que se dejo de utilizar al final de la década de los años 80 y principio de los 90. La ventaja de este sistema es que se reduce el numero de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que la apertura y cierre de las válvulas es mas preciso. Tiene la desventaja de complicar la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribución mas largas que con los km. tienen mas desgaste por lo que necesitan más mantenimiento.

Hay una variante del sistema OHC, el DOHC la D significa Double es decir doble árbol de levas, utilizado sobre todo en motores con 3, 4 y 5 válvulas por cilindro.


.......tres válvulas por cilindro cuatro válvulas por cilindro

Accionamiento de la distribución según el sistema utilizado.

Sistema OHV

Sistema OHC

Sistema DOHC

Dentro del sistema OHC hay diferentes formas de accionar las válvulas


Árbol de levas actuando sobre el balancín	Árbol de levas por debajo del balancín	Árbol de levas actuando directamente sobre la válvula.

Términos utilizados para el estudio del motor

Los términos teóricos más importantes a la hora de estudiar un motor son:

Punto muerto superior (PMS): Es cuando el pistón en su movimiento alternativo alcanza el punto má ximo de altura antes de empezar a bajar.
Punto muerto inferior (PMI): Es cuando el pistón en su movimiento alternativo alcanza el punto máximo inferior antes de empezar a subir.
Diámetro o calibre (D): Diámetro interior del cilindro (en mm.)
Carrera (C): Distancia entre el PMS y el PMI (en mm).
Cilindrada unitaria (V): Es el volumen que desplaza el pistón del PMI al PMS.
Volumen de la cámara de combustión (v): Volumen comprendido entre la cabeza del pistón en PMS y la culata.

Relación de compresión (Rc): Relación entre la suma de volúmenes (V + v) y el volumen de la cámara de combustión. Este dato se expresa en el formato ejemplo: 10,5/1. La relación de compresión (Rc) es un dato que nos lo da el fabricante no así el volumen de la cámara de combustión (v) que lo podemos calcular por medio de la formula de la (Rc).

La Rc para motores gasolina viene a ser del orden de 10/1. Con motores turboalimentados desciende este valor.
La Rc para motores diesel viene a ser del orden de 20/1.

Calculo de un ejemplo real: Volkswagen Passat 1.9 TDi.
Diámetro por carrera (mm)= 79,5 x 95,5.
Cilindrada= 1896 cc.
Relación de compresión= 19,5 : 1.

- Calculo de la cilindrada a partir del diámetro y el calibre.

- Calculo del volumen de la cámara de combustión (v) a partir de la relación de compresión (Rc).

En función de la medida de la carrera y diámetro diremos que un motor es:

D>C = Motor supercuadrado.
D=C = Motor cuadrado.
D<C = Motor alargado.

Actualmente se tiende a la fabricación de motores con mayor diámetro que carrera, con objeto de que al disminuir la carrera se reduzca la velocidad lineal del pistón y el desgaste de este y el cilindro provocado por el rozamiento entre ambos. Ejemplo Fiat 1.9 TD. Diámetro por carrera 82 x 90,4, Opel 1.6 i. diámetro por carrera 79 x 81.5, Citroen 2.0 16V diámetro por carrera 86 x 86, como se ve las medidas son muy dispares.

Las ventajas de los motores cuadrados y supercuadrados son:
a) Cuanto mayor es el diámetro (D), permite colocar mayores válvulas en la culata, que mejoran el llenado del cilindro de gas fresco y la evacuación de los gases quemados.
b) Las bielas pueden ser mas cortas, con lo que aumenta su rigidez.
c) Se disminuye el rozamiento entre pistón y cilindro por ser la carrera mas corta, y, por tanto, las perdidas de potencia debidas a este rozamiento.
d) Cigüeñal con los codos menos salientes, o sea, mas rígido y de menor peso.

Los inconvenientes son:
a) Se provoca un menor grado de vació en el carburador, con lo que la mezcla se pulveriza peor, y, por tanto, se desarrolla menor potencia a bajo régimen.
b) Los pistones han de ser mayores y por ello mas pesados.
c) Menor capacidad de aceleración y reprise.