El motor es la máquina que transforma energía para obtener el desplazamiento del vehículo. El motor se identificara según el tipo de energía transformada; si es térmica, el motor sera térmico, si es eléctrica será eléctrico, etc.
La tendencia actual es fabricar motores con mayor potencia, con cilindradas relativamente pequeñas para reducir consumos y contaminación.
Tipos de motores
Hoy en día, la mayoría de los automóviles usan motores térmicos y como alternativa existen motores eléctricos. También existen los motores híbridos, que incorporan un motor eléctrico, para circular por las ciudades y a baja velocidad, y uno térmico, cuando el conductor demanda mas potencia o circula por vías interurbanas.
Los motores térmicos se caracterizan por transformar la energía química de un carburante en energía térmica para, en una segunda transformación, obtener energía mecánica. Según la forma de realizarse la prima transformación, se clasifican en:
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| Funcionamiento motor 2 tiempos |
b) Motores de encendido por compresión. Son los motores diesel, que reciben este nombre por el apellido de su inventor. El carburan que utilizan es el gasóleo.
Principio de funcionamiento
El funcionamiento del motor consiste en hacer explotar controladamente una mezcla de combustible y comburente dentro de una recamara formada por las paredes del cilindro, la cabeza del pistón y la parte inferior de la culata. Esta explosión ejerce una fuerza sobre la cabeza del pistón que lo obliga a desplazarse. Este movimiento, que es rectilíneo, se transforma en circular mediante la biela y el cigüeñal.
Composición de un motor.
Por un lado, con elementos que constituyen el armazón y la parte exterior y cuya mision es alojar, sujetar y tapar a otros elementos.Se denominan elementos fijos y son: tapa de balancines, culata, bloque motor, carter.
Por otro lado, de elementos encargados de transformar la energía del carburante en trabajo. Se denominan elementos móviles y son: mecanismo de distribución, pistones, bielas, cigüeñal, volante de inercia.
El bloque (block) esta en la parte central del motor. En su interior se mueven los pistones.
La culata esta situada en la parte superior del bloque y en su unión se coloca la junta de culata y en su interior estan las valvulas del mecanismo de distribución.
El carter esta situado en la parte inferior del bloque y en su unión debe existir una junta. En la cámara que forman se aloja el cigüeñal.
Descripción de los elementos fijos
Block
Dependiendo de la forma, disposición y características del bloque, existen motores con cilindros "en línea" y en "V", cuyo número de cilindros es variable en función de las necesidades para las que se construye el motor.
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| Disposición de los cilindros |
Se encuentra cerrado por su parte superior por la culata la cual se une con el bloque mediante tornillos. Bloque y culata forman una cámara, denominada cámara de compresión (o combustión), donde se desarrollan las diferentes fases del funcionamiento del motor. Alrededor de los cilindros, por su parte exterior, y a través de determinadas oquedades (agujeros) en la culata, se hace circular el liquido refrigerante.
Posee todo tipo de cavidades, agujeros, agujeros roscados, planificados, cilindrados, etc. que lo convierten en el soporte del resto de las partes del motor, como pueden ser los elementos de la distribución los colectores de admision y escape, los inyectores y calentadores, etc.
Carter
Esta situado en la parte inferior del bloque y es el encargado de contener el aceite de lubricación del motor. También sirve de cierre del motor por su parte inferior y en la zona mas baja lleva el tapon de vaciado del aceite.
Tapa de balancines
Esta situada encima de la culata y sirve para tapar los mecanismos de la distribución que van en la culata. Cierre el motor por la parte superior, lleva el tapón de llenado de aceite y entre la tapa y la culata se coloca una junta para evitar las fugas al exterior.
Descripción de los elementos móviles
Pistón
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| Partes de la biela y pistón. |
Su forma es cilíndrica y tiene unas ranuras que alojan los segmentos (aros) y un taladro donde se monta el bulón (perno).
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| Fuerza que ejerce la combustión en el pistón y cómo se transmite al cigüeñal |
Cuando los segmentos se desgastan, permiten que parte de los gases se escapen de la camara de compresion con lo que se produce una perdida de potencia, un consumo excesivo de aceite que provoca que se acumule carbonilla en la camara. A través de ellos se transmite parte del calor del pistón a las paredes del cilindro.
La función del bulón es servir de unión entre el pistón y la biela.
La camara de compresion puede estar formada por una concavidad que llevan algunos pistones en su parte alta.
Debido a las altas temperaturas que pueden alcanzar los pistones, debe utilizarse una refrigeración forzada. Dicha refrigeración consiste en mandar un chorro de aceite a la parte inferior del pistón mediante unos inyectores situados en el bloque, en la parte baja de los cilindros
Biela
Esta colocada entre el pistón y el cigueñal y transmite a este el movimiento del pistón. Junto con el cigüeñal, transforma el movimiento lineal del pistón en giratorio del cigüeñal.
Cigüeñal
Es el eje motor que gira impulsado por la expansión de los gases que se produce en la cámara de combustión, y transmite ese giro y la fuerza motriz generada al sistema de transmisión y de este a las ruedas. Con su giro también se accionan una serie de elementos como: La distribución, las bombas de lubricación y refrigeración, el ventilador, el generador, el compresor de aire acondicionado, la bomba de direccion asistida, el compresor del sistema neumático de frenos y suspensión.
Volante de inercia
Va acoplado en un extremo del cigüeñal. Por su cara externa se coloca el mecanismo de embrague al que se acopla o desacopla a voluntad del conductor a través del pedal de embrague. En su periferia lleva una corona dentada que sirve para que se engrane el piñón de la puesta en marcha. En el otro extremo del cigüeñal se colocan los discos antivibradores para reducir las torsiones del cigüeñal.Elementos del sistema de distribución
Este sistema realiza, a través de la apertura y cierre adecuado de las válvulas, la entrada de los gases al interior de los cilindros y la salida de los mismos, ya quemados, al exterior.
Está formado por: Mecanismo de accionamiento, las valvulas, arbol de levas.
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| Existen diferentes disposiciones de la distribución según antigüedad del vehículo y su tecnología/precio. |
Válvulas
Son de dos tipos: admisión y escape. Van colocadas en la culata distribuidas según el numero, forma y tamaño de la camara de compresion. Cada válvula es mantenida en su asiento por la acción de un muelle (resorte), aunque puede disponer de mas muelles que la cierran y retienen contra su asiento (algunas llevan dos resortes o más). Las válvulas abren y cierran el cilindro permitiendo que los gases frescos y quemados entren y salgan de el en los momentos oportunos.
Arbol de levas
Su movimiento debe ir sincronizado con el de los pistones de tal forma que cuando el piston este en la zona superior de los cilindros las válvulas estén cerradas o muy poco abiertas y asi no se produzca ningún choque entre ellos.
Cuando el árbol de levas gira, empuja la válvula y produce su apertura y, a medida que deja de empujar, la válvula vuelve a su posición inicial obligada por la extensión del muelle que va anexo a ella.
A través del árbol de levas también se transmite movimiento a otros elementos, como la bomba de inyección, el compresor del sistema neumático, la bomba de lubricación, etc.
Mecanismo de accionamiento
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| Funcionamiento taque hidráulico |
Para que el sistema de distribución funcione adecuadamente debe tener cierta holgura, denominada juego de taques, que va variando en función del desgaste y de la temperatura de los elementos de la distribución. Según sea dicha holgura puede variar el funcionamiento optimo del motor. Para que no ocurra eso y no tener que pasar por el servicio de mantenimiento a realizar los ajustes necesarios, casi todos los motores disponen de elementos que regulan este juego de forma automática; son los taques hidraulicos. Estos taques, utilizando el aceite de lubricación, hacen que no sea necesario ajustar el juego de taques.Para ellos, permiten que la cantidad de aceite que hay en su interior varié, según las condiciones de temperatura del motor, con lo que la longitud del taque es variable y se va adaptando automáticamente.
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| Partes |
Ventajas:
• No necesita revisión periódica.
• Reducción del ruido del motor en frío.
• Compensa de manera automática el desgaste del mecanismo.
Desventajas:
• Si queda suciedad atrapada en la válvula de retención puede producir fugas internas en el taqué.
• Un desgaste excesivo entre el émbolo y el cuerpo del taqué puede producir una fuga excesiva, generando ruidos en el taqué.
• Los taqués pueden generar ruido debido a problemas de presión de aceite.
• Pueden atascarse si quedan atrapados restos de barniz entre el émbolo y el cuerpo del taqué (puede corregirse utilizando aditivos).
Número y disposición de los cilindros
Para que los motores puedan responder a las exigencias del transporte, tanto de mercancías como de personas, disponen de varios cilindros -4, 6, 8, 10, 12, 16- dependiendo de dichas exigencias. La colocaciond e unos con respecto a otros viene impuesta por el diseño del cigüeñal que responde a la necesidad de que los esfuerzos de la expansión de los gases sobre el cigüeñal deban repartirse uniformemente y así el movimiento de giro sea suave y regular.
La disposición relativa de los cilindros, independientemente de su numero puede ser:
En lineal: los cilindros están dispuestos uno al lado del otro formando una línea. Suelen tener hasta 6 cilindros.
En v: los cilindros están repartidos en dos bloques. El Angulo que forman las ramas de la "V" puede tener distintos valores, los mas utilizados son los de 90°.
Boxer: los cilindros están enfrentados, a 180 grados.
Parte 4. Funcionamiento del motor
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