MOTOR DE 4 TIEMPOS

Un motor es la parte de una máquina capaz de transformar cualquier tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento.

Existen diversos tipos, siendo de los shottos comunes:

  • Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calorica.
  • Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía químicaen energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente(como el fuego) y un combustibles, como los derivados del petróleoygasolina, los del gas natural o los biocombustibles.
  • Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llebar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.
  • Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.

En los aerogeneradores, las Centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transforma algún tipo de energía en otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.


PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR DE GASOLINA 

Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosión o 
de gasolina se compone de tres secciones principales:


  1. culata
  2. bloque
  3. cárter

LA CULATA

La culata
 constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunos motores), 
que va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte 
superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida 
napropiada de los gases de escape.

En la culata se encuentran situadas las válvulas de admisión y de escape, 

así como las bujías. Posee, además, dos conductos internos: 
uno conectado al múltiple de admisión (para permitir que la mezcla
 aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y 
otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases
 producidos por la combustión sean expulsados al medio ambiente).
 Posee, además, otros conductos que permiten la circulación de agua para 
su refresco.


La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos.
 Para garantizar un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre ambas
 piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una lámina de material 
de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin 
deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan durante el
 funcionamiento del motor.


EL BLOQUE


En 
el bloque están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, 
que son barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior 
se desplazan los pistones. Estos últimos se consideran el corazón del motor.

La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, así

 como la forma de su disposición en el bloque. Existen motores de 
uno o de varios cilindros, aunque la mayoría de los coches o automóviles 
utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, 
incluyendo algunos coches pequeños que emplean sólo tres.

El bloque del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensión, 

de acuerdo con la potencia que desarrolle.




Partes principales en las
.que se divide un motor<de. gasolina.





Las disposiciones más frecuentes que podemos encontrar de
 los cilindros en los bloques de los motores de gasolina son las siguientes:
  • En línea
  • En “V”


  • Planos con los cilindros opuestos

Diferente disposición de los cilindros en el bloque de los motores de gasolina: 1.- En línea. 2.- En "V". 3.- Plano de cilindros opuestos.











A la izquierda se puede ver el bloque de un motor de cuatro cilindros en línea, visto por la parte de arriba.




Los bloques en línea pueden contener 3, 4, 5 ó 6 cilindros. 
Los motores con bloques en “V” tienen los cilindros dispuestos en 
doble hilera en forma de “V”. Los más comunes que se pueden
encontrar son:  “V-6”, “V-8”, “V-10” y “V-12”. Los bloques planos son 
poco utilizados en los motores de gasolina, aunque se pueden encontrar
de 4, 6 y hasta de 12 cilindros en unas pocas marcas de coches.



Existen además otras disposiciones de los pistones en un bloque, como por ejemplo los radiales o de estrella (ilustración de la derecha),  estructura esta que se empleó durante muchos años en la fabricación de motores de gasolina para aviones.

El cárter
 es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que 
permite lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros
 mecanismos móviles del motor.

Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite 

extrae el lubricante del cárter y lo envía a los mecanismos que
 requieren lubricación.

Existen también algunos tipos de motores que en lugar de una bomba

 de aceite emplean el propio cigüeñal, sumergido parcialmente 
dentro del aceite del cárter, para lubricar “por salpicadura” el 
mismo cigüeñal, los pistones y el árbol de levas.

COMPONENTES DE UN MOTOR DE GASOLINA 

Aunque desde la década de los años 80 del siglo pasado los fabricantes,
 sobre todo de automóviles, han introducido una serie de cambios y mejoras 
en los motores de gasolina, a continuación se exponen los componentes 
básicos que formaron y forman parte todavía en muchos casos o con




1. Filtro de aire:



 Su función es extraer el polvo y otras partículas 
para limpiar lo más posible el aire que recibe el carburador, antes
 que la mezcla aire-combustible pase al interior de la cámara de 
combustión de los cilindros del motor.

2. Carburador:
 


Mezcla el combustible con el aire en una proporción
 de 1:10000 para proporcionar al motor la energía necesaria para
 su funcionamiento. Esta mezcla la efectúa el carburador en el interior 
de un tubo con un estrechamiento practicado al efecto, donde se 
pulveriza la gasolina por efecto venturi. Una bomba mecánica, provista
 con un diafragma de goma o sintético, se encarga de bombear
 desde el tanque principal la gasolina para mantener siempre llena
 una pequeña cuba desde donde le llega el combustible al carburador.

En los coches actuales esa bomba de gasolina, en lugar de ser mecánica 

es eléctrica y se encuentra situada dentro del propio tanque principal
 de combustible. Para evitar que la cuba se rebose y pueda llegar a
 inundar de gasolina la cámara de combustión, existe en el interior de 
la cuba un flotador encargado de abrir la entrada del combustible
 cuando el nivel baja y cerrarla cuando alcanza el nivel máximo admisible.

El propio carburador permite regular la cantidad de mezcla aire-combustible

 que envía a la cámara de combustión del motor utilizando 
un mecanismo llamado mariposa. Por medio del acelerador de 
pie del coche, o el acelerador de mano en los motores 
estacionarios, se regula transitoriamente el mecanismo de la
 mariposa, lo que permite una mayor o menor entrada de aire al 
carburador. De esa forma se enriquece o empobrece la mezcla aire-
combustible que entra en la cámara de combustión del motor, haciendo
 que el cigüeñal aumente o disminuya las revoluciones por minuto. 
Cuando la mezcla de aire-combustible es pobre, las revolucione
s disminuyen y cuando es rica, aumentan.
Los motores más modernos y actuales no utilizan ya carburador, 
sino que emplean un nuevo tipo de dispositivo denominado “inyector de gasolina”. 
Este inyector se controla de forma electrónica para lograr que la pulverización
 de la gasolina en cada cilindro se realice en la cantidad realmente requerida 
en cada momento preciso, lográndose así un mayor aprovechamiento y 
optimización en el consumo del combustible.

Es necesario aclarar que los inyectores de gasolina no guardan ninguna relación 

con los inyectores o bomba de inyección que emplean los motores 
diesel, cuyo funcionamiento es completamente diferente.



Inyector de gasolina.

3.
 Distribuidor o Delco: 


Distribuye entre las bujías de todos los cilindros
 del motor las cargas de alto voltaje o tensión eléctrica provenientes 
de la bobina de encendido o ignición. El distribuidor está acoplado 
sincrónicamente con el cigüeñal del motor de forma tal que al rotar el
 contacto eléctrico que tiene en su interior, cada bujía recibe en el momento 
justo la carga eléctrica de alta tensión necesaria para provocar la chispa 
que enciende la mezcla aire-combustible dentro de la cámara de combustión
 de cada pistón.

4. Bomba de gasolina:



 Extrae la gasolina del tanque de combustible
 para enviarla a la cuba del carburador cuando se presiona el “acelerador 
de pie” de un vehículo automotor o el “acelerador de mano” en un motor
 estacionario. Desde hace muchos años atrás se utilizan bombas 
mecánicas de diafragma, pero últimamente los fabricantes de 
motores las están sustituyendo por bombas eléctricas, que van 
instaladas dentro del propio tanque de la gasolina.

5. Bobina de encendido o ignición:
 


Dispositivo eléctrico perteneciente al sistema de encendido del motor, 
destinado a producir una carga de alto voltaje o tensión. La bobina de 
ignición constituye un transformador eléctrico, que eleva por inducción 
electromagnética la tensión entre los dos enrollados que contiene 
en su interior. El enrollado primario de baja tensión se conecta a la
 batería de 12 volt, mientras que el enrollado secundario la transforma
 en una corriente eléctrica de alta tensión de 15 mil ó 20 mil volt. Esa 
corriente se envía al distribuidor y éste, a su vez, la envía a cada una
 de las bujías en el preciso momento que se inicia en cada 
cilindro el tiempo de explosión del combustible.

6. Filtro de aceite:

 Recoge cualquier basura o impureza que pueda 
contener el aceite lubricante antes de pasar al sistema de lubricación 
del motor.


7. Bomba de aceite: 


Envía aceite lubricante a alta presión a los 
mecanismos del motor como son, por ejemplo, los cojinetes de
 las bielas que se fijan al cigüeñal, los aros de los pistones, el árbol
 de leva y demás componentes móviles auxiliares, asegurando 
que todos reciban la lubricación adecuada para que se puedan 
mover con suavidad.

8. Cárter:



Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que utiliza 
el motor. Una vez que la bomba de aceite distribuye el lubricante 
entre los diferentes mecanismos, el sobrante regresa al cárter por 
gravedad, permitiendo así que el ciclo de lubricación continúe, 
sin interrupción, durante todo el tiempo que el motor se encuentre 
funcionando.

9. Aceite lubricante:
 


Su función principal es la de lubricar todas las 
partes móviles del motor, con el fin de disminuir el rozamiento y la fricción
 entre ellas. De esa forma se evita el excesivo desgaste de las 
piezas, teniendo en cuenta que el cigüeñal puede llegar a superar 
las 6 mil revoluciones por minuto.

Como función complementaria el aceite lubricante ayuda 

también a refrescar los pistones y los cojinetes, así como mantenerlos
 limpios. Otra de las funciones del lubricante es ayudar a amortiguar 
los ruidos que produce el motor cuando está funcionando.

El aceite lubricante en sí ni se consume, ni se desgasta, 

pero con el tiempo se va ensuciando y sus aditivos van perdiendo 
eficacia hasta tal punto que pasado un tiempo dejan de cumplir su
 misión de lubricar. Por ese motivo periódicamente el aceite se 
debe cambiar por otro limpio del mismo grado de viscosidad 
recomendada por el fabricante del motor. Este cambio se realiza 
normalmente de acuerdo con el tiempo que estipule el propio fabricante,
 para que así los aditivos vuelvan a ser efectivos y puedan cumplir 
su misión de lubricar. Un tercio del contenido de los aceites 
son aditivos, cuys propiedades especiales proporcionan una lubricación
 adecuada.


10. Toma de aceite:


 Punto desde donde la bomba de aceite 
succiona el aceite lubricante del cárter.

11. Cables de alta tensión de las bujías:


 Son los cables que conducen la carga de alta tensión o voltaje desde el 
distribuidor hasta cada bujía para que la chispa se produzca en el momento 
adecuado.





12.
 Bujía:


 Electrodo recubierto con un material aislante de cerámica.
 En su extremo superior se conecta uno de los cables de alta tensión 
o voltaje procedentes del distribuidor, por donde recibe una carga e
léctrica de entre 15 mil y 20 mil volt aproximadamente. En el otro 
extremo la bujía posee una rosca metálica para ajustarla en la culata
 y un electrodo que queda situado dentro de la cámara de combustión.

La función de la bujía es hacer saltar en el electrodo una chispa 

eléctrica dentro de la cámara de combustión del cilindro cuando 
recibe la carga de alta tensión procedente de la bobina de ignición
 y del distribuidor. En el momento justo,  la chispa provoca la explosión 
de la mezcla aire-combustible que pone en movimiento a los
 pistones. Cada motor requiere una bujía por cada cilindro que contenga 
su bloque.


13. Balancín:



 En los motores del tipo OHV (Over Head Valves – Válvulas en la culata),
 el balancín constituye un mecanismo semejante a una palanca que 
bascula sobre un punto fijo, que en el caso del motor se halla situado
 normalmente encima de la culata. La función del balancín es empujar
 hacia abajo las válvulas de admisión y escape para obligarlas a 
que se abran. El balancín, a su vez, es accionado por una varilla de empuje 
movida por el árbol de levas. El movimiento alternativo o de vaivén de 
los balancines está perfectamente sincronizado con los tiempos del motor.

14. Muelle de válvula: 


Muelle encargado de mantener normalmente 
cerradas las válvulas de admisión y escape. Cuando el balancín empuja
 una de esas válvulas para abrirla, el muelle que posee cada una las obliga 
a regresar de nuevo a su posición normal de “cerrada” a partir del momento 
que cesa la acción de empuje de los balancines.

15. Válvula de escape:


 Pieza metálica en forma de clavo grande con
 una gran cabeza, cuya misión es permitir la expulsión al medio ambiente 
de los gases de escape que se generan dentro del cilindro del motor 
después que se quema la mezcla aire-combustible en durante el tiempo 
de explosión.

 Normalmente los motores poseen una sola válvula de escape 

por cilindro; sin embargo, en la actualidad algunos motores modernos pueden 
tener más de una por cada cilindro.


* Válvula de admisión: 


Válvula idéntica a la de escape, que 
normalmente se encuentra junto a aquella. Se abre en el 
momento adecuado para permitir que la mezcla aire-combustible
 procedente del carburador, penetre en la cámara de combustión del 
motor para que se efectúe el tiempo de admisión. Hay motores que 
poseen una sola válvula de admisión por cilindro; sin embargo, 
los más modernos pueden tener más de una por cada cilindro.


16. Múltiple o lumbrera de admisión: 


Vía o conducto por donde le llega a la cámara de combustión del motor
 la mezcla de aire-combustible procedente del carburador para dar inicio al 
tiempo de admisión.


17. Cámara de combustión:
 Espacio dentro del cilindro entre la culata y la parte superior o cabeza del
 pistón, donde se efectúa la combustión de la mezcla aire-combustible 
que llega del carburador.
 La capacidad de la cámara de combustión se mide en cm3 y aumenta o 
disminuye con el movimiento alternativo del pistón. Cuando el pistón se
 encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior) el volumen es el mínimo, 
mientras que cuando se encuentra en el PMI (Punto Muerto Inferior) 
el volumen es el máximo. 


18.Varilla empujadora: 


Varilla metálica encargada de mover los balancines en un motor del tipo OHV
(Over Head Valves – Válvulas en la culata).
 La varilla empujadora sigue siempre el movimiento alternativo 
que le imparte el árbol de levas.

19. Árbol de levas: 


Eje parecido al cigüeñal, pero de un 
diámetro mucho menor, compuesto por tantas levas como 
válvulas de admisión y escape tenga el motor. Encima de cada leva 
se apoya una varilla empujadora metálica, cuyo movimiento alternativo 
se transmite a los balancines que abren y cierran las válvulas de admisión o
 las de escape.



El árbol de levas se encuentra sincronizado de forma tal que efectúa 

medio giro por cada giro completo del cigüeñal. Los motores OHV 
(Over Head Valves – Válvulas en la culata) tienen un solo árbol de levas,
 mientras que los DOHV (Dual Over Head Valves – Válvulas dobles en la culata) 
tienen dos árboles de levas perfectamente sincronizados por medio de 
dos engranes accionados por el cigüeñal. En los motoresDOHV los 
árboles de levas están colocados encima de la culata y actúan directamente 
sobre las válvulas sin necesidad de incluir ningún otro mecanismo 
intermediario como las varillas de empuje y los balancines que requieren los motores 
OHV.

20. Aros del pistón:



 Los aros son unos segmentos de acero que se alojan en unas ranuras que posee
 el pistón. Los hay de dos tipos: de compresión o fuego y rascador de aceite.

Las funciones de los aros son las siguientes
:

De compresión o fuego:

  • Sella la cámara de combustión para que durante el

     tiempo de compresión la mezcla aire-combustible no pase
     al interior del cárter; tampoco permite que los gases de 
    escape pasen al cárter una vez efectuada la explosión.

  • Ayuda a traspasar a los cilindros parte del calor que libera el 

    pistón durante todo el tiempo que se mantiene funcionando el motor.

  • Ofrece cierta amortiguación entre el pistón y el cilindro 

    cuando el motor se encuentra en marcha.

  • Bombea el aceite para lubricar el cilindro.
Rascador de aceite:

  • Permite que cierta cantidad de lubricante pase hacia la parte 

    superior del cilindro y “barre” el sobrante o el que se adhiere 
    por salpicadura en la parte inferior del propio cilindro, devolviéndolo
     al cárter por gravedad.
Normalmente cada pistón posee tres ranuras para alojar los aros.
 Las dos primeras la ocupan los dos aros de compresión o fuego, 
mientras que la última la ocupa un aro rascador de aceite.

Los aros de compresión son lisos, mientras que el aro rascador de aceite posee

 pequeñas aberturas a todo su alrededor para facilitar la distribución pareja del
 lubricante en la superficie del cilindro o camisa por donde se desplaza el pistón.



21.- Pistón: 


El pistón constituye una especie de cubo invertido, de aluminio 
fundido en la mayoría de los casos, vaciado interiormente. En su parte externa
 posee tres ranuras donde se insertan los aros de compresión y el aro rascador 
de aceite. Mas abajo de la zona donde se colocan los aros existen dos agujeros
 enfrentados uno contra el otro, que sirven para atravesar y fijar el bulón que articula 
el pistón con la biela.

Estructura del pistón:
1.- Cabeza. 2.- Aros de compresión o de fuego.
3.-
 Aro rascador de aceite. 4.- Bulón. 5.- Biela. 6.-Cojinetes.

22: Biela:
 


Es una pieza metálica de forma alargada que une el pistón con el 
cigüeñal para convertir el movimiento lineal y alternativo del primero en movimiento  
 giratorio en el segundo. La biela tiene en cada uno de sus extremos un punto 
de rotación: uno para soportar el bulón que la une con el pistón y otro para los 
cojinetes que la articula con el cigüeñal. Las bielas puedes tener un conducto
 interno que sirve para hacer llegar a presión el aceite lubricante al pistón.


23: Bulón: 


Es una pieza de acero que articula la biela con el pistón.
 Es la pieza que más esfuerzo tiene que soportar dentro del motor.


24: Cigüeñal: 


Constituye un eje con manivelas, con dos o más puntos que 
se apoyan en una bancada integrada en la parte superior del cárter y que queda 
cubierto después por el propio bloque del motor, lo que le permite poder girar con
 suavidad. La manivela o las manivelas (cuando existe más de un cilindro) que posee el 
cigüeñal, giran de forma excéntrica con respecto al eje. En cada una de las
 manivelas se fijan los cojinetes de las bielas que le transmiten al cigüeñal la fuerza 
que desarrollan los pistones durante el tiempo de explosión.


A.-
 Cigüeñal. B.- Árbol de levas.




Ilustración esquemática en la que se puede apreciar la forma en que los pistones

 transforman el movimiento rectilíneo alternativo que producen las explosiones 
en la cámara de combustión, en movimiento giratorio en el cigüeñal.



25: Múltiple de escape:


 Conducto por donde se liberan a la atmósfera los gases de 
escape producidos por la combustión. Normalmente al múltiple de escape se le conecta
 un tubo con un silenciador cuya función es amortiguar el ruido que producen las
 explosiones dentro del motor. Dentro del silenciador los gases pasan por un catalizador,
 con el objetivo de disminuir su nocividad antes que salgan al medio ambiente.

26: Refrigeración del motor:



 Sólo entre el 20 y el 30 porciento de la energía 
liberada por el combustible durante el tiempo de explosión en un motor se convierte 
en energía útilel otro 70 u 80 porciento restante de la energía liberada se pierde en
 forma de calor. Las paredes interiores del cilindro o camisa de un motor 
pueden llegar a alcanzar temperaturas aproximadas a los 800 ºC. Por tanto, todos
 los motores requieren un sistema de refrigeración que le ayude a disipar ese excedente 
de calor.

Entre los métodos de enfriamiento más comúnmente utilizados se encuentra e

propio aire del medio ambiente o el tiro de aire forzado que se obtiene con la ayuda de
 un ventilador. Esos métodos de enfriamiento se emplean solamente en motores 
que desarrollan poca potencia como las motocicletas y vehículos pequeños. 
Para motores de mayor tamaño el sistema de refrigeración más ampliamente empleado 
y sobre todo el más eficaz, es el hacer circular agua a presión por el interior del bloque 
y la culata.

Para extraer a su vez el calor del agua una vez que ha recorrido el interior del motor,

 se emplea un radiador externo compuesto por tubos y aletas de enfriamiento.
 Cuando el agua recorre los tubos del radiador transfiere el calor al medio ambiente 
ayudado por el aire natural que atraviesa los tubos y el tiro de aire de un ventilador 
que lo fuerza a pasar a través de esos tubos.

En los coches o vehículos antiguos, las aspas del  ventilador del radiador y la bomba

 que ponía en circulación el agua se movían juntamente con el cigüeñal del motor por 
medio de una correa de goma, pero en la actualidad se emplean ventiladores con
 motores eléctricos, que se ponen  en funcionamiento automáticamente cuando un
 termostato que mide los grados de temperatura del agua dentro del sistema de 
enfriamiento se lo indica.
 El radiador extrae el calor del agua hasta hacer bajar su temperatura a unos
 80 ó 90 grados centígrados, para que  el ciclo de enfriamiento del motor pueda 
continuar.

En los coches modernos el sistema de enfriamiento está constituido por un circuito 

cerrado, en el que existe un cámara de expansión donde el vapor del agua caliente 
que sale del motor se enfría y condensa. Esta cámara de expansión sirve también de 
depósito para poder mantener la circulación del agua fresca por el interior del motor.

En invierno, en aquellos lugares donde la temperatura ambiente desciende por 

debajo de 0 ºC (32 ºF), es necesario añadir al agua de enfriamiento del motor sustancias
 "anticongelante" para evitar su congelación, ya que por el efecto de expansión 
que sufre ésta al congelarse puede llegar a romper los tubos del sistema, o dejar de 
circular, lo que daría lugar a que el motor se gripara (fundiera).

27: Varilla medidora del nivel de aceite:


 Es una varilla metálica que se
 encuentra introducida normalmente en un tubo que entra en el cárter y sirve para
 medir el nivel del aceite lubricante existente dentro del mismo. Esta varilla tiene una
 marca superior con la abreviatura MAX para indicar el nivel máximo de aceite y otra 
marca inferior con la abreviatura MIN para indicar el nivel mínimo. Es recomendable
 vigilar periódicamente que el nivel del aceite no esté nunca por debajo del mínimo
, porque la falta de aceite puede llegar a gripar (fundir) el motor.

28: Motor de arranque:



 Constituye un motor eléctrico especial, que a pesar de
 su pequeño tamaño comparado con el tamaño del motor térmico que 
debe mover, desarrolla momentáneamente una gran potencia para poder ponerlo en 
marcha.

El motor de arranque posee un mecanismo interno con un engrane denominado

 “bendix”, que entra en función cuando el conductor acciona el interruptor de encendido 
del motor con la llave de arranque. Esa acción provoca que una palanca acoplada
 a un electroimán impulse dicho engrane hacia delante, coincidiendo con un extremo 
del eje del motor, y se acople momentáneamente con la rueda dentada del volante, 
obligándola también a girar. Esta acción provoca que los pistones del motor 
comiencen a moverse, el carburador (o los inyectores de gasolina), y el sistema 
eléctrico de ignición se pongan funcionamiento y el motor arranque.

Una vez que el motor arranca y dejar el conductor de accionar la llave en el

 interruptor de encendido, el motor de arranque deja de recibir corriente y el electroimán 
recoge de nuevo el piñón del bendix, que libera el volante. De no ocurrir así, el
 motor de arranque se destruiría al incrementar el volante las revoluciones por minuto, 
una vez que el motor de gasolina arranca. 

29: Volante:



 En un motor de gasolina de cuatro tiempos, el cigüeñal gira
 solamente media vuelta por cada explosión que se produce en la cámara de combustión 
de cada pistón; es decir, que por cada explosión que se produce en un cilindro, 
el cigüeñal debe completar por su propio impulso una vuelta y media más, 
correspondientes a los tres tiempos restantes. Por tanto, mientras en uno de los
 tiempos 
de explosión el pistón “entrega energía” útil, en los tres tiempos restantes 
“se consume energía” 
para que el cigüeñal se pueda mantener girando por inercia.

Esa situación obliga a que parte de la energía que se produce en cada tiempo de

 explosión sea necesario acumularla de alguna forma para mantener girando el 
cigüeñal durante los tres tiempos siguientes sin que pierda impulso. De esa función
 se encarga una masa metálica denominada  volante de inercia, es decir, una
 rueda metálica dentada, situada al final del eje del cigüeñal, que absorbe o acumula 
parte de la energía cinética que se produce durante el tiempo de explosión y 
la devuelve después al cigüeñal para mantenerlo girando.


Cuando el motor de gasolina está parado, el volante también contribuye a que se 

pueda poner en marcha, pues tiene acoplado un motor eléctrico de arranque que 
al ser accionado obliga a que el volante se mueva y el motor de gasolina arranque.
 En el caso de los coches y otros vehículos automotores, la rueda del volante está
 acoplada también al sistema de embrague con el fin de transmitir el 
movimiento del cigüeñal al mecanismo diferencial que mueve las ruedas del vehículo.





FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR TÍPICO DE GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS

Ciclos de tiempo del motor de combustión interna

Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, 
siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados
 en los coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se
emplean como motor estacionario.
Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman
 un motor de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de
 gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el

 motor, tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior 
en cada uno de los cuatro tiempos:

  • Admisión
  • Compresión
  • Explosión
  • Escape

Ciclos de tiempos de un motor de combustión interna:
 1.- Admisión. 2.- Compresión. 3.- Explosión.4.- Escape. 


Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos

Primer tiempo

Admisión:


 Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS
 (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra
 abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío
 dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), 
ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor,
 o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que 
ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que
 la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre
 en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.


Segundo tiempo

Compresión:



 Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol 
de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta 
este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible 
penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir 
comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión:



 Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la
 mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una 
chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que
 explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese
 movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se
 convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo


Escape:


 El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después 
de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, 
que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento
 la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos 
por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, 
atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al 
múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán 

efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se
 detenga el funcionamiento del motor.

CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar gráficamente, tal como aparece en la ilustración de la derecha.

Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma:


1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del
 cilindro conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, 
no así la presión.

2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión 
que ha permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla
 aire-combustible se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo,
 el volumen del cilindro se va reduciendo a medida que el pistón se desplaza.
 Cuando alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) la presión dentro del cilindro 
ha subido al máximo.

3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón 

se encuentra en el  PMS. Como se puede apreciar, al inicio de la explosión del 
combustible la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una
 vez que el pistón se desplaza hacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo 
toda su fuerza al cigüeñal, la presión disminuye mientras el volumen del cilindro 
aumenta.

4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede 

apreciar, durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el 
pistón arrastra hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, 
es decir, a presión normal, hasta alcanzar el PMS..

El sombreado de líneas amarillas dentro del gráfico representa el "trabajo útil"

 desarrollado por el motor.


ALGUNAS CAUSAS DE FUNCIONAMIENTOS INCORRECTOS DE UN MOTOR 

CUATRO TIEMPOS


Las causas para que el motor de gasolina falle o no funcione correctamente pueden
 ser muchas. No obstante la mayoría de los problemas que puede presentar un 
motor de gasolina se deben, principalmente, a defectos eléctricos, de combustible 
o de compresión. A continuación se relacionan algunos de los fallos más comunes:


1.- Defectos eléctricos

  • Bujía demasiado vieja o con mucho carbón acumulado.
  • Cables deteriorados que producen salto de chispa y, por tanto, pérdidas de 

    la corriente de alto voltaje.
  • Cable partido o flojo en la bobina de ignición, el distribuidor, las bujías o en el

     sistema electrónico de encendido.


  • La bobina de ignición, el ruptor o el distribuidor que envía la chispa a la
     bujía no funciona adecuadamente.
  • Distribuidor desfasado o mal sincronizado con respecto al ciclo de explosión 

    correspondiente, lo que produce que la chispa en la bujía se atrase o adelante
     con relación al momento en que se debe producir.
  • Mucho o poco huelgo en el electrodo de la bujía por falta de calibración o

     por estar mal calibradas.
  • Batería descargada, por lo que el motor de arranque no funciona.


2.- Fallos de combustible

  • No hay combustible en el tanque, por lo que el motor trata de arrancar

     utilizando solamente aire sin lograrlo.
  • Hay gasolina en el tanque, en la cuba del carburador o en los inyectores, 

    pero la toma de aire se encuentra obstruida, impidiendo que la mezcla
     aire-combustible se realice adecuadamente.



  • El sistema de combustible puede estar entregando muy poca o demasiada
     gasolina, por lo que la proporción de la mezcla aire-combustible no se efectúa
     adecuadamente.
  • Hay impurezas en el tanque de gasolina como, por ejemplo, agua o basuras, 

    que se mezclan con el combustible. En el caso del combustible mezclado con 
    agua, cuando llega a la cámara de combustión no se quema correctamente. 
    En el caso de basura, puede ocasionar una obstrucción en el sistema impidiendo
     que el combustible llegue a la cámara de combustión.
3.- Fallos de compresión

Cuando la mezcla de aire-combustible no se puede comprimir de forma apropiada,
 la combustión no se efectúa correctamente dentro del cilindro produciendo fallos en 
el funcionamiento del motor. Estas deficiencias pueden estar ocasionadas por:
  • Aros de compresión o fuego del pistón gastados, por lo que la compresión de

     la mezcla aire-combustible no se efectúa convenientemente y el motor pierde
     fuerza.
  • Las válvulas de admisión o las de escape no cierran herméticamente en su 

    asiento, provocando escape de la mezcla aire-combustible durante el tiempo de
     compresión.
  • Escapes de compresión y de los gases de combustión por la culata debido

     a que la “junta de culata”, que la sella herméticamente con el bloque del 
    motor se encuentra deteriorada.
Otros defectos que pueden ocasionar el mal funcionamiento del motor de gasolina son
 los siguientes:

  • Cojinetes de las bielas desgastados, impidiendo que el cigüeñal gire

     adecuadamente
  • Tubo de escape obstruido
  • Falta de lubricante en el cárter, lo que impide que el pistón se pueda desplazar 

    suavemente por el cilindro llegando incluso a gripar o fundir el motor.




Motor de 4 cilindros






Despiece de un motor de 4 cilindros 




Montaje de un motor