El motor de un vehículo, que permite el movimiento después de la combustión del combustible, es un elemento mecánico esencial para motorizar las ruedas. Naturalmente, también se considera el componente principal y central de un vehículo de motor. Hay dos familias principales de motores: motores térmicos y motores eléctricos. La principal diferencia aquí es el tipo de energía utilizada. En cualquier caso, la unidad de potencia se expresa en caballos de vapor, kilovatios o par.
En cuanto a los motores térmicos, será necesario utilizar la combustión de una fuente de energía como la gasolina o el diésel. Para convertir la energía química en energía mecánica, la presencia de un sistema de combustible es esencial. Al mismo tiempo, a diferencia de los motores térmicos, los motores eléctricos no tienen pistones. Su funcionamiento se basa esencialmente en el uso de fuerzas electromagnéticas, que permiten que se produzca el movimiento. El motor eléctrico es así alimentado por la batería encargada de suministrar energía al motor eléctrico. Esto luego convierte la energía eléctrica en energía mecánica, que se utiliza para impulsar el vehículo hacia adelante.
Un motor es una máquina compleja formada por muchos elementos, cada uno de los cuales tiene una forma y función diferente. Entre los elementos que componen un motor de gasolina, podemos enumerar los siguientes:
- El bloque motor: es el marco utilizado para sujetar los pistones durante el mecanizado de la pieza. Durante su diseño, debe soportar una mayor resistencia a la presión de los gases de combustión. Los bloques de motor pueden llenarse de restos de calamina, resultantes de la acumulación de hidrocarburos no quemados. Esto afectará el funcionamiento normal del sistema.
- El filtro de aire: podemos considerarlo como los pulmones de un vehículo. Si este elemento se ensucia, la calidad del aire que circula en el motor será deficiente, lo que puede acabar impidiendo que el combustible se queme en buenas condiciones.
- La distribución: comprende el mecanismo que asegura la entrada y salida de los gases en los cilindros de un motor térmico. Los árboles de levas, las válvulas o las correas de distribución son una lista no exhaustiva de los elementos que componen la distribución.
- La bomba de agua: su función es asegurar la circulación del líquido refrigerante y enfriar el motor. Gracias a esto, la bomba de agua evita que el motor de su vehículo se sobrecaliente.
- El bloque de admisión: su función es suministrar a cada cilindro la cantidad de aire necesaria para la combustión completa del combustible.
Gracias a estos y a otros elementos, el motor es capaz de convertir la energía en movimiento.
Los motores térmicos o de combustión interna generalmente funcionan en cuatro etapas, de ahí el nombre de «motor de cuatro tiempos». Los 4 tiempos están formados por la admisión (se aspira la mezcla aire-gasolina), la compresión (se comprime la mezcla aire-gasolina), la explosión y el escape (permite la evacuación de los gases de la combustión). Encontrará motores de dos tiempos en las motocicletas, las cortadoras de césped y algunos vehículos antiguos.
¿Cómo funciona un motor de cuatro tiempos?
La gran mayoría de los motores instalados en los vehículos son motores de cuatro tiempos. Como su propio nombre indica, su funcionamiento se desglosa en una serie de 4 acciones distintas, que se repiten una tras otra.
Primera etapa: admisión de aire y de combustible
Durante la primera etapa del proceso, la cámara de combustión recibe una mezcla de aire y combustible de la admisión de aire.
Segunda etapa: compresión del pistón
En el segundo movimiento, el pistón presiona la mezcla de aire y combustible contra la bujía con una presión de aproximadamente 30 bar.
Tercera etapa: explosión y expansión
En el tercer movimiento, el pistón y la bujía casi se tocan. Se crea un arco y la chispa enciende la mezcla de aire y combustible. Luego, el pistón es empujado hacia abajo por la fuerza de la explosión, lo que desencadena un nuevo ciclo de movimiento mecánico.
Última etapa: escape
Una vez que el aire comprimido y el combustible se encienden en la cámara de combustión, solo queda el humo de la combustión. Este humo es empujado hacia atrás por el movimiento ascendente del pistón hacia el colector de escape. Luego, el humo continúa a través del orificio de escape hacia el tubo de escape y luego se libera a la atmósfera.
Los motores diésel no tienen necesariamente los mismos componentes que los motores de gasolina. De hecho, dado que la presión por sí sola enciende el combustible, el motor no necesita bujías estándar, pero necesita bujías de precalentamiento, que permiten que el motor arranque.
El principio de funcionamiento del motor de dos tiempos.
Como su propio nombre indica, el proceso de combustión de un motor de dos tiempos tiene solo dos etapas. Este tipo de motores se instalan principalmente en motocicletas y otros tipos de vehículos de dos ruedas motorizados.
En primer lugar: compresión, combustión, expansión y escape
El motor comprime una mezcla de combustible, aire y aceite cuya función es lubricar todo el mecanismo. Con la ayuda de las bujías, la combustión se realiza de la misma manera que en un motor de cuatro tiempos. El pistón tira hacia abajo y los humos del proceso se expulsan a través del escape.
En segundo lugar: admisión, aspiración y compresión
La mezcla de aceite, combustible y aire entra en la cámara de combustión con el movimiento de aspiración generado por la potencia del pistón. La mezcla vuelve a comprimirse y sube hacia la bujía.
Diferentes tipos de motores:
Es importante tener en cuenta que cuantos más cilindros tenga su motor, más potente será su vehículo. Sin embargo, la potencia de un vehículo también depende de la velocidad del motor de este (la velocidad de rotación del motor, medida en revoluciones por minuto) y del par motor (la fuerza del movimiento de rotación del motor).
Motor de cilindros en línea
Los motores de cilindros en línea son el tipo más común de motor de vehículos. Este tipo de motor tiene un banco de cilindros dispuestos en un lado del cigüeñal.
Económico, es el motor más fácil de configurar. Aunque ocupa poco espacio a lo ancho debido a su configuración en línea, el motor requiere mucho espacio a lo largo.
Su principal desventaja es el desequilibrio provocado por la alineación de los cilindros en línea. Un motor desequilibrado puede provocar fuertes vibraciones muy incómodas para el conductor y los pasajeros. Para evitar esto, se ha añadido un sistema llamado «eje de equilibrado» que hace de contrapeso.
Motor plano (FLAT)
Como su nombre indica, un motor plano es completamente plano: los pistones descansan sobre un plano, generalmente horizontal. El número de cilindros es siempre un número par y se encuentran a ambos lados del cigüeñal.
Esta configuración de motor es muy práctica porque ocupa muy poco espacio superior. Por lo tanto, el motor plano se puede colocar muy bajo en el chasis. Esto da como resultado un centro de gravedad muy bajo, lo que mejora la maniobrabilidad del vehículo.
Además, los pistones a ambos lados del cigüeñal mejoran el equilibrio del motor y el equilibrio del vehículo en la carretera.
Por otro lado, los motores planos son difíciles de mantener, especialmente si es necesario reemplazar las bujías.
Motor en V
Los motores en configuración «V» se denominan así por su particularidad: tienen forma de «V». Están dispuestos en dos filas de varios cilindros cada una. Para el V8 sería un cuatro cilindros en dos filas, para un V6, un tres cilindros en dos filas, para un V12, un seis cilindros en dos filas, y así sucesivamente.
Este tipo de motor tiene un cigüeñal muy corto, por lo que el cigüeñal es relativamente ligero, lo que reduce la vibración del vehículo. Además, el motor en V proporciona un alto par motor a bajas revoluciones, lo que facilita el arranque y la reanudación de vehículos pesados.
Sin embargo, es un motor muy complejo y relativamente caro de fabricar.
Motor en W
Los motores de tipo «W» son iguales a los motores de tipo «V» y funcionan igual excepto que se duplican. Los cilindros estarán dispuestos en quincunce. Este tipo de motor se utiliza principalmente en aviación o coches de gama muy alta.
Los cilindros en configuración «W» se pueden presentar de dos formas:
3 filas de cilindros están dispuestas en una doble V «conectada».
4 filas de cilindros están dispuestas en una doble V «separada».
La principal ventaja del motor en W es que puede tener una gran cantidad de cilindros en menor espacio porque el cigüeñal es más corto que el motor en V. Por otro lado, el motor ocupa más espacio a lo ancho.
Una vez más, es un motor muy complicado, sobre todo a nivel de las culatas. De ahí su alto coste.
