Motor de combustión interna: ciclo de cuatro tiempos

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Un motor de combustión interna es una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado y que aprovecha el calor generado por el proceso de combustión como energía para producir un movimiento giratorio. Es decir, obtiene energía mecánica a partir de la energía química que le proporciona el combustible.

La mayoría de los vehículos emplean un motor de 4 tiempos (aunque también existen motores de 2 tiempos). Es importante no confundir el número de cilindros con el número de ciclos del motor. Que un motor sea de 4 tiempos no quiere decir que necesariamente tenga 4 cilindros. Los cuatro tiempos se refieren a las cuatro etapas que realiza el pistón, por lo tanto, existen motores de 4 tiempos con 8 cilindros (como por ejemplo, los conocidos motores V8).

Antes de explicar el ciclo de cuatro tiempos, tenemos que saber que en el motor se produce un movimiento rectilíneo alternativo (de arriba hacia abajo) de los pistones, desde el punto muerto superior (PMS) hasta el punto muerto inferior (PMI). El recorrido del pistón desde el PMS hasta el PMI se denomina carrera. El pistón va unido mediante una biela al cigüeñal, de forma que este movimiento rectilíneo alternativo del pistón, se transforma en movimiento circular uniforme y viceversa (empleando el principio del mecanismo biela-manivela).

A continuación se va a explicar el ciclo de cuatro tiempos, destacando las diferencias entre el ciclo de gasolina (Otto) y el de gasoil (Diesel):

1- Admisión:

  • Válvula de admisión abierta y válvula de escape cerrada.
  • Llenado del cilindro:
    • Mezcla aire-combustible, empujando el pistón hacia el PMI (ciclo Otto)
    • Aire puro, empujando el pistón hacia el PMI (ciclo Diesel)
  • Cuando el pistón llega al PMI, se cierra la válvula
  • El cigüeñal ha girado media vuelta

2- Compresión:

  • Ambas válvulas se mantienen cerradas
  • Los gases que llenaban el cilindro van ocupando un espacio más reducido, la presión y temperatura interior se elevan y el pistón sube del PMI al PMS, comprimiendo la mezcla
  • El cigüeñal ha girado otra media vuelta

3- Explosión:

  • Válvulas cerradas
  • Cilindro desciende desde PMS al PMI debido a:
    • Salta la chispa en la bujía que produce la explosión de la mezcla (ciclo Otto de gasolina)
    • Inyección del combustible muy pulverizado por el inyector, que se autoinflama por la presión y temperatura existente en el interior del cilindro (ciclo Diesel)
  • El cigüeñal gira otra media vuelta

4- Escape

  • Se abre la válvula de escape
  • El pistón sube del PMI al PMS empujando los gases hacia la salida
  • El cigüeñal gira otra media vuelta
  • Cuando el pistón llega al PMS, se abre la válvula de admisión y comienza el ciclo de nuevo

En el diagrama podéis ver los cuatro tiempos para el caso de un ciclo Diesel:

4tiempos

Espero que esta entrada os sirva para entender el funcionamiento básico de un motor de cuatro tiempos. En entradas posteriores se hablará más en profundidad de los componentes mecánicos que conforman un motor y los ciclos termodinámicos Otto y Diesel.

Bibliografía

Arias-Paz Guitian, M. Manual de automóviles. Editoriales Dossat 2000. 55ª Edición, 2004

http://www.todomotores.cl

http://www.automecánico.com

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