El motor es una máquina esencial que transforma la energía química del combustible en energía mecánica, es decir, en movimiento. Sin embargo, solo alrededor del 40% de la energía producida por el combustible se aprovecha, debido a pérdidas energéticas como los gases de escape y el sistema de refrigeración.
El motor es el encargado de generar la fuerza que mueve el vehículo, pero es el conductor quien tiene acción directa sobre la fuerza generada por el motor mediante los mandos del vehículo. Es indispensable para todos los conductores conocer el funcionamiento de su automóvil, como está construido, cuales son sus principales partes y funcionalidades, además de las posibles fallas y medidas que debe tomar ante ellas, como también la correcta utilización de todos los elementos de seguridad en el marco de una conducción responsable para el bien de todos.
El elemento más importante, es decir el corazón del automóvil. Los vehículos particulares funcionan mayoritariamente con gasolina (bencina), algunos para el trabajo funcionan con petróleo diesel como buses, camiones y camionetas y de forma excepcional existen vehículos que funcionan con gas, como algunos taxis.
Componentes y Sistemas del Motor
El motor cuenta con varios sistemas interconectados para su correcto funcionamiento:
- Alimentación: Suministra el combustible necesario para la combustión.
- Distribución: Regula la entrada de aire y la salida de los gases quemados.
- Arranque: Pone en marcha el motor.
- Lubricación: Engrasa los elementos de fricción y contribuye a la refrigeración.
- Refrigeración: Regula la temperatura de trabajo del motor.
- Escape: Trata los gases quemados y los expulsa al exterior.
La mezcla aire-gasolina se realiza en el carburador, y en los motores de inyección se produce en los conductos de admisión o en el interior del cilindro.
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Ciclo de Funcionamiento del Motor de Gasolina
El funcionamiento del motor de gasolina se basa en cuatro tiempos:
- Admisión: El pistón baja y aspira la mezcla (gasolina-aire) a través de la válvula.
- Compresión: El pistón sube y comprime la mezcla aspirada. Las válvulas se encuentran cerradas.
- Explosión (o tiempo motor): Una chispa en la bujía produce la explosión de la mezcla comprimida, empujando el pistón hacia abajo.
- Escape: El pistón sube, arrastrando y expulsando los gases producidos por la explosión a través de la válvula de escape.
El movimiento del pistón es lineal, transformándose en circular mediante el mecanismo biela-cigüeñal.
El aire procedente del exterior atraviesa un filtro y entra en el cilindro, pudiendo hacerlo de dos formas diferentes:
- Motor atmosférico: A través de la propia succión del aire exterior que realiza el pistón.
Carburador: Mezcla la gasolina y el aire. Por una parte llega la gasolina desde el depósito y por otra el aire desde el exterior debidamente filtrado. El filtro se debe cambiar periódicamente, especialmente en verano y si se circula por caminos polvorientos. En la actualidad, este sistema está prácticamente en desuso, siendo sustituido por sistemas de inyección.
Inyección: Una bomba inyecta combustible a presión en el conducto de admisión, justo antes de la entrada al cilindro.
- Inyección indirecta: La inyección del combustible se realiza antes de la cámara de combustión.
- Inyección directa: El combustible se inyecta directamente en la cámara.
Motor Diésel: Funcionamiento y Características
La mayor parte de los vehículos industriales y de gran tonelaje tienen motor diésel. El funcionamiento del motor diésel y gran parte de sus órganos son similares al de gasolina. En el motor diésel la mezcla aire-carburante se realiza en los cilindros, para su combustión en el momento de la inyección. El funcionamiento del motor diésel está conformado por cuatro acciones diferentes, llamadas tiempos.
Tiempo de Admisión: El aire se introduce en el cilindro.
Comparación de los dos motores
| Característica | Motor Diésel | Motor de Gasolina |
|---|---|---|
| Admisión | Admite aire comprimiéndolo, inyectando luego combustible. | Admite mezcla (aire combustible) comprimiéndola. |
| Encendido | No precisa sistema de encendido. La combustión se produce por autoencendido. | Utiliza sistema de encendido para que se produzca la chispa e inflame la mezcla carburada. Utiliza carburador. |
| Rendimiento | Tiene un mejor rendimiento energético (más kilómetros por litro). | - |
| Sistema de encendido | No posee sistema de encendido. Dura más y es más fiable. | - |
| Par motor | El par motor es más constante. | - |
| Mantenimiento | Precisa de una mantención más constante. | - |
| Costo | Mayor costo de adquisición. | - |
Es el encargado de introducir el combustible y el aire en el cilindro. Los vehículos actuales dosifican el combustible que entra en los cilindros mediante un sistema electrónico, llamado EDC (del inglés Electronic Diesel Control), que regula la cantidad y el momento de inyección de combustible a través de la bomba, si se trata de bomba inyectora, y los inyectores, si se trata de un sistema de inyectorbomba o common rail. Recibe información, entre otras señales, sobre la velocidad del vehículo, las revoluciones del motor, la temperatura del aire y del agua, etc.
Regulación por bomba inyectora
Bomba equipada con servomecanismos controlados por el EDC. Dosifica la cantidad de combustible. Regula el momento de la inyección.
Regulación por inyector-bomba
Las señales del EDC actúan sobre la electroválvula del inyector, regulando la cantidad y el momento de la inyección. La inyección se realiza por acción mecánica de unas levas sobre el inyector que, a su vez, genera la presión.
Regulación en common-rail
Las señales del EDC actúan sobre el inyector, del mismo modo que en la regulación por inyectorbomba y, además, abren el inyector.
Se sobrealimenta un motor cuando el aire entra en el cilindro a presión. Gira, movido por el cigüeñal y al mismo tiempo que éste. Trabaja a bajas revoluciones.
La primera (turbina), gira movida por los gases de escape. La segunda (compresor), gira por efecto de la turbina a través del eje.
Ventajas del turbocompresor
- Aporta mayor potencia y par que otros sistemas.
- Tiene menor tamaño.
El turbo envía una mayor cantidad de aire a los cilindros para aumentar su potencia.
Cuidados del turbocompresor
El turbocompresor trabaja a muchas revoluciones (160.000 rpm, los más modernos) y se lubrica y refrigera mediante el aceite del propio motor.
- Al arrancar, en época de bajas temperaturas, rodar con poco recorrido del acelerador para que el turbo no trabaje hasta que el motor se caliente y llegue bien el aceite.
- Antes de parar el motor, rodar con poco recorrido del pedal los 3 últimos minutos o, si no es posible, dejar ese tiempo el motor a ralentí.
- No acelerar antes de parar el motor, ni al arrancar.
- Atender a las indicaciones del fabricante en lo que a períodos de cambio de aceite y características del mismo se refiere.
El Intercambiador de calor o intercooler Normalmente, los gases al comprimirse se calientan y pierden densidad. En el caso del turbo compresor este fenómeno es negativo, ya que entra menos oxígeno para la combustión y, consecuentemente, la potencia del motor disminuye.
Es el trabajo que es capaz de realizar un motor, o dicho de otra forma, la fuerza que es capaz de ejercer un motor en cada giro. En un motor, la fuerza (F) que ejercen los gases procedentes de la combustión sobre la cabeza del pistón, empujándolo hacia abajo, se transmite al eje motor (cigüeñal) a través de la biela y el propio codo del cigüeñal. El par de giro (M) o par motor se calcula en base a la fuerza aplicada por la distancia (R) al centro de rotación y se mide generalmente a la salida del cigüeñal.
Es la máxima fuerza que puede proporcionar el motor. Un motor es elástico cuando es capaz de mantener el par en su valor máximo durante un amplio margen de revoluciones. Los motores más modernos son excelentes por su par elevado, disponible desde los regímenes de revoluciones más bajos.
La Potencia La potencia es la cantidad de trabajo que realiza un motor en un tiempo determinado, o lo que es lo mismo, a qué velocidad se puede desarrollar ese trabajo. Por ejemplo, el vehículo puede subir una pendiente con 360 CV o con 480 CV, en cualquier caso el vehículo subirá, pero lo hará más deprisa con 480 CV. La potencia viene determinada por las revoluciones del motor y la fuerza (par) que se genera en cada momento. La potencia máxima se consigue con las revoluciones muy altas.
Una parte importante de la energía producida en el motor se pierde y no llega a las ruedas. Es importante utilizar el petróleo diésel adecuado teniendo en cuenta que existen específicos para la calefacción de viviendas o máquinas industriales y no son aptos para el uso en los motores. Al circular por lugares donde las temperaturas sean muy bajas, se utiliza el combustible específico para bajas temperaturas.
Filtro de aire. Se sustituye periódicamente según las indicaciones del fabricante y se limpia especialmente en verano. Con el filtro sucio el motor aspira menos oxígeno y es necesario pisar más el acelerador para mantener la potencia, aumentando el consumo y la contaminación.
Filtrado del petróleo diésel. Los motores diésel actuales son sofisticados y precisos, por lo que el filtrado es muy importante. Se debe sustituir el filtro por uno de iguales características siguiendo las indicaciones del fabricante.
Purgado del aire. La existencia de aire en este circuito provoca fallas en el funcionamiento del motor, por lo que está provisto de un purgador para permitir eliminar el aire de las canalizaciones, en especial al sustituir los filtros del circuito. También puede entrar aire al intentar arrancar un vehículo con el depósito de carburante vacío.
Eliminación del agua. El agua en el petróleo diésel provoca anomalías en el funcionamiento del motor, incluso su detención y puede oxidar los componentes del circuito de alimentación y provocar vapor de agua en la cámara de combustión.
Mantenimiento Básico del Motor
Un mantenimiento adecuado es crucial para prolongar la vida útil del motor y asegurar su óptimo rendimiento.
- Lubricación: Utilizar el aceite recomendado por el fabricante y sustituirlo periódicamente según sus indicaciones.
- Nivel de aceite: Comprobar periódicamente, mediante la varilla situada en el lateral del motor, en frío (o que lleve parado 3 o 4 minutos) y en posición horizontal, manteniéndolo entre el mínimo y el máximo.
- Cambio de filtro: Cambiarlo periódicamente, según indique el fabricante.
- Cambio de aceite: Para asegurar una correcta lubricación se ha de sustituir periódicamente siguiendo las indicaciones del fabricante, considerando el peso de la carga y el tipo de vía por el que transite. Si el indicador de control de aceite no se apaga o se enciende durante la marcha, parar inmediatamente el motor.
Dentro del motor se producen temperaturas del orden de los 2.000 ºC, pudiendo llegar a producir gripajes entre sus piezas.
Sistema de Refrigeración
Este sistema mantiene el motor en su temperatura óptima de funcionamiento, 95 ºC.
Los tipos de refrigeración empleados son:
- Por aire: el aire refrigera directamente el motor.
- Por líquido refrigerante: Es el más utilizado en todos los vehículos.
Componentes del sistema de refrigeración:
- Líquido refrigerante: Es una mezcla de agua y anticongelante.
- Radiador: Donde se enfría el líquido. Está situado, normalmente, en la parte frontal del vehículo.
- Ventilador: Enfría el líquido del radiador.
- Termostato: Abre o cierra el paso del líquido por el circuito.
- Bomba de agua: Mueve el líquido por el interior del circuito.
- Ventilador eléctrico: Los vehículos modernos cuentan con ventilador eléctrico, este funciona cuando sube la temperatura sobre todo al manejar a baja velocidad.
- Comprobación del nivel de líquido refrigerante con el motor frío en el vaso de expansión del radiador. Ha de mantenerse entre el máximo y el mínimo.
- Comprobación del estado de la correa. Si patina, se rompe o se afloja, no se moverá la bomba y fallará la refrigeración (sobrecalentamiento del motor).
- Sustitución del líquido refrigerante en todo el circuito con líquido refrigerante compuesto, según las instrucciones del fabricante.
Anomalías y Mantenimiento Adicional
Anomalías
- Síntomas: El motor falla irregularmente(tirones)
- Posibles Causas: Agua en el diésel - Aire en el circuito - Mal ajuste de la inyección - Filtro obstruido.
- Síntomas: Consumo excesivo
- Causas: Mala compresión.
Cuando en el tablero se enciende la luz que indica que el motor no esta siendo lubricado, debe detener el motor y reparar la avería. Verifique el nivel de aceite de la varilla, que se encuentra en el motor.
Sistema Eléctrico
En él están comprendidos los circuitos de encendido, de carga, de arranque y de iluminación, con un elemento común que es la batería.
- Fusible fundido: Los fusibles impiden incendios y deterioro del sistema eléctrico.
- Comprobación y reposición del nivel de electrolito. Cuando el electrolito no cubre las placas de plomo, debe añadirse sólo agua destilada, nunca ácido sulfúrico.
En los motores de gasolina, es el encargado de producir la chispa en las bujías para que se inflame la mezcla que se encuentra en el interior de los cilindros.
Bujías. Comprobación del estado. De producirse alguna avería no suele ser susceptible de reparación.
Para reponer la energía de la batería que consume el automóvil, se recurre a un generador de energía (alternador) movido mediante una correa.
Para arrancar el motor del vehículo es preciso hacerlo girar a unas 50 rpm, lo cual se consigue con el motor eléctrico de arranque al recibir corriente directamente de la batería.
No abra innecesariamente la tapa de la gasolina, pues los vapores del combustible son cancerígenos.
Intoxicación: Dolor de cabeza y vómitos son los primeros síntomas.
Óxido: Si el sistema se oxida o deteriora, los gases podrían entrar al vehículo poniendo en riesgo la salud de los ocupantes.
El Tacómetro
Los vehículos vienen equipados, excepto en algún caso, con un tacómetro que indica el número de revoluciones del motor (rpm). La mayor parte de ellos tienen diferentes zonas, resaltadas con colores o con indicadores luminosos (leds). Un ralentí demasiado alto provoca un mayor consumo de combustible.
- Zona verde: Indica el mayor rendimiento del motor. Dentro de este abanico verde, la zona óptima de conducción, es donde se produce el mejor empuje. Está comprendida entre el inicio del par máximo y el final del mismo. Se debe tener en cuenta que:El consumo se mide según la potencia obtenida.El menor consumo está siempre en la zona más baja de la zona verde.A menor número de revoluciones, menor uso de potencia.
- Zona roja: Indica la zona peligrosa, donde el motor puede resultar dañado por exceso de revoluciones. En el caso de la imagen, existe una zona sin color, entre 2.000 y 2.300 rpm, que indica que está cerca de la zona peligrosa. En esta zona se produce un aumento considerable del consumo.A partir de un determinado número de revoluciones, cerca de la zona peligrosa, el EDC (Regulación Electrónica Diésel) actúa regulando la entrada del combustible para no superarlas y no dañar así el motor. Cuando esto ocurre, se dice que el motor está a corte de inyección.
En retención, el motor se pasa de revoluciones cuando supera un régimen próximo a la zona peligrosa sin acelerar, al variar la relación del cambio de marchas (reduciendo) para, por ejemplo, hacer uso del freno motor a plena potencia de frenado. Si el empuje del vehículo es superior a la capacidad de retención del...