Emprendemos juntos este viaje al centro de la tierra para dar con el componente más importante de un automóvil: el motor. Sin él, estaríamos hablando de un vehículo esterilizado, es decir, un coche sin capacidad de movimiento ya que no existiría ningún componente capaz de hacer girar las cuatro ruedas. Como muestra la siguiente comparativa: si para el ser humano el corazón es el órgano encargado de bombear la sangre para hacerla llegar a todo nuestro cuerpo, el motor es el encargado de hacer llegar toda la energía transformada en movimiento a las ruedas.
No obstante, el asunto se nos complica cuando la soberbia se apodera de nosotros y creemos responder correctamente a la pregunta de… ¿Y cómo funciona el motor de un coche? De primeras pensamos que es algo sencillo, pero cuando tratamos de dar respuesta a esa pregunta que pensábamos que era tan obvia, la incongruencia se apodera de nuestras palabras y es cuando nos damos cuenta que la respuesta es algo más compleja de lo que parece. Así que seamos cautos y vayamos por partes, ¡empecemos!
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¿Qué entendemos por el motor de un coche?
Si hablamos de un motor tradicional de combustión interna, es una máquina diseñada para transformar la energía en forma de calor producida por la explosión (gasolina) o la combustión (diésel) del combustible, en un movimiento capaz de hacer girar las ruedas de un vehículo.
Motor de gasolina
El motor de gasolina o motor de explosión, empieza su proceso de poner en movimiento el vehículo, a partir de una chispa que enciende una mezcla de aire comprimido y combustible dentro de un cilindro sellado (durante la explosión). En el interior de este cilindro, se genera la explosión que hace que los gases que contiene se expandan generando el movimiento del pistón, en otras palabras: la explosión generada por la chispa y la mezcla, transforma la energía química de un carburante (gasolina) en energía mecánica. A medida que la mezcla se quema, el gas se expande proporcionando energía mecánica a través de los pistones que darán fuerza a las ruedas.
Motor diésel o gasoil
A diferencia del motor de gasolina, el combustible diésel arde dentro de una cámara de combustión (de ahí el nombre) que transforma la energía química del combustible en mecánica capaz de generar el movimiento en los pistones. El motor diésel o gasoil produce la energía mecánica mediante la transformación de calor, de ahí que se le conozca también como motor térmico.
En consecuencia, la relación de compresión entre ambos motores difiere notablemente. Los motores diésel necesitan que el aire comprimido alcance mayores temperaturas que el motor de gasolina para que el combustible se encienda. Por lo que esta mayor compresión obliga a que las partes que componen un motor diesel sean más resistentes en comparación a las del motor a gasolina.
La principal diferencia entre ambos motores es la manera en la que se detona el combustible. En un motor diésel no hay bujías, en cambio en un motor gasolina si. A pesar de todo, tanto en diésel como en gasolina se respetan los cuatro tiempos de un motor de combustión que más tarde veremos.
Los 5 componentes básicos de un motor de combustión
Antes de hablar de las 4 fases establecidas para conseguir una dosis de energía mecánica capaz de mover las ruedas de nuestro automóvil. Debemos tener claras las 5 piezas fundamentales que dan forma a un motor de gasolina o diésel. Y ya después, explicaremos los 4 tiempos que explican el funcionamiento de un motor de combustión.
1. Bloque motor
El bloque motor es considerado el elemento principal de un motor de combustión interna. ¿Por qué? Porque tiene el objetivo de alojar en su interior los cilindros y el resto de elementos que forman el llamado tren alternativo (cigüeñal, bielas y pistones). Al mismo tiempo, el bloque motor es un componente que determina la cilindrada, ya que esta se mide mediante la multiplicación del diámetro de los cilindros por la carrera de cada uno de los pistones.
En definitiva, es en esencia lo que denominamos motor, pues el resto de componentes que veremos a continuación o bien forman parte de él o se conectan a él, además, el proceso de combustión interna se desarrolla en su interior.
2. Pistones
El pistón es una pieza cilíndrica que se desplaza longitudinalmente por el interior de los cilindros cada vez que recibe la energía procedente de la combustión (diésel) o explosión (gasolina) de la mezcla del carburante con el aire comprimido.
Los pistones son los componentes encargados de mover los gases generados en la combustión o explosión. Generan un vacío en la cámara de combustión que al comprimirse y combustionar, aprovechan esa fuerza generada por la energía química, para convertirla en energía mecánica. Para visualizar el movimiento del pistón con mayor claridad, el movimiento es vertical y empuja al cigüeñal (lo veremos a continuación) a través de las bielas; lo que se convierte en la energía mecánica capaz de mover el automóvil.
3. Cigüeñal
El cigüeñal es la pieza longitudinal que conecta las bielas con los pistones y lo transmite a la caja de cambios. Dichas bielas se unen a una pieza única (un árbol central) que es lo que conocemos como cigüeñal. Como hemos comentado, esta pieza metálica e irregular es la encargada de la sincronización de las carreras de los pistones.
4. Culata
Nos dirigimos a la parte más alta del motor para dar con la culata. En ella, se encuentra la tapa que cierra la cámara de combustión, por lo que también se la conoce como la cabeza de los cilindros. En la culata, se resguardan las válvulas y los árboles de levas (sistemas de accionamiento). Estos árboles están unidos al cigüeñal mediante una correa de distribución y giran a la mitad de revoluciones que él. La correa de distribución impulsa el árbol de levas desde un extremo del cigüeñal y éste acciona las válvulas de admisión y escape en el momento oportuno para que entre la mezcla y salgan los gases de escape.
5. Cárter
Para terminar, nos dirigimos a la parte más baja del motor para dar con el cárter: un componente atornillado al bloque motor en donde descansa el aceite encargado de mantener lubricados y refrigerados los componentes internos del motor. Podríamos decir que este depósito hace de bañera albergando el aceite que se impulsa por todo el circuito interno del motor a través de una bomba. Es decir, la bomba absorbe el lubricante para distribuirlo por las partes internas del motor donde se requiera.
¿Cómo funciona un motor de combustión? Los cuatro tiempos
Y después de toda esta dosis de información mecánica sobre qué es y qué elementos conforman un motor, uno se puede preguntar… ¿ Y cómo funciona un motor? Ahora sí, ha llegado la hora de desvelar el secreto: todos los motores de combustión sean diésel o gasolina son de cuatro tiempos. Lo que significa que para transmitir a las ruedas una dosis de energía mecánica capaz de mover el vehículo, el motor necesita completar cuatro fases. Vamos a verlas.
1. Admisión
El funcionamiento de un motor empieza con el pistón situado en el extremo superior de su recorrido. Con el pistón en su punto más alto, las válvulas de admisión se abren dejando entrar la mezcla de combustible que es atraída por el vacío procedente de la cámara de combustión a medida que el pistón desciende hasta que se cierran las válvulas.
2. Compresión
Una vez las válvulas se cierran y la mezcla se encuentra dentro del cilindro, el pistón empieza a subir otra vez su punto inicial (su extremo superior). De esta manera, se comprime la mezcla de aire y combustible preparándose para su detonación. Es fácil confundirse, pero debemos tener muy claro que es la fase de ascenso del pistón sucesiva a la fase de admisión. Durante el recorrido del pistón hacia su extremo superior, la mezcla puede reducir su volumen unas 7/10 veces.
3. Explosión
Con la cámara de combustión llena de mezcla y las válvulas cerradas, el pistón alcanza el máximo de su recorrido (punto superior) y es ahí cuando se genera una detonación que bien puede ser iniciada por una chispa eléctrica (gasolina), o por la propia detonación producida por la compresión (diésel). La fuerza generada por la explosión o la combustión dependiendo del carburante, obliga al pistón a bajar ya que recibe un gran impulso que es transmitido al cigüeñal.
4. Escape
Cuando se produce la explosión de la mezcla con el carburante, las válvulas de escape se abren y los gases producidos se evacúan. En esta fase el pistón empuja en su movimiento de carrera ascendente a los gases que salen por las válvulas de escape. Cuando el pistón llega de nuevo a su punto máximo superior, las válvulas se cierran y se vuelven a abrir las de admisión para repetir el ciclo.
