Motores de Combustión Interna: Tipos, Funcionamiento y Componentes

1. Motor Térmico

El motor de combustión interna (MCI) es una máquina térmica capaz de transformar la energía térmica en energía mecánica, proporcionando un trabajo.

• Motor de combustión interna alternativo (MCIA): MCI en el que el ciclo de trabajo y la transmisión de fuerzas se produce mediante el desplazamiento lineal y repetitivo de un émbolo o pistón.
• Motor de encendido provocado (MEP): Comprime una mezcla de aire y combustible, produciéndose la combustión por una chispa.
• Motor de encendido por compresión (MEC): Comprime aire hasta que este adquiere una gran presión y temperatura. Luego, se inyecta combustible y se produce la combustión por autoinflamación.

Clasificación de los Motores de Combustión Interna

Según el ciclo que realicen:

• Ciclo Otto: En la admisión, introduce una mezcla homogénea de combustible (gasolina) y aire. Se comprime la mezcla y la combustión empieza al saltar la chispa (MEP). Regulación de la carga cuantitativa.
• Ciclo Diesel: En la admisión, introduce aire. Al comprimir el aire, se inyecta el combustible (gasóleo), iniciándose la combustión (MEC). Regulación de la carga cualitativa.

Según la forma de realizar el ciclo:

• Motor de 2 tiempos: 4 fases en 2 carreras del pistón. 1 ciclo por cada vuelta del cigüeñal.
• Motor de 4 tiempos: 4 fases en 4 carreras del pistón. 1 ciclo cada 2 vueltas del cigüeñal.

Según la presión de admisión:

• Motores atmosféricos: La presión es aproximadamente la atmosférica.
• Motores sobrealimentados: La presión es superior a la atmosférica.

Según el número y disposición de los cilindros:

• En línea
• En V
• En V estrecha o doble V
• Opuestos o bóxer

Según la ubicación en el vehículo:

• Delantero transversal: Vehículos con tracción delantera.
• Delantero longitudinal: Vehículos con tracción trasera.
• Central: Vehículos deportivos, militares.

Ciclos de Trabajo

Motor Otto de 4 tiempos:

1. Admisión: Introduce aire y combustible (media vuelta).
2. Compresión: Comprime el fluido de admisión (vuelta 1).
3. Expansión: Salto de chispa de la bujía, se produce la combustión (vuelta y media).
4. Escape: Evacua los gases quemados (vuelta 2).

Motor Diesel de 4 tiempos:

1. Admisión: Admite aire (media vuelta).
2. Compresión: La presión y la temperatura son mayores (vuelta 1).
3. Expansión: Aire a temperatura > 500°C, en este momento comienza la inyección del combustible (vuelta y media).
4. Escape: Evacua los gases quemados (vuelta 2).

Elementos del Motor

Elementos fijos:

• Bloque: Soporte del motor.
• Culata: Se fija al bloque, cerrando los cilindros.
• Junta de la culata: Asegura la estanqueidad entre el bloque y la culata.
• Tapa de balancines: Cierra el motor por la parte superior, va atornillado a la culata.
• Bancada: Sostiene el tren alternativo y lo fija al bloque de cilindros.
• Cárter: Cierra el motor por la parte inferior y almacena el aceite de lubricación.
• Colector de admisión: Introduce el aire o la mezcla de aire y combustible.
• Colector de escape: Evacua los gases quemados tras la combustión hacia la línea de escape.

Elementos móviles:

• Pistón: Transmite la fuerza ejercida por la presión de los gases tras la combustión al resto de elementos. Partes: cabeza, falda, segmentos y bulón.
• Segmentos: Anillos elásticos que se colocan en las ranuras del pistón y aseguran un ajuste hermético.
• Bulón: Une el pistón a la biela, transmitiendo los esfuerzos generados por la presión de los gases tras la combustión.
• Biela: Pieza que comunica el bulón con la muñequilla del cigüeñal.
• Cojinete: Elementos que se interponen entre dos piezas que tienen movimiento relativo una respecto de la otra, con el fin de disminuir el rozamiento y favorecer la lubricación.
• Cigüeñal: Elemento encargado de convertir la fuerza resultante de los gases tras la combustión en movimiento rotativo. Partes: los apoyos, las muñequillas, la manivela y los contrapesos.
• Ejes de equilibrado: Ejes que giran en sentido inverso al cigüeñal y que contienen unas masas desequilibradas.
• Volante de inercia: Reduce la irregularidad de funcionamiento.

Elementos móviles (Sistema de distribución):

Encargado de abrir y cerrar las válvulas de forma sincronizada con el tren alternativo.

• Sistema OHV: Árbol de levas en el bloque.
• Sistema OHC: Árbol de levas en la culata.
• Sistema DOHC: Doble árbol de levas en la culata.

Tipos de transmisión en la distribución:

• Por engranajes: Motores industriales, maquinaria diésel (tractores).
• Por cadena: OHV, OHC y DOHC.

Elementos más importantes del sistema de distribución:

• Árbol de levas: Movido por el cigüeñal de forma sincronizada con una relación de transmisión determinada.
• Válvulas: Elementos encargados de permitir la entrada de gases frescos y la salida de los gases quemados.

2. Lubricación

Tipos de aceites:

• Minerales: Destilación del petróleo. Formada por 3 tipos de hidrocarburos.
• Semisintéticos: Constan de un aceite de base mineral y otro sintético (20-30%) que mejora las propiedades.
• Sintéticos: Formulados en el laboratorio con ingredientes naturales, fragmentando las moléculas y luego reconstruyéndolas.