EL MOTOR Y SUS SISTEMAS

Generalidades.- El automóvil puede ser descripto como un vehículo motorizado que recibe su

nombre a partir de la capacidad de auto movimiento, es decir, que no necesita de la fuerza

humana o de algún animal para trasladarse de un lugar a otro. Hoy en día, el automóvil es sin

dudas el medio de transporte más común y popular, pudiéndose encontrar diferentes modelos

de automóviles, tamaños, colores, formas y materiales.

Como ha sucedido con gran parte de los inventos tecnológicos, si bien existieron intentos

primitivos de formar máquinas similares al automóvil desde hace mucho tiempo, no sería hasta

fines del siglo XIX y principios del XX que empezarían a desarrollarse los automóviles tal como

los conocemos hoy en día. De todos modos, estos también eran bastante diferentes a los

actuales, con ruedas mucho más grandes y finas, asientos más reducidos o elegantes, techos de

tela y manubrios también diferentes. La producción de autos se vio altamente incentivada por

los nuevos métodos de fabricación que se desarrollaron en la primera mitad del siglo XX.

El automóvil es una máquina que consta normalmente de cuatro ruedas, un interior diseñado

para los viajantes, puertas, ventanas, un capó o tapa principal, baúl o espacio donde colocar

objetos, etc., por lo cual se vuelve en un elemento de cierta complejidad.

El automóvil funciona a partir del uso de energías, en la mayoría de los casos diferentes

combustibles como gasolina gas o Diesel. Esta energía es colocada dentro del auto en un

recipiente y a través de un sistema de alimentación hacia el motor, se transforma en el

elemento necesario para que el automóvil se pueda desplazar de lugar. El proceso mecánico

mediante el cual funciona un auto es muchas veces visto como complejo por constar de varias

partes, pero ya entrando en estudio se podrá comprobar que su funcionamiento es simple

incluso los motores con sistemas electrónicos de control y de funcionamiento.

Reciben el nombre de automóvil el vehículo de cuatro ruedas dispuestos para el transporte de

personas y carga, que puede circular de forma autónoma ya que se halla dotado de una

máquina que genera fuerza mecánica (el motor) capaz de proporcionar la fuerza necesaria

para permitir el desplazamiento

Componentes, mecanismos y sistemas del automóvil:

Un vehículo está formado principalmente de dos partes que son: el chasis y la carrocería.

El bastidor.- o CHASIS: Es el elemento estructural, encargado de soportar los esfuerzos

estáticos y dinámicos que tiene el vehículo, especialmente de vehículos de mediana capacidad

hasta los de gran capacidad; en cambio los vehículo de pequeña capacidad no tienen chasis por

lo que se les conoce como carrocería

compacta

CARACTERÍSTICAS DE LOS CHASIS:

Es el soporte de todos los órganos mecánicos. Puede rodar sin carrocería. Un mismo tipo de chasis puede adaptarse a varios tipos de carrocería. Un mismo tipo de chasis puede alargarse o cortarse según los gustos del cliente o

fabricante. Es totalmente duro y rígido.

Se debe identificar muy claramente que no todos los vehículos tienen chasis, especialmente los

vehículos conocidos como para turismo como es los automóviles conocidos en nuestro medio,

que la parte baja de la carrocería hace la función de chasis ya que allí se montan las partes que

le darán autonomía al vehículo

La Carrocería.- o latonería de un automóvil es aquella parte del vehículo en la que está

destinada para el transporte de personas o carga.

Carrocerías de seguridad

Se habla de carrocerías de seguridad

cuando el espacio interior

destinado a los ocupantes está

constituido de tal modo que conserva su forma incluso en el caso de choques.

La parte frontal y trasera deben deformarse de tal forma que la energía cinética se

convierta en trabajo de deformación

Las puertas deben permanecer cerradas y luego deben abrirse de tal manera que se

pueda liberar a los ocupantes

El techo del vehículo también debe de ser resistente a vuelcos para evitar que los

ocupantes sean aplastados

EL MOTOR

Concepto.- Es la máquina que tiene por objeto transformar la energía química del combustible

en energía mecánica a través de quemar el combustible en las cámaras de combustión, que

será usada para el movimiento del automóvil.

El motor está constituido de varias partes que se lo puede clasificar en dos grupos las partes

móviles y partes fijas.

PARTES FIJAS DEL MOTOR:

Son todas aquellas partes que forman el motor de combustión interna, y en el funcionamiento

del mismo no realizan ningún movimiento para cumplir con su función. Y estas son: la tapa de

válvulas y balancines, la culata o cabezote, el bloque de cilindros, el Cárter, los múltiples de

admisión y escape.

Tapa de válvulas y balancines.- Es la parte del motor que ubicada en la parte superior del

motor sobre el cabezote, además es el encargado de proteger al árbol de levas, balancines,

válvulas también realiza un cierre hermético con su respectivo empaque y evita que se derrame

el aceite que lubrica las partes antes mencionadas.

En la parte superior de este elemento de encuentra el tapón para el llenado del aceite de

reposición que se realizara en el cambio de aceite.

También cuenta con un conducto que permite recoger los gases del sistema de lubricación y

enviarlo al sistema de alimentación para su respectiva combustión.

Culata o cabezote.- Es elemento que va ubicado sobre el bloque de cilindros.

Constituye la tapa superior de los cilindros, además en este elemento están realizadas las

cámaras de combustión.

En el cabezote se alojan el conjunto de válvulas de admisión y escape, las bujías de encendido,

también están realizados orificios para la admisión y escape de los gases del motor, orificios

para la circulación del aceite y liquido refrigerante.

Bloque de cilindros.- es el elemento más grande del motor el cual da alojamiento a las

diferentes partes que forman el motor.

Se conoce como bloque de cilindros debido a que se encuentran alojados en un mismo cuerpo

los cilindros que tiene el motor.

Los bloques de cilindros pueden tener diferente formas de acuerdo a la ubicación de los

cilindros, por lo que existen bloques de cilindros en línea, bloques de cilindros en V, bloques de

cilindros con cilindros horizontales.

Cárter.- Constituye la tapa inferior del bloque de cilindros, también debe constituirse en

recipiente del aceite del motor.

En la parte inferior de este elemento está ubicado el tapón de vaciado del aceite.

Tiene además la misión de realizar un cierre hermético conjuntamente con su empaque en la

parte inferior del bloque de cilindros.

La forma de su cuerpo tiene la misión de lograr mantener siempre aceite en el colador de la

bomba de aceite y evitar falta de este en el sistema de lubricación por tener que el vehículo

transitar en una posición inclinada

Múltiple de admisión.- Es el encargado de conducir la mescla aire combustible desde el

carburador hacia la entrada en el cabezote.

En los motores a carburador se requiere que el múltiple de admisión sea corto y se evite

perdida de efectividad en su desempeño especialmente en el arranque del motor.

Múltiple de escape.- Es un elemento fijo del motor y es el encargado de recibir los gases de los

cilindros y canalizar a una sola salida.

Este elemento es construido de diferentes formas según el tamaño del motor.

La temperatura es muy alta en este elemento ya que permanentemente se encuentra en

contacto con los gases quemados producidos por el motor.

En los motores a inyección de gasolina da alojamiento al sensor de oxigeno.

PARTES MÓVILES DEL MOTOR

Son aquellos elementos del motor que en el funcionamiento del motor realizan algún

movimiento en el funcionamiento del motor.

Las partes móviles del motor son: Pistón, Biela, Cigüeñal. Volante del motor, sistema de

distribución, Dámper.

LOS PISTÓNES.- Son elementos móviles del motor, y están ubicados en el interior de los

cilindros.

Tienen la misión de recibir la fuerza producto de la explosión del combustible en el interior de

la cámara de combustión.

Estos elementos trabajan con un movimiento alternativo entre los puntos muertos PMS y PMI,

en estos elementos están realizadas tres ranuras que alojaran a los rines de compresión y

lubricación.

El motor tiene un pistón para cada cilindro.

LAS BIELAS.- el número de bielas existentes en el motor son de acuerdo al número de cilindros

que tiene el motor.

La biela es el elemento que transmite la fuerza desde el cigüeñal hacia el pistón en los tiempos

que no produce la fuerza en el cilindro, y desde el pistón hacia el cigüeñal cuando en el cilindro

se produce la fuerza como resultado de la explosión del combustible.

EL CIGÜEÑAL.- El cigüeñal es el eje de rotación del motor de combustión interna, este elemento

del motor tiene por misión la de convertir la fuerza lineal del conjunto biela pistón en el tiempo

de trabajo, por lo que para cumplir con este propósito se ha construido con barios codos que

cumplen la función de palanca en el trabajo del cigüeñal.

La idea de este grafico es mostrar, como, la fuerza alterna se convierte en fuerza rotativa.

Si nos detenemos a pensar en el pedaleo de la bicicleta nos daremos cuenta que el sube y baja

de las piernas en movimiento, se convierten en movimiento rotatorio de los piñones de la

bicicleta.

Algo parecido sucede con el conjunto bielas y pistones conectados a los codos del cigüeñal, en

donde las bielas y

pistones realizan el

movimiento alternativo subiendo y bajando en el interior del cilindro, mientras que el cigüeñal

a ese movimiento lo convierte en movimiento circular.

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN.- Este sistema es parte del grupo de partes móviles del motor y

está conformado principalmente por las siguientes partes, válvulas, árbol de levas, balancines,

taques, correa de la distribución.

Tiene la misión de abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape en el momento exacto de los

tiempos de admisión y escape.

Las válvulas pueden ser una para admisión y otra para escape o también dos para admisión y

dos para escape esto último con el propósito de mejorar el rendimiento del motor a través de

un mejor llenado de los cilindros y de igual manera para la evacuación de los gases de escape.

Los balancines son los encargados de transmitir el movimiento generado por las levas al

vástago de la válvula uno para cada válvula

Los taques son aquellos que reciben el movimiento producido por las levas, en la actualidad los

taques que equipan los motores son hidráulicos es decir trabajan con la presión del aceite de

lubricación del motor lo cual elimina la calibración de las válvulas ya que se auto calibran, el

numero de taques es de acuerdo al número de válvulas que tenga el motor y será uno para

cada válvula

El árbol de levas.- es el encargado de recibir el movimiento del cigüeñal el cual con el propósito

de realizar un trabajo sincronizado y a través de sus válvulas lograr el movimiento que permita

abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape, el árbol de levas que equipa el motor puede

ser uno o dos según el tipo de motor.

VOLANTE DEL MOTOR.- Es un elemento móvil del motor, Va ubicado en el extremo posterior

del cigüeñal, tiene la misión de almacenar la energía potencial del motor generada en los

cilindros en el tiempo de trabajo, y devolverlo en los tiempos que no produce fuerza.

También tiene la misión de estabilizar las oscilaciones movimiento circular del cigüeñal.

Da alojamiento al embrague de la transmisión.

También tiene una cinta dentada que facilitara la conexión con el piñón del motor de arranque

que será necesario para el arranque del motor.

DÁMPER.- es un elemento del motor que va ubicado en el frente del motor en extremo del

cigüeñal su función en el motor es amortiguar los "impactos" de las explosiones del motor y

hace que gire más suavemente. El dámper se basa en una pieza de bastante inercia unida al

cigüeñal por medio de un acople elástico, este acople absorbe parte del golpe. No sirve de

contrapeso (y aún menos para repartir el peso del motor), los contrapesos se fabrican sobre el

mismo cigüeñal de forma que quede equilibrado, el dámper amortigua el giro y ayuda a que la

velocidad de giro sea más constante y no fluctúe mucho entre explosión y explosión., un

ejemplo de su uso son los motores de las marcas de Caterpillar, Komatsu, Detroit.

Es decir es sistema de absorción de vibraciones que especialmente se utiliza en motores

grandes y vienen instalados de fábrica.

TIPOS DE MOTORES:

Los motores de combustión interna por la ubicación de los cilindros se pueden clasificar en

motores en línea, motores en V, motor de cilindros horizontales opuestos.

Motor en línea.- son aquellos motores que el fabricante ha diseñado de tal forma que todos

los cilindros de ese motor estén ubicados en un mismo bloque uno a continuación de otro en

línea recta.

Motor en V.- son aquellos motores que el fabricante ha diseñado de tal forma que todos los

cilindros de este motor están ubicados de tal forma que con los cuerpos de los cilindros forman

una V y por lo general se construyen en un mismo bloque.

Motor con cilindros horizontalmente opuestos (Motor bóxer).

Los cilindros van orientados en posición horizontal, opuestos unos a otros, mientras que en un

motor "normal" la bancada de cilindros forma cierto ángulo con respecto a la horizontal.

Su principal característica, es que rebajan el centro de gravedad del motor, y los rozamientos

internos son más acusados por la parte inferior del pistón, que lo solucionan con unas faldas

mas grandes.

EL MOTOR DE EXPLOSIÓN (gasolina):

Características.- El trabajo desarrollado por el motor de combustión interna proviene de la

cantidad de calor suministrado por el combustible que se quema en la cámara de combustión

del motor, el combustible al combinarse con el oxigeno que contiene el aire se forma una

mezcla explosiva, es lógico que cuanta mayor cantidad de mezcla arda mayor será el trabajo

producido por el motor.

Hay dos maneras de lograr quemar más volumen de mezcla aire combustible en cada vuelta del

motor, a) haciendo el cilindro más grande b) construyendo más cilindros al motor.

Los motores de un solo cilindro tienen el inconveniente de que para tener una capacidad

notable, el motor resulta demasiado voluminoso y, si funciona con el ciclo de cuatro tiempos, al

tener un ciclo de trabajo cada dos vueltas su giro resulta irregular sobre todo a bajas

revoluciones. Estos inconvenientes limitan su aplicación a motores de pequeña potencia.

En los automóviles se prefiere la solución de aumentar el número de cilindros.

El motor mas empleado actualmente es el de cuatro cilindros en vehículos de más potencia

tenemos motores de seis, ocho y hasta de doce cilindros.

En los motores de varios cilindros estos forman una sola pieza por lo que se le llama bloque de

cilindros, y todos los émbolos y bielas transmite la fuerza a un mismo cigüeñal.

Las explosiones no se realizan simultáneamente en todos los cilindros, sino que van espaciadas

a intervalos iguales, repartidas en las dos vueltas del cigüeñal necesarias para que se efectúen

los cuatro tiempos en cada cilindro.

En el motor de un cilindro, hay una explosión cada dos vueltas del cigüeñal del motor, en el de

dos cilindros hay una explosión por cada vuelta, si es de cuatro cilindros, el cigüeñal recibe cada

media vuelta, o sea que cuando deja de recibir la fuerza de un embolo comienza a recibir la de

otro, cuando el motor tiene seis o más cilindros los tiempos se superponen, con lo que el

cigüeñal está constantemente recibiendo esfuerzos para que gire

Funcionamiento: el funcionamiento de los motores que equipan los automóviles actuales lo

hacen a través del ciclo de cuatro tiempos los cuales son admisión, compresión, explosión y

escape.

Los elementos que actúan directamente en el funcionamiento del motor son el pistón que en el

interior del cilindro trabaja desplazándose desde el punto muerto superior (PMS) hacia el

punto muerto inferior (PMI), las válvulas de admisión y escape abriendo y cerrando el paso de

los gases en los tiempos respectivos, el cigüeñal convirtiendo el movimiento alternativo de los

pistones en movimiento circular.

Tiempo de Admisión.- tambien se lo conoce como carrera de admisión en este tiempo se abre

la válvula de admisión, el pistón desciende desde el punto muerto superior (PMS) hacia el

punto muerto inferior ( PMI) esto origina una succión por lo que ingresa la mezcla aire

combustible preparado por el carburador o el sistema de inyección, en este tiempo

teóricamente se dice que el cigüeñal ha girado 180 grados.

Tiempo de Compresión. – este es el segundo tiempo en donde teóricamente se dice que se

cierra la válvula de admisión y el pistón realiza su carrera ascendente desde el punto muerto

inferior (PMI) hacia el punto muerto superior ( PMS) por lo el volumen de la mezcla aire

combustible se reduce a casi el tamaño de la cámara de combustión lo cual permite una mezcla

homogénea además de incrementar su temperatura y el cigüeñal en este tiempo realiza un giro

de 180 grados.

Tiempo de Explosión.- constituye el tercer tiempo las válvulas se encuentran en posición de

cerradas y teóricamente de dice que se inicia el tiempo de explosión con la chispa producida en

RESUMEN DEL TIEMPO DE ADMISION

Válvula de admisión: se abre

Válvula de escape: permanece cerrada

Movimiento del pistón: descendente del PMS al PMI.

Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo ingresa la mezcla aire combustible al interior del cilindro.

RESUMEN DEL TIEMPO DE COMPRESION

Válvula de admisión: permanece cerradaVálvula de escape: permanece cerradaMovimiento del pistón: descendente del PMI al PMS.Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo la mezcla aire combustible es reducida al volumen de la cámara de combustión para lograr una mezcla homogénea.

los electrodos de la bujía lo cual origina la explosión de la mezcla aire-combustible, este es el

tiempo de trabajo del motor por lo que como resultado de la explosión se expande los gases

que ejercen presión sobre el pistón. Por lo que es empujado con fuerza en carrera descendente el

pistón (desde el PMS al PMI.) esta fuerza se transmite a través de la biela hacia el cigüeñal en

donde se convertirá en movimiento circular. En este tiempo el cigüeñal gira 180 grados.

Tiempo de Escape.- es el cuarto y último tiempo del ciclo de trabajo en el que se abre la válvula

de escape, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases

quemados, el cigüeñal gira 180 con lo que habrá completado dos vueltas.

RESUMEN DEL TIEMPO DE EXPLOSION

Válvula de admisión: permanece cerrada

Válvula de escape: permanece cerrada

Movimiento del pistón: descendente del PMS al PMI.

Giro del cigüeñal: 1800

Bujía: produce la chispa para iniciar este tiempo

RESUMEN DEL TIEMPO DE ESCAPE

Válvula de admisión: permanece cerradaVálvula de escape: se abreMovimiento del pistón: descendente del PMI al PMS.Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo los gases residuales producto de la explosión del combustible sale por la apertura de la válvula de escape.

EL MOTOR DE COMBUSTIÓN (Diesel):

Características.- El motor Diesel es un motor térmico de combustión interna alternativo en el

cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la

compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diesel. También

llamado motor de combustión interna, a diferencia del motor de explosión interna

comúnmente conocido como motor de gasolina.

Existen motores Diesel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres por

carretera) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción ferroviaria).

Funcionamiento.- el funcionamiento de un motor a diesel es parecido a lo que realiza el motor

a gasolina ya que su ciclo de trabajo está formado por los cuatro tiempos como es admisión

compresión, combustión y escape con algunas variantes.

Tiempo de Admisión.- el tiempo de admisión inicia con la apertura de la válvula de admisión, el

pistón realiza su carrera descendente desde el PMS hacia el PMI, el cigüeñal realiza un giro de

180 grados, en este tiempo ingresa solo aire a presión enviado por el turbo.

RESUMEN DEL TIEMPO DE ADMISION

Válvula de admisión: se abre

Válvula de escape: permanece serrada

Movimiento del pistón: descendente del PMS al PMI.

Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo ingresa solo aire al interior del cilindro

Tiempo de Compresión. – en este tiempo las válvulas se encuentran cerradas el pistón realiza

su carrera ascendente del PMI hacia el PMS, el cigüeñal gira 180 grados, el volumen del aire

que ingreso al cilindro es reducido por lo que se logra un fuerte compresión de tal manera que

logra una alta temperatura capas de inflamar el Diesel.

Tiempo de Combustión-Expansión.- en este tiempo las válvulas se encuentran cerradas, el

pistón realiza su carrera descendente del PMS hacia el PMI, el cigüeñal gira 180 grados, este

tiempo inicia con la inyección del diesel finamente pulverizado, a alta presión, esto lograra que

al entrar en contacto con el aire a alta temperatura inicie la combustión del Diesel, proceso que

incrementara la presión que empujara el pisto con fuerza, este es el tiempo de trabajo del

motor a diesel.

RESUMEN DEL TIEMPO DE COMPRESION

Válvula de admisión: permanece cerradaVálvula de escape: permanece serradaMovimiento del pistón: descendente del PMI al PMS.Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo el aire que ingreso al cilindro es comprimido y reducido al volumen de la cámara de combustión para lograr una temperatura alta capaza de encender el diesel cuando es inyectado.

RESUMEN DEL TIEMPO DE COMBUSTION

Válvula de admisión: permanece serrada Válvula de escape: permanece serradaMovimiento del pistón: descendente del PMS al PMI.

Tiempo de Escape.- en este tiempo la válvula de escape se abre para permitir la salida de los

gases quemados, el pistón realiza su carrera ascendente del PMI hacia el PMS lo cual permitirá

expulsar los gases hacia el exterior y el cigüeñal gira 180 grados.

DIFERENCIAS ENTRE EL MOTOR A GASOLINA Y EL MOTOR A DIESEL

Motor a gasolina Motor a Diesel

Encendido por chispa Encendido por temperatura del aire

RESUMEN DEL TIEMPO DE COMBUSTION

Válvula de admisión: permanece serrada Válvula de escape: permanece serradaMovimiento del pistón: descendente del PMS al PMI.

RESUMEN DEL TIEMPO DE ESCAPE

Válvula de admisión: permanece cerradaVálvula de escape: se abreMovimiento del pistón: descendente del PMI al PMS.Giro del cigüeñal: 1800

En este tiempo los gases residuales de la combustión son expulsados al exterior por la apertura de la válvula de escape y permitir un nuevo ciclo.

comprimido

Gran consumo de combustible Menor consumo de combustible

Las partes del motor a gasolina no necesitan ser robustas

Las partes del motor a Diesel necesitan ser robustas por las grandes solicitaciones a las que está sometido este motor

El mantenimiento no es costoso El mantenimiento es más caro

El apagado se logra cortando el fluido eléctrico al sistema de encendido.

El apagado se logra cortando el suministro de del combustible

La relación de compresión es de 8 a 1 La relación de compresión es de 22 a 1