Motor de Gasolina Partes

7/25/2019 Motor de Gasolina Partes

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Tema 4

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TEMA 4

EL MOTOR DE GASOLINA:FUNCIONAMIENTO, ELEMENTOS, REFRIGERACIN,

COMBUSTIBLE Y ENGRASE.

1. MOTOR DE GASOLINA1.1. INTRODUCCIN

1.2. FUNCIONAMIENTO

1.2.1 Introduccin

1.2.2. Las fases de funcionamiento de un motor de gasolina de cuatrotiempos

1.3. ELEMENTOS

1.3.1. El bloque

1.3.2. La culata

1.3.3. El crter

1.3.4. El carburador

1.3.5. El distribuidor o delco

1.3.6. La bomba de combustible

1.3.7. La bobina de encendido o ignicin

1.3.8. La bomba del aceite

1.3.9. Las bujas

1.3.10. Los inyectores1.3.11. Las bielas

1.3.12. El cigeal y el rbol de levas

1.3.13. El pistn

1.3.14. Las vlvulas

1.3.15. El motor de arranque

1.3.16. Representacin grfica del conjunto de un motor de gasolina

1.4. REFRIGERACIN

1.4.1. Funcionamiento

1.4.2. Distintos tipos de refrigeracin

1.5. COMBUSTIBLE

1.6. ENGRASE

1.6.1. Concepto

1.6.2. Aceites

1.6.3. Sistemas de engrase


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1. EL MOTOR DE GASOLINA

1.1 Introduccin

El motor de combustin interna de gasolina fue desarrollado en unprincipio por Nikolaus August Otto en 1876, por lo que se denomina comomotor Otto. Este motor se utiliz en vehculos, motos, aviones, barcos y trenes,y adems sirvi como base para el motor disel. Los motores de gasolina secaracterizan y diferencian de los disel en que la ignicin de la mezcla de airey combustible se genera mediante una buja y sus prestaciones son mayoresque los disel.

1.2 Funcionamiento de los motores de gasolina

1.2.1. Introduccin

El motor de explosin o motor de gasolina es un motor de combustin in-terna, pues el combustible explosiona dentro de las partes del motor: el cilindrocerrado por un mbolo o pistn movible. Los motores de gasolina tuvieron ensus comienzos una importancia decisiva en los transportes, pues permitieronla invencin del verdadero automvil y del avin. A continuacin te se explica

cmo funcionan paso a paso este tipo de motores.El funcionamiento del motor de gasolina y disel es idntico, exceptundose

la fase de explosin o encendido en la cual el motor gasolina inama la mezclaaire-combustible mediante una chispa y en el motor disel el combustible seautoinama al entrar en contacto con el aire a alta presin y temperatura.Este tipo de motor puede ser de cuatro tiempos o de dos tiempos. Tambin sufuncionamiento mediante inyeccin es idntico al de los motores disel al queya se ha hecho referencia anteriormente aunque presente algunas particula-ridades como se ver a continuacin.

Fig. 1: Estructura bsica de un motor de cuatro tiempos de gasolina

Arbol de levas

Tobera de inyeccin

Vlvula

Pistn

Cigeal

Biela


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El funcionamiento del motor de gasolina de cuatro tiempos se basa en lacombustin de una mezcla de aire y combustible. En el tiempo de aspiracinse aspira aire del exterior y se mezcla con gasolina en el carburador. Una vez

que la cmara de combustin del cilindro se ha llenado con la mezcla de airey combustible, en el tiempo de compresin sta se comprime alcanzando unarelacin de compresin media de 8:1. Poco antes de que el pistn alcance suposicin mxima, el denominado punto muerto superior, la mezcla se inamamediante una chispa de la buja. Durante la combustin se genera una enormepresin de combustin que empuja el pistn hacia abajo. En esta fase es dondese produce el verdadero trabajo del motor, por lo que este tiempo se denominatambin tiempo de trabajo. Con el posterior movimiento descendente del pistnlos gases de escape son impulsados a travs de la vlvula de salida en direc-cin al escape. Justo despus del tiempo de escape comienza el ciclo de nuevo.

En principio, los motores de gasolina de dos tiempos funcionan igual que losmotores de cuatro tiempos. La diferencia reside en que el motor de dos tiemposno tiene vlvulas. El cilindro tan slo tiene un oricio para la admisin y otropara el escape. Los tiempos de admisin y trabajo se han unido, al igual quelos tiempos de compresin y escape. De esta forma, con cada giro del motor seproduce un ciclo de trabajo. La ventaja reside principalmente en que un motorde dos tiempos puede prescindir de toda la distribucin por vlvulas. Esto haceque los motores de dos tiempos sean muy compactos y especialmente aptospara la propulsin de pequeos aparatos como cortacspedes, motosierras ociclomotores.

Fig. 2: Motor de gasolina de cuatro tiempos

Fig. 3: Motor de gasolina de dos tiempos


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Los motores de gasolina ms recientes ya no poseen un carburador. Lamezcla de aire y combustible se prepara mediante una inyeccin electrnica.La inyeccin electrnica es mucho ms efectiva y reduce el consumo de com-

bustible. Pero an ms eciente es la inyeccin directa de gasolina. En estecaso, la gasolina se inyecta directamente a la cmara de combustin a travsde una tobera de inyeccin, lo que aumenta enormemente el rendimiento dela combustin.

A continuacin se analizan las distintas fases en el funcionamiento de unmotor de gasolina o motor de explosin de cuatro tiempos, pues los motores dedos tiempos, adems de reducirse su fabricacin para ciertos tipos de vehculos(motocicletas de baja cilindrada), no se consideran tan numerosos o utilizadoscomo los de cuatro tiempos.

1.2.2. Las fases de funcionamiento en un motor de gasolina de cuatro

tiempos

1.2.2.1. Fase de admisin

La admisin es la primera fase del ciclo de cuatro tiempos (Fig. 4). En stael pistn baja por lo que la presin disminuye dentro del cilindro. A la vez lavlvula de entrada es empujada hacia abajo por su correspondiente leva delrbol de levas, por lo que se abre, dejando entrar la mezcla aire combustibleen el caso de los motores de gasolina y solo aire en los disel. Durante esteproceso la vlvula de salida permanece cerrada.

.

Fig. 4: Fase de admisin


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1.2.2.2. Fase de compresin

Es la segunda fase del ciclo (Fig. 5). Al descender al mximo el pistn en

la primera fase se cierra la vlvula de entrada y el mbolo comienza a subir,por lo que comprime la mezcla aire combustible y hace que suba la presin y latemperatura dentro del cilindro. En esta fase el cigeal da otro giro de 180y completa la primera vuelta del ciclo. El rbol de levas gira otros 90 pero enesta fase no abre ninguna vlvula.

1.2.2.3. Fase de explosin

La tercera fase se denomina explosin o encendido porque es el nicomomento en el que se genera trabajo y por lo tanto es el momento en el quese enciende el motor (Fig. 6).

Fig. 5: Fase de compresin

Fig. 6: Fase de explosin


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1.2.2.4. Fase de escape

La ltima fase del ciclo consiste en la liberacin de los gases producidos

por la combustin de la mezcla aire combustible (Fig. 7). El pistn sube yempuja los gases hacia fuera a travs de la vlvula de escape que permaneceabierta durante la ascensin del pistn. Al llegar al punto ms alto se cierrala vlvula de escape y seguidamente se abre la de entrada para dejar paso alcombustible, inicindose de nuevo el ciclo.

1.3. Elementos

Los motores de gasolina comparte la mayora de sus elementos con losmotores disel, ya que ambos se basan en el motor Otto, sin embargo, algunosde ellos varan siendo especco de un tipo u otro.

Realizaremos a continuacin un estudio de los elementos ms caracters-tico sdel motor de gasolina, comparando algunos de estos elementos con sussimilares para los motores disel.

1.3.1. El bloque

En el bloque estn ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, queson barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se despla-zan los pistones. Estos ltimos se consideran el corazn del motor.

La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, as comola forma de su disposicin en el bloque. Existen motores de uno o de varioscilindros, aunque la mayora de los automviles utilizan motores con bloquesde cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, incluyendo algunos automvilespequeos que emplean slo tres.

El bloque del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensin, deacuerdo con la potencia que desarrolle. En el caso de los motores disel el blo-que debe ser ms robusto por estar sometido a mayor presin de compresin.

Fig. 7: Fase de escape


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1.3.2. La culata

La culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunosmotores), que va colocada encima del bloque del motor. Su funcin es sellarla parte superior de los cilindros para evitar prdidas de compresin y salidainapropiada de los gases de escape.

En la culata se encuentran situadas las vlvulas de admisin y de escape,as como las bujas o los inyectores en el caso de motores de gasolina. Posee,adems, dos conductos internos: uno conectado al mltiple de admisin (parapermitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cmara de combustindel cilindro) y otro conectado al mltiple de escape (para permitir que los gasesproducidos por la combustin sean expulsados al medio ambiente). Posee, ade-

ms, otros conductos que permiten la circulacin de agua para su refrigeracin.

La culata est rmemente unida al bloque del motor por medio de tor-nillos. Para garantizar un sellaje hermtico con el bloque, se coloca entreambas piezas metlicas una junta de culata, constituida por una lminade material de amianto o cualquier otro material exible que sea capaz desoportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan durante elfuncionamiento del motor.

Fig. 8: Bloque de un motor de gasolina

Fig. 9: Culata y juntas de culata de un motor de gasolina


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1.3.3. El carter

El crter es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite

lubricar el cigeal, los pistones, el rbol de levas y otros mecanismos mvilesdel motor.

Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite extraeel lubricante del crter y lo enva a los mecanismos que requieren lubricacin.

Existen tambin algunos tipos de motores que en lugar de una bomba deaceite emplean el propio cigeal, sumergido parcialmente dentro del aceitedel crter, para lubricar por salpicadura el mismo cigeal, los pistones yel rbol de levas.

1.3.4. El carburador

El carburador mezcla el combustible con el aire en una proporcin de1:10000 para proporcionar al motor la energa necesaria para su funciona-miento. Esta mezcla la efecta el carburador en el interior de un tubo con unestrechamiento practicado al efecto, donde se pulveriza la gasolina por efectoventuri. Una bomba mecnica, provista con un diafragma de goma o sinttico,se encarga de bombear desde el tanque principal la gasolina para mantenersiempre llena una pequea cuba desde donde le llega el combustible al car-burador.

En los automviles actuales esa bomba de gasolina, en lugar de ser me-cnica es elctrica y se encuentra situada dentro del propio tanque principalde combustible. Para evitar que la cuba se rebose y pueda llegar a inundar degasolina la cmara de combustin, existe en el interior de la cuba un otadorencargado de abrir la entrada del combustible cuando el nivel baja y cerrarlacuando alcanza el nivel mximo admisible.

El propio carburador permite regular la cantidad de mezcla aire-combus-tible que enva a la cmara de combustin del motor utilizando un mecanismollamado mariposa. Por medio del acelerador de pie del coche, o el acelerador de

Fig. 10: Crter de un motor de gasolina


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mano en los motores estacionarios, se regula transitoriamente el mecanismo dela mariposa, lo que permite una mayor o menor entrada de aire al carburador.De esa forma se enriquece o empobrece la mezcla aire-combustible que entra

en la cmara de combustin del motor, haciendo que el cigeal aumente odisminuya las revoluciones por minuto. Cuando la mezcla de aire-combustiblees pobre, las revoluciones disminuyen y cuando es rica, aumentan.

Los motores ms modernos y actuales no utilizan ya carburador, sino queemplean un nuevo tipo de dispositivo denominado inyector de gasolina. Esteinyector se controla de forma electrnica para lograr que la pulverizacin de lagasolina en cada cilindro se realice en la cantidad realmente requerida en cadamomento preciso, logrndose as un mayor aprovechamiento y optimizacinen el consumo del combustible.

Es necesario aclarar que los inyectores de gasolina no guardan ningunarelacin con los inyectores o bomba de inyeccin que emplean los motores

diesel, cuyo funcionamiento es completamente diferente.

1.3.5. El distribuidor o delco

En los motores de gasolina el distribuidor o delco distribuye entre las

bujas de todos los cilindros del motor las cargas de alto voltaje o tensin elc-trica provenientes de la bobina de encendido o ignicin. El distribuidor estacoplado sincrnicamente con el cigeal del motor de forma tal que al rotarel contacto elctrico que tiene en su interior, cada buja recibe en el momentojusto la carga elctrica de alta tensin necesaria para provocar la chispa queenciende la mezcla aire-combustible dentro de la cmara de combustin decada pistn.

Fig. 11: Carburador de un motor de gasolina


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1.3.6. La bomba del combustible

La bomba del combustible extrae la gasolina del tanque de combustiblepara enviarla a la cuba del carburador cuando se presiona el acelerador de piede un vehculo automotor o el acelerador de mano en un motor estacionario.Desde hace muchos aos atrs se utilizan bombas mecnicas de diafragma,

pero ltimamente los fabricantes de motores las estn sustituyendo por bom-bas elctricas, que van instaladas dentro del propio tanque de combustible.

Fig. 12: Distribuidor o delco

Fig. 13: Bomba de combustible


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1.3.7. La bobina de encendido o ignicin

La bobina de encendido o ignicin en motores de gasolina es un dispositivo

elctrico perteneciente al sistema de encendido del motor, destinado a pro-ducir una carga de alto voltaje o tensin. La bobina de ignicin constituye untransformador elctrico, que eleva por induccin electromagntica la tensinentre los dos enrollados que contiene en su interior. El enrollado primario debaja tensin se conecta a la batera de 12 voltios, mientras que el enrolladosecundario la transforma en una corriente elctrica de alta tensin de 15 mil 20 mil voltios. Esa corriente se enva al distribuidor y ste, a su vez, la envaa cada una de las bujas en el preciso momento que se inicia en cada cilindroel tiempo de explosin del combustible.

1.3.8. La bomba del aceite

La bomba del aceite enva aceite lubricante a alta presin a los mecanis-mos del motor como son, por ejemplo, los cojinetes de las bielas que se jan alcigeal, los aros de los pistones, el rbol de leva y dems componentes mvilesauxiliares, asegurando que todos reciban la lubricacin adecuada para que sepuedan mover con suavidad.

Fig. 14: Despiece de una bobina de encendido

Fig. 15: Bomba de aceite


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1.3.9. Las bujas

Una buja en un motor de gasolina es un electrodo recubierto con un

material aislante de cermica. En su extremo superior se conecta uno de loscables de alta tensin o voltaje procedentes del distribuidor, por donde recibeuna carga elctrica de entre 15 mil y 20 mil voltios aproximadamente. En elotro extremo la buja posee una rosca metlica para ajustarla en la culata yun electrodo que queda situado dentro de la cmara de combustin.

La funcin de la buja es hacer saltar en el electrodo una chispa elctricadentro de la cmara de combustin del cilindro cuando recibe la carga de altatensin procedente de la bobina de ignicin y del distribuidor. En el momentojusto, la chispa provoca la explosin de la mezcla aire-combustible que poneen movimiento a los pistones. Cada motor requiere una buja por cada cilindroque contenga su bloque.

1.3.10. Los inyectores

Los inyectores de un motor de gasolina suelen estar ubicados en el colectorde admisin, lo que explica la denominacin de estos sistemas. El combustiblees inyectado por delante de una vlvula cerrada o bien encima de la vlvulaabierta y es mezclado de forma casi completa con el aire de admisin en cadauna de las toberas del colector de admisin.

Fig. 16: Buja

Fig. 17: Inyector


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1.3.11. Las bielas

La biela es una pieza metlica de forma alargada que une el pistn con

el cigeal para convertir el movimiento lineal y alternativo del primero enmovimiento giratorio en el segundo. La biela tiene en cada uno de sus extremosun punto de rotacin: uno para soportar el buln que la une con el pistn yotro para los cojinetes que la articula con el cigeal. Las bielas puedes tenerun conducto interno que sirve para hacer llegar a presin el aceite lubricanteal pistn.

1.3.12. El cigeal y el rbol de levas

El cigeal constituye un eje con manivelas, con dos o ms puntos que seapoyan en una bancada integrada en la parte superior del crter y que quedacubierto despus por el propio bloque del motor, lo que le permite poder girarcon suavidad. La manivela o las manivelas (cuando existe ms de un cilindro)

que posee el cigeal, giran de forma excntrica con respecto al eje. En cadauna de las manivelas se jan los cojinetes de las bielas que le transmiten alcigeal la fuerza que desarrollan los pistones durante el tiempo de explosin.

El rbol de levas o eje de levas es el rgano del motor que regula el mo-vimiento de las vlvulas de admisin y de escape. En la prctica, se trata deun rbol dotado de movimiento rotativo, sobre el cual se encuentran las levaso excntricas, que provocan un movimiento oscilatorio del elemento causantede la distribucin.

Fig. 18: Biela

Fig. 19: Cigeal y rbol de levas


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1.3.13. El pistn

El pistn constituye una especie de cubo invertido, de aluminio fundido

en la mayora de los casos, vaciado interiormente. En su parte externa poseetres ranuras donde se insertan los aros de compresin y el aro rascador deaceite. Mas abajo de la zona donde se colocan los aros existen dos agujerosenfrentados uno contra el otro, que sirven para atravesar y jar el buln quearticula el pistn con la biela.

1.3.14. Las vlvulas

Las vlvulas se encuentran situadas en la culata, adems de otros elemen-tos. Existen dos tipos de vlvulas: vlvulas de escape y vlvulas de admisin.Cada una de ellas tiene una misin distinta, la primera permite la salida de

los gases de escape y la segunda permite la entrada de aire limpio al motorpara facilitar la combustin.

1.3.15. El motor de arranque

El motor de arranque constituye un motor elctrico especial, que a pesarde su pequeo tamao comparado con el tamao del motor trmico que debemover, desarrolla momentneamente una gran potencia para poder ponerloen marcha.

El motor de arranque posee un mecanismo interno con un engrane deno-minado bendix, que entra en funcin cuando el conductor acciona el interrup-tor de encendido del motor con la llave de arranque. Esa accin provoca que

una palanca acoplada a un electroimn impulse dicho engrane hacia delante,coincidiendo con un extremo del eje del motor, y se acople momentneamentecon la rueda dentada del volante, obligndola tambin a girar. Esta accinprovoca que los pistones del motor comiencen a moverse, el carburador (o losinyectores de gasolina), y el sistema elctrico de ignicin se pongan funciona-miento y el motor arranque.

Una vez que el motor arranca y dejar el conductor de accionar la llave enel interruptor de encendido, el motor de arranque deja de recibir corriente y

Fig. 20: Biela y pistn


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el electroimn recoge de nuevo el pin del bendix, que libera el volante. Deno ocurrir as, el motor de arranque se destruira al incrementar el volantelas revoluciones por minuto, una vez que el motor de gasolina arranca.

1.3.16. Representacin grfca del conjunto de un motor de gasolina

Una representacin grca del conjunto de un motor de gasolina podraser la que se ofrece a continuacin.

Fig. 21: Motor de arranque

Fig. 22: Representacin grfca del conjunto de un motor de gasolina


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1.4. Refrigeracin

1.4.1. Introduccin

El sistema de refrigeracin de un vehculo es un conjunto de elementos ocomponentes que tienen por nalidad mantener una temperatura normal defuncionamiento en el motor, en cualquier condicin de marcha.

Slo entre el 20 y el 30 por ciento de la energa liberada por el combustibledurante su combustin en un motor se convierte en energa til; el restante 70u 80 por ciento de la energa liberada se pierde en forma de calor. Las paredesinteriores del cilindro o camisa de un motor pueden llegar a alcanzar tempe-raturas aproximadas a los 800 C. Por tanto, todos los motores requieren unsistema de refrigeracin que le ayude a disipar ese excedente de calor.

El sistema de refrigeracin, por tanto, debe ser capaz de evacuar la gran

cantidad de calor que se genera debido al frotamiento de las piezas en movi-miento y a la combustin de los gases en el cilindro.

Este enfriamiento debe ser medido, ya que por debajo de la temperaturasealada disminuye el rendimiento del motor y es susceptible de mayor des-gaste.

La refrigeracin del bloque motor se realiza normalmente por el efectoconjunto del lquido refrigerante y aire, que se encargan de disipar el calorgenerado por las explosiones y el rozamiento. Todo el bloque motor est re-cubierto por una camisa de lquido refrigerante que circula continuamenteabsorbiendo el calor.

Arbol de levas

Radiador

Panel del radiador

Depsito de agua

Manguito fexible

Bomba de agua

Termostato Sensor Camisa de aguaVlvula

Intercambiador de calor

Fig. 23: Sistema de refrigeracin


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1.4.2. Distintos tipos de refrigeracin

Entre los tipos de refrigeracin ms comnmente utilizados se encuentra

el propio aire del medio ambiente o el tiro de aire forzado que se obtiene con laayuda de un ventilador. Esos mtodos de enfriamiento se emplean solamenteen motores que desarrollan poca potencia como las motocicletas y vehculospequeos. Para motores de mayor tamao el sistema de refrigeracin msempleado y sobre todo el ms ecaz, es el hacer circular agua a presin por elinterior del bloque y la culata.

1.4.2.1. Refrigeracin por aire

Este sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a laatmsfera a travs del aire que lo circunda.

Para mejorar la conductibilidad trmica, estos motores se fabrican de

aleacin ligera y disponen sobre la carcasa exterior de unas aletas que per-miten aumentar la supercie radiante de calor. La longitud de estas aletas esproporcional a la temperatura alcanzada en las diferentes zonas del cilindro,siendo, por tanto, de mayor longitud las que estn ms prximas a la cmarade combustin.

El sistema puede ser de refrigeracin directa o forzada.

a) Refrigeracin directa: Se emplea este sistema en motocicletas, dondeel motor va completamente al aire, efectundose la refrigeracin porel aire que hace impacto sobre las aletas durante la marcha del veh-culo, siendo por tanto ms ecaz la refrigeracin cuanto mayor es lavelocidad de desplazamiento.

b) Refrigeracin forzada: El sistema de refrigeracin forzada por aire esutilizado en vehculos donde el motor va encerrado en la carrocera y,por tanto, con menor contacto con el aire durante su desplazamiento.Consiste en un potente ventilador movido por el propio motor, el cualcrea una fuerte corriente de aire que es canalizada convenientementehacia los cilindros para obtener una ecaz refrigeracin aun cuandoel vehculo se desplace a marcha lenta.

Las ventajas del sistema de refrigeracin por aire son las siguientes: lasencillez y menor entretenimiento del sistema, no est sometido a temperaturascrticas del elemento refrigerante y el sistema obtiene un mayor rendimientotrmico.

Los inconvenientes del sistema de refrigeracin forzada por aire estribaen que este tipo de motores son ms ruidosos que los refrigerados por agua, larefrigeracin es irregular y debido a la mayor temperatura en los cilindros, lamezcla o aire aspirado se dilata con lo que la potencia til del motor se reduceen un 6 % aproximadamente.


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1.4.2.2. Refrigeracin por agua

Este sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las

paredes de las camisas y cmaras de combustin, que absorbe el calor radiadoy lo transporta a un depsito refrigerante donde el lquido se enfra y vuelveal circuito para cumplir nuevamente su misin refrigerante.

El circuito se establece por el interior del bloque y culata, para lo cualestas piezas se fabrican huecas, de forma que el lquido refrigerante circundelas camisas y cmaras de combustin circulando alrededor de ellas.

La circulacin del liquido refrigerante se fuerza con una bomba consi-guindose de esta manera una refrigeracin ms ecaz con menor volumende agua, ya que, debido a las grandes revoluciones que alcanzan hoy da losmotores, necesitan una evacuacin ms rpida de calor, lo cual se consigueforzando la circulacin del agua por el interior de los mismos.

Este sistema consiste en disponer una bomba centrifuga intercalada enel circuito y movida por el propio motor que activa la circulacin del agua ensu recorrido con una velocidad proporcional a la marcha del motor.

En su funcionamiento, la bomba aspira el agua refrigerada de la partebaja del radiador y la impulsa al interior del bloque a travs de los huecos querodean las camisas y cmaras de combustin. El refrigerante sale por la partesuperior de la culata y se dirige otra vez al radiador por su parte alta, dondees enfriada nuevamente a su paso por los paneles de refrigeracin. Con estacirculacin forzada, el agua se mantiene en el circuito a una temperatura de80 a 85 C, con una diferencia entre la entrada y la salida de 8 a 10 C, con-trolada por medio de una vlvula de paso que mantiene la temperatura ideal

de funcionamiento sin grandes cambios bruscos en el interior de los cilindros,que podra dar lugar a dilataciones y contracciones de los materiales.

En muchos vehculos, el agua de refrigeracin se aprovecha para la calefac-cin interna del vehculo. Para ello, se intercala en serie, a la salida del aguacaliente de la culata, un intercambiador de calor que trabaja como radiador,calentando el aire del interior del vehculo.

1.4.3. Elementos que componen el circuito de refrigeracin

El circuito de refrigeracin de los motores est formado por los siguienteselementos:

a) El radiador.b) La bomba.c) La vlvula reguladora de la temperatura.d) El ventilador.e) El lquido refrigerante y anticongelante.


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1.4.3.1. El radiador

El radiador est situado generalmente en la parte delantera del vehculo,

de forma que reciba directamente el paso de aire a travs de sus paneles yaletas refrigerantes durante el desplazamiento del mismo y es donde se enfrael agua procedente del motor.

Este elemento est formado por dos depsitos, uno superior y otro infe-rior, unidos entre s (segn el tipo) por una serie de tubos nos rodeados pornumerosas aletas de refrigeracin o por una serie de paneles en forma denidos de abeja que aumentan la supercie radiante de calor. Tanto los tubosy aletas como los paneles se fabrican en aleacin ligera (generalmente latn),facilitando, con su mayor conductibilidad trmica, la rpida evacuacin decalor a la atmsfera.

El depsito superior lleva una boca de entrada lateral, que se comunica por

medio de un manguito de goma con la salida de agua caliente de la culata. Enel depsito inferior va instalada la boca de salida del agua refrigerada, unidapor otro manguito de goma a la entrada de la bomba.

En el radiador se integra la boca de llenado, que se cierra con un tapnque cumple la doble misin de cierre y regulacin de la circulacin del aguapor el circuito, evitando la presin o depresin en el interior del radiador porlos cambios de estado en el lquido refrigerante.

Este tapn lleva incorporadas dos vlvulas de paso que en condiciones nor-males de funcionamiento se mantienen cerradas por la accin de sus muellesregulados a la presin atmosfrica. Cuando el agua del radiador, por efectode la temperatura en el circuito, se va evaporando, este vapor de agua queda

concentrado en la parte superior del depsito, creando una sobrepresin en elmismo que si llegase a unos lmites crticos hara salta el tapn o reventar eldepsito. Para evitar esto, el tapn va provisto de una vlvula de paso reguladacon un muelle, de forma que, cuando la presin interna rebasa la presin delmuelle, empuja a la vlvula abrindola, con lo cual el vapor concentrado enel interior del radiador sale, a travs de ella al exterior. Esta salida de vaporregula nuevamente la presin interna, de forma que cuando alcance la presinatmosfrica la vlvula vuelve a cerrarse.

Si el motor se enfra rpidamente, se produce en el interior del radiadoruna condensacin del vapor acumulado, creando un vaco interno que dicul-tar la perfecta circulacin del agua en el circuito. Para este segundo efecto,el tapn dispone de una segunda vlvula que se abre en sentido contrario, por

efecto de la depresin creada en el interior, permitiendo la entrada de aire olquido del exterior que anula el vaco interno y restablece la presin normaldel circuito.

1.4.3.2. La bomba de agua

La bomba se intercala en el circuito de refrigeracin del motor y tiene lamisin de hacer circular el agua en el circuito para que el transporte y evacua-cin de calor sea ms rpido. Cuanto ms deprisa gire el motor, mayor ser la


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temperatura alcanzada en el mismo, pero como la bomba funciona sincronizadacon l, mayor ser la velocidad con que circula el agua por su interior y, portanto, la evacuacin de calor.

1.4.3.3. La vlvula reguladora de la temperatura

Como se ha indicado anteriormente la temperatura interna del motordebe mantenerse dentro de unos lmites establecidos (alrededor de los 90 C)para obtener un perfecto funcionamiento y un rendimiento mximo, debiendomantener esa temperatura tanto en verano como en invierno.

La temperatura de funcionamiento en el motor incide directamente sobrela lubricacin y la alimentacin ya que, si est fro, el aceite se hace msdenso, dicultando el movimiento de sus rganos con prdida de potencia enel motor. Por otra parte, a bajas temperaturas la mezcla de combustible se

realiza en peores condiciones, no obteniendo toda su potencia calorca en lacombustin, con un mayor consumo para una potencia dada.

Si la temperatura, por el contrario, es elevada, el aceite se hace msuido, perdiendo parte de sus propiedades lubricantes, con lo cual las partesmviles del motor pueden sufrir dilataciones y agarrotamientos, dicultandoel movimiento de sus rganos mviles y absorbiendo una mayor potencia quereduce el rendimiento til del motor.

Para regular la temperatura del agua, se instala en el circuito de refrige-racin de los motores una vlvula termosttica, graduada a la temperatura defuncionamiento del motor, y se sita en la boca de salida de la culata. Cuan-do la temperatura del agua es inferior a la prevista, el termostato cierra lavlvula de paso impidiendo la salida de agua hacia el radiador, con lo cual lacirculacin se establece directamente desde la bomba, que al aspirar el aguacaliente y mandarla al circuito interno sin refrigerar, hace que el agua yacaliente alcance pronto mayor temperatura. Cuando el agua ha alcanzado latemperatura adecuada, el termostato abre la vlvula dejando libre la circula-cin hacia el radiador, con lo cual se establece el funcionamiento normal delcircuito de refrigeracin.

1.4.3.4. El ventilador

En algunos vehculos la regulacin de la temperatura se consigue hacien-do que funcione el ventilador con independencia del motor por medio de uninterruptor trmico. As se consigue una refrigeracin adecuada del motor yse facilita el que ste alcance rpidamente la temperatura de rgimen.

El ventilador activa el paso de aire a travs del radiador para obteneruna mejor y ms ecaz refrigeracin, pero ello no es indispensable cuando lavelocidad del vehculo es suciente para producir la refrigeracin por el sim-ple desplazamiento rpido del mismo. En estos casos, se puede desconectarel ventilador consiguiendo as la ganancia de potencia que supone liberar almotor de esta transmisin, un menor consumo para una misma potencia yuna marcha ms silenciosa.


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Tema 4

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1.4.3.5. El lquido refrigerante y anticongelante

Como lquido refrigerante se emplea generalmente el agua por ser el lquidoms estable y econmico, pero se sabe que tiene grandes inconvenientes, yaque a temperaturas de ebullicin el agua es muy oxidante y ataca a las partesmetlicas en contacto con ella.

Por otra parte, y debido a la dureza de las aguas, precipita gran cantidadde sales calcreas que pueden obstruir las canalizaciones y el radiador. Otrode los inconvenientes del agua es que a temperaturas por debajo de C sesolidica, aumentando de volumen, lo cual podra reventar los conductos por

los que circula.

Para evitar estos inconvenientes del agua se emplean los anticonge-lantes,que son unos productos qumicos preparados para mezclar con el agua de re-frigeracin de los motores y conseguir los siguientes nes:

a) Disminuir el punto de congelacin del lquido refrigerante, el cual,en proporciones adecuadas, hace descender el punto de congelacinentre 5 y 35 C; por tanto, la proporcin de mezcla estar en funcinde las condiciones climatolgicas de la zona o pas por donde circuleel vehculo.

b) Aumentar la temperatura de ebullicin del agua, para evitar prdidasen los circuitos que trabajen por encima de los 100 C.

c) Evitar la corrosin de las partes metlicas por donde circula el agua.

Entre los productos anticongelantes que se pueden emplear, el ms uti-lizado en la actualidad est formado a base de un hidrocarburo etlico conglicerina y alcohol, al cual se le aade brax como inhibidor de corrosin, aguadestilada, un antiespumante y un colorante de identicacin; con las siguientesproporciones: etilenglicol 90 a 95 %, brax 2 a 3%, agua destilada un mximodel 2 % y antiespumante y colorante en pequea proporcin.

Fig. 24: Radiador y ventiladores


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1.5. Combustible

La gasolina es una mezcla de hidrocarburos alifticos obtenida del petr-

leo por destilacin fraccionada, que se utiliza como combustible en motores decombustin interna con encendido por chispa convencional.

La gasolina tiene una densidad de 680 g/l (un 20 % menos que el gasil,que tiene 850 g/l). Un litro de gasolina proporciona una energa de 34,78megajulios, aproximadamente un 10 % menos que el gasoil, que proporciona38,65 megajulios por litro de carburante. Sin embargo, en trminos de masa,la gasolina proporciona un 3,5 % ms de energa.

La gasolina se compone de una mezcla de cientos de hidrocarbonos indi-viduales desde C

4(butanos y butenos) hasta C

11como, por ejemplo, el metil-

naftaleno.

La propiedad ms caracterstica de la gasolina es el denominado ndice

de octano que indica la resistencia que presenta el combustible a producir supropia detonacin.

Hasta el ao 2001 existan en Espaa dos tipos de gasolina: la gasolinacon plomo y la gasolina sin plomo. Sin embargo, de acuerdo con el plazo jadopor la Unin Europea, el Consejo de Ministros aprob en dicho ao un decretopor el que se estableca la prohibicin de comercializar gasolina con plomo de97 octanos, conocida hasta entonces como gasolina sper.

Como consecuencia de todo ello y a partir de aquel momento, ms de dosmillones de vehculos que solo utilizaban gasolina con plomo debieron adaptarsus motores a la nueva situacin, instalando un dispositivo o catalizador quepermita el funcionamiento del motor con gasolina sin plomo. Con todo ello se

intentaba evitar los efectos perniciosos que sobre la salud humana y el medioambiente causaban los metales pesados (plomo, manganeso, mercurio, cad-mio, etc.) que hasta entonces formaban parte de la gasolina sper o gasolinacon plomo.

1.6. Engrase

El sistema de engrase de los motores de gasolina coincide prcticamentecon el de los motores disel al que ya hemos hecho referencia en el epgrafe1.6 del Tema anterior, al que nos remitimos para su estudio.

Motor de Gasolina Partes

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