Motores de Combustión Interna Alternativos: Tipos y Ciclos

Motores de Combustión Interna Alternativos

Son motores térmicos que se clasifican por el combustible en:

Motores de Explosión o Motor Otto

Utilizan gasolina como combustible. La ignición de la mezcla gasolina-aire se produce al generarse una chispa en la bujía. Se llaman motores de encendido provocado (MEP). Antiguamente, el carburador era el dispositivo encargado de realizar la mezcla de aire-combustible, pero ha sido sustituido por el inyector.

Motores Diesel

Son motores de encendido por compresión (MEC). La ignición se produce espontáneamente cuando el combustible se inyecta en la cámara, después de que el aire se ha comprimido a alta presión y temperatura.

Componentes de los Motores Alternativos

Los motores alternativos están constituidos por uno o más cilindros en cuyo interior se desliza de forma alternativa el émbolo o pistón.

• La culata (parte superior) contiene la cámara de compresión (y en los motores de explosión, la bujía).
• En la parte inferior se encuentra el cárter que contiene el aceite lubricante.
• El movimiento alternativo del pistón se transmite a la biela y luego al cigüeñal, produciendo un movimiento rotatorio que se dirige a la caja de cambios, diferencial y ruedas.

Ciclo del Motor

El motor realiza un ciclo termodinámico que puede ser de 4 o 2 tiempos (4 o 2 carreras del pistón).

Motor de 4 Tiempos

El ciclo termodinámico se completa en cuatro carreras del émbolo y dos vueltas del cigüeñal. En estos motores, la renovación del combustible se controla mediante la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.

Motor Diésel de Cuatro Tiempos

Se trata de un motor de encendido por compresión (MEC) que utiliza gasoil y sigue un ciclo termodinámico cerrado. Emplea aire a presión y la inyección de combustible líquido, que se inflama por la alta temperatura del aire alcanzada tras la compresión. Este ciclo consta de 4 etapas:

1. Admisión: El pistón desciende por el movimiento del cigüeñal y entra aire al cilindro a través de la válvula de admisión.
2. Compresión: El pistón asciende por el movimiento del cigüeñal y comprime el aire a una presión elevada.
3. Explosión-Expansión: Al alcanzar la máxima compresión, se inyecta el combustible pulverizado mediante la bomba inyectora. Al entrar en contacto con el aire caliente, el combustible se autoinflama y se produce la combustión. El pistón baja y su movimiento arrastra el cigüeñal, realizando el trabajo útil.
4. Escape: Se abre la válvula de escape y el pistón sube, expulsando los gases. La válvula de escape se cierra y la de admisión se abre, quedando listo para iniciar un nuevo ciclo.

Motor de Explosión de 4 Tiempos

Se trata de un motor de encendido provocado (MEP) que utiliza gasolina y sigue un ciclo termodinámico Otto.

El ciclo Otto es un ciclo cerrado que utiliza una mezcla de aire y gasolina, y para su ignición se auxilia de una chispa eléctrica producida por la bujía. Este ciclo tiene 4 etapas:

1. Admisión: El pistón desciende por el movimiento del cigüeñal y entra la mezcla aire-combustible al cilindro por la válvula de admisión.
2. Compresión: El pistón asciende por el movimiento del cigüeñal, comprimiendo el combustible y el aire, lo que aumenta la presión y temperatura de la mezcla.
3. Explosión-Expansión: Al alcanzar la mezcla la máxima compresión, salta una chispa en la bujía, provocando la explosión de la mezcla y el descenso del pistón. El movimiento del pistón arrastra el cigüeñal, realizando el trabajo útil.
4. Escape: Se abre la válvula de escape y el pistón sube, expulsando los gases. La válvula de escape se cierra y la de admisión se abre, preparándose para iniciar un nuevo ciclo.

Diferencia entre Q1 y Q2

La diferencia entre la Q1 (energía aportada) y Q2 (energía cedida) se transforma en energía mecánica y se manifiesta durante la carrera de expansión, que es la única en la que se produce trabajo útil y donde el pistón arrastra al cigüeñal. En el resto de las carreras, es el cigüeñal el que arrastra al pistón mediante la acción del volante de inercia, o como se hace habitualmente, disponiendo de un mínimo de cuatro cilindros en un motor, combinando su funcionamiento para que en todo momento al menos uno de ellos esté trabajando.