Principios Termodinámicos y Componentes Clave del Motor Automotriz

Principios Termodinámicos Fundamentales

La termodinámica es crucial para entender el funcionamiento de los motores. A continuación, se describen dos procesos clave relacionados con la energía interna, el calor y el trabajo.

Proceso con Trabajo Cero (W=0)

Si se produce un proceso donde el trabajo que se realiza es cero, el cambio en la energía interna es igual al calor agregado o liberado por el sistema.

Proceso con Transferencia de Calor Cero (Q=0)

Si ahora se realiza un proceso donde la transferencia de calor es cero y el sistema realiza trabajo, entonces el cambio de la energía interna es igual al valor negativo del trabajo realizado por el sistema; en este caso, la energía interna disminuye. Lo contrario ocurre si se realiza trabajo sobre el sistema.

Componentes Fundamentales de un Motor Automotriz

El motor de un vehículo está compuesto por diversas partes que trabajan en conjunto para generar movimiento. A continuación, se detallan las principales:

• Monoblock

  Es el principal miembro de soporte del motor. Casi todos los demás componentes están conectados o soportados por el monoblock. Los pistones, bielas y cigüeñal trabajan dentro del monoblock.

• Cigüeñal

  Transforma el movimiento de los pistones en un movimiento giratorio que se requiere para impulsar las ruedas del vehículo. Es de hierro fundido pesado de alta resistencia. También los hay de acero forjado.

• Bielas

  Transfieren el movimiento del pistón al muñón de biela en el cigüeñal. Son de aluminio fundido.

• Pistones

  Transfieren al cigüeñal la potencia generada al quemar la mezcla de aire y combustible. Hechos de aluminio fundido.

• Árbol de Levas

  Controla los tiempos de apertura y cierre de las válvulas. El cigüeñal acciona al árbol de levas mediante una conexión de engranajes, de cadena o de correa.

Sistemas Esenciales del Motor

Además de sus componentes estructurales, un motor cuenta con varios sistemas que aseguran su correcto funcionamiento y durabilidad.

Sistema de Lubricación

Proporciona un suministro constante de aceite presurizado a las piezas para evitar que se desgasten unas contra las otras. El aceite también ayuda a enfriar el motor, quitar suciedad y residuos, y reducir el ruido. Los componentes principales de este sistema incluyen:

• Depósito de aceite
• Colador de aceite
• Bomba de aceite
• Filtro de aceite
• Varilla para medir el nivel de aceite
• Indicador de presión

Los números SAE indican la gama de temperaturas a las que el aceite lubrica mejor.

Sistema de Enfriamiento

Mantiene una temperatura eficiente de funcionamiento del motor. Disipa aproximadamente una tercera parte del calor generado por la combustión. El método utilizado para enfriar los motores de los automóviles en la gran mayoría de las aplicaciones es el enfriamiento por líquido. Si el sistema de enfriamiento falla, el motor se puede dañar gravemente.

Sistema de Admisión de Aire

Está diseñado para limpiar el aire de admisión y alimentar la mezcla de aire y combustible a los cilindros. Los principales componentes de este sistema son:

• Conductos de admisión de aire
• Conjunto del filtro de aire
• Múltiple de admisión

El conjunto del filtro de aire incorpora el elemento de filtración del aire. El elemento filtrante quita todas las partículas de suciedad y polvo que entran en el sistema de admisión de aire. El múltiple de admisión dirige el aire hacia los cilindros.

Sistema de Escape

Lleva los gases de escape del motor hasta la parte trasera del vehículo, amortigua el ruido producido por la combustión y limpia los gases de escape. Los principales componentes de este sistema son:

• El múltiple de escape
• Las tuberías de escape
• Los silenciadores
• El catalizador

El múltiple de escape se fabrica de un metal duradero porque es la parte del sistema que está expuesta a temperaturas mayores. El silenciador reduce el nivel del ruido producido por el motor. El catalizador controla la concentración de los productos de los gases de escape descargados a la atmósfera.