¿Por qué funciona un motor y tipos? (Nivel Básico)

Comenzaremos describiendo un motor convencional o también llamado de combustión interna.

Hay tres tipos de motores principalmente, motores de gasolina (motores de ciclo Otto) de 2 tiempos y de 4 tiempos, posteriormente explicaremos las diferencias, y motores diésel, tienen diferencias importantes que se analizaran después en esta entrada y en entradas posteriores mas al detalle, pero el principio de funcionamiento es similar.

El principio de funcionamiento es quemar un combustible para aumentar la presión dentro de un recipiente (cámara de combustión) para que esa presión ejerza un trabajo.

Para explicar los distintos tipos de motores necesitamos definir unos componentes principales de un motor:

• Cilindro es el "recipiente" donde tiene lugar todo el proceso
• Pistón es el encargado de recibir el esfuerzo de la combustión y de realizar la expulsión de los gases resultantes de la combustión y el encargado de realizar la compresión del aire dentro del cilindro.
• Válvulas (en motores de 4 tiempos): son las encargadas de permitir la entrada de aire y salida de gases en los momentos precisos.

Comenzaremos explicando el funcionamiento de un motor de gasolina de 4 tiempos:

Esquema de un motor de gasolina.

El motor inicialmente toma aire de la atmósfera en el que se encuentra presente el oxigeno necesario para cualquier combustión y el combustible mezclado con el aire en unas proporciones determinadas, esto corresponde al primer tiempo del ciclo del motor llamado admisión y las válvulas de admisión permanecen abiertas. 

Posteriormente este aire se comprime aumentando la temperatura y la presión en el interior preparando así la mezcla aire-combustible para la siguiente fase. Este es el tiempo de compresión. Ambas válvulas permanecen cerradas

Cuando el pistón llega al punto mas alto dentro del cilindro llamado Punto Muerto Superior (PMS), posteriormente veremos que no es exactamente así, la bujía provoca una chispa que provoca el encendido de la mezcla, aumentando la presión y temperatura en el interior del cilindro, esta presión hace que el pistón sea empujado por esta presión en el interior del cilindro generando trabajo. Es el tiempo de explosión. Ambas válvulas permanecen cerradas.

Una vez que el pistón ha bajado hasta su máximo, el Punto Muerto Inferior (PMI) se abre la válvula de escape, mientras el pistón sube y expulsa los gases que ha generado la explosión. Es la fase de Expulsión.

Una vez que el pistón llega al PMS vuelve a comenzar el ciclo.

Particularizando para un motor diésel:

La principal diferencia con el motor de gasolina de 4 tiempos es que en la fase de admisión en el gasolina se introduce una mezcla de aire y gasolina, y el encendido del combustible se produce a través de una bujía, mientras que en el diésel en la fase de admisión únicamente entra aire y en la fase de explosión lo que se hace es inyectar a una elevada presión el diésel pulverizandolo a través de un inyector y provocando un encendido instantáneo y espontaneo del combustible, siempre y cuando se den unas condiciones de presión y temperatura. De esta forma en vez de bujía tendremos un inyector.

Motores de gasolina de 2 tiempos:

El ciclo se compone de los mismos tiempo que el motor de gasolina de 4 tiempos, pero la fase de admisión y  compresión se producen a la vez, y la fase de explosión y escape también se producen a la vez, de aquí el nombre de 2 tiempos (admisión-compresión y explosión-escape). Para conseguir esto no se dispone de valvulas, se dispone de lumbreras que son unos agujeros que los cierra o abre el pistón dependiendo de la posición.

Como se puede ver en la fase de compresión la lumbrera de admisión queda abierta y entra la mezcla de aire-gasolina al fondo del motor (el cárter), una vez que se produce la explosión el pistón baja y se abre la lumbrera de escape como muestra la imagen 3 permitiendo que salgan los gases de escape, cuando el pistón ha bajado hasta el PMI parte de la mezcla aire-gasolina entra en el cilindro como muestra la imagen 4 y a partir de ahí se repite el ciclo.

La principales diferencias de este motor es que produce explosión en cada giro completo (revolución) mientras que en los de 4 tiempo se produce una explosión cada 2 revoluciones, otra característica de este motor es que la parte baja del motor recibe la mezcla aire-gasolina esto no permite tener un liquido lubricante en la baja del motor como en los motores de 4 tiempos (si lo tuviera lo acabaría quemando o expulsando poco a poco) y es por este motivo que estos motores utilizan como combustible una mezcla de gasolina con aceite que lubricará el motor.

Esto es la explicación de como funciona cada motor y por qué funciona. A continuacion un video que muestra el funcionamiento graficamente:

https://www.youtube.com/watch?v=nFg39pAOfq4&noredirect=1

Siguiente entrada analizará todos los componentes de un motor diesel y gasolina 2t y 4t