Cómo Funciona el Motor (Video)

El funcionamiento del motor es complejo, aquí trataremos de mostrarlo de la manera más práctica posible.

Por: Javier Fernández. En el motor se produce la transformación de la energía calórica, suministrada por la combustión de la mezcla de combustible y aire contenida en sus cilindros, en energía mecánica que se manifiesta en el movimiento giratorio de los ejes de las ruedas, por el cual se desplaza el vehículo.

El motor crea energía que se transforma en movimiento por la rotación de un eje longitudinal denominado cigüeñal. El giro de éste se transmite a las ruedas motrices por medio de un juego de engranajes regulados a través del cambio de velocidades. Este mecanismo ofrece la posibilidad de dosificar la potencia del motor, a fin de lograr que la velocidad del vehículo sea la adecuada.

Mediante la palanca de cambios el conductor dispone en general de cinco o seis velocidades: la primera, para iniciar la marcha o cuando se requiera la máxima tracción; la segunda para dar un rápido impulso al vehículo una vez iniciada la marcha; la tercera, para el avance normal; la cuarta y eventualmente la quinta para aumentar la velocidad; y la de marcha atrás o reversa. Los ejes del cigüeñal y del sistema de cambio deben desacoplarse en cada selección de velocidades, para lo cual se emplea el mecanismo denominado embrague. Este dispositivo suele accionarse con el pie o bien ponerse en funcionamiento de modo automático.

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El movimiento rotatorio de las ruedas motrices es comunicado al eje de las ruedas no motrices mediante el denominado árbol de transmisión, que se encarga además de adecuar la velocidad de cada rueda a los ángulos de viraje, para lo cual se pone en funcionamiento el dispositivo llamado diferencial. Esta compleja estructura se complementa con el volante, las palancas y las barras articuladas que constituyen el sistema de dirección. Su manejo permite modificar la trayectoria del automóvil mediante la variación del ángulo de giro de las ruedas delanteras.

Si el motor de un automóvil estuviese conectado directamente a las ruedas, resultaría imposible tocar el arranque sin poner en movimiento el vehículo. Para impedir esto, se coloca el embrague entre el motor y las ruedas. La energía creada en los cilindros el cigüeñal la convierte en movimiento giratorio. Se necesita mucha potencia para poner en marcha un vehículo, pero menos para lograr que se deslice por terreno uniforme.

En un vehículo de transmisión automática, está utiliza la fuerza del motor en un “convertidor”, para enviarla, por el eje de potencia neta -cardán- a las ruedas traseras. En el convertidor una bomba accionada por el motor hace circular aceite contra las paletas de la turbina, desde donde salta de regreso a las paletas de la bomba. La bomba, el aceite y la turbina giran al mismo tiempo, en lo que se llama junta líquida.

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Los engranajes de la transmisión regulan la velocidad y potencia proporcionadas a las ruedas. Esos engranajes se llaman “planetarios” porque giran alrededor de los del “sol” o principales. Se mueven hacia arriba o hacia abajo, de acuerdo con la presión ejercida sobre el acelerador. El engranaje de inversión o reversa no invierte el sentido del motor, si no que hace girar el eje de potencia neta, y las ruedas en dirección opuesta.

El funcionamiento del motor es complejo, aquí trataremos de mostrarlo de la manera más práctica posible. El motor funciona siguiendo el principio de un “ciclo de cuatro tiempos”. Cada movimiento de un pistón hacia arriba o hacia abajo se llama tiempo.

El primer tiempo del ciclo -llamado de admisión- absorbe combustible. Aquí la válvula de entrada está abierta y la de escape cerrada, y la mezcla explosiva es atraída a través de la abertura de aire. Al moverse el pistón hacia abajo actúa como bomba aspirante, y la mezcla de combustible y aire llena el cilindro. La válvula de entrada se cierra apenas el pistón llega al fondo del cilindro.

En el segundo tiempo -denominado de compresión- el pistón se mueve hacia arriba, y tanto la válvula de entrada como la de escape están cerradas. La mezcla de gasolina y aire que llena el cilindro, queda atrapada y se comprime en un espacio más pequeño al que ocupaba antes. En esta condición la mezcla es muy explosiva y arde con mayor fuerza.

Aquí se habla de la “proporción de compresión”, que se refiere a la parte proporcional del espacio íntegro del cilindro en que la mezcla explosiva queda apretada en la parte superior del mismo. Si un cilindro lleno de mezcla tiene unos 84 cm3 de espacio, y el pistón sube hasta que ese espacio se reduzca a 12 cm3 (la séptima parte del que tenía), se dice que la proporción de compresión es de 7 a 1.

En el tercer tiempo, llamado de explosión, cuando el pistón alcanza el máximo de altura en su recorrido de compresión, una chispa del encendido hace arder la mezcla del cilindro, causando su rápida dilatación. Esta expansión es realmente una explosión. Tanto la válvula de admisión como la de escape se encuentra herméticamente cerradas, así que la única dirección que puede tomar la explosión es hacia abajo, empujando con gran fuerza el pistón.

El cuarto tiempo, de expulsión, sirve para dar salida a los gases de la explosión. El cigüeñal, al cual está unido el émbolo por la barra llamada biela, hace subir a éste de nuevo, sólo que, gracias al árbol de levas, la válvula de escape está ahora abierta. Los gases de la explosión que se da en el cilindro son expulsados por el pistón al subir.

Se ha completado un ciclo de cuatro tiempos en el cilindro e inmediatamente se inicia otro. El pistón se encuentra sujeto a un extremo de la barra de conexión -biela-, que a su vez está conectada al cigüeñal. Entonces, cuando los pistones suben y bajan, como se describió anteriormente, las bielas se mueven con ellos, haciendo que se mueva el cigüeñal. Cuando un pistón ejecuta un movimiento hacia arriba o hacia abajo, el cigüeñal da media vuelta. Así, cuando se han completado los cuatro tiempos de un ciclo, el cigüeñal ha hecho dos revoluciones. La pieza volante estabiliza y uniforma los golpes de los diversos pistones.

Cada cilindro tiene un tiempo de diferencia con los demás, es decir que los cilindros están dispuestos en forma tal que permite que se ejecuten los cuatro tiempos del ciclo, uno distinto en cada cilindro. Si falla un cilindro, se produce un ruido similar a un martilleo. La velocidad con que marcha el automóvil depende de la cantidad y proporción de la mezcla que reciben los cilindros.

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