Híbridos y Eléctricos

Motor

EL MOTOR
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Conjunto motor diesel. FOTO: Hermógenes Gil

Motor

Es el elemento encargado de suministrar la energía que, mediante los conjuntos de transmisión, hace llegar su giro a las ruedas para el desplazamiento del vehículo.Técnicamente se le llama “motor de combustión interna de émbolos alternativos”. Se denomina así porque el combustible es quemado en su interior y porque el funcionamiento de los mismos se basa en cuatro tiempos de trabajo; admisión, compresión, explosión-combustión y escape.

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Motor otto

Fue creado por el alemán Klaus von Otto. Su funcionamiento se basa en la formación de una mezcla de aire-combustible, bien sea en el interior del mismo o en el exterior y en un sistema externo para hacer explotar la mezcla.

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Conjunto motor diesel Common Rail. FOTO: Hermógenes Gil

Motor diesel

Debe su nombre a su inventor, Rüdolf Diesel. Su funcionamiento se basa en la formación de una mezcla, de aire-combustible heterogénea en el interior del motor y en el autoencendido de la misma. Debido a que se basa en el autoencendido, estos motores deben incorporar un sistema de precalentamiento y requieren una elevada presión de compresión.

EL BLOQUE
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Bloque motor de 4 cilindros en linea. FOTO: H. Gil

Bloque motor

Constituye el punto de unión de la fuerza que se transmite entre la culata y el mecanismo de accionamiento (elementos móviles). Aloja los elementos móviles del motor, el circuito de engrase del mismo y, adosado a él, van la culata y la mayoría de piezas del motor.

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Bloque con cilindros en línea

En este tipo de motores los cilindros forman un bloque y están dispuestos uno a continuación del otro en forma vertical. Son los más utilizados en los turismos de gama baja y media.

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Conjunto motor con cilindros en V. FOTO: Hermógenes Gil

Bloque con cilindros en V

Los cilindros forman dos bloques, cada uno con la mitad de cilindros, juntándose en una sola pieza con la bancada en común. Como dice su nombre el bloque tiene forma de V cuya inclinación varía en función del fabricante, aunque las más comunes son de 120º, motores de poca altura pero mucha anchura, 90º, 60º y como casos excepcionales obtenemos en la marca Audi un motor con una V de 15º de inclinación. La característica es que estos últimos sólo disponen de una culata.

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Bloque con cilindros opuestos

También llamado motor “Boxer”, en él los cilindros forman dos bloques, cada uno con la mitad de los cilindros, juntándose en una sola pieza con la bancada en común. En estos motores la inclinación de los dos bloques es de 180º, es decir, que están uno en frente del otro. Estos motores se utilizan, generalmente, en vehículos que disponen de mucha anchura pero poca altura para el hueco del motor, por ello se utilizan en autocares. No obstante, marcas como Alfa Romeo o Subaru los utilizan en sus turismos.

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Sección de un bloque motor de 3 cilindros. FOTO: Hermógenes Gil

Bloque motor de 1 y 2 cilindros

Son los utilizados, mayoritariamente, en las motocicletas y forman parte del grupo de motores de dos tiempos. Existen también de 4 tiempos pero sólo se utilizan en motores de poca potencia. El mayor inconveniente es que para obtener un rendimiento notable del combustible obtenemos un motor muy voluminoso y con un funcionamiento irregular del motor a bajas revoluciones.

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Bloque motor de 4 cilindros

Son los más utilizados en los turismos. La característica de estos motores es su equilibrio entre rendimiento de combustible y vibraciones del cigüeñal. En motores con cilindros en línea el cilindro, 1 y 4 suben y bajan al mismo tiempo y el orden de encendido es 1-3-4-2 ó 1-4-3-2. En motores con cilindros opuestos, los cilindros 1 y 3 suben al mismo tiempo y el orden de encendido es 1-4-3-2.

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Bloque motor de 5 cilindros

Son poco utilizados aunque marcas como Mercedes Benz y Audi han hecho uso de ellos tanto en motores gasolina como en diesel. El funcionamiento del motor es más uniforme que en un 4 cilindros, lo que nos permite reducir el diámetro del volante motor. Normalmente se utiliza con cilindros en línea y el orden de encendido más común es 1-2-4-5-3.

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Bloque motor de 6 cilindros

Están pensados para turismos de gran cilindrada, deportivos y camiones ligeros. Estos motores permiten obtener cilindradas elevadas con un diámetro de cilindro reducido. Con ello, conseguimos aumentar el rendimiento del combustible y reducimos las vibraciones del cigüeñal. El orden de encendido puede ser 1-5-3-6-2-4 ó 1-4-2-6 3-5.

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Bloque motor de 8 cilindros

Son utilizados en vehículos de alta gama y en camiones, ambos de gran potencia. Estos motores también permiten obtener cilindradas elevadas con un diámetro de los cilindros reducido y conseguir un rendimiento del combustible alto. Como el cigüeñal con los cilindros en línea sería muy largo y propenso a vibraciones que lo podrían incluso romper este tipo de motores se utilizan con motorizaciones en V.

LA CULATA
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Cámara de la culata de 5 válvulas por cilindro. FOTO: Hermógenes Gil

Culata

Es la pieza que cierra a bloque de cilindros por la parte superior y forma la pared fija de la cámara de combustión. En ella se alojan varios elementos del motor como son: las bujías de encendido/calentamiento, las válvulas, los muelles válvulas, los inyectores y el árbol de levas, estos últimos dependiendo del motor. Generalmente, en los motores sólo se dispone de una culata, pero existen variantes, como en los cilindros opuestos o en V, que disponen de dos culatas o incluso de una culata por cilindro, en motores diesel VM y en los refrigerados por aire.

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Sección de una culata de un motor diesel. FOTO: Hermógenes Gil

Culata OHV

Es la culata que no aloja el árbol de levas. Por el contario, éste se encuentra montado en el bloque del motor.

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Vista superior de la culata DOHC. FOTO: Hermógenes Gil

Culata OHC y DOHC

Es la culata en la que se aloja el árbol de levas y, generalmente, estos motores disponen de empujadores de válvula hidráulicos, de forma que suprimimos el famoso reglaje de válvulas. En la versión OHC, la culata dispone sólo de un árbol de levas que normalmente es para los motores con 2 o 3 válvulas por cilindro. La variante DOHC dispone de dos árboles de levas y los cilindros disponen de 3, 4 o 5 válvulas por cilindro.

ELEMENTOS MÓVILES
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Elementos móviles

Conjunto formado por el cigüeñal, la biela y el pistón. Este conjunto se encarga de transformar la energía calorífica de la combustión o explosión de la mezcla en un movimiento rectilíneo y alternativo mediante el conjunto pistón-biela y, por último, en un movimiento  giratorio, a través del cigüeñal. En este sistema, al estar en contacto con el cilindro y rozando continuamente entre ellos, es muy importante que siempre esté lubricado correctamente.

DISTRIBUCIÓN
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Conjunto motor con distribucion por cadena. FOTO: Hermógenes Gil

Distribución

Es el sistema encargado de comunicar el interior del cilindro del motor con los sistemas de alimentación de gasolina y aire a través de las válvulas y después cerrarlo herméticamente para que se pueda realizar la explosión o la combustión de la mezcla. Puede transmitir el movimiento a través de una correa, una cadena o, aunque menos usual, a través de una cascada de piñones.

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Conjunto motor con distribucion por correa. FOTO: Hermógenes Gil

Distribución con sistema de apertura de válvulas variable

La correcta apertura y cierre de las válvulas es muy importante para obtener un buen rendimiento del motor. Además, en motores muy potentes a altas revoluciones en modelos gasolina, se da una pérdida de rendimiento del motor a un nivel bajo de revoluciones. Por eso, algunos modelos incorporan un sistema que mueve el árbol de levas con respecto al piñón que le da movimiento, para conseguir un desfase con respecto al mismo y permitir un buen llenado de los cilindros en bajas y/o en altas revoluciones.

COLECTORES
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Colector de admisión variable. FOTO: Hermógenes Gil

Colector de admisión

Elemento que sirve de soporte para los inyectores en gasolina y algunos otros elementos del sistema de inyección. Por otro lado, sirve para comunicar el sistema de alimentación de aire con los cilindros a través de la culata. El colector dispone de tantos conductos como cilindros tenga el motor, todos unidos a través de un orificio principal. Normalmente, están fabricados en hierro fundido o aleación ligera, exceptuando en competición que se fabrican en plástico. 

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Colector de escape. FOTO: Hermógenes Gil

Colector de resonancia variable

Componente encargado de realizar un buen llenado de aire de los cilindros, tanto en un nivel bajo y alto de revoluciones. Ésto se consigue uniendo dos colectores de admisión, uno de longitud corta y muy ancho (para altas revoluciones) y otro de longitud larga y más fino (para bajas revoluciones). Entre ambos existe un mecanismo, generalmente de mariposas que se abre en función de las revoluciones.

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Colector de escape

Su función es transportar los gases de escape del interior de los cilindros, a través de la culata, al sistema de escape para que puedan salir al exterior. Generalmente, se fabrican en hierro fundido y con tantos conductos como cilindros tenga el motor, todos unidos en uno en común. En motores de grandes potencias y para evitar que se produzcan interferencias y contrapresiones en los gases de escape, se realizan con conductos de acero independientes y con una longitud mayor, todos unidos en dos tomas del sistema de escape.

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Colector de admisión vertical

Colector dispuesto sobre la culata de forma vertical cuyas características principales son; es un colector liso y genera, en el aire de admisión, un movimiento circular en el sentido de las agujas del reloj que permite vaporizar y concentrar el combustible en la parte central del cilindro con lo que obtenemos una combustión más uniforme.

ESCAPE
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Vista de un sistema de escape. FOTO: Hermógenes Gil

Sistema de escape

Es el encargado de conducir los gases de escape quemados desde el colector de escape hasta el exterior, de manera que el nivel de ruido y la dirección de salida cumpla con la legislación vigente. El sistema se compone, mayoritariamente, de dos a tres tramos de un conducto que va desde el colector hasta un presilenciador del mismo; de un silenciador y de la parte final, que muchas veces forma parte del silenciador. Los motores más modernos incorporan los catalizadores y los filtros de partículas.

CATALIZADOR
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Conjunto catalizador. FOTO: Hermógenes Gil

Catalizador

Componente cuya función es reducir al máximo el nivel de los componentes contaminantes que genera el motor, para cumplir con las normativas vigentes. Los catalizadores pueden ser de oxidación o reducción, dependiendo del método utilizado para reducir los gases, o de 2 o 3 vías, en función de si reducen 2 o 3 gases al mismo tiempo. Los motores que incorporan un catalizador no pueden consumir mucho aceite y tienen que funcionar con gasolina sin plomo e incluso con gasóleo. Para estos últimos sólo existen los catalizadores de oxidación.

SONDA LAMBDA
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Sonda lambda

Es el sensor encargado de detectar el nivel de oxígeno que llevan los gases de escape y con ello poder detectar el nivel de riqueza de la mezcla que podría deteriorar el catalizador. De esta manera ayudamos al catalizador para que pueda reducir al máximo el nivel de los componentes contaminantes de los gases de escape y con ello a cumplir con las normas anticontaminantes vigentes en la Unión Europea. 

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Corte de una sonda lamda de salto. FOTO: Hermógenes Gil

Sonda lamba de salto

Es la que se ha estado utilizando como sonda lambda principal hasta la actualidad y ahora se utiliza como sonda lambda posterior al catalizador. Se fabrican en dióxido de circóneo y su funcionamiento se basa en el principio de la célula galvánica de concentración de oxígeno con electrólito seco. Determina la concentración de oxígeno en los gases de escape y, en función del oxígeno, envía una señal a la unidad de mando de motor que varía entre 0,1 y 1 voltio de forma alternativa.

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Esquema de una sonda lambda de banda ancha. FOTO: Hermógenes Gil

Sonda lambda de banda ancha

Es la utilizada en la actualidad como sonda anterior al catalizador. Ésta envía una señal de forma creciente y lineal lo que permite conocer el nivel de concentración de oxígeno en los gases de escape de manera más precisa. Así, podemos controlar la riqueza de los gases de escape de una forma más exhaustiva

FILTRO DE PARTÍCULAS
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Corte de un filtro de partículas. FOTO: Hermógenes Gil

Filtro de partículas

Es el elemento estrella para que los vehículos diesel modernos puedan cumplir con las normativas europeas vigentes. El filtro de partículas retiene las partículas de hollín y cuando se empieza a saturar, gracias a los sensores de presión y temperatura de los gases que lleva incorporados, la unidad de mano inyecta en el escape, a través de un inyector, un aditivo que eleva la temperatura del filtro a su temperatura de trabajo eliminando los hidrocarburos retenidos.

 

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