Motor de combustión interna

¿Sabes cómo funciona un motor de combustión interna? A muchos les intriga conocer el proceso donde se convierte el combustible en energía, esta a su vez en calor y en movimiento. A pesar de ser el fundamento para la fabricación de distintos vehículos, pocos conocen este tipo de mecanismo. A continuación, apunta qué es, como funciona y las principales parte que lo componen.

¿Qué es un motor de combustión interna?

Para quienes se inician en el tema, un motor de combustión interna es un tipo de mecanismo térmico donde la explosión se da en el interior del motor,  es decir, dentro del cilindro. Cuando el combustible se mezcla con oxígeno en el motor este arde y la explosión que produce genera movimiento del pistón. En otras palabras, la energía química del combustible se convierte en energía mecánica.

Funcionamiento de un motor de combustión interna

Todos los motores de combustión interna para su funcionamiento requieren de cuatro fases, las cuales debe realizar para hacer un ciclo completo. De esta manera, se consigue la energía necesaria para obtener el movimiento. Estas 4 fases se resumen de la siguiente manera:

• Admisión: Es cuando empieza el proceso, ya que el pistón se encuentra ubicado en el extremo superior del recorrido y las válvulas se abren para dejar pasar el combustible y el oxígeno. La mezcla es atraída por un vacío en la cámara a medida que el pistón desciende, mientras es ayudado por la presión de los inyectores.
• Compresión: En esta segunda etapa las válvulas se cierran y el pistón comienza a subir para llegar al extremo superior, comprimiendo la mezcla de combustible y aire.
• Explosión: Hace referencia a la tercera etapa y es cuando la bujía emite una chispa que produce la explosión. En motores diésel, la detonación se realiza por auto compresión. De esta manera, el pistón baja y genera movimiento.
• Escape: Para esta última fase, el pistón sube y la válvula de escape se abre para dejar salir los gases producidos por la ignición.

En los motores de gasolina o diésel ocurren las 4 etapas o ciclos de tiempo, la variante se deja ver en la forma en cómo se realiza la explosión. En el de gasolina se realiza por una chispa de la bujía, en el de diésel se realiza por la compresión.

Tipos de motor de combustión interna

El mundo de los motores es muy amplio por lo que identificarlo y clasificarlo puede resultar complejo. Sin embargo, dentro de la categoría de combustión interna se pueden conseguir los siguientes tipos:

Motores de dos tiempos

Es un tipo de motor muy sencillo cuyo ciclo termodinámico ocurre en cuatro etapas: Admisión, compresión, explosión y escape. En el primer tiempo se producen las primeras dos fases donde el pistón al ascender comprime la mezcla de aire, combustible y aceite creando un vacío en el cárter.

Luego, en el segundo tiempo, se genera las otras dos etapas la de explosión y escape de gases. Es aquí donde, por medio de una chispa generada por la bujía, la mezcla se enciende y genera una explosión. La presión producida empuja el pistón hacia abajo, por lo que todo ocurre en una vuelta del cigüeñal.

Motor de combustión interna a 4 tiempos

En este tipo de motores de combustión interna, las 4 etapas termodinámicas se realizan de forma separadas, por lo que la explosión ocurre cada dos vueltas del cigüeñal. A diferencia del motor de dos tiempos, este presenta válvula de admisión y de escape. Es el tipo de motor más usado en la actualidad y según la configuración de los cilindros pueden ser lineal, bóxer, en V, axial, opuesto, en W, rotativo o Wankel.

Motores ciclo Otto

Es un motor a gasolina convencional que funciona a cuatro o dos tiempos y su movimiento se basa en la conversión de energía química en energía mecánica a partir de la mezcla de aire y material inflamable. Para una mayor eficiencia de estos ciclos de trabajo, se requiere una mezcla equilibrada de oxígeno y combustible.

Motor diésel

Como su nombre lo indica funciona con un combustible de nombre diésel y con una variante ecológica conocida como biodiesel. Son de gran eficiencia térmica, llegando a alcanzar valores de entre 50% y 55% en comparación con los demás motores de explosión. Para el encendido emplea compresión y no chispa.

Partes del motor de combustión interna

Sea de diésel o de gasolina, la estructura del motor de combustión interna es muy similar. Según la marca o los ciclos de tiempo, pueden tener elementos específicos que lo pueden diferenciar o puede que cuenten con designaciones diferentes. Sin embargo, las partes principales son:

Bloque de motor

Se le conoce también como bloque de cilindros elaborado en hierro o aluminio, todo en una sola pieza. Aloja en su interior los cilindros y los soportes de apoyo del cigüeñal. Además, dispone de canalizaciones para la lubricación y sistema de refrigeración que apoyan el funcionamiento de la estructura. Es lo que determina la cilindrada midiendo la distancia que sube y baja cada pistón.

Cilindros

Los cilindros son piezas donde se encuentran y circulan los pistones. Es una sección fija cerrada en uno de los extremos donde el pistón se ajusta perfectamente y, en conjunto con válvulas, soportan explosiones de energía constante que hacen funcionar el motor. Hay motores que poseen desde un cilindro hasta 12.

Sistema de alimentación

Está compuesto por una bomba de combustible, un depósito y un elemento que dosifica el líquido inflamable en la proporción correcta para ser quemado. En motores Otto, el carburador desempeñaba la función de alimentación, siendo en la actualidad por medio de inyectores. En el caso de motores diésel, la alimentación no es dosificada pues se realiza por una bomba que inyecta combustible.

Distribución

La distribución es ejercida por el árbol de levas que mueve el cigüeñal bajo el mando de la correa o la cadena de distribución. Es un sistema que regula la entrada de carburante y la salida de los gases resultantes de la explosión.

Sistema de encendido

Para este sistema se requiere una bobina de encendido que funciona como un regulador conectado a un conmutador y que obstaculiza la electricidad de alto voltaje. El impulso es llevado a través de un distribuidor y un cableado que se dirige hacia la bujía. En esta se produce la chispa que causa la explosión.

Culata

La culata se le conoce también como cabeza o tapa de los cilindros y es la encargada de tener todo en orden. Con ella, se cierran los cilindros en la parte superior, las válvulas, las bujías, el árbol de levas y todos los conductos. Se encuentra elaborado en materiales que resisten las explosiones, en un diseño doble pared por donde pasa el líquido refrigerante para un fácil enfriamiento.

Carter

Hace referencia a una pieza metálica en la que descansa el aceite que lubrica y refrigera los elementos internos del motor. Posee una forma específica según el tipo de motor, que le permite al aceite volver a realizar su función. Es un elemento de seguridad que impide proyecciones en caso de fallas mecánicas o el acceso a componentes internos del motor.

En conclusión, el motor de combustión interna es toda una obra de ingeniería que a muchos fascina. Su funcionamiento sencillo y complejo a la vez sorprende a los amantes de los motores, lo que lo ha llevado a evolucionar en mecanismos muy completos con elementos tecnológicos.