¿QUE ES Y COMO TRABAJA EL MOTOR DE UN AUTOMÓVIL?

En este articulo explicaremos que es un motor y como trabaja, asi mismo, veremos el comportamiento de un aceite cuando el motor trabaja fuera de su temperatura óptima de funcionamiento.

Empezaremos por definir que es un motor

Un motor de un vehículo es un convertidor de energía calorífica por combustión de gasolina en energía mecánica que produce movimiento. Este movimiento es primeramente de tipo lineal (piston-biela) y se convierte finalmente en un movimiento circular (cigüeñal).

Los motores de acuerdo al tipo de combustible que utilizan los hay de gasolina, diesel y convertidos a gas LP, . Por el modo de operación los hay de 4 y 2 tiempos. El que nos interesa en este articulo es el motor que utiliza gasolina y que trabaja a 4 tiempos. Este es el motor mas utilizado en la mayoría de los automóviles.

Funcionamiento de un motor a gasolina.

De acuerdo al diagrama, al motor se le suministra una mezcla de aire y gasolina para que comience el ciclo de funcionamiento, esta mezcla llega al interior donde se tendrá una serie de eventos y que durante su proceso hará que la energía química contenida en la mezcla se transforme en energía mecánica (30-35%) y en energía calorífica (70-65%). La energía Mecánica inicialmente es lineal y finalmente en la salida se manifiesta como un movimiento circular, por otro lado, la energía calorífica sale del proceso perdiéndose una gran parte por enfriamiento del sistema y otra escapando al medio ambiente.

Existen dos tipos de retroalimentación: la variación de RPM (Revoluciones Por Minuto) y el análisis de gases de escape. El primero se manifiesta debido a las condiciones de manejo del vehículo cuando se requiere incrementar o disminuir la potencia, entonces se incrementará o disminuirá la mezcla aire-combustible en la entrada del sistema obteniendo así mas RPM.

Por otro lado, el Analizador de gases de escape (sensor de oxigeno), determina la concentración de combustible y oxigeno. Si esta concentración en combustible es alta se dice que la mezcla esta enriquecida y enviará a la computadora una señal para que disminuya la entrada de combustible al sistema, por otro lado si se detecta mas concentración de Oxigeno se dice que la mezcla esta empobrecida, entonces la señal que se envía a la computadora le indica que debe incrementar el combustible. Así sucesivamente se irá alterando el ciclo de operación del motor mientras no exista en la entrada el equilibrio necesario en la mezcla de combustibles.

Los cuatro tiempos.

Para lograr la conversión de energía, el motor lo realiza en cuatro fases o tiempos y se muestran en siguiente esquema.

Admisión: En esta fase el pistón (2) desciende, abriéndose la válvula de admisión (3), esto permite el ingreso de la mezcla de aire y gasolina a la cámara de combustión o cilindro (1). En este proceso, la válvula de escape(4) se encuentra cerrada.


Compresión: el pistón asciende, cerrándose también la válvula de admisión. La válvula de escape se mantiene cerrada, La cámara se encuentra completamente sellada, debido a esto el pistón comprime la mezcla de aire y combustible.


Combustión: En ese instante en que el pistón alcanza su máximo recorrido, la bujía genera una chispa eléctrica que ocasiona la explosión de la mezcla, produciéndose una gran fuerza dentro de la cámara que impulsará al pistón hacia abajo de manera lineal. Este movimiento lineal sera enviado a través de la biela (5) al cigüeñal (6) para que se
convierta en un movimiento circular, finalmente este movimiento es el que utilizará su transmisión para desplazar al automóvil


Escape: Esta es la última fase de los cuatro tiempo. El pistón nuevamente sube, la válvula de admisión sigue cerrada y la válvula de escape se abre para permitir la salida de los gases quemados.

Durante el proceso de Combustión no toda la energía química se convierte en energía mecánica, solo se aprovecha un 35%, el resto se transforma en calor generando en el motor temperaturas internas extremas que van de los 800-1000 ^oC. Los aceites lubricantes deben soportar estas temperaturas y ademas deben ser capaces de enfriar el motor en aproximadamente un 20%, auxiliando de este modo al sistemas de enfriamiento (para lograr esto, los fabricantes le agregan aditivos especiales al aceite).

Sin embargo, cuando se adquiere un Antiebullente (comúnmente conocido como anticongelante) se observará que su punto de ebullición se encuentra entre los 110 y 130 ^oC. Esto es porque los ingenieros diseñan los motores para que su temperatura de operación sea de 100 ^oC. Todos los anticongelantes están por arriba de esta temperatura cumpliendo de este modo su función.

Los aceites lubricantes están diseñados para trabajar a 100 ^oC. Es en esta temperatura donde se obtiene la lubricación optima para el motor.

¿Como enfriar el motor para llegar a los 100 ^oC?

Se logra agregándole al motor un sistema de enfriamiento externo que hace circular el Antiebullente o anticongelante dentro de él. (De este sistema hablaremos de forma mas detallada en entros temas)

!CUIDADO! No deje que su mecánico le quite el termostato a su motor. El termostato es una válvula muy importante que permite el paso de líquido frio hacia el motor para mantener la temperatura de funcionamiento de 100^oC .

La eliminación del termostato causará un aumento en el consumo de combustible.

Como hemos dicho, la temperatura de operación del motor es de 100 ^oC, dependiendo del tipo de motor entre 80 y 90 ^oC opera el termostato. El termostato cierra el paso del agua mientras esta fría y abre el paso cuando se calienta.

¿Que pasa al aceite, si el motor no trabaja en su punto de operación?

Si el motor trabaja por encima de su temperatura de operación, se hace menos espeso el aceite (disminuye la viscosidad) y aumenta el desgaste del motor, produciéndose un recalentamiento de las piezas ocasionado por mayor fricción entre ellas. También puede presentarse “cascabeleo” debido a que la mezcla de combustible se enciende antes de tiempo.

Si el motor trabaja por debajo de su temperatura operación, se hace mas espeso el aceite (aumenta la viscosidad) disminuyendo la penetración del mismo entre piezas aumentando así su desgaste, también se incrementa el gasto de gasolina debido a una reducción de potencia por falta de una temperatura adecuada para realizar una combustión eficiente.

Un buen aceite esta diseñado para mantener una excelente y optima lubricación a 100 ^oC que es el rango de operación del motor.

Como se dijo antes, en la fase de escape se libera al medio ambiente una mezcla de hollín y gases. Los gases están compuestos por Nitrógeno (N2), Oxigeno (O2), Agua H₂O, Dióxido de Carbono (CO2), Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Azufre (SO2), Plomo (Pb), Hidrocarburos (C6H6, C8H18 etc... ) y partículas de hollín o ceniza. Debido a esto el aceite debe ser capaz: de producir poca contaminación, evitar la corrosión del motor por acción de humedad tomada del ambiente y capturar todos los residuos sólidos y cenizas que se generan en la combustión.

Cuando se hace el cambio de aceite, si este es de buena calidad saldrá de color negro y más grueso o espeso (con mayor viscosidad) debido a que en su recorrido por el interior por el motor ha capturado desechos sólidos y cenizas, es decir se ha contaminado por residuos. Es un mito decir que un aceite es malo o de baja calidad si sale muy sucio y de color negro, cuando en realidad a cumplido con una de las funciones para el cual fue diseñado.

Si su aceite sale muy delgado o menos denso (con menor viscosidad ) significa que se combinó con sustancia liquida (gasolina, agua, o liquido para frenos) o ha sufrido un sobrecalentamiento, en este caso se requiere un diagnostico mas preciso de un mecánico. 

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     MARS