MOTORES DE CUATRO TIEMPOS
18.03.2013 21:351. QUE ES UN MOTOR DE CUATRO TIEMPOS Y COMO FUNCIONAN?
Se denomina motor de cuatro tiempos al motor de combustión interna alternativo tanto de ciclo Otto como ciclo del diésel, que precisa cuatro, o en ocasiones cinco, carreras del pistón o émbolo (dos vueltas completas del cigüeñal) para completar el ciclo termodinámico de combustión. Estos cuatro tiempos son:
Aquí se detallan los diferentes tiempos (actividades realizadas durante el ciclo) y sus características.
- 1-Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.
- 2-Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
- 3-Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a través del inyector el combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas gira 90º respectivamente, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
- 4 -Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.
2. PARTES DE UN MOTOR DE CUATRO TIEMPOS
Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosión o de gasolina se compone de tres secciones principales:
1.Culata
2.Bloque
3.Cárter
CULATA
La culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunos motores), que va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape.
En la culata se encuentran situadas las válvulas de admisión y de escape, así como las bujías. Posee, además, dos conductos internos: uno conectado al múltiple de admisión (para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la combustión sean expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos que permiten la circulación de agua para su refresco..
La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos. Para garantizar un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre ambas piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan durante el funcionamiento del motor.
BLOQUE
En el bloque están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos últimos se consideran el corazón del motor.
La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, así como la forma de su disposición en el bloque. Existen motores de uno o de varios cilindros, aunque la mayoría de los coches o automóviles utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, incluyendo algunos coches pequeños que emplean sólo tres.
3. COMO FUNCIONA UN PISTON?
En sentido general, el pistón o émbolo es el órgano que, en el mecanismo cinemática que transforma un movimiento rectilíneo en uno giratorio, tiene la función de deslizarse alternativamente dentro de su guía (cilindro). El mecanismo, denominado de biela-manivela, está compuesto por pistón, biela y manivela, y encuentra su aplicación natural tanto en máquinas motrices (motores de combustión interna, motores de vapor) como en máquinas operadoras o de trabajo (bombas hidráulicas alternativas, compresores, etc.). Su movimiento no es armónico simple, pero se diferencia muy poco.
En todas las aplicaciones en que se emplea, el pistón recibe (o transmite) fuerzas en forma de presión de (a) un líquido o de (a) un gas.
4. Partes de la biela
Se pueden distinguir tres partes en una biela.
La parte trasera de biela en el eje del pistón, es la parte con el agujero de menor diámetro, y en la que se introduce el casquillo a presión, en el que luego se inserta el bulón, un cilindro o tubo metálico que une la biela con el pistón.
El cuerpo de la biela es la parte central, está sometido a esfuerzos de tracción-compresión en su eje longitudinal, y suele estar aligerado, presentando por lo general una sección en forma de doble T, y en algunos casos de cruz.
La cabeza es la parte con el agujero de mayor diámetro, y se suele componer de dos mitades, una solidaria al cuerpo y una segunda postiza denominada sombrerete, que se une a la primera mediante pernos.
Entre estas dos mitades se aloja un casquillo, cojinete o rodamiento, que es el que abraza a la correspondiente muñequilla o muñón en el cigüeñal.
5. CASQUETERIA BANCADA vs CIGÜEÑAL
El flujo de aceite viene desde la bomba por conductos en el bloque y se introduce por la casqueteria hacia el cigüeñal, hay que tener en cuenta que los casquetes de un motor hacen la función de buje y técnicamente se llaman cojinetes. El aceite debe penetrar entre estos dos y un volumen de aceite pasa y rebosa hacia el carter y otro sigue camino hacia los moñones de biela.
CIGÜEÑAL vs CASQUETES BIELA
El aceite sigue su curso desde los moñones de bancada por un conducto interno hacia los moñones de biela, donde también flota sobre ellos la casqueteria de biela y allí en algunos motores termina el camino rebozando el 100% hacia el carter, pero en otros sigue otra parte hacia el pistón
6. BANCADAS
Se define como soporte de bancada el asiento sobre el cual rueda una muñequilla del cigüeñal (muñequilla de bancada).
El número de los soportes es el elemento característico y depende del número de los cilindros y de su disposición. Aumentando el número de soportes disminuyen las solicitaciones que actúan sobre el cigüeñal; por el contrario, se tiene una mayor absorción de potencia debido al rozamiento en los cojinetes (la pérdida de potencia por cada soporte puede ser de varios CV), y, en ciertos casos, esto obliga a utilizar cigüeñales más largos con sus relativos inconvenientes.
El soporte está generalmente constituido por una mitad excavada en el bloque y la otra mitad por un sombrerete fijado con tornillos al bloque. Tal disposición ha permanecido inmutable durante los años y es característica de los motores de cilindros en línea y en V; en los de cilindros opuestos el cuerpo motor está igualmente dividido en dos mitades y cada soporte está formado por parte en un bloque y parte en el otro, unidos sólida y firmemente entre sí por tornillos. Una solución distinta ha sido adoptada por ejemplo en el Al-fasud, que, a pesar de tener los cilindros opuestos, presenta el bloque de una sola pieza y los soportes atornillados como en el caso de los motores de cilindros en línea. En los motores rotativos de tipo Wankel los soportes están constituidos por una sola pieza fijada sobre los sombreretes.
En el interior de los soportes se montan con interferencia los cojinetes, que pueden ser lisos (de fricción) o de rodamiento (de agujas o de bolas). Cuando el soporte está formado por dos piezas, es muy importante establecer la dirección del plano de unión en función de las direcciones de las cargas máximas originadas por la combustión. Con las disposiciones de las figuras 1 y 2, dicho plano es perpendicular a las direcciones de las cargas máximas, mientras que en la disposición de la figura 3 éstas actúan justamente sobre las zonas de unión, con posibilidad de que surjan problemas inherentes a la continuidad de las superficies de un semisoporte al otro y del orificio de lubricación.
Las fuerzas transmitidas desde el cigüeñal a los soportes son radiales y axiles; las cargas radiales son debidas a las fuerzas generadas por la combustión y a la inercia de las masas excéntricas o de movimiento alternativo; las cargas axiles, de menor entidad, derivan principalmente del accionamiento del embrague, cuando éste va fijado sobre el volante motor. Estas cargas son soportadas por un tope sobre uno de los soportes, generalmente el posterior.
Los cojinetes y sus correspondientes soportes se calculan en relación con el valor de las cargas radiales y de las presiones admisibles. Todos los soportes constitutivos de la bancada son escariados simultáneamente con los sombreretes montados y bloqueados. Puesto que para montar los cojinetes y el cigüeñal es preciso desmontar y volver a montar los sombreretes, éstos tienen unas referencias que permiten su instalación definitiva con absoluta precisión. Tales referencias pueden estar formadas por puntos o por manguitos coaxiales con los tornillos, o bien por perfiles estriados. El par de apriete adquiere una notable importancia, pues si es distinto del prescrito y usado antes de la mecanización se obtiene un agujero que no resulta exactamente circular.
Antes, el mecanizado no era tan preciso como en la actualidad, por lo que los asentamientos de los cojinetes no resultaban perfectamente alineados (diferencias de 0,01-0,02 mm), y se requería un repaso manual de la bancada, mediante la rotación, con el soporte montado, de un mandril cilíndrico de diámetro igual al de los ejes. A veces, especialmente en casos de revisión del motor, dicha operación era efectuada montando el cigüeñal en lugar del mandril, a fin de obtener una perfecta adaptación entre los cojinetes de cada soporte y la correspondiente muñequilla de bancada del cigüeñal.
Normalmente todo el aceite para la lubricación de los cojinetes de bancada y de biela, de los bulones y de los cilindros pasa por los soportes; por tanto, es esencial que los juegos de los cojinetes de bancada sean reducidos, para poder mantener la debida presión del circuito de lubricación (juegos radiales: 0,01-0,03 mm; 0,04-0,06 mm). La fusión de los cojinetes, manifestada por un fuerte golpeteo y por un gran descenso de la presión del aceite, es casi siempre debida a una reducida lubricación, a falta de aceite en el cárter, a la obstrucción de un conducto o a una avería de la bomba o del regulador de presión de aceite.
El descubrimiento de los cojinetes de antifricción o semicojinetes (de acero con finas capas de material de antifricción), de elevada capacidad de carga, ha resuelto casi completamente el problema del desgaste de los cojinetes y de las muñequillas de bancada.
7. BOMBAS DE ACEITE
Las bombas de aceite mas utilizadas en los motores de combustión interna son las de engranajes, generalmente las de dientes helicoidales para reducir el ruido. Existen además otros tipos, como son la bomba de lóbulos y la de paletas, Dichas bombas son capaces de suministrar una presión elevada, incluso a bajo régimen de giro del motor.
Para mejorar su capacidad de aspiración, la bomba de aceite está montada en el bloque motor, normalmente dentro del cárter, sumergida en el aceite.
El giro de los engranajes produce el arrastre del aceite que llega a través del filtro de bomba. El aceite pasa entre los huecos de los dientes de los piñones, por ambos lados del cuerpo de bomba, para salir por el otro extremo a las canalizaciones de engrase.
La presión en el circuito se regula mediante una válvula de descarga, que permite la apertura de un by-pass cuando la presión aumenta excesivamente.
La presión excesiva se produce en los altos regímenes del motor o cuando el aceite está frío, siendo capaz de comprimir el muelle de la válvula de descarga. De éste modo, se mantiene en el valor deseado la presión de aceite del sistema.
Generalmente, la válvula de descarga limita la presión a valores entre 4 y 6 kg/cm². Esa válvula, aunque usualmente se incorpora en la bomba, puede instalarse en cualquier punto de la canalización principal de engrase. El aceite sobrante, objeto de la presión excesiva, se vierte al cárter. La mayoría de las bombas de aceite reciben su movimiento del árbol de levas, sin embargo, algunas bombas son accionadas por el cigüeñal...
8. DE BOMBA DE AGUA
La bomba de agua es el que hace circular el líquido refrigerante en el sistema de refrigeración del motor. Es accionada por una de transmisión y sólo funciona cuando el motor se encuentra encendido, va conectada al cigüeñal y hace circular el agua por el de refrigeración y el motor, esto, se logra el intercambio de calor al ingresar el liquido por el radiador, el cual por corriente de aire disipa la temperatura.
La bomba de agua es un componente vital para el buen funcionamiento del que regula la temperatura con la cual el motor debe trabajar.
Las bombas de agua son responsables de hacer circular el líquido refrigerante a través del bloque de motor, radiador, culata, etc. Así mismo deben asegurar una obturación óptima, ya que las pérdidas de refrigerante ocasionarían calentamientos del motor que podrían causar averías cuantiosas en el peor de los casos. Hoy en las bombas de agua modernas son de fundición de aluminio como los motores de los .
9. ALTERNADOR DE UN MOTOR
Un alternador del motor es una máquina eléctrica, capaz de generar energía eléctrica a partir de energía mecánica, generalmente obtenida por un mecanismo de arrastre desde un motor de combustión interna, tanto alternativo, como turbina de gas o Wankel. La corriente eléctrica producida es corriente alterna, no necesita sistema de regulación de la intensidad o disyuntor como la dinamo. Sin embargo sí necesita un dispositivo de regulación del voltaje y de rectificación, ya que la corriente usada por los sistemas es normalmente continua y obtenida desde una batería o acumulador.
10. INSTALACIONES ELECTRICAS DE UN MOTOR
ALGUNOS COMPONENTES QUE DEBES CONOCER
1. LA FUSILERA
La fusilera, también llamada caja de fusibles, es el elemento principal a la hora de hacer las instalaciones eléctricas del automóvil, a través de ella se conectan todos los componentes y se les coloca un fusible para protegerlos de sobrecargas o cortocircuitos, las fusileras varían dependiendo del modelo y marca del vehículo abajo les coloco algunas imágenes para que puedan identificarla.
2. LOS FUSIBLES:
Se utilizan para proteger los componentes de cortocircuitos, van en la fusilera y tienen diferentes valores dependiendo de la cantidad de corriente que sean capaces de soportar.
Los fusibles traen una especie de alambre en el medio que se funden según su valor o cantidad de corriente que puedan soportar es decir que si por seguridad tú necesitas que en un circuito circule una corriente máxima de 15 A tu puedes colocar un fusible de 15 amperios y si llega a haber una sobrecarga cuando supere los este valor el alambre se funde interrumpiendo así el paso de la corriente y evitando que el componente de dañe por recibir un exceso de corriente.
3. LOS RELES
Existen algunos componentes que consumen una cantidad elevadas de corriente y algunos interruptores no son capaces de soportarla. Para evitar que los interruptores se dañan utilizamos lo relés que lo que hacen es hacer un relevo de un cable donde circula alta intensidad de corriente hacia el componente, el rele es activado por el interruptor y consume mucho menos corriente que el componente en sí.
Para que puedas entender mejor te pongo un ejemplo:
Un electroventilador consume entre 20 y 25 amperios, sin embargo la válvula termostática que activa el electroventilador no es capaz de soportar tal cantidad de corriente, por lo tanto es necesario utilizar un rele este es activado por la válvula termostática y hace un puente entre un cable positiva de la batería hacia el electroventilador, la bobina que activa el rele consume menos de 5 amperios esta es la corriente que recibirá la válvula termostática.
4. LOS RELE DE LUCES INTERMITENTES
Estos componentes se encargan de hacer que la corriente que llega a las bombillas sea intermitente ocasionando que las luces parpadeen, este se utiliza para la conexión de las luces de cruce y las luces de emergencia.
5. LA SWITCHERA
La switchera o conmutador de encendido, tiene varias funciones entre ellas se encuentran recibir la corriente de la batería y entregarla a los accesorios del vehículo cuando hacemos el primer pase a la bobina de ignición y al módulo de encendido, cuando hacemos el segundo pase, le transmite la corriente al motor de arranque para que este mueva el motor del auto y se produzca el encendido.
Por lo antes expuesto, el conmutador de encendido es uno de los componentes más importantes del sistema eléctrico del automóvil ya que si está en mal estado o fue mal instalado es posible que el vehículo no encienda.
6. LA BOCINA O CORNETA
La bocina o corneta, produce una señal sonora, se utiliza en los carros para avisar a otros conductores o a los peatones sobre algo, o para pedir paso, también como señal de saludo, para avisarle a alguien que ya llegamos etc..
7. LAVALVULA DE FRENOS Y VALVULA DE RETROCESO
Cuando estamos conduciendo y vamos a reducir la velocidad necesitamos avisar al conductor de atrás esto lo hacemos encendiendo las luces traseras, pero para no encender un swicth cada vez que vamos a frenar utilizamos una válvula de frenos que se encarga de hacer este trabajo cada vez que pisamos el pedal de freno, es decir cuando pisamos el freno las luces traseras se encenderán automáticamente. Esta Válvula se encuentra ubicada por lo general justo encima del pedal de frenos.
Por otra parte la Válvula de retroceso hace un trabajo similar a la válvula de frenos solo que esta enciende las luces cuando colocamos retroceso, esta válvula se encuentra en la caja de velocidades.
8. LOS BOMBILLOS
Los bombillos se encargan de dar iluminación como todos sabemos pero debemos tener en cuenta que el automóvil utiliza varios tipos de bombillos entre los que se encentran los de un filamento los de dos filamentos, las luces antiniebla y otras que explicare más detalladamente cuando les explique cómo hacer la instalación.
A continuación un gráfico donde pueden observar los diferentes bombillos que usa el automóvil.
Para culminar esta primera parte de las instalaciones eléctricas, debo describir cuales de los circuitos que vamos a conformar deben instalarse con la el swicth de encendido y cuales funcionaran aun cuando el conmutador este apagado.
Circuitos que deben instalarse sin la Switchera
Luces de Posición
Luces de Principales o de Carretera
Luces de Emergencia.
Luces de Freno.
Bocna o corneta.
Todos los componentes descritos anteriormente deben funcionar aun con el conmutador de encendido en off
Circuitos que deben instalarse con la Switchera
Luces de cruce o giro
Luces de retroceso
Electroventiladores
Vidrios eléctricos.
Todos los componentes descritos anteriormente deben funcionar solo cuando hayamos pasado en conmutador de encendido a la posición on
11. BIBLIOGRAFIA
automecanico(automecanico.com)
es.wikipedia
vdubmexico.mx/foro
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