El Motor de Gasolina de 4 ciclos
Todavía se fabrican muchos barcos de
pequeña eslora, que utilizan lo que es llamado un ciclo de combustión
de cuatro tiempos para convertir la gasolina a movimiento. El ciclo de cuatro
tiempos también es conocido como ciclo de Otto, en honor a Otto Nikolaus quien
lo inventó en 1867. El ciclo es ilustrado en la siguiente figura. Estos son:
Puede observar en la figura que
un dispositivo llamado pistón reemplaza a la tapa en el cañón. El pistón está
conectado a una polea que rota mediante una biela. Mientras se rota, se obtiene
el efecto de "reiniciar el cañón". Así que el pistón comienza otra
vez, la válvula de aspiración se abre y el pistón baja para dejar que el
motor tome aire y gasolina mediante un cilindro durante el proceso de succión.
Sólo una pequeña gota de gasolina se necesita para ser mezclada con el aire
para que funcione. Entonces el pistón se regresa para comprimir esta mezcla de
aire, combustible. La compresión hace que la explosión sea más poderosa.
Cuando el pistón alcanza el límite superior, se emite una chispa para encender
la gasolina. La carga de gasolina en el cilindro explota, haciendo que el
cilindro baje. Una vez que el cilindro bajó se abre la válvula de escape y se
deja que esta deje el cilindro para ir al tubo de escape. Ahora la máquina está
lista para el siguiente ciclo, así que succiona otra carga de gas y...
Observe que el movimiento que viene de una
combustión interna es rotacional, mientras que el movimiento que obtuvo la tapa
es lineal. En una máquina el movimiento lineal es convertido a rotacional por
la polea. El movimiento rotatorio es conveniente porque deseamos rotar las
ruedas del auto como sea.
Hasta ahora el concepto ha sido muy simple. Ahora
veamos todas las partes que trabajan juntas para hacer esta operación.
Partes de un Motor
La figura de la izquierda indica todas las partes en un motor de 4 ciclos
simple. He aquí una simple descripción de cada una, además de un vocabulario
que le ayudará a entender de qué se habla cuando de autos se trata.
Diferentes configuraciones tienen diferentes efectos, costes de fabricación y
características que las hacen más convenientes a algunos vehículos.
Productor
de chispa: Este provee la chispa que enciende la mezcla de aire, combustible
para que pueda ocurrir la combustión. La chispa debe suceder justo en el
momento exacto.
Válvulas:
Las válvulas de succión y descarga se abren en el instante en que la
mezcla entra y cuando sale. Note que las válvulas están cerradas durante
la compresión y la combustión mientras que la cámara de combustión está
sellada.
Pistón:
un pistón es una pieza de metal cilíndrica que se mueve de arriba a abajo
dentro del cilindro.
Anillos
del Pistón: proveen un sello movible entre los bordes exterior e interior
del cilindro. Los segmentos sirven para dos propósitos 1) Previenen que la
mezcla de aire, combustible en la cámara de combustión se filtre durante
la compresión y combustión, y 2) Mantienen al aceite lejos del área de
combustión, donde sería quemado. La mayoría de motores "queman
aceite" y se les debe añadir un cuarto
de litro por cada 1000 Km.
Cámara
de combustión: esta es el área donde la compresión y la combustión
tienen lugar. Mientras el p
istón
se mueve de arriba a abajo, puede ver que el tamaño de la cámara de
combustión cambia. Tiene un volumen máximo y un mínimo. La diferencia
entre el máximo y el mínimo es llamada desplazamiento, y es medida en
litros o en centímetros cúbicos (CC's) donde 1000 cc equivalen a un litro.
Así que si tiene un motor de cuatro cilindros y cada cilindro se desplaza
medio litro, entonces el motor es "un motor de 2.0 litros". Si
cada cilindro se desplaza medio litro y hay 6 cilindros colocados en V tiene
un "3.0 litros V6". Generalmente el desplazamiento le dice algo
acerca de cuánto poder tiene un motor. Un cilindro que desplace medio litro
puede almacenar el doble de aire, combustible que desplaza un cuarto de
litro, y por ello se esperará cerca del doble de poder del cilindro más
grande (si todo lo demás es igual). Así que un motor 2.0 litros es la
mitad de poderoso que uno 4.0 litros. Puede obtener mayor desplazamiento
incrementando el número de cilindros o agrandando la cámara de combustión
(o los dos).
