Motor diesel de dos tiempos
Ciclo de cuatro tiempos utilizado en los motores de gasolina: admisión (1), compresión (2), potencia (3) y escape (4). El lado azul de la derecha es el orificio de admisión y el lado marrón de la izquierda es el orificio de escape. La pared del cilindro es una fina camisa que rodea la cabeza del pistón y que crea un espacio para la combustión del combustible y la génesis de la energía mecánica.
Un motor de cuatro tiempos (también de cuatro ciclos) es un motor de combustión interna (CI) en el que el pistón completa cuatro carreras separadas mientras gira el cigüeñal. Una carrera se refiere al recorrido completo del pistón a lo largo del cilindro, en cualquier dirección. Las cuatro carreras separadas se denominan:
Los motores de cuatro tiempos son el diseño de motor de combustión interna más común para el transporte terrestre motorizado,[1]se utilizan en automóviles, camiones, trenes diesel, aviones ligeros y motocicletas. El principal diseño alternativo es el ciclo de dos tiempos[1].
Las emisiones de escape de los motores de cuatro tiempos, al igual que otros motores de combustión, contienen cantidades significativas de gases de efecto invernadero, así como otras formas de contaminación atmosférica. El uso de motores de cuatro tiempos en automóviles y otras aplicaciones de transporte está programado para ser eliminado en algunas jurisdicciones, y a partir de 2022 otras jurisdicciones importantes están considerando propuestas similares. [2][3][nota 1]
Diferencia entre dos tiempos y cuatro tiempos
El motor Briggs & Stratton de 4 tiempos, también conocido como motor de 4 tiempos, impulsa una gran variedad de equipos eléctricos para exteriores, incluyendo cortacéspedes, generadores, tractores de césped y motocultores. Nuestros motores de 4 tiempos son líderes mundiales en producción y calidad.
En los motores de válvulas en cabeza (OHV), las válvulas están situadas por encima del pistón. El árbol de levas mueve las válvulas mediante un taqué, varillas de empuje y balancines. Los motores OHV de 4 tiempos proporcionan una combustión más eficiente al permitir que la mezcla de aire y combustible se distribuya más uniformemente por la cámara de combustión.
El aire y el combustible entran en el pequeño motor a través del carburador. La función del carburador es suministrar una mezcla de aire y combustible que permita una combustión adecuada. Durante la carrera de admisión, la válvula de admisión entre el carburador y la cámara de combustión se abre. Esto permite que la presión atmosférica introduzca la mezcla de aire y combustible en el orificio del cilindro a medida que el pistón se mueve hacia abajo.
Justo después de que el pistón llegue al final de su recorrido (punto muerto inferior), el orificio del cilindro contiene la máxima mezcla de aire y combustible posible. La válvula de admisión se cierra y el pistón vuelve a subir por el orificio del cilindro. Esto se llama la carrera de compresión del proceso del motor de 4 tiempos. La mezcla de aire y combustible se comprime entre el pistón y la culata.
Cómo funciona un motor de 4 tiempos
La mayoría de los motores de combustión interna funcionan según uno de los dos principios de funcionamiento: un ciclo de dos tiempos o un ciclo de cuatro tiempos. Los motores de cuatro tiempos son el tipo predominante en la aviación general y constituyen el tema de este artículo.
Los motores de pistón se clasifican según el número de pasos distintos que el motor realiza en un ciclo completo. Los motores de dos tiempos completan un ciclo en una revolución del cigüeñal con dos movimientos: una carrera ascendente y otra descendente del pistón que incorpora la admisión, la compresión, la combustión y el escape. Los motores de dos tiempos son comunes en los ultraligeros y en algunas aeronaves más pequeñas, ya que estos motores tienen un menor número de piezas, lo que los hace más sencillos de manejar y más baratos de adquirir y mantener.
Los motores de cuatro tiempos son el tipo de motor más común en la industria de la aviación general y es este tipo de motor el que estudiaremos más adelante. Un motor de cuatro tiempos necesita dos revoluciones del cigüeñal para completar un ciclo del motor, con el pistón moviéndose 180° para completar cada paso del ciclo. Un ciclo de cuatro tiempos incluye un paso de admisión y compresión (una revolución del cigüeñal) y un paso de potencia y escape (una revolución del cigüeñal).
Motor de dos tiempos
El motor de cuatro tiempos es el tipo más común de motor de combustión interna y se utiliza en varios automóviles (que utilizan específicamente gasolina como combustible) como coches, camiones y algunas motos (muchas motos utilizan un motor de dos tiempos). Un motor de cuatro tiempos proporciona una carrera de potencia por cada dos ciclos del pistón (o cuatro carreras del pistón). A la derecha hay una animación (Figura 1) de un motor de cuatro tiempos y una explicación más detallada del proceso.
El rendimiento térmico de estos motores de gasolina varía según el modelo y el diseño del vehículo. Sin embargo, en general, los motores de gasolina convierten el 20% del combustible (energía química) en energía mecánica, de la que sólo el 15% se utilizará para mover las ruedas (el resto se pierde por la fricción y otros elementos mecánicos)[2] Una forma de mejorar la eficiencia termodinámica en los motores es mediante una mayor relación de compresión. Esta relación es la diferencia entre el volumen mínimo y el máximo en la cámara del motor (visto como TDC y BDC en la figura 2). Una relación más alta permitirá la entrada de una mayor mezcla de combustible y aire, lo que provocará una mayor presión, lo que conducirá a una cámara más caliente, que aumentará la eficiencia térmica[2].