Motor diesel de cuatro tiempos
Los motores de combustión interna (CI) de cuatro tiempos se han utilizado durante más de 100 años y su diseño no ha cambiado significativamente desde entonces. Cada una de las carreras de un motor de cuatro tiempos se utiliza para una etapa del ciclo de combustión, es decir, hay una carrera para cada una de las etapas de aspiración, compresión, potencia y escape.
En comparación con los motores de dos tiempos, los motores de cuatro tiempos tienen más componentes y pesan más, pero son más eficientes. Los motores de cuatro tiempos pueden funcionar con muchos combustibles diferentes, como la gasolina, el gasóleo, el gas (metano) y los bioaceites (por nombrar algunos tipos de combustible).
La carrera de aspiración introduce aire en la camisa del cilindro (espacio de combustión) a medida que el pistón desciende hacia el punto muerto inferior (PMI). Cuando el pistón llega al punto muerto inferior, las válvulas de admisión se cierran y el pistón vuelve a subir hacia el punto muerto superior (PMI); ésta es la carrera de compresión.
A medida que el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, el aire del cilindro se comprime (el volumen se reduce) y su temperatura y presión aumentan. Poco antes del punto muerto, se inyecta combustible en el espacio de combustión. El combustible se enciende y se produce una explosión controlada.
Diagrama de piezas del motor de 4 tiempos
Los motores de cuatro (4) tiempos se describen junto con sus diversas partes, principios de funcionamiento, ventajas, desventajas, etc. para una comprensión básica. Se capturan muchas imágenes y diagramas para visualizar este motor.
Los motores de cuatro tiempos forman parte del motor de combustión interna. El motor de cuatro tiempos es uno de los tipos de motores de combustión interna más utilizados. El nombre de cuatro tiempos proviene de su mecanismo de funcionamiento.
Este es el centro, o se puede llamar la base del motor. El bloque motor sostiene las demás partes del motor. Se puede entender como un gran bloque que contiene varios bloques pequeños en su interior.
Para entender el funcionamiento de los motores de cuatro tiempos, hay algunas terminologías que debes conocer. Aquí hay algunas terminologías que vamos a utilizar en la comprensión del proceso de trabajo del motor de cuatro tiempos.
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Ciclo de carrera del motor diesel
2. El segundo paso se conoce como carrera de compresión. Aquí el pistón comprime la mezcla de aire y combustible en un volumen menor. Justo antes de la tercera carrera, la de expansión, se produce una chispa a través de los electrodos de una bujía.
3. En la carrera de expansión, el combustible se enciende por la chispa producida por la bujía y arde. Esta combustión hace que los gases se expandan rápidamente y empujen el pistón hacia abajo en el cilindro hasta alcanzar el punto muerto inferior. La acción recíproca del pistón induce la inercia de rotación (momento de inercia) en el cigüeñal.
4. En la cuarta carrera, llamada carrera de escape, el cigüeñal obliga al pistón a volver a subir por el cilindro, expulsando los gases sobrantes por una válvula de escape. Y todo vuelve al punto de partida, listo para repetir todo el proceso.
En un ciclo de 4 tiempos, sólo una de las 4 carreras proporciona nueva energía para hacer girar el cigüeñal. Las cuatro carreras restantes, además de no producir ninguna energía, consumen mucha energía producida en la carrera de expansión. Esta es una de las principales razones de la baja eficiencia de los motores de combustión interna.
Carrera de entrada
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Los motores de combustión interna pueden contener cualquier número de cámaras de combustión (cilindros), siendo común un número entre uno y doce, aunque se han utilizado hasta 36 (Lycoming R-7755). Tener más cilindros en un motor tiene dos ventajas potenciales: en primer lugar, el motor puede tener una mayor cilindrada con menores masas reciprocantes individuales, es decir, la masa de cada pistón puede ser menor, con lo que se consigue un motor de funcionamiento más suave, ya que el motor tiende a vibrar como resultado del movimiento de los pistones hacia arriba y hacia abajo. Si se duplica el número de cilindros del mismo tamaño, se duplicará el par y la potencia. La desventaja de tener más pistones es que el motor tenderá a pesar más y a generar más fricción interna, ya que el mayor número de pistones roza el interior de sus cilindros. Esto tiende a disminuir la eficiencia del combustible y le quita al motor parte de su potencia. Para los motores de gasolina de alto rendimiento que utilizan los materiales y la tecnología actuales, como los motores que se encuentran en los automóviles modernos, parece haber un punto en torno a los 10 o 12 cilindros después del cual la adición de cilindros se convierte en un detrimento general del rendimiento y la eficiencia. Aunque existen excepciones como el motor W16 de Volkswagen.