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Ciclos de tiempo del motor de combustión interna
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Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos,
siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en
los coches o automóviles y para muchas otras funciones en
las que se
emplean como motor estacionario.
Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor
de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.
Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor,
tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno
de los cuatro tiempos:
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Ciclos de tiempos de un motor de combustión interna:
1.- Admisión.
2.- Compresión.
3.- Explosión.
4.- Escape. |
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Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos |
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Primer tiempo Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto
Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón,
en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío
dentro de la cámara de
combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado
por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio
movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra
funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-
combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara
de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.
Segundo tiempo Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol
de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este
momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en
el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo
la
mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.
Tercer tiempo Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la
mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa
eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha
mezcla y hace que
explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a
bajar bruscamente y ese
movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se
convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.
Cuarto tiempo Escape.- El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido
el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando
sincrónica-mente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases
acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el
movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la
atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.
De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán
efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se
detenga el funcionamiento del motor.
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CICLO OTTO
El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891). El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar gráficamente, tal como aparece en la ilustración aquí debajo. |
Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma: 1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del cilindro
conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, no así la presión.
2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión que
ha permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla aire-combustible
se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo, el volumen del cilindro se
va reduciendo a medida que el pistón se desplaza. Cuando alcanza el PMS (Punto
Muerto Superior) la presión dentro del cilindro ha subido al máximo.
3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón se
encuentra en el PMS. Como se puede apreciar, al inicio
de la explosión del combustible
la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una vez que el pistón se
desplazahacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo toda su fuerza al cigüeñal,
la presión disminuye mientras el volumen del cilindro
aumenta.
4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede apreciar,
durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el pistón arrastra
hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, es decir, a presión normal,
hasta alcanzar el PMS..
El sombreado de líneas amarillas dentro del gráfico representa el "trabajo útil" desarrollado
por el motor.
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