Un motor de automóvil, también conocido como motor de combustión interna (ICE), es una máquina que transforma la energía química del combustible en energía mecánica, es decir, en movimiento. Esta energía mecánica es la que, finalmente, impulsa las ruedas y permite que el vehículo se mueva.
Componentes Clave de un Motor de Automóvil
Antes de sumergirnos en el ciclo de funcionamiento, es crucial identificar los componentes principales que interactúan para hacer posible la combustión y la transferencia de energía:
- Bloque del Motor: La estructura principal que alberga los cilindros. Tradicionalmente fabricado en hierro fundido o aleaciones de aluminio.
- Cilindros: Espacios dentro del bloque donde se produce la combustión. El número de cilindros (generalmente 4, 6, u 8) influye en la potencia del motor.
- Pistones: Componentes móviles que se desplazan hacia arriba y hacia abajo dentro de los cilindros, comprimiendo la mezcla de aire y combustible y transmitiendo la fuerza de la combustión al cigüeñal. El movimiento lineal del pistón se transforma en rotatorio mediante el mecanismo biela-cigüeñal.
- Anillos del Pistón: Sellos metálicos que se ajustan a las ranuras del pistón para evitar que los gases de combustión se filtren al cárter y controlar el aceite en las paredes del cilindro.
- Cigüeñal: Un eje rotatorio al que están conectados los pistones a través de las bielas. Convierte el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotacional, que se utiliza para impulsar las ruedas.
- Bielas: Conectan los pistones al cigüeñal, transmitiendo la fuerza de la combustión.
- Culata: Se encuentra en la parte superior del bloque del motor y alberga las válvulas de admisión y escape, así como las bujías (en motores de gasolina).
- Válvulas de Admisión: Se abren para permitir que la mezcla de aire y combustible entre en el cilindro. Introduce combustible y aire al cilindro.
- Válvulas de Escape: Se abren para permitir que los gases de escape salgan del cilindro. Recoge y expulsa gases quemados (CO, NOx).
- Árbol de Levas: Un eje rotatorio que controla la apertura y el cierre de las válvulas. La sincronización precisa del árbol de levas es crucial para el rendimiento del motor.
- Bujías: En motores de gasolina, proporcionan la chispa necesaria para encender la mezcla de aire y combustible. En motores diésel, la alta compresión genera el calor suficiente para la autoignición del combustible.
- Sistema de Encendido: En motores de gasolina, genera y distribuye la chispa a las bujías en el momento preciso.
- Sistema de Combustible: Suministra el combustible al motor. En motores más antiguos, esto se hacía mediante un carburador. Actualmente, la inyección electrónica es el método más común y preciso.
- Sistema de Lubricación: Suministra aceite a las partes móviles del motor para reducir la fricción y el desgaste, reduciendo rozamiento y temperatura interponiendo una película de aceite.
- Sistema de Refrigeración: Remueve el exceso de calor del motor para evitar el sobrecalentamiento, manteniendo el motor en ~95 ºC.
- Sistema de Escape: Canaliza los gases de escape fuera del motor y los reduce los contaminantes mediante el convertidor catalítico.
El Ciclo de Cuatro Tiempos: El Corazón del Motor
La mayoría de los motores de automóviles modernos operan bajo un ciclo de cuatro tiempos, que comprende las siguientes etapas:
- Admisión: El pistón se mueve hacia abajo, creando un vacío en el cilindro. La válvula de admisión se abre, permitiendo que la mezcla de aire y combustible (en motores de gasolina) o aire solamente (en motores diésel) entre en el cilindro.
- Compresión: El pistón se mueve hacia arriba, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Ambas válvulas (admisión y escape) están cerradas. La compresión aumenta la temperatura de la mezcla, preparándola para la combustión. La relación de compresión (la relación entre el volumen del cilindro cuando el pistón está en su punto más bajo y su punto más alto) es un factor clave en el rendimiento del motor.
- Combustión (o Explosión): En motores de gasolina, la bujía genera una chispa que enciende la mezcla comprimida de aire y combustible. En motores diésel, el combustible se inyecta directamente en el cilindro, donde la alta temperatura causada por la compresión provoca la autoignición. La combustión genera una rápida expansión de los gases, que empuja el pistón hacia abajo con gran fuerza. Esta es la carrera que produce la energía.
- Escape: El pistón se mueve hacia arriba, empujando los gases de escape fuera del cilindro a través de la válvula de escape, que se abre en este tiempo.
Este ciclo se repite continuamente mientras el motor está en funcionamiento. Cada cilindro realiza este ciclo en secuencia, generando un flujo constante de energía que impulsa el cigüeñal.
Diferencias entre Motores de Gasolina y Diésel
Si bien ambos tipos de motores operan bajo el principio del ciclo de cuatro tiempos, existen diferencias significativas en su diseño y funcionamiento:
- Método de Ignición: Los motores de gasolina utilizan una chispa generada por la bujía para encender la mezcla de aire y combustible. Los motores diésel, en cambio, utilizan la alta compresión para aumentar la temperatura del aire en el cilindro, lo que provoca la autoignición del combustible cuando se inyecta.
- Relación de Compresión: Los motores diésel tienen relaciones de compresión mucho más altas que los motores de gasolina (típicamente entre 14:1 y 25:1, en comparación con 8:1 a 12:1 para los motores de gasolina). Esta alta compresión es necesaria para generar la temperatura suficiente para la autoignición.
- Sistema de Combustible: Los motores de gasolina utilizan sistemas de inyección de combustible o carburadores para mezclar el combustible con el aire antes de que entre en el cilindro (o directamente en el cilindro en los sistemas de inyección directa). Los motores diésel utilizan sistemas de inyección directa, donde el combustible se inyecta directamente en el cilindro a alta presión.
- Eficiencia: Los motores diésel suelen ser más eficientes que los motores de gasolina, ya que la alta compresión permite extraer más energía del combustible.
- Par Motor: Los motores diésel suelen producir más par motor (fuerza de torsión) a bajas revoluciones que los motores de gasolina, lo que los hace ideales para vehículos que necesitan transportar cargas pesadas o remolcar. Es la fuerza de giro que entrega el motor y depende de la fuerza de los gases sobre el pistón y del brazo (radio) en el cigüeñal.
¿Cómo funciona un motor diésel?
Un motor diésel aspira aire, lo comprime dentro de los cilindros para aumentar su temperatura y luego inyecta diésel, que se enciende por el calor generado. Esta combustión produce una explosión que empuja los pistones, generando movimiento. Luego, los gases resultantes se expulsan y el ciclo se repite continuamente, permitiendo que el motor funcione.
El ciclo que se repite y hace funcionar el motor diésel es de cuatro tiempos, existiendo las siguientes etapas:
- Admisión: El aire ingresa al cilindro a través de la válvula de admisión mientras el pistón desciende.
- Compresión: Con la válvula de admisión cerrada, el pistón asciende, comprimiendo y calentando el aire. Luego, se adiciona combustible al aire caliente a través de la válvula de inyección.
- Explosión: El combustible inyectado en el aire caliente se enciende, generando una explosión que empuja el pistón hacia abajo. Este movimiento se transmite al cigüeñal y luego a las llantas.
- Escape: La válvula de escape se abre y los gases de combustión son expulsados cuando el pistón sube, reiniciando el ciclo.
De este modo se genera movimiento en el pistón y el cigüeñal, el que, a la vez, envía el movimiento al sistema de transmisión por medio del volante motor para que siga su camino hacia las llantas.
¿Cómo mantener un motor diésel?
Al igual que cualquier auto, si no cuidas bien el motor de tu vehículo diésel, acortarás su vida útil. Para que esto no te ocurra, te dejamos algunos consejos para mantener tu motor en buen estado:
- Revisa el nivel de aceite constantemente.
- Mantén el motor diésel limpio.
- Realiza mantenimientos preventivos.
- No conduzcas con el tanque de combustible vacío.
- Usa combustible de buena calidad.
- Vigila las revoluciones por minuto del motor.
- Reemplaza los filtros.
- No apagues el vehículo de inmediato luego de un viaje largo.
- Antes de partir, espera que el motor se caliente.
Al igual que en un motor a gasolina, un motor diésel debe mantenerse lubricado, sin embargo, el aceite lubricante es diferente debido a que debe soportar una mayor temperatura.
El aceite lubricante en un motor diésel cumple tres funciones:
- Mantiene funcionando los componentes del motor sin complicaciones.
- Reduce la temperatura del proceso.
- Ayuda a la limpieza interna del motor.
Puedes revisar a diario o cada tres días el nivel de aceite de tu motor, ya que si este se encuentra bajo, el motor podría dañarse. Por ello, es importante que, de manera regular, elimines químicos y otros residuos que puede haber en tu motor. Un vehículo con sus mantenimientos preventivos al día no debería presentar daños graves. Estas revisiones se pueden realizar de dos a tres veces al año, en un taller mecánico de confianza.
En el caso de los motores diésel, conducir con un nivel de combustible mayor al 25% de su capacidad, además de prevenir la situación de quedarse sin combustible, contribuye a cuidar el motor. Si no le cargas combustible a tu vehículo antes de que el tanque llegue a un cuarto de su capacidad, las impurezas se pueden acumular en el fondo y llegar al sistema de alimentación, pudiendo dañar los componentes del motor.
Es vital que utilices combustible de buena calidad para cuidar la vida de tu motor diésel. Averigua cuál es la recomendación del fabricante y utiliza solo ese tipo de combustible.
En un motor diésel, las revoluciones por minuto (RPM) son muy importantes para mantenerlo en buenas condiciones. Por esta razón, cuando aceleres desde cero, hazlo en primera, y no circules por debajo de dos mil RPM, puesto que esto produce que el motor se sobre exija, reduciendo su vida útil.
Es fundamental que reemplaces los filtros de combustible y de aceite cada cierto tiempo. Además, debes saber que tienes que sustituir al tiempo el filtro de aceite con el aceite lubricante; y el filtro de combustible con el filtro separado de agua y combustible.
Lo recomendable es que, luego de un viaje largo, permanezcas al menos un minuto con el pie en el freno antes de apagar el motor para que se enfríe y así evitar que se queme el aceite en la turbina. Cuando el motor está frío, debes esperar unos 30 segundos con el pie en el freno antes de utilizar el vehículo.
Costos a tener en cuenta si tengo un vehículo con motor diésel
Cuando un vehículo con motor diésel no está funcionando de manera óptima, te podrás dar cuenta porque probablemente existirá una pérdida de potencia, humo negro o azulado, vibraciones u otros síntomas. Aun cuando tu auto no presente señales de tener fallas, debes estar revisando las piezas que te nombraremos pues es común que se dañen.
Piezas que tienden a averiarse en un motor diésel
Estas son piezas de un motor diésel que tienden a averiarse, por lo que debes tener especial cuidado con ellas:
- Válvula EGR.
- Filtro antipartículas.
- Inyectores.
- Turbo.
Válvula EGR (Recirculación de gases de escape)
La válvula EGR suele dar problemas a los autos con motor diésel. Esto te ayudará a eliminar parte de la suciedad acumulada. Una válvula EGR original nueva puede costar aproximadamente $200.000, y a esto le debes sumar la instalación.
Filtro antipartículas (FAP o DPF)
El filtro antipartículas atrapa las partículas cancerígenas que emite el motor diésel y las quema para que no sean expulsadas por el tubo de escape. Los autos diésel que tienen FAP requieren de periodos de regeneración, en los que el motor altera su comportamiento y aumenta la temperatura de los gases de escape, de modo de incinerar las partículas que se acumulan en el filtro. Además, la avería del FAP o DPF se relaciona con la excesiva conducción en la ciudad.
Síntomas de fallas del DPF:
- Falla en la regeneración de filtro antipartículas.
- Se enciende la luz de testigo del tablero de DPF o “check engine”.
- Baja la potencia del motor.
- Puedes ver humo.
- Aumento del nivel de aceite.
Investigamos los precios de la reparación del filtro antipartículas de un motor diésel en Chile y tiene un costo aproximado de los $90.000 la inspección y $130.000 la reparación.
Inyectores
Los inyectores son los encargados de suministrar la cantidad correcta de combustible al motor en el momento adecuado. Sin embargo, cuando están dañados o desgastados, pueden causar los siguientes problemas:
- Pérdida de potencia.
- Salida de humo negro desde el tubo de escape.
- Consumo elevado de combustible.
- Arranque difícil.
- Vibraciones.
La falla de los inyectores de un motor diésel suele ocurrir por utilizar combustible de mala calidad, pues esto puede acelerar el desgaste de las piezas internas del motor. Otro tipo de falla de los inyectores se da cuando están sucios, lo que provoca una mala combustión, aumentando el consumo y generando humo negro.
Un inyector original para la Mitsubishi L200 puede costar alrededor de $300.000.
Turbo
Otro de los daños comunes en motores diésel ocurre en el turbo.
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