En el mundo del automovilismo, la tracción se define como el mecanismo que permite llevar la fuerza y el movimiento generado por el motor hasta las ruedas para que el vehículo se mueva. Las marcas y las necesidades del mercado hoy en día nos ofrecen un gran número de opciones para elegir: FWD, RWD, AWD y 4WD (o 4x4).
Tipos de Tracción
Tracción FWD (Front Wheel Drive)
FWD, o también conocida en español como tracción delantera, es la más usual de todas y consiste en que el motor transmite la fuerza solamente a las ruedas delanteras, siendo el eje frontal el encargado de mover el auto, además de doblar y frenar. Las marcas más accesibles prefieren este sistema, ya que economiza costos y simplifica la fabricación de los vehículos. Para el usuario, este representa un sistema confiable y seguro para la vida diaria, siendo la ciudad el lugar ideal para este tipo de tracción.
Tracción RWD (Rear Wheel Drive)
RWD o tracción trasera es el sistema donde el motor envía el movimiento al eje trasero, es decir, el eje delantero queda liberado de tener que mover el auto y toda la potencia se va a las ruedas posteriores. Esto equilibra el vehículo, ya que el movimiento de piezas de transmisión hacia atrás distribuye mejor el peso, quedando más holgado el eje delantero. Este sistema es muy utilizado en autos de alto rendimiento y camionetas pick-up, debido a que otorga más potencia, porque el auto es empujado desde atrás apoyado por su propio peso, lo que le permite desenvolverse bien en cualquier tipo de terreno.
Tracción AWD (All-Wheel Drive)
AWD o tracción total es un sistema donde todas las ruedas reciben fuerza del motor. Esta fuerza es controlada por un computador que decide en tiempo real qué porcentaje de potencia otorga a cada rueda, dependiendo de las condiciones de adherencia al terreno y estilo de conducción. Este sistema es ideal para condiciones de caminos cambiantes, ya que se adapta fácilmente a la ruta sin que el conductor tenga que hacer nada. Como desventaja, esta modalidad implica un mayor consumo de combustible al existir un mayor número de piezas agregando peso al motor.
Tracción 4WD (Four Wheel Drive)
4WD o tracción a las 4 ruedas (4x4), este sistema entrega fuerza a las cuatro ruedas, pero a diferencia de la tracción AWD, en esta modalidad es el conductor quien determina cuándo y cómo debe usarse la tracción. Las opciones más comunes son:
- 2H: Da tracción en un eje del vehículo (2 ruedas) a una velocidad promedio. Usualmente utilizado para su uso en ciudad o condiciones normales.
- 4H: Da tracción en las 4 ruedas considerando una velocidad adecuada. Usado en caminos de tierra o resbalosos, esperando tener una velocidad moderada a alta.
- 4L: También da tracción en cuatro ruedas, pero considerando la opción en baja velocidad.
La verdad es que no hay un sistema de tracción mejor que otro, lo que sí existe es un abanico de sistemas que se acomodan mejor a la necesidad de cada usuario y por ello es el conductor quien debe definir dónde y cómo va a usar su auto antes de comprarlo.
El Motor: El Corazón del Automóvil
Las partes del motor de un auto constituyen una verdadera maravilla moderna. El motor se puede identificar como una gran pieza de metal que está ubicada, generalmente, en la parte frontal del vehículo. El motor es una máquina que transforma la energía química del combustible en energía mecánica, es decir, en movimiento. De la energía producida por el combustible sólo se aprovecha alrededor del 40%, debido a pérdidas energéticas como los gases de escape, sistema de refrigeración, etc. El motor es el encargado de generar la fuerza que mueve el vehículo, pero es el conductor quien tiene acción directa sobre la fuerza generada por el motor mediante los mandos del vehículo.
Componentes del Motor
- Cilindros: Pueden ser 1, 2, 4, 6, 8 o 16 piezas metálicas fundidas en bloque. Las mismas funcionan gracias a conductos de agua de refrigeración y aceite de lubricación. La cantidad de cilindros refleja el potencial que puede llegar a tener un motor, así como el nivel de consumo de gasolina. Por lo general, los vehículos de uso común cuentan con cuatro cilindros. En cada uno de ellos se desarrolla la secuencia de cuatro tiempos del motor, que implica la transformación del combustible en fuerza mecánica.
- Pistones: Se encuentran al interior de los cilindros y cumplen una función de pared, ya que evitan la fuga de combustibles y gases durante el proceso de transformación de la materia. Se caracterizan por sus movimientos ascendentes y descendentes, los cuales generan una presión sobre los canales de entrada de elementos y salida de los gases. Los pistones están unidos a dos elementos, por un lado está la biela, que es el brazo que soporta su movimiento. Por el otro lado, se encuentra el cigüeñal, una manivela de contrapeso que produce un efecto circular de la biela y el pistón, facilitando su repetición, tal como los pedales de una bicicleta.
- Culatas: Es la tapa superior de todo el conjunto de cilindros. Aquí se encuentran ubicadas algunas importantes partes del motor de un auto, como la válvula de admisión de aire y gasolina y la válvula de escape de gases. Ambas tienen sus respectivas compuertas de entrada y salida. También en la culata se encuentran las bujías, que cumplen un rol de “chispero” y el árbol de levas, que controla el movimiento de las válvulas a modo de temporizador.
- Cárter: Cumple un rol de balde o bandeja en la parte de abajo del motor.
Los Cuatro Tiempos del Motor
- Admisión: Se origina a partir de un movimiento descendente del pistón, ubicado al interior del cilindro. Este desplazamiento hacia abajo permite la apertura de la válvula que inyecta una cantidad determinada de combustible y aire.
- Compresión: Se realiza una vez que las puertas de las válvulas están cerradas y el pistón regresa con un movimiento ascendente. La presión al interior del cilindro permite una mixtura comprimida entre aire y combustible, en alta temperatura.
- Explosión (o golpe de poder): La mezcla generada anteriormente es un material necesario para que entre en juego la bujía, que cumple un rol de chispero. La explosión resultante hace que el pistón vuelva a bajar con una gran fuerza.
- Escape: Estos cuatro tiempos se repiten de forma continua mientras el vehículo está encendido, multiplicando el potencial al momento de la aceleración y permitiendo la fuerza necesaria para el desplazamiento del vehículo. Este es un proceso que se va repitiendo en cada uno de los cuatros cilindros, de manera acompasada, decenas de veces por segundo.
Las partes del motor de un auto no son las únicas que cumplen una función fundamental. Son solo algunas de las piezas que alimentan un complejo modelo que permite el desplazamiento de un vehículo a distintas velocidades.
Sistemas Auxiliares del Motor
- Sistema eléctrico: La batería permite los impulsos eléctricos del automóvil y se ve ligada al motor a través de correas.
- Lubricación: Se realiza a presión y sirve para disminuir la fricción y el desgaste de las partes del motor.
- Sistema de combustible: Está compuesto por un estanque, un conducto transmisor y una bomba.
Sistemas Adicionales del Motor
- Alimentación: Encargado de suministrar el combustible.
- Distribución: Regula la entrada de aire y la salida de los gases quemados.
- Arranque: Responsable de la puesta en marcha del motor.
- Lubricación: Encargado del engrase de los elementos de fricción, como actividad principal, y de la refrigeración, de forma indirecta, para reducir el desgaste de las piezas.
- Refrigeración: Regula la temperatura de trabajo del motor y de los elementos calientes.
- Escape: Su función es el tratamiento de los gases quemados y su expulsión al exterior.
El Proceso de Mezcla e Ignición
La mezcla aire gasolina se realiza en el carburador, y en los motores de inyección se produce en los conductos de admisión o en el interior del cilindro. La ignición se provoca mediante una chispa eléctrica.
Fases del Funcionamiento del Motor
- Admisión: El pistón baja y aspira la mezcla (gasolina aire) a través de la válvula.
- Compresión: El pistón sube nuevamente y comprime la mezcla aspirada en el tiempo de admisión. Las válvulas se encuentran cerradas.
- Explosión: Antes de que baje nuevamente el pistón, salta una chispa en la bujía produciéndose la explosión de la mezcla comprimida, empujando con fuerza el pistón hacia abajo, que es la que se aprovecha para mover el vehículo.
- Escape: El pistón sube nuevamente, arrastrando y expulsando al exterior a través de la válvula de escape los gases producidos por la explosión.
El movimiento del pistón es lineal (de arriba a abajo y viceversa) el cual se transforma en circular (rotatorio de las ruedas) por el mecanismo biela-cigüeñal.
Motor Diésel
La mayor parte de los vehículos industriales y de gran tonelaje tienen motor diésel. En el motor diésel la mezcla aire carburante se realiza en los cilindros, para su combustión en el momento de la inyección. El funcionamiento del motor diésel está conformado por cuatro acciones diferentes, llamadas tiempos.
Tiempos del Motor Diésel
- Tiempo de Admisión: El aire se introduce en el cilindro.
Sistemas de Alimentación
- Carburador: Mezcla la gasolina y el aire. Por una parte llega la gasolina desde el depósito y por otra el aire desde el exterior debidamente filtrado. En la actualidad, este sistema está prácticamente en desuso, siendo sustituido por sistemas de inyección.
- Inyección: Una bomba inyecta combustible a presión en el conducto de admisión, justo antes de la entrada al cilindro. A través de diferentes sensores se consigue que en cada momento y a cada cilindro entre la cantidad necesaria de combustible.
- Inyección indirecta: La inyección del combustible se realiza antes de la cámara de combustión.
- Inyección directa: El combustible se inyecta directamente en la cámara.
Componentes Internos del Motor
- Cilindros: Espacios donde se alojan las camisas y con las que forma unas cavidades por donde circula el líquido refrigerante.
- Camisas: Alojan los pistones, que se mueven en el interior, desde el PMS (Punto Muerto Superior) al PMI (Punto Muerto Inferior).
- Conductos de lubricación: Por donde el aceite es conducido hacia los elementos que lo requieren.
- Apoyos: Cojinetes o rodamientos donde se monta el cigüeñal.
Los pistones, impulsados por la fuerza de los gases de la combustión, generan un movimiento rectilíneo. Este movimiento se transmite mediante las bielas al cigüeñal. Los pistones tienen unos anillos metálicos que permiten que, a pesar del movimiento, la parte superior del cilindro sea hermética e impida el escape de los gases producidos.
- Cámara de combustión: En los motores diésel es donde se mezclan el aire con el combustible y se produce la combustión. En los motores de gasolina es donde la bujía produce la chispa que provoca la explosión.
- Orificios y mecanismos de admisión y escape: Para la entrada de aire y la salida de los gases quemados.
- El árbol de levas: Mecanismo encargado de accionar las válvulas que abren y cierran los orificios de admisión y escape.
- Es un disco: Solidario al cigüeñal, que transmite el movimiento del motor al embrague. Permite disminuir las vibraciones que se producen en el interior del motor.
Características Comparativas del Motor Diésel
- Admite aire comprimiéndolo, inyectando luego combustible. No precisa sistema de encendido. La combustión se produce por autoencendido. Utiliza equipo de inyección de combustible.
- Admite mezcla (aire combustible) comprimiéndola y su combustión se produce mediante una chispa eléctrica. Utiliza sistema de encendido para que se produzca la chispa e inflame la mezcla carburada. Utiliza carburador.
- Tiene un mejor rendimiento energético (más kilómetros por litro).
- No posee sistema de encendido. Dura más y es más fiable.
- El par motor es más constante. El aceite de lubricación tiene que ser de mejor calidad. Más peso por unidad de potencia y menor aceleración (reprise). Precisa de una mantención más constante. Mayor costo de adquisición.
Sistema Electrónico de Control Diésel (EDC)
Es el encargado de introducir el combustible y el aire en el cilindro. Los vehículos actuales dosifican el combustible que entra en los cilindros mediante un sistema electrónico, llamado EDC (del inglés Electronic Diesel Control), que regula la cantidad y el momento de inyección de combustible a través de la bomba, si se trata de bomba inyectora, y los inyectores, si se trata de un sistema de inyector-bomba o common rail. Recibe información, entre otras señales, sobre la velocidad del vehículo, las revoluciones del motor, la temperatura del aire y del agua, etc.
Regulación por Bomba Inyectora
- Bomba equipada con servomecanismos controlados por el EDC.
- Dosifica la cantidad de combustible.
- Regula el momento de la inyección.
Regulación por Inyector-Bomba
Las señales del EDC actúan sobre la electroválvula del inyector, regulando la cantidad y el momento de la inyección.
Regulación en Common-Rail
Las señales del EDC actúan sobre el inyector, del mismo modo que en la regulación por inyector-bomba y, además, abren el inyector.
Sobrealimentación del Motor
Se sobrealimenta un motor cuando el aire entra en el cilindro a presión. Dicha presión se genera mediante un compresor volumétrico o un turbocompresor.
- Gira, movido por el cigüeñal y al mismo tiempo que éste. Trabaja a bajas revoluciones. Resta potencia al motor.
- La primera (turbina), gira movida por los gases de escape. La segunda (compresor), gira por efecto de la turbina a través del eje.
Ventajas del Turbocompresor
- Aporta mayor potencia y par que otros sistemas.
- Tiene menor tamaño.
Cuidados del Turbocompresor
El turbocompresor trabaja a muchas revoluciones (160.000 rpm, los más modernos) y se lubrica y refrigera mediante el aceite del propio motor.
- Al arrancar, en época de bajas temperaturas, rodar con poco recorrido del acelerador para que el turbo no trabaje hasta que el motor se caliente y llegue bien el aceite.
- Antes de parar el motor, rodar con poco recorrido del pedal los 3 últimos minutos o, si no es posible, dejar ese tiempo el motor a ralentí.
- No acelerar antes de parar el motor, ni al arrancar.
- Atender a las indicaciones del fabricante en lo que a períodos de cambio de aceite y características del mismo se refiere.
El Intercambiador de Calor o Intercooler
Normalmente, los gases al comprimirse se calientan y pierden densidad. En el caso del turbo compresor este fenómeno es negativo, ya que entra menos oxígeno para la combustión y, consecuentemente, la potencia del motor disminuye.
Par Motor
Es el trabajo que es capaz de realizar un motor, o dicho de otra forma, la fuerza que es capaz de ejercer un motor en cada giro. En un motor, la fuerza (F) que ejercen los gases procedentes de la combustión sobre la cabeza del pistón, empujándolo hacia abajo, se transmite al eje motor (cigüeñal) a través de la biela y el propio codo del cigüeñal. El par de giro (M) o par motor se calcula en base a la fuerza aplicada por la distancia (R) al centro de rotación y se mide generalmente a la salida del cigüeñal.
- Es la máxima fuerza que puede proporcionar el motor.
- Un motor es elástico cuando es capaz de mantener el par en su valor máximo durante un amplio margen de revoluciones.
- Los motores más modernos son excelentes por su par elevado, disponible desde los regímenes de revoluciones más bajos.
Potencia
La potencia es la cantidad de trabajo que realiza un motor en un tiempo determinado, o lo que es lo mismo, a qué velocidad se puede desarrollar ese trabajo. La potencia viene determinada por las revoluciones del motor y la fuerza (par) que se genera en cada momento. La potencia máxima se consigue con las revoluciones muy altas.
Una parte importante de la energía producida en el motor se pierde y no llega a las ruedas. Es importante utilizar el petróleo diésel adecuado teniendo en cuenta que existen específicos para la calefacción de viviendas o máquinas industriales y no son aptos para el uso en los motores. Al circular por lugares donde las temperaturas sean muy bajas, se utiliza el combustible específico para bajas temperaturas.
Mantenimiento del Sistema de Combustible
- Filtro de aire: Se sustituye periódicamente según las indicaciones del fabricante y se limpia especialmente en verano. Con el filtro sucio el motor aspira menos oxígeno y es necesario pisar más el acelerador para mantener la potencia, aumentando el consumo y la contaminación.
- Filtrado del petróleo diésel: Los motores diésel actuales son sofisticados y precisos, por lo que el filtrado es muy importante. Se debe sustituir el filtro por uno de iguales características siguiendo las indicaciones del fabricante.
- Purgado del aire: La existencia de aire en este circuito provoca fallas en el funcionamiento del motor, por lo que está provisto de un purgador para permitir eliminar el aire de las canalizaciones, en especial al sustituir los filtros del circuito. También puede entrar aire al intentar arrancar un vehículo con el depósito de carburante vacío.
- Eliminación del agua: El agua en el petróleo diésel provoca anomalías en el funcionamiento del motor, incluso su detención y puede oxidar los componentes del circuito de alimentación y provocar vapor de agua en la cámara de combustión.
Lubricación del Motor
En el motor existen piezas en continua fricción entre sí (rozamiento), en las que de no ser por la lubricación (engrase) se originaría un desgaste prematuro, así como una elevación de temperatura que produciría la fusión de las superficies en contacto (gripaje).
Mantenimiento del Sistema de Lubricación
- Nivel de aceite: Comprobar periódicamente, mediante la varilla situada en el lateral del motor, en frío (o que lleve parado 3 o 4 minutos) y en posición horizontal, manteniéndolo entre el mínimo y el máximo.
- Cambio de filtro: Cambiarlo periódicamente, según indique el fabricante.
- Cambio de aceite: Para asegurar una correcta lubricación se ha de sustituir periódicamente siguiendo las indicaciones del fabricante, considerando el peso de la carga y el tipo de vía por el que transite.
Si el indicador de control de aceite no se apaga o se enciende durante la marcha, parar inmediatamente el motor.
Refrigeración del Motor
Dentro del motor se producen temperaturas del orden de los 2.000 ºC, pudiendo llegar a producir gripajes entre sus piezas. Este sistema mantiene el motor en su temperatura óptima de funcionamiento, 95 ºC.
Tipos de Refrigeración
- Por aire: El aire refrigera directamente el motor.
- Por líquido refrigerante: Es el más utilizado en todos los vehículos. Se hace pasar el líquido refrigerante alrededor de los cilindros, bajando la temperatura. Después se enfría en el radiador para volver al motor.
Componentes del Sistema de Refrigeración por Líquido
- Líquido refrigerante: Es una mezcla de agua y anticongelante.
- Radiador: Donde se enfría el líquido. Está situado, normalmente, en la parte frontal del vehículo.
- Ventilador: Enfría el líquido del radiador.
- Termostato: Abre o cierra el paso del líquido por el circuito.
- Bomba de agua: Mueve el líquido por el interior del circuito.
Mantenimiento del Sistema de Refrigeración
- Comprobación del nivel de líquido refrigerante con el motor frío en el vaso de expansión del radiador. Ha de mantenerse entre el máximo y el mínimo.
- Comprobación del estado de la correa. Si patina, se rompe o se afloja, no se moverá la bomba y fallará la refrigeración (sobrecalentamiento del motor).
- Sustitución del líquido refrigerante en todo el circuito con líquido refrigerante compuesto, según las instrucciones del fabricante.
Dirección del Vehículo
Su función es la de orientar las ruedas directrices (delanteras normalmente). La dirección debe ser suave y segura. La dirección asistida disminuye el esfuerzo del conductor sobre el volante. Este tipo de dirección es especialmente útil en vehículos pesados.
- Normalmente no precisa de mantenimiento.
El Embrague
Es el sistema encargado de transmitir, en forma y tiempo adecuados, el movimiento del motor a la caja de velocidades. El disco de embrague transmite el movimiento a la caja de cambio. En algunos tipos de vehículos industriales (transportes especiales, grúas autopropulsadas de gran tonelaje, etc.), se integran ambos tipos de embrague a la vez, para evitar daños al de fricción.
El Tacómetro
Los vehículos vienen equipados, excepto en algún caso, con un tacómetro que indica el número de revoluciones del motor (rpm). La mayor parte de ellos tienen diferentes zonas, resaltadas con colores o con indicadores luminosos (leds). Un ralentí demasiado alto provoca un mayor consumo de combustible.
Zonas del Tacómetro
- Zona verde: Indica el mayor rendimiento del motor. Dentro de este abanico verde, la zona óptima de conducción, es donde se produce el mejor empuje. Está comprendida entre el inicio del par máximo y el final del mismo.
Se debe tener en cuenta que:
- El consumo se mide según la potencia obtenida.
- El menor consumo está siempre en la zona más baja de la zona verde.
- A menor número de revoluciones, menor uso de potencia.
- Zona roja: Indica la zona peligrosa, donde el motor puede resultar dañado por exceso de revoluciones. En el caso de la imagen, existe una zona sin color, entre 2.000 y 2.300 rpm, que indica que está cerca de la zona peligrosa. En esta zona se produce un aumento considerable del consumo.
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