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 y Sistemas del Motor
El motor consta de varios sistemas esenciales:
- 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.
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.
Ciclo de Funcionamiento del Motor de Gasolina
- Admisión: El pistón (p) alojado en el cilindro (c) baja y aspira la mezcla (gasolina aire) a través de la válvula (v).
- Compresión: El pistón sube nuevamente y comprime la mezcla aspirada en el tiempo de admisión. Las válvulas se encuentran cerradas.
- Explosión (o tiempo motor): Antes de que baje nuevamente el pistón, salta una chispa en la bujía (b) 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 (e) 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 bielacigüeñal.
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. El aire se introduce en el cilindro durante el Tiempo de Admisión.
En el motor diésel, se comprime el aire admitido, inyectando luego combustible. No precisa sistema de encendido. La combustión se produce por autoencendido. Utiliza equipo de inyección de combustible.
En el motor de gasolina, se 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.
El motor diésel tiene un mejor rendimiento energético (más kilómetros por litro) y no posee sistema de encendido, lo que lo hace más fiable y duradero. El par motor es más constante, aunque el aceite de lubricación debe ser de mejor calidad. Presenta más peso por unidad de potencia y menor aceleración (reprise), además de requerir una mantención más constante y tener un mayor costo de adquisición.
Sistemas de Inyección
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 inyectorbomba 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 del Combustible
- Regulación por bomba inyectora: Bomba equipada con servomecanismos controlados por el EDC, dosificando la cantidad de combustible y regulando 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 inyectorbomba y, además, abren el inyector.
Sobrealimentación
Se sobrealimenta un motor cuando el aire entra en el cilindro a presión. Dicha presión se genera mediante un compresor volumétrico o un turbocompresor.
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.
Cuidados del turbocompresor: 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.
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. Por ejemplo, el vehículo puede subir una pendiente con 360 CV o con 480 CV, en cualquier caso el vehículo subirá, pero lo hará más deprisa con 480 CV. 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.
Mantenimiento del Sistema de Combustible
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.
- 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
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).
- 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
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.
- 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. No se utiliza agua sola.
El líquido refrigerante es una mezcla de agua y anticongelante. El radiador enfría el líquido y está situado, normalmente, en la parte frontal del vehículo. El ventilador enfría el líquido del radiador. El termostato abre o cierra el paso del líquido por el circuito, y la bomba de agua mueve el líquido por el interior del circuito.
- 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 Asistida
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.
Transmisión
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.
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.
- 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.
Sistema de Transmisión
La transmisión de un vehículo es un sistema formado por diversos componentes que transfieren la potencia del motor a las ruedas, permitiendo el movimiento del auto. Junto con transmitir esta potencia, la transmisión regula la velocidad y el par motor, adaptándose a distintas condiciones de conducción.
Componentes de la Transmisión
- Caja de cambio: Es el componente del sistema de transmisión cuyo rol es gestionar y ajustar la relación de marcha entre el motor y las ruedas del vehículo, para adaptarse a diferentes marchas y condiciones de conducción de manera eficiente.
- Embrague: Corresponde a una pieza que está situada entre el volante y la caja de cambios, cuyo destino es acoplar o desacoplar las revoluciones del motor.
- Diferencial: Este elemento es un conjunto de engranajes cuyo destino es permitir que las ruedas motrices giren a distintas velocidades, de esta manera, ayuda a evitar problemas de tracción en las curvas.
- Árbol de transmisión: Conocido también como cardán o eje de transmisión, este componente transmite la potencia del motor desde la caja de cambios hasta el diferencial, y en algunos casos, hasta las ruedas motrices.
- Palieres o semiárboles de transmisión: Estos elementos son barras que están presentes especialmente en autos con tracción delantera o tracción integral (AWD) y trasladan el movimiento directamente a las ruedas motrices, permitiendo que giren y el vehículo se mueva.
- Grupo cónico-diferencial: Este elemento corresponde al dispositivo que otorga la fuerza y velocidad a las ruedas que mueven el auto.
Tipos de Transmisión
El sistema de transmisión puede ser manual o automático.
- Transmisión manual: Quien modifica la relación de transmisión es el conductor a través de la palanca de cambios y el embrague.
- Transmisión automática: Los autos que traen este tipo de transmisión realizan el cambio de marcha por sí solos, haciendo de la conducción un proceso más sencillo.
Consejos para el Mantenimiento del Sistema de Transmisión
Si falla la transmisión, el arreglo sale caro. Por ello, lo recomendable es dar un buen cuidado al auto para prevenir un desgaste prematuro de las piezas. Encontrar dificultades al intentar cambiar de marcha en tu vehículo puede ser una experiencia frustrante y, en algunos casos, peligrosa.
Causas Comunes en Transmisiones Manuales
- Problemas con el Embrague: Un embrague desgastado, dañado o mal ajustado es una de las causas más frecuentes de problemas para cambiar de marcha.
- Desgaste del Disco de Embrague: El disco de embrague es una pieza de fricción que se desgasta con el tiempo debido al uso constante.
- Cable o Varilla del Embrague Desajustados o Dañados: Si el cable está desajustado, estirado o dañado, puede que no se desenganche el embrague completamente al pisar el pedal, lo que dificulta el cambio de marcha.
- Problemas con el Cilindro Maestro o Esclavo del Embrague (Sistemas Hidráulicos): Si hay una fuga de líquido hidráulico, aire en el sistema o un fallo en alguno de los cilindros, la presión no se transmitirá correctamente, lo que dificultará el cambio de marcha.
- Problemas con la Transmisión en Sí: El desgaste interno, la falta de lubricación o daños en los componentes internos pueden impedir el correcto funcionamiento de la transmisión.
- Desgaste o Daño en los Sincronizadores: Con el tiempo, los sincronizadores pueden desgastarse o dañarse, lo que dificulta el cambio de marcha, especialmente a altas revoluciones.
- Nivel de Aceite Bajo o Aceite Contaminado: Un nivel de aceite bajo o un aceite contaminado puede provocar un desgaste prematuro de los componentes internos, dificultad para cambiar de marcha y, en última instancia, fallos en la transmisión.
- Daños en los Engranajes: Si los engranajes están dañados, desgastados o rotos, puede ser imposible cambiar de marcha o mantener una marcha engranada.
- Problemas con el Varillaje de la Palanca de Cambios: Si el varillaje está desajustado, suelto o dañado, puede dificultar el cambio de marcha o hacer que sea imposible seleccionar la marcha correcta.
- Varillas o Cables Sueltos o Desajustados: Con el tiempo, las varillas o cables que conectan la palanca de cambios con la transmisión pueden aflojarse o desajustarse.
- Bujes o Rótulas Desgastadas: Con el tiempo, estos bujes y rótulas pueden desgastarse, lo que provoca holgura y dificultad para cambiar de marcha.
Causas Comunes en Transmisiones Automáticas
- Problemas con el Fluido de Transmisión: Un nivel de fluido bajo, un fluido contaminado o un fluido inadecuado pueden causar problemas para cambiar de marcha.
- Nivel de Fluido Bajo: Un nivel de fluido bajo puede provocar una presión hidráulica insuficiente, lo que dificulta el cambio de marcha.
- Fluido Contaminado o Degradado: Con el tiempo, el fluido de transmisión puede contaminarse con partículas metálicas, suciedad y otros contaminantes.
- Uso del Fluido Incorrecto: Cada transmisión automática requiere un tipo específico de fluido de transmisión.
- Problemas con los Componentes Internos de la Transmisión: Un fallo en alguno de estos componentes puede provocar problemas para cambiar de marcha.
- Fallo en los Solenoides de Cambio: Si un solenoide falla, puede impedir que la transmisión cambie de marcha correctamente.
- Desgaste o Daño en los Embragues o Bandas: Con el tiempo, estos componentes pueden desgastarse o dañarse, lo que provoca deslizamiento de la transmisión, cambios bruscos o la imposibilidad de cambiar de marcha.
- Problemas con el Cuerpo de Válvulas: Si el cuerpo de válvulas está obstruido, dañado o desgastado, puede provocar problemas para cambiar de marcha.
- Problemas Electrónicos: Un fallo en alguno de estos componentes puede provocar problemas para cambiar de marcha.
- Fallo en los Sensores de Velocidad: Si un sensor de velocidad falla, la TCU puede recibir información incorrecta, lo que puede provocar cambios bruscos, deslizamiento de la transmisión o la imposibilidad de cambiar de marcha.
- Problemas con la Unidad de Control de la Transmisión (TCU): Si la TCU falla, puede provocar problemas graves para cambiar de marcha.
Soluciones Generales y Recomendaciones
Una vez identificada la posible causa del problema, es crucial tomar las medidas adecuadas para solucionarlo.
- Verificar el nivel y el estado del fluido de transmisión.
- Ajustar o reemplazar el cable o las varillas del embrague (transmisiones manuales).
- Reemplazar el disco de embrague (transmisiones manuales).
- Verificar y reparar fugas de fluido de transmisión.
- Realizar un mantenimiento preventivo regular.
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