Componentes y Funcionamiento del Motor de Combustión Interna

Este documento detalla aspectos fundamentales de la mecánica de motores, incluyendo la sincronización de válvulas, la estructura del bloque motor y la culata, así como los materiales y requisitos asociados.

Sincronización de Válvulas

Avance de Apertura de Admisión (AAA)

La válvula de admisión abre antes de que el pistón llegue al punto muerto superior (PMS). Esta acción mejora la entrada de gases frescos al ser arrastrados por los gases quemados residuales.

Retraso de Cierre de Admisión (RCA)

La válvula de admisión cierra cuando el pistón supera el punto muerto inferior (PMI). Esto optimiza el llenado de la cámara de combustión al aprovechar la inercia del fluido de admisión.

Avance de Apertura de Escape (AAE)

La válvula de escape abre antes de que el pistón llegue al PMI. Este avance evita que el pistón sufra contrapresión en la carrera de escape y ascienda con mayor libertad, disminuyendo la cantidad de gases quemados al facilitar su salida.

Retraso de Cierre de Escape (RCE)

La válvula de escape cierra después de que el pistón pasa por el punto muerto superior (PMS). El barrido de gases quemados por la válvula de escape favorece la entrada de gases frescos por la admisión, mejorando el llenado del cilindro.

Tipos de Avance Básico

• Avance inicial
• Avance centrífugo
• Avance por carga

Ángulo de Cruce de Válvulas

El ángulo de cruce se calcula como la suma del Avance de Apertura de Admisión (AAA) y el Retraso de Cierre de Escape (RCE).

Proceso del Motor de Cuatro Tiempos (4T)

1. Admisión
2. Compresión
3. Expansión (o Combustión)
4. Escape

El Bloque Motor

Requisitos Básicos del Bloque Motor

El bloque motor debe cumplir con las siguientes características esenciales:

• Rigidez estructural: Para minimizar la deformación durante el funcionamiento del motor.
• Soporte de periféricos: Debe alojar y soportar diversos componentes auxiliares del motor.
• Masa elevada: Para amortiguar ruidos y vibraciones generados por el proceso de combustión.
• Conductos integrados: Debe estar provisto de conductos internos para la lubricación y la refrigeración.

Tipos de Cilindros y Camisas

Cilindros sin Camisa (Bloques Integrales)

El cilindro está mecanizado directamente en el bloque motor, a menudo con un recubrimiento especial o un embutido a presión para mejorar su durabilidad.

Cilindros con Camisa Húmeda

La camisa tiene contacto directo con el líquido refrigerante y se monta con un juego específico para facilitar su reemplazo en caso de desgaste o daño.

Disposición de los Cilindros

• En línea
• Bóxer
• En V
• VR
• En W

Materiales del Bloque Motor

Los materiales para el bloque motor deben cumplir con las siguientes propiedades:

• Rigidez
• Facilidad para evacuar el calor
• Resistencia a la corrosión
• Buena fabricabilidad

Fundición de Hierro (Gris)

Tradicionalmente utilizado para todas las camisas. En el caso de cilindros sin camisa, se emplea una aleación de cromo-níquel para aumentar la resistencia.

Fundición de Aluminio

Es el material más utilizado actualmente debido a su ligereza y capacidad de disipación térmica. Requiere un recubrimiento especial, como el Nikasil, para aumentar la resistencia al desgaste de las paredes del cilindro.

Daños Comunes en el Bloque Motor

• Desgaste
• Gripaje

La Culata del Motor

La culata es un componente crucial que sella la parte superior de los cilindros y alberga numerosos elementos esenciales para el funcionamiento del motor.

Componentes Integrados en la Culata

• Conductos de admisión y escape (comúnmente llamados "pipas")
• Elementos de la distribución (válvulas, asientos, guías de válvula)
• Conductos de refrigeración y lubricación
• Orificios para bujías e inyectores
• Parte o la totalidad de la cámara de combustión

Cualidades Esenciales de la Culata

• Resistencia a la presión de los gases de combustión
• Capacidad para evacuar el calor eficientemente
• Resistencia al ataque químico de los gases y fluidos
• Buen intercambio de gases (admisión y escape)
• Mantenimiento de la estanqueidad para evitar fugas

Materiales de la Culata

• Fundición de hierro
• Aluminio (el más utilizado actualmente por su ligereza y conductividad térmica)

Materiales de la Tapa de Balancines

Los materiales más empleados para la tapa de balancines son:

• Chapa de acero
• Aluminio
• Plástico (actualmente muy común por su ligereza y reducción de ruido)