Mecánica del Motor: Distribución, Pistón, Cilindros y Configuraciones

Optimización de la Distribución del Motor (Fases de Válvulas)

AAA (Avance de la Apertura de Admisión):

Se anticipa la apertura de la válvula de admisión. Esto disminuye el estrangulamiento al inicio de la admisión, ya que la válvula ya está parcialmente abierta, permitiendo que los gases frescos entren mejor al ser arrastrados por la salida de los gases quemados.

RCA (Retraso del Cierre de Admisión):

Se retrasa el cierre de la válvula de admisión. Esto mejora el llenado del cilindro al aprovechar la inercia de los gases de admisión que continúan entrando incluso cuando el pistón ha comenzado a subir.

AAE (Avance de la Apertura de Escape):

Se anticipa la apertura de la válvula de escape antes de que el pistón llegue al punto muerto inferior (PMI). Aunque reduce ligeramente la carrera útil de expansión, facilita la evacuación de los gases quemados, reduciendo el trabajo de bombeo durante la carrera de escape.

RCE (Retraso del Cierre de Escape):

Se retrasa el cierre de la válvula de escape más allá del punto muerto superior (PMS). Durante este periodo, conocido como cruce de válvulas o solapo (cuando la válvula de admisión también empieza a abrirse), el barrido de los gases quemados salientes ayuda a succionar la nueva mezcla fresca hacia el cilindro.

El ángulo de cruce es el periodo angular durante el cual ambas válvulas (admisión y escape) se encuentran abiertas simultáneamente.

Componentes del Pistón

Cabeza:

Es la parte superior del pistón, en contacto directo con la combustión. Soporta altas temperaturas y presiones.

Falda:

Es la parte inferior encargada de guiar el pistón dentro del cilindro y soportar los esfuerzos laterales. Suele estar fabricada con un material buen conductor del calor.

Alojamiento de los segmentos:

Son acanaladuras mecanizadas en la periferia de la cabeza del pistón, diseñadas para alojar los segmentos.

Alojamiento del bulón:

Aloja el bulón, pieza que conecta el pistón con la biela, transmitiendo el movimiento. Dispone de orificios para la lubricación del bulón.

Segmentos del Pistón

Son anillos elásticos que se montan en las ranuras del pistón para asegurar un sellado hermético entre el pistón y las paredes del cilindro. Se dividen principalmente en:

• De compresión: Su función principal es mantener la estanqueidad entre la cámara de combustión y el cárter, evitando fugas de presión y transfiriendo calor del pistón al cilindro.
• De engrase (o rascador de aceite): Se encargan de distribuir uniformemente una película de aceite lubricante por las paredes del cilindro y de retirar el exceso de aceite a través de orificios en su alojamiento, devolviéndolo al cárter o contribuyendo a la lubricación del bulón.

Bulón

Es el eje cilíndrico que une el pistón a la biela. Transmite los enormes esfuerzos generados por la presión de los gases durante la combustión. Debe ser muy robusto pero a la vez ligero para minimizar las inercias del conjunto móvil.

Tipos de Cilindros y Camisas

Cilindros sin camisa (integrales):

Son cilindros mecanizados directamente en el material del bloque motor. A menudo requieren tratamientos superficiales especiales para mejorar la resistencia al desgaste y reducir la fricción.

Camisa seca:

Es un cilindro postizo, de material diferente al bloque, que se inserta a presión (embutido) en un alojamiento mecanizado en el bloque. No está en contacto directo con el líquido refrigerante.

Camisa húmeda:

Es un cilindro postizo cuya superficie exterior está en contacto directo con el líquido refrigerante del sistema de refrigeración. Forma parte de las paredes que contienen dicho líquido y requiere juntas de estanqueidad superior e inferior.

Disposición de los Cilindros en el Motor

En línea:

Los cilindros están alineados en una sola fila dentro del bloque motor, uno a continuación de otro.

Opuestos (Bóxer):

Los cilindros se disponen horizontalmente y opuestos por pares (generalmente a 180°). Este diseño favorece un excelente equilibrio de las fuerzas de inercia, ya que el movimiento de un pistón se compensa directamente con el de su opuesto.

En V:

Los cilindros se distribuyen en dos bancadas inclinadas que forman un ángulo determinado (ej. 60°, 90°) en forma de 'V'. Comparten un mismo cigüeñal, resultando en un motor más corto que uno en línea de igual número de cilindros.

En VR:

Es una variante del motor en V con un ángulo muy cerrado entre las bancadas (ej. 15°). Esto permite utilizar una única culata para ambas bancadas, simplificando la construcción, reduciendo el tamaño y peso, y facilitando el mantenimiento.

En W:

Combina conceptualmente dos bloques de cilindros en V (a menudo de tipo VR) sobre un mismo cigüeñal, resultando en una configuración compacta para un gran número de cilindros, similar a una 'W'.