Un motor de automóvil es un motor de combustión interna que utiliza la explosión de un combustible, encendido de manera provocada mediante una chispa, para expandir un gas que empuja un pistón, el cual está sujeto al cigüeñal por una biela, esta hace las veces de manivela y transforma el movimiento lineal del pistón en rotativo en el cigüeñal.
Un motor de automóvil. Este motor es un V6, lo que significa que tiene seis cilindros y un bloque en forma de "V".
Nicolaus Otto fue la primera persona en construir con éxito en 1876 el tipo de motor de 4 tiempos que más tarde se convertiría en el motor de un automóvil. En 1885, Karl Benz utilizó un motor similar al de Otto para hacer circular un automóvil de tres ruedas. Ese mismo año, Benz empezó a producir y vender automóviles.
El primer motor comercial de dos tiempos con compresión en el cilindro se atribuye al ingeniero escocés Dugald Clerk, que patentó su diseño en 1881.
El motor de combustión interna obtiene su potencia del calor generado por la combustión de combustibles líquidos mezclados con aire (vaporizados).
Se trata sobre todo de "combustibles fósiles" como la gasolina, el gasóleo, el gas natural comprimido (GNC) y el gas licuado de petróleo (GLP) que se extraen del subsuelo y cada vez son más difíciles de encontrar y extraer, pero algunas tecnologías recientes utilizan combustibles sintéticos o renovables como el hidrógeno, que puede producirse por electrólisis utilizando fuentes de energía renovables.
Es un dispositivo mecánico que convierte la energía química (el combustible) en energía térmica y, a continuación, en energía mecánica. El movimiento alternativo (de vaivén) se convierte en movimiento rotatorio (de giro) y se transmite a través de un embrague, una caja de cambios, etc. para mover las ruedas del coche.
Ciclo de cuatro tiempos (o ciclo Otto)1. Admisión 2. Compresión 3. Potencia 4. Escape
Un motor quema una mezcla de combustible y aire en uno o varios tubos metálicos llamados cilindros. Los gases calientes de la combustión se expanden e impulsan un pistón hacia abajo, haciendo girar un cigüeñal y un volante de inercia, que absorbe la energía del combustible quemado y mantiene la rotación hasta el siguiente ciclo. La potencia del cigüeñal giratorio y el volante de inercia es lo que, en última instancia, impulsa las ruedas.
Hay muchos tipos de motor, pero sólo dos: el barato, ruidoso y bastante limitado motor de 2 tiempos, que sólo suele encontrarse en motocicletas pequeñas y máquinas de jardinería, y el más sofisticado motor Otto o de 4 tiempos que se utiliza en coches, camiones y autobuses.
Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el movimiento que realiza el pistón es descendente.
Animación de desplazamiento del motorMovimiento del cigüeñal por un motor de combustión interna de cuatro tiempos.Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiendo el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el segundo tiempo el movimiento del pistón es ascendente.
Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima y en ese momento salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla. Una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. El movimiento del pistón es descendente.
Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo.
La velocidad de los motores de gasolina es más fácil de controlar y suelen ser más ligeros que los diésel equivalentes, que funcionan mejor a velocidad constante y necesitan un turbocompresor para compensar la inercia del diésel.
La gasolina es un combustible "ligero", muy combustible y que se enciende con una bujía eléctrica. El gasóleo (a veces llamado "aceite de vaporización") es un combustible "pesado" más espeso, mucho menos inflamable, que se enciende mediante una compresión muy alta dentro del cilindro. El gasóleo se "inyecta" a través de un tubo colocado en el mismo lugar que la bujía del motor de gasolina. El gasóleo tiende a solidificarse a bajas temperaturas, por lo que suele llevar un "agente anticerumen" para evitarlo.
Puede ser necesario calentar el motor diésel para que funcione. Esto se suele hacer con un calentador eléctrico, pero algunos motores de tractores diseñados para climas fríos a mediados del siglo XX podían utilizar cualquiera de los dos combustibles, y tenían que arrancarse con gasolina; luego, cuando se calentaban, el conductor podía elegir entre utilizar gasolina cara o "aceite vaporizador para tractores" barato, que en algunos países europeos estaba subvencionado y manchado para detectar su uso en vehículos "no autorizados".
MUY PELIGROSO. Los motores utilizan combustible líquido inflamable que puede tener fugas, producen calor que puede inflamar el combustible derramado, son pesados y grandes, por lo que permanecen calientes mucho tiempo después de pararse, producen energía y tienen muchas piezas móviles que pueden aplastar los dedos o engancharse en la ropa para atrapar y lesionar a los incautos, por lo que el motor principal (llamado "motor principal") debe apagarse mucho antes de poder trabajar en un motor. Recuerda que hay otros motores que están alrededor para alimentar a este, como los ventiladores de refrigeración, que pueden estar diseñados para funcionar durante algún tiempo después de apagar el encendido del motor principal).
Nunca se debe abrir el capó ni tocar un motor a menos de estar seguro de que se ha enfriado correctamente, probablemente durante al menos una hora después de parar.
Hay que siempre que todo lo que hay en el compartimento del motor está frío y no pierde combustible ni aceite, y asegúrese de que los demás motores auxiliares también han dejado de funcionar antes de introducir nada bajo el capó (en particular, dedos desprotegidos, pelo largo suelto o ropa colgante).
Los motores de combustión interna varían en el número de cilindros que tienen, así como en el tamaño y la posición de los mismos. Por ejemplo, un Inline-4 tiene cuatro cilindros en línea, y un V-6 tiene tres pares de cilindros en forma de "V", como se ilustra más arriba.
Algunos diseños de Volkswagen utilizaban un inusual motor de cuatro tiempos refrigerado por aire, con dos cilindros a cada lado ("motor de cuatro cilindros horizontalmente opuestos") que se diseñó originalmente para aviones ligeros. Aquí se ilustra uno de ellos, un motor Volkswagen Beetle de 1131 centímetros cúbicos (69 pulgadas cúbicas) de cilindrada total y 25 CV (DIN) de potencia de 1945. Se ha cortado para mostrar una mejor vista del interior. El color naranja corresponde a las superficies cortadas y el verde a la entrada de combustible-aire del carburador (mezclador) que está en el centro, porque tiene que alimentar a ambos lados. El escape, el ventilador de refrigeración y el generador eléctrico o alternador no se muestran. El filtro de aceite y el refrigerador están arriba a la izquierda.
Los motores de combustión interna de los automóviles pueden ser de 2 o de 4 tiempos, y pueden utilizar el encendido por chispa (SI) para los combustibles "volátiles" gasolina o gas licuado de petróleo (GLP) y/o motores diésel de encendido por compresión (CI) (como se ha mencionado).
De forma espectacular. Antes del automóvil, sólo existía la tracción a caballo para el transporte personal a unos 10 - 15 km/h ( aproximadamente el doble de la velocidad al caminar) y el transporte público a vapor alcanzaba unas dos o tres veces esa velocidad.
El motor de combustión interna ha hecho que el transporte personal sea mucho más rápido, hasta unos 100 km/h en carreteras ordinarias. Desgraciadamente, tanto la gasolina como el gasóleo son "combustibles fósiles", ya que se producen por causas naturales a lo largo de millones de años, y nuestro ritmo de consumo hace que no duren eternamente.
Los científicos han probado muchos otros "combustibles sintéticos", pero con un éxito limitado. El automóvil también es responsable, indirectamente, de la forma en que vivimos en el mundo occidental, con zonas residenciales, industriales y comerciales separadas, lo que significa que la mayoría de la gente necesita un coche para trabajar, ir de compras y realizar actividades sociales.
Por desgracia, el uso masivo del coche ha provocado un aumento de la contaminación mundial, los llamados "gases de efecto invernadero", que se cree que están calentando el mundo y cambiando el clima. Los casquetes polares parecen estar derritiéndose, por lo que el mar podría subir, inundando las zonas costeras, y las tormentas podrían volverse más violentas porque el flujo de aire es sensible a la temperatura.
¿Qué idea(s) y/o inventos tuvieron que desarrollarse antes de su creación?
La idea de convertir el movimiento recíproco (de vaivén) del movimiento en movimiento rotatorio (giratorio) era conocida desde la antigüedad, y se utilizaba en los tornos para fabricar postes redondos y husillos.
La idea de utilizar calor externo para producir vapor ya la conocían los antiguos griegos, pero las máquinas de vapor tal y como las conocemos sólo surgieron a partir de las bombas de vapor alternativas desarrolladas desde el siglo XVII.
Más tarde, en el siglo XVIII, las máquinas de vapor más sofisticadas contaban con manivelas y volantes para producir movimiento rotatorio y control de velocidad mediante reguladores. A principios del siglo XIX se desarrollaron las locomotoras de vapor, y con ellas algunos de sus accesorios, como los calentadores de cabina (por no hablar de los mecanismos de dirección y los frenos).
El gran avance fue encontrar la manera de quemar el combustible dentro del pistón (motor de combustión interna), en lugar de producir vapor o gas a alta presión y bombearlo después a los cilindros del motor, como ocurre en los motores de vapor y neumáticos.
