El motor de 4 tiempos es común en vehículos como scooters, motos y coches, realizando las fases del ciclo termodinámico en movimientos lineales del pistón. A diferencia de los motores de 2 tiempos, los de 4 tiempos son menos potentes debido a su mayor recorrido después de cada explosión. Poseen cuatro fases: admisión, compresión, explosión y escape. Además, el motor cuenta con elementos como el pistón, cigüeñal, válvulas de admisión y escape, carburador o sistema de inyección, bujía y sistema de escape. El mantenimiento y los recambios adecuados son fundamentales.
Funcionamiento de un motor de 4 tiempos
El funcionamiento de un motor de 4 tiempos se basa en un ciclo termodinámico que consta de cuatro fases fundamentales para su operación eficiente. Comprender cómo se llevan a cabo estas fases es fundamental para entender el funcionamiento general de este tipo de motores.
Las cuatro fases del ciclo termodinámico
Admisión: Entrada de la mezcla de aire y combustible
En esta primera fase, el pistón baja desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior, permitiendo la entrada de la mezcla de aire y combustible a través de la válvula de admisión. Esta mezcla es esencial para que posteriormente se pueda llevar a cabo la combustión.
Compresión: Comprime la mezcla en la cámara de combustión
Una vez cerrada la válvula de admisión, el pistón sube desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior, comprimiendo la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. Este proceso aumenta la presión y la temperatura de la mezcla preparándola para la explosión.
Explosión: Encendido de la mezcla y generación de energía
En esta fase, la chispa generada por la bujía enciende la mezcla previamente comprimida. La explosión resultante impulsa el pistón hacia abajo, generando trabajo mecánico que se transmite al cigüeñal. Es en esta fase donde se genera la energía que impulsa el motor.
Escape: Expulsión de los gases de combustión
Finalmente, en la fase de escape, el pistón vuelve a subir desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior, empujando los gases de combustión resultantes hacia el exterior a través de la válvula de escape. Esta fase prepara el motor para iniciar nuevamente el ciclo termodinámico.
Diferencias con los motores de 2 tiempos
A diferencia de los motores de 2 tiempos, que realizan el ciclo completo en dos movimientos del pistón, los motores de 4 tiempos requieren cuatro movimientos lineales del pistón para completar el ciclo termodinámico. Esta diferencia en la cantidad de movimientos afecta la potencia entregada por el motor, ya que los motores de 4 tiempos son menos potentes que los de 2 tiempos con la misma cilindrada.
Elementos importantes en un motor de 4 tiempos
Pistón y cigüeñal: Movimiento lineal y rotativo
El pistón y el cigüeñal son dos componentes esenciales en el funcionamiento de un motor de 4 tiempos. El pistón realiza movimientos lineales dentro del cilindro, subiendo y bajando en cada una de las fases del ciclo termodinámico. Por otro lado, el cigüeñal convierte este movimiento lineal en un movimiento rotativo, que a su vez impulsa las ruedas del vehículo. El pistón y el cigüeñal trabajan en perfecta sincronización para lograr la generación de energía necesaria para mover el vehículo.
Válvulas de admisión y escape: Regulación del flujo de gases
Las válvulas de admisión y escape son las encargadas de controlar el flujo de gases dentro del motor. La válvula de admisión se encarga de permitir la entrada de la mezcla de aire y combustible al cilindro durante la fase de admisión. Por otro lado, la válvula de escape se abre en la fase de escape para permitir la salida de los gases de combustión. Ambas válvulas juegan un papel crucial en el correcto funcionamiento del motor y deben estar en buen estado para garantizar un rendimiento óptimo.
Carburador o sistema de inyección: Suministro de combustible
El carburador o el sistema de inyección son los encargados de suministrar la cantidad correcta de combustible al motor. El carburador mezcla el aire y el combustible en proporciones adecuadas, mientras que el sistema de inyección utiliza inyectores para pulverizar el combustible directamente en la cámara de combustión. Ambos sistemas aseguran que el motor tenga la cantidad necesaria de combustible para su correcto funcionamiento, optimizando así el consumo y la eficiencia del motor.
Bujía: Generación de la chispa para la explosión
La bujía desempeña un papel fundamental en el proceso de ignición de la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. Esta pequeña pieza genera una chispa eléctrica que enciende la mezcla, desencadenando así la explosión necesaria para impulsar el pistón hacia abajo. La bujía debe estar en buen estado y tener la distancia adecuada entre los electrodos para garantizar una correcta combustión y un funcionamiento óptimo del motor.
Sistema de escape: Canalización de los gases de escape
El sistema de escape se encarga de canalizar los gases de escape generados durante el ciclo de combustión y expulsarlos fuera del motor. Está compuesto por tubos, silenciadores y catalizadores que ayudan a reducir el ruido y controlar las emisiones contaminantes. Un sistema de escape en buen estado asegura una correcta evacuación de los gases de combustión, mejorando el rendimiento del motor y reduciendo el impacto ambiental.
Funcionamiento y operatividad del motor de 4 tiempos
El funcionamiento y la operatividad del motor de 4 tiempos se basan en un ciclo de combustión interna que consta de cuatro fases: admisión, compresión, explosión y escape. A su vez, el motor de 4 tiempos se diferencia de los motores de 2 tiempos en la forma en que realiza estas fases.
Ciclo de combustión interna en detalle
En cada fase del ciclo de un motor de 4 tiempos, se llevan a cabo actividades específicas que son fundamentales para el correcto funcionamiento del motor.
Admisión: Entrada de la mezcla de aire y combustible
En esta fase, el pistón desciende desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior, permitiendo la apertura de la válvula de admisión. Esto posibilita la entrada de la mezcla de aire y combustible proveniente del sistema de carburación o inyección.
Compresión: Comprime la mezcla en la cámara de combustión
En la fase de compresión, el pistón asciende desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior, comprimiendo la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. Durante esta etapa, la válvula de admisión permanece cerrada.
Explosión: Encendido de la mezcla y generación de energía
La fase de explosión es crucial para la generación de energía. En este momento, la mezcla comprimida es encendida por la chispa producida por la bujía. La explosión resultante impulsa el pistón desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior, generando trabajo y movimiento.
Escape: Expulsión de los gases de combustión
En la fase de escape, el pistón vuelve a ascender desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior, lo que permite la expulsión de los gases de combustión a través de la válvula de escape. Durante esta etapa, la válvula de escape permanece abierta.
Proceso de encendido y arranque del motor
El proceso de encendido y arranque del motor de 4 tiempos es esencial para su puesta en marcha. La chispa generada por la bujía es fundamental para la explosión de la mezcla de aire y combustible en la fase de explosión.
Relación entre la chispa de la bujía y la explosión
La chispa generada por la bujía es el evento que inicia la combustión interna en el motor de 4 tiempos. Esta chispa, producida mediante un sistema eléctrico, enciende la mezcla comprimida en la cámara de combustión, lo cual da lugar a la explosión necesaria para el movimiento del pistón.
Importancia del sistema de arranque
El sistema de arranque, ya sea mediante un motor de arranque eléctrico o a través de una palanca manual, es esencial para poner en funcionamiento el motor de 4 tiempos. Al activar el sistema de arranque, se proporciona la energía necesaria para que el motor comience a realizar sus ciclos de trabajo de forma continua.
Componentes adicionales y mantenimiento del motor de 4 tiempos
Sistema de refrigeración y lubricación
El sistema de refrigeración es esencial en el motor de 4 tiempos para mantener una temperatura óptima de funcionamiento. Se utiliza un radiador y un líquido refrigerante que circula por el motor para absorber el calor. Además, el motor requiere un adecuado sistema de lubricación para reducir la fricción entre piezas móviles y prolongar su vida útil. Se utiliza aceite lubricante que se distribuye mediante el cárter y las diferentes partes móviles del motor.
Filtro de aire y calidad de la mezcla
El filtro de aire es fundamental para mantener limpios los conductos de entrada de aire al motor. Su función es evitar que partículas de suciedad o impurezas ingresen y dañen el motor. Es importante revisar y cambiar regularmente el filtro de aire para un adecuado rendimiento. Además, la calidad de la mezcla de combustible y aire es esencial para el funcionamiento correcto del motor. Se recomienda utilizar combustible de calidad y evitar la presencia de impurezas.
Cárter y aceite del motor
El cárter es la parte inferior del motor donde se encuentra el aceite lubricante. Es importante revisar periódicamente el nivel de aceite y realizar los cambios de aceite según las indicaciones del fabricante. El aceite cumple un papel fundamental en la lubricación de las piezas móviles del motor y en la disipación del calor generado durante su funcionamiento.