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Montaje y funcionamiento de un motor de 4 tiempos (4T)

De nuevo vía errellana nos llega otro interesante artículo del mundo del motor, esta vez una completa explicación del montaje y funcionamiento de un motor de gasolina basándose en un vídeo-animación, detallando cada paso:

Lo primero de todo es señalar que este es un motor de gasolina de ciclo Otto (es decir, un motor de combustión interna con 4 fases: admisión, compresión, explosión y escape). Un motor de ciclo diésel funciona de otra manera y con otras características diferentes.

Bien, pues con todo esto detallemos lo que vemos. Lo primero es el bloque motor, al que se le añade el cigüeñal con los cilindros. La rueda dentada que aparece a continuación es el volante motor, que ayuda a dar continuidad al giro del motor. Por debajo se colocan los apoyos del cigüeñal.

La siguiente gran pieza que aparece es la culata. Va puesta sobre el bloque y en ella se van introduciendo válvulas, muelles de válvulas, empujadores, árbol de levas (en este motor sólo tenemos uno, los actuales suelen llevar dos) y soportes del árbol de levas. Como el bloque y la culata son dos piezas metálicas, su unión no sería muy fiable de por sí, así que se utiliza una pieza de material deformable que ayude a su unión, la junta de la culata. Y con unos largos espárragos se atornillan el bloque y la culata.

Ahora necesitamos mover el árbol de levas de alguna manera sincronizada con el cigüeñal, que es quién marca el ritmo. Para ello se utiliza la cadena que vemos ahora, aunque actualmente se utiliza una correa (la famosa correa de distribución que bien os puede sonar porque a alguien se le haya roto y le haya hecho un buen estropicio). El uso de la correa no es más que por ser más silenciosa que la cadena, pero en cuanto a fiabilidad es mejor la segunda. Tapa de balancines y la junta inferior es lo siguiente. A continuación vemos la tapa del cigüeñal y muy de refilón la pequeña cadena que lo une a la bomba de aceite, que veremos a continuación y que también necesita girar sincronizada con aquél.

Aparecen la bomba del aceite que se coloca en la parte inferior y la bomba del agua en un lateral, a la que se le añade una polea para poder moverla. Su funcionamiento lo veremos más tarde.

Y para cerrar el bloque por la parte inferior tenemos el cárter. Es donde se deposita el aceite que lubricará todas las partes metálicas del conjunto. Para sellar bien la unión metálica, utilizamos una junta, la junta del cárter.

Comienza la colocación de elementos anejos al bloque. El primero de ellos en color blanco, el filtro del aceite. Aparecen dos piezas negras a la derecha de la imagen: la pequeña es el sensor que cuenta las vueltas del volante motor y es el que informa al cuentarrevoluciones lo que debe marcar; la grande es el manocontacto del aceite, encargado de controlar la presión del aceite a la salida del filtro.

Ahora se coloca el sistema de admisión. Los cuatro grandes conductos negros son los conductos de admisión de aire del motor. Sobre ellos hay un tubo horizontal gris (la rampa de inyección) por el que llega la gasolina que se introducirá al motor mediante los inyectores, que son las piezas negras que hay entre los conductos de admisión gris oscuro y la rampa de admisión gris claro. La siguiente pieza con forma de ‘T’ invertida desconozco que es, así que si alguien puede aclarárnoslo se agradecería enormemente. A la izquierda se coloca el tapón del aceite, por el que se rellena el aceite del motor. Ya por el lateral se añade un tapón al bloque para que tengamos un punto débil y en caso de congelación del líquido refrigerante sea ese el sitio que se raje y no el bloque motor.

Se añade una polea al otro extremo del cigüeñal para que mueva la correa de accesorios y se añade una pieza con dos tensores para dicha pieza. Entonces se colocan 3 cilindros que van a ser movidos por esa correa. No estoy muy seguro del primero y tercero, así que prefiero no meter la pata. El segundo es alternador, encargado de producir electricidad para todas las funciones. Y para terminar con estos elementos se coloca la correa de accesorios.

Cambiamos de lado y nos situamos en la zona de escape. Bujías, bobina/as y cables de las bujías. Otro elemento que desconozco, el cilindro gris transversal sobre el volante motor. Varilla del aceite. Junta de los conductos de escape y los conductos. Y aquí termina el montaje de piezas. Ya tenemos el motor listo para girar.

Y aquí termina el montaje del motor.

Comienza el giro del motor y ahora vamos a ver en funcionamiento los tres sistemas de los que hemos hablado. El primero, el que produce el movimiento; el segundo, el que refrigera el calor producido; y el tercero, el que lubrica todas las partes metálicas.

Primero nos centramos en el movimiento de un cilindro. Se ven claramente los elementos que están junto a él: bujía, válvulas, sistema de accionamiento de las válvulas e inyector. El gas azul es el aire limpio de la admisión. Lo amarillo es la gasolina. Y el gas rojo es el aire sucio del escape. Sin entrar en muchos detalles vemos como se produce el prefecto baile sincronizado de los elementos para llevar a cabo las 4 fases.

Vemos como se mueven los cilindros, al parecer por parejas, pero realmente son movimientos opuestos. Es decir, los cilindros que suben realizan actividades diferentes, mientras uno está en fase de compresión el otro está en fase de escape. Igual pasa con los que bajan, uno está en admisión y otro en explosión. El orden de encendido en los motores de gasolina de cuatro tiempos siempre es el mismo. Empezando a contar por el lado del volante motor el que primero empieza el ciclo es el cilindro 1, luego el 3, el 4 y para terminar el 2. Así se ve habitualmente 1-3-4-2.

A continuación vemos el sistema de refrigeración del motor. En un extremo tenemos la bomba de gasolina de la que anteriormente hablábamos, que estaba movida por la correa de accesorios. Y los conductos que hay en el bloque por los que circula el refrigerante. Entra el refrigerante y vemos como hay zonas en la que la temperatura es más alta que en otras. Como baña toda la periferia de los cilindros y la parte superior. Si en algún momento el refrigerante supera los 85ºC aproximadamente (depende de los termostatos) se lleva al radiador para que se enfríe.

Y para terminar, el sistema de lubricación del motor. Como decía al principio, en el cárter se encuentra el aceite cuando está en reposo. Cuando el motor empieza a girar la bomba de aceite, que gira solidariamente al cigüeñal, succiona el aceite hacia arriba. Sale del cárter y el primer sitio al que va es el filtro del aceite, aquel cilindro blanco que veíamos cuando se montaba el motor. El aceite deja sus impurezas y se empieza a distribuir por el cigüeñal, soportes de biela, etc. Pero si os fijáis, inmediatamente después de salir del filtro pasa junto a una pieza, el manocontacto de aceite, a la que hacíamos referencia al principio también, que es la encargada de comprobar cual es la presión de aceite. Si no fuera la suficiente, entonces es cuando se nos encendería la luz del aceite del cuadro de mandos. Vemos como sube el aceite hacia la parte superior del motor, si no tuviéramos la presión suficiente abajo no nos llegaría arriba y por lo tanto no lubricaría toda la zona del árbol de levas y válvulas. Finalmente vemos como sube el aceite limpio en color amarillento y el aceite sucio en color negro vuelve al cárter.

Para concluir el vídeo, se ve como funcionan los 3 sistemas a la vez. Sencillamente extraordinario.

Ahora el vídeo del funcionamiento del motor por dentro será algo más fácil de comprender.

De todas maneras espero que a los que no estéis muy familiarizados con este tipo de cosas no se os haya hecho muy pesado, igual que a los que ya os lo sabíais. Y a los que os interese el tema espero que os haya servido y os haya gustado.

Lo que más importante me parece de todo esto es saber cómo funcionan las cosas para que luego al tener un problema sea más fácil detectar el causante.

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