Las características del funcionamiento del motor diésel de dos tiempos

En los motores diésel de dos tiempos, el ciclo se realiza en dos carreras de pistón. A primera vista se puede pensar que de esta forma se gana tiempo, sin embargo, en realidad no es así, debido a que, por lo general, este tipo de motores son lentos; en cualquier caso, más lentos que los cuatro tiempos.

En un motor de dos tiempos, cada vez que el pistón llega a su punto muerto superior, se lleva a cabo la combustión y la expansión de la mezcla aire/gasoil. Cada carrera descendente del pistón es, por lo tanto, activa, a diferencia de lo que ocurre en los motores de cuatro tiempos.

Los motores de dos tiempos son, a su vez, más toscos y más complejos. Más toscos porque las válvulas de admisión y de escape de aire se sustituyen por lumbreras o galerías de barrido, y más complejos porque el diseño de la cabeza del pistón y la posición de las lumbreras de barrido poseen una concepción más audaz.

El primer tiempo se inicia con el pistón en su punto muerto superior, la mezcla aire/gasoil acaba de explotar. Al expandirse vuelve a empujar al pistón hacia abajo. El cigüeñal gira y el pistón al bajar comprime el aire aprisionado en el cárter por una simple válvula, denominada Chapaleta, sin retorno, instalada sobre la galería de admisión de aire.

Al final de la carrera descendente, el pistón descubre la lumbrera de barrido de escape. Los gases de escape salen bajo la presión residual de la expansión. Casi de forma simultanea, el lado izquierdo de la cabeza del pistón destapa la lumbrera izquierda de admisión de aire, dejando salir el aire comprimido del cárter hacia la parte alta del cilindro. La forma especial de la cabeza del pistón le impide salir junto con los gases de escape.

FOTOS DE MOTOR DIESEL DE DOS TIEMPOS

Aquí empieza el segundo tiempo, el pistón vuelve a subir, la cabeza tapa la lumbrera de escape y comprime el aire nuevo que se encuentra dentro del cilindro. Durante este intervalo de tiempo, la parte inferior del pistón aspira aire por la lumbrera de admisión derecha. A continuación se realiza la inyección de gasoil, el aire y el combustible se mezclan, cuando el pistón llega a su punto muerto superior se produce de nuevo la combustión de la mezcla y la expansión.

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR TÍPICO DE GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS

Ciclos de tiempo del motor de combustión interna

Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.

Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor, tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno de los cuatro tiempos:

-Admisión

-Compresión
-Explosión
-Escape

Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos

Primer tiempo
Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo tiempo

Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo

Escape.- El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar gráficamente, tal como aparece en la ilustración de la derecha.
Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma:

1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del cilindro conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, no así la presión.

2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión que ha permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla aire-combustible se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo, el volumen del cilindro se va reduciendo a medida que el pistón se desplaza. Cuando alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) la presión dentro del cilindro ha subido al máximo.

3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón se encuentra en el PMS. Como se puede apreciar, al inicio de la explosión del combustible la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una vez que el pistón se desplaza hacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo toda su fuerza al cigüeñal, la presión disminuye mientras el volumen del cilindro aumenta.

4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede apreciar, durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el pistón arrastra hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, es decir, a presión normal, hasta alcanzar el PMS..

ALGUNAS CAUSAS QUE PUEDEN IMPEDIR QUE UN MOTOR DE GASOLINA FUNCIONE CORRECTAMENTE

Las causas para que el motor de gasolina falle o no funcione correctamente pueden ser muchas. No obstante la mayoría de los problemas que puede presentar un motor de gasolina se deben, principalmente, a defectos eléctricos, de combustible o de compresión. A continuación se relacionan algunos de los fallos más comunes:

1.- Defectos eléctricos

Bujía demasiado vieja o con mucho carbón acumulado.
Cables deteriorados que producen salto de chispa y, por tanto, pérdidas de la corriente de alto voltaje.
Cable partido o flojo en la bobina de ignición, el distribuidor, las bujías o en el sistema electrónico de encendido.
La bobina de ignición, el ruptor o el distribuidor que envía la chispa a la bujía no funciona adecuadamente.
Distribuidor desfasado o mal sincronizado con respecto al ciclo de explosión correspondiente, lo que produce que la chispa en la bujía se atrase o adelante con relación al momento en que se debe producir.
Mucho o poco huelgo en el electrodo de la bujía por falta de calibración o por estar mal calibradas.
Batería descargada, por lo que el motor de arranque no funciona.
Cables flojos en los bornes de la batería.

2.- Fallos de combustible

No hay combustible en el tanque, por lo que el motor trata de arrancar utilizando solamente aire sin lograrlo.
Hay gasolina en el tanque, en la cuba del carburador o en los inyectores, pero la toma de aire se encuentra obstruida, impidiendo que la mezcla aire-combustible se realice adecuadamente.
El sistema de combustible puede estar entregando muy poca o demasiada gasolina, por lo que la proporción de la mezcla aire-combustible no se efectúa adecuadamente.
Hay impurezas en el tanque de gasolina como, por ejemplo, agua o basuras, que se mezclan con el combustible. En el caso del combustible mezclado con agua, cuando llega a la cámara de combustión no se quema correctamente. En el caso de basura, puede ocasionar una obstrucción en el sistema impidiendo que el combustible llegue a la cámara de combustión.

3.- Fallos de compresión
Cuando la mezcla de aire-combustible no se puede comprimir de forma apropiada, la combustión no se efectúa correctamente dentro del cilindro produciendo fallos en el funcionamiento del motor. Estas deficiencias pueden estar ocasionadas por:

Aros de compresión o fuego del pistón gastados, por lo que la compresión de la mezcla aire-combustible no se efectúa convenientemente y el motor pierde fuerza.
Las válvulas de admisión o las de escape no cierran herméticamente en su asiento, provocando escape de la mezcla aire-combustible durante el tiempo de compresión.
Escapes de compresión y de los gases de combustión por la culata debido a que la “junta de culata”, que la sella herméticamente con el bloque del motor se encuentra deteriorada.

Otros defectos que pueden ocasionar el mal funcionamiento del motor de gasolina son los siguientes:

Cojinetes de las bielas desgastados, impidiendo que el cigüeñal gire adecuadamente
Tubo de escape obstruido
Falta de lubricante en el cárter, lo que impide que el pistón se pueda desplazar suavemente por el cilindro llegando incluso a gripar o fundir el motor.

La noción de octanaje, que también se conoce con el nombre de Número de Octano, refiere a la cantidad de octanos presente en un carburante. Para comprender qué es el octanaje, por lo tanto, debemos saber el significado de octano y de carburante.

Un octano es una clase de hidrocarburo que dispone de 8 átomos de carbono. Un carburante, por su parte, es una combinación de distintos hidrocarburos que se utiliza para lograr el buen funcionamiento de un motor.
El octanaje es la escala que permite calificar el poder antidetonante de los carburantes, cuando éstos son comprimidos en el cilindro que forma parte de un motor. Esta escala, también conocida como índice de octano, considera una determinada combinación de hidrocarburos como base para poder realizar la comparación correspondiente.
Los motores son más efectivos cuando logran emplear un índice de compresión elevado. Para mantener esta efectividad, sin embargo, es necesario que los carburantes (entre los que puede nombrarse la gasolina) estén en condiciones de tolerar el nivel de compresión sin que se produzca su detonación o una combustión precoz.
Cuando un motor recibe un combustible que tiene un octanaje más alto del empleado en su funcionamiento, no se produce ningún daño, aunque tampoco se obtiene beneficio alguno. El problema surge cuando el octanaje del combustible es menor al requerido por el motor.

FÓRMULA DEL OCTOANO