¿Cómo funciona un motor de combustión interna de cuatro tiempos?
Cómo funciona un motor de cuatro tiempos
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Hoy en día, todos los coches y camiones ligeros utilizan motores de pistón de cuatro tiempos, ya sean de gasolina o diésel. Esto significa que el cigüeñal debe dar dos vueltas, y cada pistón sube y baja dos veces, para producir un impulso de potencia. Dicho de otro modo, el pistón sube y baja en cada disparo de la bujía.
Hoy en día, los motores de dos tiempos sólo se encuentran en motosierras, desbrozadoras, motos de nieve, motores de embarcaciones fuera de borda y ciclomotores. Este tipo de motores pueden tener más potencia para un tamaño o peso determinado, pero producen mucha más contaminación.
El motor rotativo Wankel, como el utilizado recientemente por Mazda en el RX-7, funciona con un sistema totalmente diferente. Podría considerarse como un motor de tres tiempos, pero en realidad no tiene ningún tipo de carrera.
Partiendo del “punto muerto superior” (TDC), y de cero grados de rotación, el pistón se mueve hacia abajo en el cilindro. A medida que el pistón se mueve, se crea un vacío y la válvula de admisión se abre, aspirando aire en el cilindro. En los motores carburados, y en los motores con inyección de puerto y cuerpo de mariposa, el combustible entra con el aire, mientras que en los motores de inyección directa se inyecta directamente en el cilindro.
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El motor Briggs & Stratton de 4 tiempos, también conocido como motor de 4 tiempos, impulsa una gran variedad de equipos eléctricos de exterior, incluyendo cortacéspedes, generadores, tractores de césped y motocultores. Nuestros motores de 4 tiempos son líderes mundiales en producción y calidad.
En los motores de válvulas en cabeza (OHV), las válvulas están situadas por encima del pistón. El árbol de levas mueve las válvulas mediante un taqué, varillas de empuje y balancines. Los motores OHV de 4 tiempos proporcionan una combustión más eficiente al permitir que la mezcla de aire y combustible se distribuya más uniformemente por la cámara de combustión.
El aire y el combustible entran en el pequeño motor a través del carburador. La función del carburador es suministrar una mezcla de aire y combustible que permita una combustión adecuada. Durante la carrera de admisión, la válvula de admisión entre el carburador y la cámara de combustión se abre. Esto permite que la presión atmosférica introduzca la mezcla de aire y combustible en el orificio del cilindro a medida que el pistón se mueve hacia abajo.
Justo después de que el pistón llegue al final de su recorrido (punto muerto inferior), el orificio del cilindro contiene la máxima mezcla de aire y combustible posible. La válvula de admisión se cierra y el pistón vuelve a subir por el orificio del cilindro. Esto se llama la carrera de compresión del proceso del motor de 4 tiempos. La mezcla de aire y combustible se comprime entre el pistón y la culata.
Principio de funcionamiento del motor de gasolina de cuatro tiempos
Ciclo de cuatro tiempos utilizado en los motores de gasolina: admisión (1), compresión (2), potencia (3) y escape (4). El lado azul de la derecha es el orificio de admisión y el lado marrón de la izquierda es el orificio de escape. La pared del cilindro es una fina camisa que rodea la cabeza del pistón y que crea un espacio para la combustión del combustible y la génesis de la energía mecánica.
Un motor de cuatro tiempos (también de cuatro ciclos) es un motor de combustión interna (CI) en el que el pistón completa cuatro carreras separadas mientras gira el cigüeñal. Una carrera se refiere al recorrido completo del pistón a lo largo del cilindro, en cualquier dirección. Las cuatro carreras separadas se denominan:
Los motores de cuatro tiempos son el diseño de motor de combustión interna más común para el transporte terrestre motorizado,[1]se utilizan en automóviles, camiones, trenes diesel, aviones ligeros y motocicletas. El principal diseño alternativo es el ciclo de dos tiempos[1].
Las emisiones de escape de los motores de cuatro tiempos, al igual que otros motores de combustión, contienen cantidades significativas de gases de efecto invernadero, así como otras formas de contaminación atmosférica. El uso de motores de cuatro tiempos en automóviles y otras aplicaciones de transporte está programado para ser eliminado en algunas jurisdicciones, y a partir de 2022 otras jurisdicciones importantes están considerando propuestas similares. [2][3][nota 1]
Animación del motor de cuatro tiempos
El motor de cuatro tiempos es el tipo más común de motor de combustión interna y se utiliza en varios automóviles (que utilizan específicamente gasolina como combustible) como coches, camiones y algunas motos (muchas motos utilizan un motor de dos tiempos). Un motor de cuatro tiempos proporciona una carrera de potencia por cada dos ciclos del pistón (o cuatro carreras del pistón). A la derecha hay una animación (Figura 1) de un motor de cuatro tiempos y una explicación más detallada del proceso.
El rendimiento térmico de estos motores de gasolina varía según el modelo y el diseño del vehículo. Sin embargo, en general, los motores de gasolina convierten el 20% del combustible (energía química) en energía mecánica, de la que sólo el 15% se utilizará para mover las ruedas (el resto se pierde por la fricción y otros elementos mecánicos)[2] Una forma de mejorar la eficiencia termodinámica en los motores es mediante una mayor relación de compresión. Esta relación es la diferencia entre el volumen mínimo y el máximo en la cámara del motor (visto como TDC y BDC en la figura 2). Una relación más alta permitirá la entrada de una mayor mezcla de combustible y aire, lo que provocará una mayor presión, lo que conducirá a una cámara más caliente, que aumentará la eficiencia térmica[2].
