MOTORES DE CUATRO TIEMPOS

En la gran mayoría de los motores actuales, el ciclo de funcionamiento es el de 4 tiempos, denominado también ciclo de Otto, en honor a su inventor. La denominación de cuatro tiempos se debe a las cuatro fases de su desarrollo: Admisión, Compresión, Explosión, Escape. Su funcionamiento es el siguiente: Con el pistón en el punto más alto que puede alcanzar dentro del cilindro, el punto muerto superior (PMS), y con la válvula de admisión abierta para dar paso a la mezcla de combustible y aire, el pistón se mueve (tirado por la biela, que a su vez es arrastrada por el cigüeñal) hacia su punto más bajo, el punto muerto inferior (PMI), llenándose el cilindro con la mezcla de combustible y aire. Esta fase o carrera del pistón se denomina Admisión. Con el pistón en el PMI y el cilindro lleno de combustible y aire, se cierra la válvula de admisión y el pistón sube (empujado por la biela que mueve el cigüeñal) hasta el PMS, comprimiendo la mezcla. Esta es la fase denominada Compresión. Con el pistón en el PMS y la mezcla comprimida en el espacio que queda entre la cabeza del pistón y el fondo de la culata (espacio denominado cámara de combustión), la chispa de la bujía inflama la mezcla produciéndose una explosión, que lanza al pistón hacia el PMI debido a la fuerza de expansión de los gases quemados, lo que hace girar el cigüeñal y produce su movimiento rotativo. Es la fase denominada Explosión o fase de trabajo. Cuando el pistón llega al PMI y el cilindro está lleno con los gases quemados, se abre la válvula de escape y entonces, el pistón, empujado de nuevo por el movimiento rotativo del cigüeñal, expulsa en su carrera ascendente hacia el PMS los gases de escape, que salen de la cámara de combustión a través del orificio de la válvula. Esta última, es la fase denominada de Escape y la finalizar ésta, con la llegada del pistón al PMS, se cierra la válvula de escape, y todo el proceso vuelve a empezar. Durante el desarrollo de ciclo de cuatro tiempos, el cigüeñal da media vuelta por cada carrera ascendente o descendente del pistón, lo que totaliza dos vueltas completas de cigüeñal por ciclo. De las cuatro carreras del pistón, sólo una, la correspondiente al tiempo de explosión, produce trabajo. Por tanto, cada ciclo completo, el cigüeñal recibe el impulso del pistón únicamente por espacio de media vuelta. De esta manera, en las siguientes tres medias vueltas le pistón no produce trabajo, sino que lo absorbe. En el ciclo de cuatro tiempos, el orden de encendido de los cilindros es muy importante. Los contrapesos del cigüeñal están dispuestos de forma que lo equilibran perfectamente y aseguran que el encendido de cada cilindro produzca su efecto de una forma regular. Por ejemplo, en un motor de cuatro cilindros en línea, cuyo orden de encendido fuera 1,2,3,4, tanto el cigüeñal como los soportes del motor estarían sometidos a considerables esfuerzos y vibraciones. Por ello, y para reducirlo al mismo, generalmente se establece el siguiente orden de encendido: 1,2,4,3 ó 1,3,4,2. Esta exposición de lo que es el ciclo de cuatro tiempos, hace pensar que el funcionamiento del motor es muy sencillo, pero en la práctica, y cuando el cigüeñal tiene una velocidad de rotación de 5000 revoluciones por minuto (RPM), la cosa es mucho más complicada, porque cada una de las operaciones que se acaban de describir en cada uno de los cuatro tiempos de que consta el ciclo, se realiza en centésimas de segundo, por lo que es fundamental una extraordinaria precisión en el funcionamiento de todos los mecanismos.

motores de cuatro tiempos