Documento De Autotronica III

1.1.1 El motor de 4 tiempos
Funcionamiento
El motor con ciclo Otto es un motor de combustión, con encendido programado externamente, que transforma la energía del carburante en energía cinética.
En los motores con Otto, las instalaciones con dosificador de la mezcla, preparan la mezcla de aire carburante en el exterior de la cámara de combustión (con base de gasolina o gas).
La mezcla, aspiradapor el movimiento con bajada de los pistones, fluye en la cámara de combustión, donde tiene lugar la compresión durante el movimiento ascendente de los pistones.
La ascensión con mando sincronizado produce la combustión de la mezcla mediante las bujías de encendido.
El calor se desarrolla por la combustión, aumenta la presión en el cilindro y el pistón prosigue su movimiento de bajada sobra labase de un trabajo establecido de antemano que se corresponde con el cinematismo.
Después de cada combustión los gases de combustión son expulsados por el cilindro y es aspirada la mezcla fresca de aire-carburante.
Esta transferencia de gas en los motores para vehículos se produce predominantemente sobre la base del principio de 4 tiempos.  Dos rotaciones del árbol motor forman un ciclo completo detrabajo.

El principio de 4 tiempos
El cambio de los gases en lo motores con ciclo Otto es efectuado por las válvulas, que abriendo y cerrando los canales de introducción y descarga del cilindro, generan las siguientes 4 fases (tiempos):
     l. Aspiración
    2. Compresión y producción
    3. Combustión y trabajo
    4. Descarga.
Fig. 1:  Principio del motor con pistones
   PMS punto muertosuperior
   PMI punto muerto inferior
   Vh   cilindrada
   Vc    volumen de compresión
   s      carrera del pistón

 
Válvula de producción
Válvula de descarga
Movimiento del pistón
Combustión
Aspiración
abierta
cerrada
descendiente
ninguna
Compresión
cerrada
cerrada
ascendente
fase inicial (producción)
Combustión (trabajo)
cerrada
cerrada
descendente
en curso
Descarga
cerrada
abierta
ascendenteninguna
Durante la fase de aspiración, el movimiento descendente de los pistones aumenta el volumen del ciclindro que aspira la mezcla fresca de aire-carburante a través de la válvula de producción abierta.
Durante la fase de compresión, con su movimiento ascendente el pistón reduce el volumen de los cilindros y comprime la mezcla de aire-carburante. Un poco antes de alcanzar el punto muerto superior(PMS) la bujía de encendido produce la mezcla comprendida de aire-carburante y da lugar a la combustión. Se obtiene la relación de compresión de la cilindrada Vh y del volumen de compresión Vc:
Q = (Vh + Vc) / Vc
Según el tipo de motor la relación de compresión Q oscila entre 7 ... 13.
El rendimiento térmico de los motores con combustión es directamente proporcional a la relación de compresión,cuanto más alto sea, más es aprovechado el carburante.
Un aumento de las relaciones de compresión de 6 a 8 conlleva un incremento del rendimiento térmico del 12%.
El valor de la compresión es determinada por el límite del martilleo de válvulas.
El martilleo de válvulas es una consecuencia directa de la combustión regular e incontrolada, acompañada por un fuerte aumento de la presión, por lamezcla producida.
El martilleo de válvulas produce daños en el motor.
Mediante los carburantes y una cámara de combustión adaptos, el límite del martilleo de válvulas puede desplazarse hacia relaciones de compresión más elevadas.

Aspiración
Compresión
Combustión
Descarga
Fig. 2: Fases del motor de 4 tiempos
Durante la fase de combustión, después de que las chispas de encendido sobre las bujíashayan producido la mezcla comprimida de aire-carburante, la temperatura aumenta seguidamente de la combustión de la mezcla.  La presión en el interior del cilindro aumenta y empuja al pistón hacia abajo. El pistón mediante la biela transmite el trabajo al árbol motor que está disponible como potencia del motor.
La potencia aumenta con el crecimiento del número de vueltas y de la pareja motriz....