Mecánica de los Sábados - Aspectos Fundamentales del Motor de Gasolina
 
 

 


Aspectos Fundamentales del Motor de Gasolina
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Lubricación, enfriamiento y otros sistemas.

El sistema de lubricación suministra aceite lubricante en forma continua, proveyendo una película deslizante para que las partes móviles del motor trabajen sobre ella. Dado que el aceite circula constantemente, ayuda a enfriar el motor, así como a limpiar y lubricar ciertas partes.

Las partes principales del sistema de lubricación son: el carter, donde se almacena el aceite; la bomba, que hace circular el aceite a través del motor; el filtro, para mantener el aceite limpio; y por supuesto, los conductos de lubricación del bloque, la culata y otras partes del motor.

Operando a una presión de alrededor de 50 libras por pulgada cuadrada, el sistema bombea primero el aceite a través de la galería principal, la que alimenta al cigûeñal y el árbol de levas; de manera que se utiliza lubricación a presión total para los apoyos del árbol de levas, las punterías hidráulicas, los cojinetes de bancada y los de bielas.

Más allá de la galería principal la presión se restringe reduciendo el tamaño de los pasajes. Generalmente las partes del tren de válvulas, excepto las punterías, reciben una alimentación de aceite a menos presión. A medida que el aceite regresa por gravedad al carter, lubrica las partes que no reciben suministro a presión o niebla de aceite del carter.

Las bombas de aceite son del tipo de desplazamiento positivo, lo que significa que ellas bombean más aceite a mayor velocidad del motor, de manera que la entrega de la bomba es proporcional a las revoluciones del motor y generalmente es mayor que la necesidad del sistema. Asi que la bomba está equipada con una válvula de alivio, cuando se alcanza una presión predeterminada, la válvula de alivio retorna cualquier exceso de entrega de la bomba hacia el carter o hacia la entrada de la bomba.

Las bombas de aceite Ford por ejemplo, son del tipo rotor, que alternan sus lobulos para formar un mecanismo de bombeo. El rotor interior está comandado por el árbol de levas y sus lobulos a su vez, comandan el rotor exterior. Un tubo de succión forma parte del conjunto de la boba de aceite proveyendo la ruta desde el carter hasta la entrada de la bomba. Su extremo inferior se encuentra sumergido en el aceite y cuenta con una malla que evita la entrada de partículas extrañas grandes.

El filtro de aceite consiste de una trampa o entretejido muy fino para filtrar las partículas pequeñas que hubieren pasado a través de la malla. El filtro está instalado en la línea de presión de la bomba, toda la entrega de la bomba pasa a través del filtro, de manera que es llamado filtro de flujo total. El aceite que sale de la bomba entra a través del recipiente del filtro por una serie de orificios y circula alrededor del exterior del elemento filtrante, entonces pasa a través del elemento hacia el centro y por el tubo central que conduce a la galería principal.

Una válvula de derivación es parte del filtro, en caso que el elemento resulte tupido, ésta válvula se abrirá para permitir la circulación de aceite de manera que el motor no se destruya por falta de lubricación. El sistema de enfriamiento, está diseñado para hacer circular una mezcla de agua y anticongelante a través del motor para extraer el calor generado por la combustión.

Los componentes principales del sistema de refrigeración son, la bomba de agua que hace circular el líquido refrigerante; las camisas de agua en el motor, por las cuales circula el refrigerante alrededor de los cilindros; y un radiador que transfiere el calor del refrigerante hacia el aire exterior. El motor, la bomba de agua y el radiador se conectan por medio de mangueras. La mayoría de los sistemas de refrigeración cuentan también con un ventilador que succiona aire a través del radiador, una tapa de presión que ayuda a alcanzar la máxima temperatura de operación del sistema y un termostato para acelerar el calentamiento del motor y controla la temperatura de operación. También se usa alguna clase de indicador de temperatura para advertir al conductor en caso de sobrecalentamiento del sistema.

A medida que el motor funciona, el refrigerante en las camisas de agua del bloque y culata de cilindros se calienta hasta que alcanza la temperatura necesaria para que el termostato abra. Entonces, la presión generada por la bomba de agua expulsa el refrigerante fuera de la culata de cilindros a través del termostato y la manguera superior y dentro del tanque superior del radiador; de ahí, fluye en el radiador, a través de tubos hacia el tanque inferior.

El ventilador succiona aire que pasa entre las aletas del radiador para extraer el calor del refrigerante, mientras éste circula de un tanque al otro. Entonces, el flujo se produce desde el tanque inferior, por la manguera inferior hasta la entrada de la bomba de agua, a través de la bomba de agua y por las camisas de agua del bloque; las que también conectan a través de la junta de culata con la culata de cilindros.

También existe un pasaje de derivación de diámetro pequeño, entre el motor y la bomba de agua. Su función es la de permitir a la bomba el circular el circular el refrigerante a través de las camisas de agua mientras el termostato está cerrado, permitiendo un calentamiento más rápido y parejo. La bomba de agua opera por fuerza centríguga, un impulsor con alabes gira dentro de la carcaza, los alabes proyectan el refrigerante desde el centro del impulsor hacia la periferia de la carcaza y hacia la salida de la bomba.

El eje de la bomba de agua soporta el ventilador, la porlea y el impulsor. El eje está montado en un rodamiento de doble hilera y tanto el ventilador como la bomba de agua están comandados por una banda desde la polea del cigüeñal. En la mayoría de los sistemas de refrigeración modernos, se utilizan tapones de presión, porque al aumentar la presión de operación se incrementa la temperatura de ebullición del refrigerante, lo que permite operar el motor a una temperatura más alta y el sistema de refrigeración se torna más eficiente.

Un tapón de presión típico cuenta con dos válvulas de seguridad, una válvula de sobrepresión que permite la salida del vapor cuando la presión se torna demasiado alta en el sistema y una válvula de vacío que permite la entrada de aire exterior, cuando se forma vacío debido al enfriamiento del motor. El termostato no es otra cosa que una válvula controlada por la temperatura, a medida que el motor se calienta, ima cápsula llena de cera se dilata abriendo el pasaje que permite la circulación de refrigerante hacia el radiador.

El anticongelante usado hoy día es una mezcla de agua y glycol y es conocido como anticongelante del tipo permanente. También se utiliza alcohol como anticongelante pero éste hierve a baja temperatura por por lo que no es apropiado para los sistemas presurizados.

El sistema de inducción es el que suministra la mexcla aire/combustible a los cilindros. Como combustible por supuesto, nos referimos a la gasolina. La gasolina se almacena en el tanque de combustible, el que está instalado a cierta distancia del motor. El combustible se transporta por medio de la bomba de combustible a través de las tuberías y el filtro hacia el carburador.

El carburador es un dispositivo que evapora parcialmente el combustible y lo mezcla con aire. Un filtro colocado sobre el carburador filtra el aire para que la mezcla resulte limpia. A partir del carburador la mezcla fluye hacia el múltiple de admisión, éste es un sistema de ductos que distribuye la mezcla hacia las troneras de las válvulas de admisión. A partir de ahí el sistema de distribución se encarga de hacer llegar la mezcla a los cilindros.

Un sistema de control de evaporación de gases opera dentro del sistema de alimentación de combustible, tal como su nombre lo indica éste controla la evaporación de combustible crudo hacia la atmósfera. Básicamente se trata de un sistema cerrado que atrapa los vapores de combustible y los envía hacia el motor, de manera que se quemen durante el proceso normal de la combustión.

Después que se ha quemado el combustible, el sistema de escape recoge los gases de la combustión y los decarga en la atmósfera en un lugar seguro alejado del compartimiento de los pasajeros. Por supuesto las emisiones del escape están controladas de manera que se encuentren dentro de las normas permitidas por los reglamentos del gobierno.

La recolección de gases comienza en el múltiple de escape que está atornillado a la culata de cilindros y coincide con los pórticos de las válvulas de escape. Desde el múltiple, los gases fluyen por un tubo de escape, luego por el mofle o silenciador y finalmente por el tubo de la cola hacia el exterior; un segundo silenciador o resonador puede ser usado en algunos motores en los que se requiere un silenciamiento mayor.

Finalmente el sistema de encendido provee a tiempo la chispa a los cilindros para entender la mezcla aire/combustible comprimida. La electricidad necesaria para la chispa se origina en la batería, el interruptor de encendido pone en contacto el sistema cuando el conductor gira la llave de encendido. Una bobina transforma o eleva la electricidad de la batería a un muy alto voltaje de manera que la chispa resulte potente.

El distribuidor recibe este alto voltaje y lo distriuye hacia las bujías, las que encienden el combustible. Como hemos visto el motor de gasolina es una maravilla de ingeniería y el caballito de batallas de la mayoría del transporte automotríz. El saber como funciona es su primer gran paso para aprender a mantenerlo trabajando  correctamente.

Fuente: Federal Mogul Institute (FMI-02)