Motores 2.ª edición

Los motores de combustión interna empleados en automoción son máquinas térmicas que aprovechan la energía de la combustión para transformarla en trabajo. Con esta energía y a través de un mecanismo biela–manivela pueden generar un par motor y aplicarlo al resto de la cadena cinemática hasta las ruedas, propulsando el vehículo. En esta unidad se hace una introducción a los motores térmicos, definiendo los conceptos básicos para empezar su estudio y se realiza una clasificación de los mismos basándose en diferentes aspectos funcionales y físicos.

Los motores de combustión interna son capaces de transformar la energía térmica almacenada en un combustible en energía mecánica a través de diversas transformaciones termodinámicas que dan lugar a los ciclos de trabajo. El estudio de los ciclos de trabajo es fundamental para comprender el funcionamiento de los motores de combustión interna y son la base para entender la necesidad de tener diversos sistemas auxiliares que perfeccionan su funcionamiento. A lo largo de esta unidad se van a explicar los conceptos fundamentales de la termodinámica, necesarios para entender los ciclos de trabajo. Posteriormente se analizarán los ciclos teóricos y reales para cada tipo de motor, destacando 

las diferencias que existen entre ambos. Por último se formularán los rendimientos térmicos teóricos de los ciclos de trabajo.

Para poder entender el funcionamiento de un motor de combustión interna hay que analizar sus diferentes parámetros de funcionamiento antes de que sea instalado en su aplicación final. Estos parámetros se obtienen en un banco de pruebas o de ensayos en función de diferentes regímenes de giro y grados de carga. En esta unidad se van a estudiar los diferentes parámetros que definen el funcionamiento de un motor térmico, describiendo la forma en que se obtiene cada uno de ellos. Al final se realizará un ejemplo completo de representación de las curvas características de un motor a partir de los datos obtenidos en un banco de ensayos.

Una vez explicados los fundamentos teóricos que sirven para entender el funcionamiento de un motor de combustión interna se van a estudiar sus elementos constructivos.

A lo largo de esta unidad, los componentes del motor se van a dividir en dos grandes apartados, distinguiendo entre elementos fijos y elementos móviles.

Esta unidad desarrolla las operaciones de desmontaje, verificación y montaje de un motor de combustión interna. Dado que hay diferentes tipos de motores y multitud de disposiciones constructivas, se va a tomar como base de la explicación de las operaciones un motor de cuatro tiempos de cuatro cilindros en línea con un único árbol de levas

en culata movido por correa dentada y con accionamiento de válvulas por medio de balancines. Cada operación se divide en cinco apartados: mando de la distribución, culata,

elementos de la distribución, tren alternativo y bloque de cilindros. En cada apartado se detallan las operaciones realizadas sobre el motor de referencia, explicando posteriormente las variaciones de elementos o diferentes disposiciones en otro tipo de motores.

La renovación de la carga es el proceso en el cual se intercambian los gases quemados tras la combustión por mezcla sin quemar, en motores Otto, o aire, en motores diésel.

En el diseño de un motor es de vital importancia el estudio de todos los sistemas que intervienen en el llenado del cilindro, ya que afecta de manera directa a su rendimiento. A lo largo de esta unidad se hará un breve repaso de los procesos de renovación de la carga en los motores de dos y cuatro tiempos, explicando posteriormente los diferentes sistemas que han ido incorporando los fabricantes para optimizar el llenado de los cilindros con el fin de obtener las mejores prestaciones posibles a cualquier régimen, minimizar los consumos y reducir las emisiones contaminantes.

La lubricación del motor juega un papel muy importante a la hora de reducir el desgaste del motor, ya que trata de evitar el contacto directo de las partes móviles. El aceite tiene otras funciones adicionales, como refrigerar, ayudar a la estanqueidad, limpiar los conductos, evitar la oxidación, entre otras, además de ser capaz de mantener sus propiedades con el tiempo. En esta unidad se van a explicar los principios básicos de la lubricación, así como las características y clasificación de los lubricantes. Posteriormente se analizará con detalle el sistema de lubricación a presión, por ser el más empleado en vehículos automóviles. Por último se explicarán las operaciones de mantenimiento, posibles averías y comprobaciones del sistema de lubricación.

Los motores de combustión interna necesitan un sistema de refrigeración que les permita evacuar el calor producido, evitando que los componentes alcancen una temperatura excesiva o que se dilaten hasta tal punto que se produzcan agarrotamientos entre las partes móviles. El sistema de refrigeración puede ser por aire o por líquido, siendo este último el más empleado en automoción. En esta unidad se explicará el funcionamiento del sistema de refrigeración por líquido refrigerante y se explicarán los elementos que lo componen. Posteriormente se dedicará un apartado al mantenimiento, averías y comprobaciones de este sistema.

En el sector de automoción están involucrados numerosos talleres e industrias auxiliares que pueden dar lugar a diversos riesgos laborales relacionados con las operaciones de fabricación, mantenimiento y reparación de los motores térmicos. Por otro lado, la industria automovilística genera gran cantidad de residuos, muchos de ellos peligrosos, que pueden afectar al medio ambiente. En esta unidad se van a analizar los riesgos laborales que pueden darse en los trabajos relacionados con los motores térmicos y las medidas necesarias para prevenirlos. A continuación se darán las nociones básicas de gestión medioambiental en el taller, incluyendo las normas de almacenamiento y retirada

de residuos peligrosos resultantes del mantenimiento y reparación de los motores de automoción.