Los 4 Tipos de Motores Que Se Usan En Los Vehículos

El motor juega un papel vital en el desempeño de un coche. Hay varios tipos en el mercado, cada uno de ellos con diferentes características que pueden cumplir diferentes funciones, incluida la mejora de la potencia. Para ayudarte a ver con mayor claridad, estos son algunos de los principales tipos de motores y cómo funcionan.

Tipos de Motores

En la jungla del automóvil, a veces es difícil navegar porque la oferta de motores es muy diversa. Y a la hora de elegir tu coche, no siempre es fácil encontrar el que mejor se adapte a tus expectativas. ¿Cuáles son los diferentes tipos de motores disponibles en el mercado? Pues aquí te los presentamos.

1. El Motor a Gasolina. Motor de Combustión Interna

El principio de funcionamiento de un motor a gasolina es simple: su función es transformar la energía producida por la combustión de una mezcla de combustible en una caja sellada, en movimiento o energía mecánica.

Dentro de esta caja hay varios cilindros que contienen pistones. Durante la combustión, hay una expansión de los gases que ejercen presión sobre los pistones que están conectados a las ruedas y así es como el automóvil puede avanzar.

Considerados menos contaminantes que sus homólogos diésel, los motores de gasolina requieren menos sistemas de control de la contaminación, como válvulas EGR o filtros de partículas (DPF).

Sus “bloques” también son menos sofisticados, los coches de gasolina son menos costosos de comprar pero también de mantener.

Por el lado del precio del combustible, la brecha se está reduciendo cada vez más en comparación con el diésel y la oferta es cada vez más interesante. Si un vehículo de gasolina generalmente consume más que un modelo diésel, los fabricantes han logrado un progreso significativo en los últimos años y ahora ofrecen unidades más pequeñas y menos codiciosas.

Para optimizar su rendimiento, cuentan con la ayuda de un turbocompresor que los hace más agradables sea cual sea el recorrido.

Las 4 Etapas de un Motor de Combustión Interna

Para realizar la transformación de la energía química liberada por la combustión, en energía mecánica, el motor realiza el proceso en cuatro pasos o etapas.

1. Admisión

La válvula de admisión permite que una mezcla de aire y combustible ingrese al interior del cilindro. En el motor diésel, solo entra aire al cilindro. El pistón baja por el cilindro. Este movimiento provoca un vacío que permite que la mezcla de aire y combustible sea aspirada hacia la cámara de combustión.

2. Compresión

La válvula de admisión se cierra y el pistón sube en el cilindro. Esta acción tiene el efecto de comprimir los gases que se encuentran dentro de la cámara de combustión.

3. Explosión

La bujía crea una chispa que encenderá los gases comprimidos y provocará una explosión. Esta acción hará que el pistón vuelva a bajar.

4. Escape

El pistón sube de nuevo, empujando los gases quemados hacia la válvula de escape. Esta se abre para permitir la evacuación de estos gases al exterior del vehículo.

Durante este ciclo de 4 etapas, la válvula de escape se cierra desde la etapa 1 a la etapa 3. En cuanto a la válvula de entrada, permanece abierta solo al comienzo de la primera etapa.

Motores de dos y cuatro tiempos

Hay dos clases principales de motores, los que funcionan en dos tiempos y los que funcionan en cuatro tiempos.

Los dos tipos de productos son similares, con la diferencia de que en el caso de los motores de dos tiempos las etapas de combustión del gas se realizan una vez, mientras que para el motor de cuatro tiempos, el tiempo requerido es el doble, dos vueltas.

El proceso de combustión es el mismo, se compone de cuatro etapas, a saber, admisión, compresión, explosión y escape, pero en el caso del motor de cuatro tiempos, las etapas se realizan dos veces.

1. Motor de 2 tiempos

Encontrarás el motor de 2 tiempos en tu motocicleta, en tu cortadora de césped pero también en algunos automóviles. En este ciclo de dos tiempos, los pistones realizan solo movimientos lineales dentro de los cilindros.

El combustible de tu motor pasará por 4 etapas. Estos 4 pasos se realizan en 1 vuelta para motores de 2 tiempos, mientras que estos mismos pasos se realizan cada 2 vueltas para motores de 4 tiempos. Es decir, los motores de 2 tiempos combinan dos etapas por media vuelta del motor.

2. Motor de 4 tiempos

Utilizados en automóviles y aviación, los motores de 4 tiempos funcionan en ciclos como el motor de 2 tiempos. Estos motores de combustión interna se someten a 4 etapas idénticas a las del motor de 2 tiempos pero en un período de tiempo más largo, ya que hacen el ciclo en dos vueltas.

Diferencias entre motores de 2 tiempos y 4 tiempos

Es importante notar que el tiempo de ciclo de las etapas no es solo la única diferencia entre un motor de 2 tiempos y un motor de 4 tiempos. Hay otros:

1. En un motor de 2 tiempos, el aceite se mezcla con gasolina y posteriormente se mezcla con aire. Los motores de 4 tiempos funcionan de manera diferente, la gasolina y el aceite nunca se encuentran, la gasolina solo se mezcla con el aire.
2. El pistón en un motor de 2 tiempos hace una revolución del cigüeñal, mientras que da 2 vueltas en el motor de 4 tiempos.
3. El nivel de desgaste de un motor de 2 tiempos es mayor que el de un motor de 4 tiempos.
4. El motor de 2 tiempos tiene muy poco freno de motor.

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Las Diferentes Formas de Motores a Gasolina

Además de los motores de dos y cuatro tiempos, también hay diferentes motores según su forma, los cuatro principales son los motores en línea, los motores planos, los motores en V y los motores en W. Las principales diferencias entre los cuatro son su forma, tamaño y el número y la disposición de los cilindros.

El motor en forma de V está formado por el mismo número de cilindros en cada lado, por ejemplo tres o cuatro, si es un V6 o un V8. Para el motor W, el principio es el mismo, excepto que el número de filas de cilindros se duplica y en lugar de tomar la forma de una V, el dispositivo toma la forma de una W (doble V).

Mientras que el motor plano es plano y se compone de un número par de cilindros colocados a cada lado del motor, el motor en línea, está diseñado con una fila de cilindros que por lo general, también son en número par.

Por supuesto, cada uno tiene sus ventajas y desventajas, pero en general el número de cilindros y la disposición de cada uno afectan el rendimiento del motor.

Es importante tener en cuenta que cuantos más cilindros haya en el motor, más potente será tu vehículo, eso no significa que puedas ir más rápido. Sin embargo, la potencia de tu vehículo también depende de la velocidad del motor y del par motor.

1. Motor con cilindros en línea

El motor con cilindros en línea es el tipo más común de motor automotriz. Tiene una sola fila de cilindros, dispuestos en un lado del cigüeñal.

Es el motor más fácil de configurar. Por lo tanto, es económico. Ocupa poco espacio en ancho debido a su configuración en línea, pero este motor, en cambio, requiere mucho espacio en longitud.

Su principal desventaja es el desequilibrio provocado por la disposición de los cilindros en una sola línea. El desequilibrio del motor puede provocar vibraciones importantes que resultan muy incómodas para el conductor y los pasajeros.

Para evitar esto, se agrega un sistema llamado “eje de equilibrio” que funciona como contrapeso.

2. Motor plano

El motor plano, como su nombre indica, es completamente plano: los pistones están en un solo plano, generalmente horizontal. Los cilindros son siempre un número par y están ubicados a ambos lados del cigüeñal.

Esta configuración del motor es muy práctica ya que permite ocupar muy poco espacio en altura. De este modo, el motor plano se puede colocar muy bajo en el bastidor. Esto induce un centro de gravedad muy bajo, lo que mejora el manejo del vehículo.

Además, la presencia de pistones en ambos lados del cigüeñal da como resultado un mejor equilibrio del motor, lo que también resulta en un mejor equilibrio del vehículo en la carretera.

Por otro lado, el motor plano es bastante difícil de mantener, especialmente si es necesario cambiar las bujías o realizar trabajos en las cámaras.

3. Motor en V

Los motores en configuración “V” reciben su nombre por su particular forma en “V”. Los pistones están dispuestos en dos filas de varios cilindros. Para un V8 serán dos filas de cuatro cilindros, para un V6 dos filas de 3 cilindros, para un V12 dos filas de 6 cilindros y así sucesivamente.

Estos cilindros que funcionan en alternancia se colocan encima del cigüeñal.

Este tipo de motor tiene un cigüeñal muy corto y, por tanto, relativamente ligero, lo que reduce las vibraciones del vehículo. Además, el motor en V proporciona un par significativo a bajas revoluciones, lo que facilita el arranque y la recogida de un coche pesado.

Sin embargo, es un motor muy complejo y relativamente caro de fabricar.

4. Motor en W

Los motores en “W” son idénticos y funcionan como los modelos en “V”, excepto que son dobles. Los cilindros se alinean en filas escalonadas. Este tipo de motor se utiliza principalmente en aviación o coches de alta gama.

Los cilindros en la configuración "W" se pueden presentar de dos formas:

1. Dispuestos en doble V "contiguos": 3 filas de cilindros.
2. Dispuestos en doble V "separados": 4 filas de cilindros.

La principal ventaja del motor en “W” es que puede tener una gran cantidad de cilindros en un mínimo de espacio, ya que el cigüeñal es más corto que en un motor en “V”. Por otro lado, el motor ocupa más espacio en ancho.

Una vez más, este es un motor muy complejo, especialmente en términos de culatas. Por lo tanto, tiene un coste elevado.

2. El Motor a Gasoil. Motor Diésel

Incluso si está en declive, el mercado del diésel se mantiene a la cabeza de las ventas en buena parte de Europa. Con la reputación de ser más robustos, los motores diésel son menos codiciosos que las unidades de gasolina y, a menudo, tienen una vida útil más larga.

Uno de los criterios más importantes a tener en cuenta a la hora de comprar es el precio. Los automóviles diésel son más caros y tienen un período de amortización más largo, sin mencionar el costo de mantenimiento, que también es mayor.

Si son menos contaminantes que los motores de gasolina, es sobre todo gracias a la incorporación de sistemas de control de la contaminación (FAP, EGR, etc.) que aumentan notablemente la puntuación.

Las unidades diésel también han sucumbido a la moda de la “reducción”. Los motores grandes son reemplazados gradualmente por "bloques pequeños" asistidos por uno o incluso dos turbos. Como resultado, el consumo disminuye aún más en beneficio del medio ambiente.

3. El Motor Híbrido

La hibridación consiste en agregar un motor eléctrico a un motor de combustión. Gracias a la gestión inteligente, un pequeño motor eléctrico se hace cargo cuando la velocidad es baja y reduce el consumo de combustible.

Dependiendo de la ruta, el coche puede circular en modo totalmente eléctrico, en modo gasolina o incluso en modo gasolina + eléctrico. El concepto sigue siendo interesante en recorridos urbanos ya que se utiliza más la parte eléctrica.

Las versiones híbridas enchufables están apareciendo gradualmente. Aportan más autonomía en todo eléctrico y poco a poco están tomando más porción del  mercado.

4. El Motor 100% Eléctrico

Los motores 100% eléctricos se desarrollan a una velocidad sorprendente. Limpios (cero emisiones), tienen una autonomía cada vez más importante, llegando hasta los 400 km para los más sofisticados, o incluso más en determinados modelos de alta gama.

Silenciosos y eficientes, requieren una recarga regular, en la estación o en casa. Interesante en la ciudad, el concepto totalmente eléctrico va ganando terreno gradualmente y ahora permite alejarse del dominio exclusivamente urbano.

Un automóvil eléctrico es impulsado por uno o más motores eléctricos alimentados por una batería. Sin embrague ni caja de cambios, sino un pedal de acelerador que solo necesita presionar para que la batería entregue corriente que se transformará en corriente alterna a través de un convertidor.

Este proceso crea un campo electromagnético en el que una bobina de cobre comienza a girar, como cualquier motor eléctrico de juguete pequeño.

Rendimiento de los motores eléctricos

A diferencia de un motor de combustión térmica cuya eficiencia mecánica es del 35% con gasolina y 40% con diésel, disipando el resto en forma de calor, la eficiencia de un motor eléctrico alcanza el 90%.

En uso, las únicas pérdidas están relacionadas con la fricción. Sin embargo, es aconsejable traer una desventaja a este rendimiento milagroso. De hecho, es necesario tener en cuenta las pérdidas asociadas a la recarga de la batería.

Por ejemplo, una recarga tiene un consumo de electricidad de 57 kWh para cargar completamente una batería de 41 kWh. Eso es una pérdida de 16 kWh aproximadamente, que todavía representa el 37% de la energía consumida.

Por lo tanto, el rendimiento final se establece entre el 55 y el 60%.

Sin embargo, el motor eléctrico combina otras ventajas además de su eficiencia, como su silencio, un par disponible en todo momento, sin cambios de marcha y, sobre todo, sin contaminación.

El único inconveniente, y no menos importante: si el vehículo eléctrico se avería, no es posible remolcarlo debido al bloqueo de las ruedas por el motor, a menos que levantes las ruedas delanteras para remolcarlo. Obviamente, esto supone que el eje trasero no tiene un segundo motor, que es común, por ejemplo, en Tesla.

Tipos de Motores Eléctricos

De la misma forma que podemos separar los motores de combustión interna en diferentes categorías, podemos distinguir diferentes tipos de motores eléctricos: motores de corriente alterna (asíncronos y síncronos), los más utilizados, y motores de corriente continua, que hoy prácticamente ha desaparecido del sector de la automoción.

1. El motor asincrónico

El motor asíncrono es uno de los más utilizados en la industria pesada y de carga, como en montacargas, ascensores, pero también se utiliza en el automóvil, por ejemplo en el primer Roadster eléctrico firmado Tesla.

Desde entonces, los fabricantes de automóviles han preferido el motor síncrono. Este motor asíncrono consta de un estator y un rotor. El primero es un cilindro ferromagnético cuyas muescas alojan bobinas.

En cuanto al segundo, consta de dos anillos, llamados jaulas de ardilla, unidos por conductores. También se puede enrollar, por ejemplo la presencia de tres bobinas conectadas a un anillo.

El estator desempeña el papel de inductor, ya que es él quien genera el campo magnético durante el paso de la corriente eléctrica. En cuanto al rotor, colocado en el centro de las bobinas, está sometido al campo magnético del estator. Él es la armadura.

La corriente trifásica que fluye a través de las bobinas genera un campo magnético giratorio cuya velocidad de rotación se denomina velocidad de sincronismo, expresada en RPM. La velocidad del sincronismo se obtiene dividiendo la frecuencia (50 Hz en Europa) por el número de pares de polos.

El rotor intenta seguir este campo magnético, también llamado campo del estator, sin alcanzar nunca su velocidad. Este cambio se llama deslizamiento. Esto es lo que hace posible tener un par motor.

El deslizamiento es, por lo tanto, la diferencia entre la velocidad síncrona y la velocidad del rotor. Su valor porcentual es igual a la diferencia entre la velocidad del sincronismo y la velocidad del rotor dividida por la velocidad del sincronismo.

El deslizamiento debe ser bajo: del 2% para motores grandes a alrededor del 7% para motores pequeños. Cuanto menor sea el deslizamiento, mejor será el motor.

Por otro lado, los rendimientos siguen siendo mediocres, con una producción que se sitúa entre el 75 y el 80%, a excepción de Tesla que alcanza el 88% gracias al uso de cobre para fabricar la jaula, lo cual no deja de conllevar un cierto coste adicional en la fabricación.

Para un motor asíncrono estándar, su bajo costo y robustez lo convierten en el candidato ideal para vehículos híbridos donde el motor eléctrico solo opera ocasionalmente.

2. El motor sincrónico

El motor síncrono es bastante similar al motor asíncrono. Encontramos un estator bobinado y un rotor con imanes permanentes o bobinados (electroimanes).

Por otro lado, el motor síncrono no puede arrancar por sí solo. Necesita un motor auxiliar para alcanzar su velocidad síncrona o un convertidor de potencia electrónico para alimentar el estator. Este último creará un campo giratorio que impulsa el rotor.

El motor síncrono ofrece una mejor relación par / peso y una mejor densidad de potencia. Su eficiencia también es mayor que la del motor asíncrono debido a la ausencia de deslizamiento.

Sin embargo, el motor síncrono tiene dos inconvenientes según se opte por el imán permanente o la bobina. Los primeros son ciertamente más ligeros, pero hechos con materiales difíciles de conseguir. Por lo tanto, los fabricantes buscan alternativas a estos materiales que actualmente son demasiado caros, debido al virtual monopolio de China.

El principal interés de los motores asíncronos y síncronos radica en la posibilidad de utilizarlos como generadores durante el frenado y la desaceleración gracias a la instalación de un inversor trifásico reversible. La energía así recuperada permite recargar la batería.

3. El motor de corriente continua

También llamado motor de CC, es bien conocido ya que es el que se encuentra en particular en los juguetes controlados por radio. Los primeros TGV estaban equipados con motores de CC antes de cambiar a motores síncronos.

El motor de CC consta de un estator (inductor), un rotor (armadura), escobillas (también llamadas carbones) y un colector. Cuando el motor está alimentado, el campo magnético generado le permite girar.

La velocidad de rotación está directamente relacionada con ciertos parámetros como el número de vueltas del devanado, su superficie, la corriente que fluye en la bobina y la fuerza de la corriente magnética.

La ventaja de un motor de CC es que no requiere que se accione la electrónica. Puede conectarse directamente a una fuente de alimentación, con o sin variador de velocidad. También tiene una gran capacidad para conducir cargas elevadas.

El motor de CC sufre principalmente de un delicado mantenimiento en el colector. En cuanto a los cepillos, deben cambiarse regularmente, ya que cuanto mayor sea la velocidad de rotación, más deben presionar los cepillos para mantener el contacto.

Factores que Influyen en la Potencia del Motor

Por supuesto, hay algunos motores más potentes que otros, algunos coches están equipados con motores potentes, sin tener necesariamente la apariencia de coches de carreras.

Además del número de cilindros, otros factores pueden influir en la potencia de un motor, incluido un par más alto, que permite una aceleración más fuerte. También existe la posibilidad de aumentar la potencia del motor añadiendo accesorios independientes.

Diseñados originalmente para máquinas herramientas industriales, los motores eléctricos modernos han encontrado un nuevo nicho en el automóvil eléctrico. Gracias a los avances tecnológicos, han perdido peso y tamaño.

Tanto es así que su miniaturización permite posicionarlos directamente al nivel de las ruedas del vehículo. Este es particularmente el caso de los autos deportivos. El compartimento del motor se beneficia así de un nuevo espacio que habrá que reorganizar.

Para Cerrar

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Para evitar desgastar tu motor demasiado rápido, evita conducir a bajas revoluciones con demasiada frecuencia. Sin embargo, no intentes cambiar de marcha demasiado rápido.

Idealmente, debes darle tiempo al motor para que se caliente rodando lentamente durante unos buenos diez minutos antes de comenzar a exigir mucho al motor con una aceleración repentina.

Finalmente, asegúrate de respetar el programa de mantenimiento de tu vehículo utilizando productos de calidad, especialmente el aceite y el refrigerante.