MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

2. 1
0 - PRÓLOGO:
Antes de desarrollar este trabajo, quiero hacer una pequeña reseña de lo que me ha motivado a
elegir este tema. Soy un apasionado de los motores, y creo que es algo genético. A mi padre
siempre le han gustado, y yo desde pequeño siempre estaba a su lado cuando hacía algún
mantenimiento o reparación de nuestro vehículo. A él siempre le gustó que yo le ayudara y
participara en las tareas mecánicas, primero descubriendo los nombres de las herramientas,
luego aprendiendo a utilizarlas y por último comprendiendo como funciona un motor.
Fig.1 Automodelismo Fig.2 Mi inicio en la mecánica Fig.3 Mi inicio en la conducción
Con 8 años tuve mi primer coche de automodelismo con motor a explosión, y con él empecé a
hacer mis primeros trabajos de puesta a punto y mantenimiento.
Luego, con 9 años, ya conducía nuestro vehículo familiar, (obviamente en forma
antirreglamentaria y por caminos poco transitados) con lo que empecé a entender a fondo su
funcionamiento.
Con los años esto ha ido avanzando, haciéndome aficionado al automovilismo y al
motociclismo, y creo que será algo que me acompañará toda la vida.
Por todo esto y para aquellos que sientan el placer de oir un buen motor, la sangre correr más
de prisa cuando aceleras y el motor ruge, he querido hacer un trabajo sobre el motor a
explosión de 4 tiempos.
Ahora bien, el motor a explosión cumple una función fundamental en la economía del mundo
desarrollado y en la vida cotidiana de sus habitantes, pero tiene aún algunos puntos críticos a
mejorar.
Para los amantes de las altas prestaciones y la velocidad, el aspecto a mejorar será la potencia.

3. 2
Para los ecologistas el factor a considerar será la contaminación del medio ambiente y el
aprovechamiento de los recursos escasos.
Para los economistas y usuarios en general, será el consumo.
Para los ingenieros de desarrollo será todo lo anteriormente expuesto, más la utilización de
combustibles alternativos, desarrollo de nuevos materiales, nuevas tecnologías en electrónica
y hasta el desarrollo de motores alternativos, que podrían sustituir a los de explosión, como es
el caso de los eléctricos, o por lo menos a complementarlos, como en el caso de los híbridos.
A partir de lo hasta aquí expuesto, mi hipótesis es que aún se pueden mejorar los
motores de explosión interna.
Para demostrarlo, y teniendo en cuenta que los aspectos a mejorar son variados al igual que
las soluciones o líneas de investigación, en las próximas páginas iré desarrollando algunos de
ellos.
Para ordenarnos haré una rápida reseña de la evolución del motor desde su origen hasta llegar
a los de combustión interna actuales en todas sus versiones.
Luego desarrollaré el funcionamiento del motor a explosión en cada una de ellas y las
opciones para mejorarlos.
Por último analizaré los últimos estudios sobre alternativas a los problemas actuales y las
transformaciones que ya se están llevando a cabo.

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1 - INTRODUCCIÓN A LOS MOTORES:
El motor nace por la necesidad de trabajos, que bien por su duración, intensidad,
manejabilidad o mantenimiento, no pueden ser realizados por el propio ser humano o por
animales.
1.1 - DEFINICIÓN DE MOTOR:
Motor es un mecanismo que transforma la energía química presente en el combustible, en
energía mecánica. En el motor, esta energía mecánica se manifiesta en la rotación de un eje
del motor, al que se une el mecanismo que se quiere mover. (Por ejemplo, una rueda, una
hélice, etc.)
Fig. 4 Motor de competición Ferrari
1.2 - HISTORIA DEL MOTOR:
- Alrededor del 600 d. de J.C. aparecen los molinos de viento, que convierten la energía del
viento en movimiento de máquinas.
- En 1712 el inventor inglés Thomas Newcomen (1663-1729) construye una máquina de
vapor con pistones y cilindros que resulta muy eficiente,
- En 1770 el militar francés Nicolás-Joseph Cugnot (1725-1804) consigue amoldar su motor a
vapor a su carreta.
-1782. El ingeniero escocés James Watt (1736-1819) construye una máquina a vapor mucho
más eficiente que la máquina de Newcomen.
- El ingeniero franco-belga Etienne Lenoir (1822-1900) construye en 1859 un motor de
combustión interna.

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- El alemán Nikolaus Otto (1832-1891) construye un motor de 4 tiempos en 1876.
- Germán W. Daimler construye en 1883 un motor de combustión interna muy veloz.
- El ingeniero inglés Charles Parsons (1854-1931) diseña el primer generador electrónico de
turbina a vapor.
- 1892. El alemán Rudolf Diesel inventa un motor (llamado motor diesel posteriormente) que
funciona con un combustible que se prende a gran presión. En la práctica el motor resulta ser
mucho más eficiente que los motores de combustión interna existentes en aquel momento.
1.3 - OPCIONES DE MOTOR:
Los motores empleados en la actualidad en forma masiva, son los de explosión interna, de 2
tiempos, y los de 4 tiempos en sus versiones gasolina o diesel.
1.4 - APLICACIONES:
Los motores de explosión, son utilizados fundamentalmente para el transporte de personas y
mercaderías. Los encontramos básicamente en motocicletas, automóviles, furgonetas,
embarcaciones, aeronaves, camiones y autocares.
1.5 - DISTINTAS PRESTACIONES:
El abanico de alternativas es tan grande, que sería prácticamente imposible definirlo con
exactitud, pero como guía orientadora podríamos decir que los motores de explosión
utilizados en motocicletas, oscilan entre los 50 y los 1200 cm3, de 1 a 6 cilindros y con
potencias que van de los 5 a los 190 cv, siendo los 2 Tiempos usados en bajas cilindradas y a
partir de 500 cm3 utilizados los 4 Tiempos, todos con gasolina como combustible.
Fig. 5 Motocicleta Honda CBR600

6. 5
En automóviles, se dividen entre los de gasolina y los diesel. Sólo en algunos llamados
microcoches encontramos hoy algunos motores 2 tiempos. Lo habitual son los de 4 tiempos
con cilindradas que van de los 800 cm3 a los 5000 cm3, con opciones desde los de 4 hasta los
de 12 cilindros y con potencias que van de 60 a 600 cv.
Fig. 6 Automóvil BMW M3 Fig. 7 Todo terreno L.Rover Sport
En motores de embarcaciones encontramos motores de 2 y 4 tiempos, de 1 a 8 cilindros o
más, con potencias de 10 a más de 500 cv y propulsados por gasolina o diesel.
Fig. 8 Lancha motor fuera borda
1.6 - EL FUTURO QUE SE VISLUMBRA:
Debido a la incidencia de los motores a explosión en el medio ambiente y en la economía, nos
encontramos frente a una situación de extrema preocupación a nivel mundial.
El uso de combustibles derivados del petróleo como son la gasolina y el diesel, trae
aparejados dos grandes problemas.

7. 6
El primero es la gran contaminación que producen, que está haciendo cada vez más daño a
nuestra atmósfera, provocando lo que se denomina efecto invernadero y que se acusa de ser el
origen del cambio climático producido por el aumento de la temperatura media del planeta.
Fig. 9 Automóvil contaminante
El segundo es que mientras algunos discuten el verdadero alcance de su influencia en este
cambio, no es menos real que las reservas de petróleo se están agotando, y como recurso no
renovable se terminará antes o después, por lo que encontrar un sustituto es hoy una
preocupación de la economía mundial.
Se podrá discutir como decíamos, el verdadero alcance de la influencia de los combustibles
tradicionales en el medio ambiente, pero no que la tienen, y como tampoco es discutible su
escasez y próximo agotamiento, se dan dos grandes razones para que los ingenieros estén
buscando opciones tanto de motores más económicos y eficientes, como en el desarrollo de
nuevos combustibles aplicables a los motores existentes.
Fig. 10 Autocar propulsado con hidrógeno Fig. 11 Automóvil cargando hidrógeno
A continuación explicaremos los motores a explosión actuales, sus componentes y
funcionamiento y comentaremos algunas opciones de optimización de su potencia y consumo.
Luego analizaremos opciones a nivel de alternativas de combustibles y combinaciones de
motores a explosión con otros eléctricos.

8. 7
1.7 - MOTOR DE EXPLOSIÓN:
Es el motor por excelencia empleado en la actualidad para el transporte de cargas y pasajeros
por carretera ,marítimo y aeronáutico.
1.7.1 - DEFINICIÓN DE MOTOR DE EXPLOSIÓN:
Es aquel que basa su funcionamiento en la expansión repentina, de una mezcla de combustible
(gasolina) y aire, en un recinto reducido y cerrado. La expansión se produce por la explosión
de la mezcla en una relación aproximada de 10.000 litros de aire por 1 de carburante.
1.7.2 - CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE EXPLOSIÓN:
Existiría una gran posibilidad de clasificaciones, dependiendo del enfoque que se tome.
No obstante resalto aquí las más frecuentes.
a) Según el ciclo termodinámico: de cuatro y de dos tiempos
b) Según el sistema de alimentación empleado: atmosférico y sobrealimentados.
c) Dependiendo de como se forma la mezcla en su interior: de carburación o de
inyección (directa o indirecta).
d) En función del sistema de refrigeración empleado: por aire o por líquido.
e) Según la disposición de sus cilindros: en línea, en V, en W, opuestos o
contrapuestos, en estrella (simple, doble o cuádruple).
f) Según el combustible empleado: los hay diésel, de gasolina y gas LP.
g) Por la cantidad de cilindros: monocilíndricos y policilíndricos (dos, tres,
cuatro, cinco, seis, ocho, doce cilindros, etc).
2 - MOTOR DE EXPLOSIÓN DE 4 TIEMPOS CON GASOLINA:
Ahora me centraré en el análisis y desarrollo del motor de explosión de cuatro tiempos
alimentado con gasolina. Este motor fue inventado por Nikolaus August OTTO (1) en 1876.
______________________
(1) Nikolaus August OTTO: Ingeniero y comerciante alemán, Holzhausen a. D. Haide 1832 –
Colonia 1891.

9. 8
2.1 - ESQUEMA DE LOS ELEMENTOS BÁSICOS:
Si se intentara categorizar al motor por su configuración, este puede ser dividido en el cuerpo
principal del motor, en el cual la presión generada dentro de la cámara de combustión es
convertida a movimiento rotatorio, y en el equipamiento de accesorios, los cuales asisten y
controlan la operación del cuerpo principal del motor.
Cuerpo principal del motor: Las siguientes piezas conforman el cuerpo principal del motor.
- Bloque de cilindros: Es la parte fundamental del motor y forma su
estructura.
- Culata de Cilindros:
Esta proporciona la cámara de combustión y el mecanismo de
válvulas. Fig. 12 Bloque de cilindros
Pistones: Estos reciben la presión generada por la combustión del
combustible y se traslada de arriba hacia abajo en los cilindros
repetidamente.
Bielas: Estas transmiten la presión de la combustión recibida por los
Fig. 13 Biela y pistón pistones al cigüeñal. Los engranajes de distribución y la correa
de distribución mueven el eje de levas.

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Cigüeñal:
Este convierte el movimiento de arriba hacia debajo de los
pistones en movimiento rotatorio.
Fig. 14 Cigüeñal
Mecanismo de Válvulas:
Este abre y cierra las válvulas de admisión y escape.
Volante del Motor:
Este facilita las rotaciones del motor.
Cárter de Aceite:
Este recolecta y almacena el aceite de motor.
Fig. 15 Corte de un motor
2.2 - SU FUNCIONAMIENTO:
Como se explicó anteriormente, se produce una rápida explosión de la mezcla en el cilindro,
y este movimiento es recogido por la biela, que está unida al pistón por su pie de biela y a
éste, por medio de un bulón.
En la unión de la biela y el pistón, para atenuar el rozamiento, se interponen unos casquillos.
Fig. 16 Componentes conjunto biela y pistón

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La biela, se une por la cabeza de la biela al cigüeñal, que es un eje de material resistente y con
tantos codos como cilindros tenga el motor.
Acaba el cigüeñal en una rueda o volante pesado (contrapeso) con el objetivo, de que acabado
el tiempo de la explosión, no pierda sentido de giro, venciendo los puntos muertos hasta que
se produzca una nueva explosión.
Fig. 17 Cigüeñal y bloque de cilindros
Todos estos elementos van encerrados en un bloque que por su parte inferior se cierra con una
bandeja, llamada cárter. Del bloque asoman los extremos del cigüeñal al que sirven de
apoyo. Éste punto recibe el nombre de bancada. Para que el cigüeñal no se deforme por
efecto de las explosiones, se intercala otra u otras bancadas.
La explosión debe producirse en un punto óptimo del recorrido del pistón en el cilindro, para
aprovechar al máximo la onda expansiva.
El pistón que tiene la forma de un vaso invertido, ajusta con holgura en el cilindro para
minimizar el rozamiento. Para evitar la fuga de compresión se colocan dos tipos de
segmentos o aros, que son una especie de semi-anillos flexibles acerados. Los superiores son
los de compresión, y los inferiores son los de engrase.

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Fig. 18 Componentes básicos de un motor
La carrera del pistón es la distancia entre el punto más alto y el más bajo alcanzado dentro del
cilindro en su desplazamiento, expresado en milímetros.
El calibre es el diámetro interior del cilindro, también expresado en milímetros.
La cilindrada es el volumen del cilindro, en la parte comprendida por la carrera del pistón.
Así la cilindrada total del motor, será la suma de las cilindradas de todos sus cilindros, y se
expresa en centímetros cúbicos o litros. Por ejemplo, 2.000 cc o 2 litros.
Al alojamiento del conjunto de cilindros de un motor, se lo denomina bloque de cilindros.
Los motores, generalmente, se clasifican tanto por el número de cilindros que montan, como
por el sistema en que están distribuidos. Por ejemplo: 4 cilindros en línea, 8 cilindros en V o
2 cilindros horizontales opuestos.
La potencia es la capacidad de esfuerzo de un motor, y se expresa en caballos de vapor (CV) y
se determina aplicando un freno dinamométrico al volante motor.
Los cilindros quedan cerrados herméticamente al colocar la culata, que cierra el cilindro por
la parte superior. Así, el espacio entre la cabeza del pistón en su parte más alta del recorrido,
y la culata, es lo que se denomina cámara de compresión. La medida de ésta, comparada con
la total del cilindro, nos da la relación de compresión. Así se suele decir que la relación de
compresión de un motor es de 10:1 o de 7:1.

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2.3 - LOS CUATRO TIEMPOS:
El ciclo de combustión es el conjunto de operaciones que se realizan en un cilindro, desde que
entra la mezcla carburada hasta que son expulsados los gases.
Cuando este ciclo se produce en cuatro etapas, se dice que es un motor de cuatro tiempos:
admisión, compresión, explosión y escape.
A continuación explicare cada uno de estos tiempos.
Fig. 19 Gráfico de los 4 tiempos
Primer tiempo: “Admisión”
El pistón inicia un movimiento descendente dentro del cilindro y el cigüeñal da medio giro.
Al estar la válvula de escape cerrada, y la de admisión abierta, se produce una succión de
mezcla carburada, llenando con la misma el cilindro.
Segundo tiempo: “Compresión”
El pistón retorna en sentido opuesto al anterior, es decir hacia arriba y el cigüeñal da otra
media vuelta. Las válvulas, tanto de admisión como de escape están cerradas, por lo que la
mezcla de carburante que antes ocupaba todo el cilindro, se comprime ocupando al final del
desplazamiento del pistón hacia arriba, sólo el espacio de la cámara de compresión.
Tercer tiempo: “Explosión”
En este punto máximo de la compresión, salta la chispa de la bujía y la mezcla carburada y
comprimida explota despidiendo con fuerza al pistón hacia el punto máximo inferior y
provocando otra media vuelta del cigüeñal.

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Cuarto tiempo: “Escape”
El pistón vuelve a subir y ahora la válvula de admisión estará cerrada y la de escape estará
abierta, permitiendo así la expulsión de los gases resultantes de la explosión y dando otra
media vuelta el cigüeñal.
En un ciclo de 4 tiempos, por cada explosión, el cigüeñal da 2 vueltas completas, perdiendo
gran parte de la fuerza entre explosión y explosión.
Para ello en motores de 4 cilindros, se combinan los cilindros de forma tal que por cada media
vuelta haya una explosión, minimizándose así la pérdida de fuerza.
2.4 - OTROS COMPONENTES:
Bueno, ya hemos descrito lo que es un motor, y analizado sus elementos principales. Ahora
analizaremos el resto de las piezas necesarias para que funcione correctamente.
Lo primero que se ha dicho es que el principio de explosión, radica en hacer expandir un
carburante, que en este caso incluye oxígeno y gasolina. Pero para que llegue ésta al motor,
es necesario almacenarla en un depósito de gasolina, y llevarla hasta el carburador o
inyectores, por unos conductos, e impulsarla a través de ellos valiéndonos de una bomba de
gasolina. También será conveniente colocar antes del carburador o bomba inyectora, un
filtro de combustible, que nos garantizará que no pasen partículas sólidas que podrían
obstruirlo y hacer detener el motor o dañar los cilindros.
Por otro lado, necesitamos para crear esa mezcla de carburante, el oxígeno presente en el aire.
Para ello los motores cuentan con una toma de aire y un filtro de aire, que al igual que en la
gasolina, nos asegure la limpieza de ese aire para evitar que el carburador se tape o que
partículas muy pequeñas pero abrasivas, lleguen al cilindro con la posibilidad de rayarlo y
dañarlo.
Carburador o inyector, será ahora el elemento que nos preparará el carburante, es decir, el que
hará la mezcla de gasolina y oxígeno, antes de llegar al cilindro.

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Fig. 20 Opciones para preparar el carburante
Inicialmente los motores venían equipados con un carburador que a través de unos pequeños
conductos y un sistema de agujas internas, inyectaba en el aire una dosis de combustible,
conformando así el carburante que luego pasaba al colector de admisión. Tenían una aguja
de baja y otra de alta, según fuera el esfuerzo demandado al motor en ese momento,
dosificando entonces más o menos combustible. Se regulaba esa mezcla mecánicamente
según las condiciones habituales de utilización del motor (presión atmosférica, humedad,
temperatura). Esto hacía que si variaban las condiciones, el motor ya no estaba trabajando
correctamente. Por ejemplo un día muy frío, húmedo o a distinta altura respecto al nivel del
mar.
Fig. 21 Foto de un antiguo carburador
Así aparecieron primero los inyectores mecánicos y luego los electrónicos, que son los
utilizados en la actualidad. Estos inyectores electrónicos, están conectados a una centralita y
a una sonda, que les permite dosificar el combustible que introducen en el aire, según las
exigencias de marcha del motor y de las distintas condiciones ambientales. En el caso de los
que poseen un inyector por cilindro (multipunto), pueden hasta variar la cantidad inyectada a
cada cilindro en función de los parámetros que hemos señalado anteriormente.

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Fig. 22 Esquema de inyección electrónica
Para concluir con los inyectores, podemos señalar que los hay indirectos (inyectan el
combustible en el colector de admisión, antes de las válvulas respectivas) y los directos, que
lo hacen ya en el mismo cilindro.
Fig. 23 Inyección Indirecta Fig. 24 Inyección Directa
Ahora bien, ya tenemos el carburante en el cilindro, y ahora para detonarlo, necesitamos una
chispa. De esta función se ocupa la bujía, que va en la parte superior del cilindro,
brindándonos una chispa potente en el momento indicado, que es cuando el pistón está en el
punto máximo de compresión.
Fig. 25 Corte de una bujía Fig. 26 Foto de una bujía

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Para arrancar los motores, se utiliza una batería que acumula energía, y al accionar el contacto
nos brinda un impulso eléctrico y mueve un motor eléctrico llamado arranque que hace girar
el motor de 4 tiempos por medio de un gran engranaje situado en un extremo del cigüeñal.
Una vez puesto en marcha, se activa un dispositivo generador de energía llamado alternador,
que por un lado alimenta esta batería, y que por otro brinda la electricidad necesaria al
distribuidor o sistema electrónico del motor.
Este sistema que está relacionado a través de correas o cadenas con el giro del cigüeñal, se
encargará de enviar la chispa de la bujía en el momento óptimo para las sucesivas explosiones
que se llevarán a cabo en el cilindro o en los distintos cilindros según el caso.
Ahora bien, ya hemos dicho que hay un carburante (mezcla de combustible y oxígeno) en el
carburador, pero este debe llegar al cilindro. Y lo hace a través de un conducto llamado
colector o múltiple de admisión.
Luego de la explosión, esa misma mezcla se convierte en gases que deben ser eliminados y
que se logra a través de lo que se denomina colector o múltiple de escape.
Pero para coordinar este proceso, está el sistema de distribución.
Fig. 27 Sistema de distribución

18. 17
Primero debe abrirse la válvula de admisión para ingresar el carburante, luego cerrarse ambas
para lograr la compresión, y finalmente abrirse la de escape para eliminar los gases.
Pero la coordinación de ese funcionamiento tan preciso, se hace a través de un árbol de levas,
que girando también en concordancia con el cigüeñal vinculado con una cadena o correa, va
dando el ritmo de apertura y cierre de cada una de ellas.
Al finalizar el ciclo de explosión, debemos expulsar los gases al exterior, que al pasar por la
válvula de escape salen a través del múltiple de escape hacia un tubo de escape.
Este último, suele tener uno o varios silenciadores, puesto que el motor genera ruidos de
altísimos decibeles, que harían imposible estar a su lado.
Algunos motores modernos también llevan en el sistema de escape, un filtro de partículas o
un catalizador, que a través de procesos químicos y físicos, eliminan parte de los gases
contaminantes que son expulsados normalmente a la atmósfera.
2.5 - CAJA DE VELOCIDADES:
La caja de cambios o caja de velocidades es el elemento encargado de acoplar el motor y el
sistema de transmisión con diferentes relaciones de engranajes, de tal forma que la misma
velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en distintas velocidades de giro en las
ruedas.
La caja de cambios tiene la misión de reducir el número de revoluciones del motor e invertir
el sentido de giro en las ruedas, cuando las necesidades de la marcha así lo requieren.
Va acoplada al volante de inercia del motor, del cual recibe movimiento a través del
embrague. Acoplado a ella va el sistema de transmisión.
La diferencia, entre una caja de velocidades usada en un vehículo con tracción trasera, y uno
con tracción delantera; consiste, en que la caja de velocidades, que se usa para tracción
delantera, viene acoplada con el diferencial.

19. 18
Se llama diferencial, a la parte que se conecta con los ejes que transmiten las revoluciones, de
la caja, hacia las ruedas que mueven el vehículo.
Fig. 28 Caja de velocidades
2.5.1 - CLASIFICACIÓN :
Existen varios tipos de cajas de cambios y diversas maneras de clasificarlas. Hasta el
momento en que no se habían desarrollado sistemas de control electrónico la distinción era
mucho más sencilla. Se clasificaban por su accionamiento en “manuales” o “automáticas”.
En tanto que se han desarrollado sistemas de control electrónico para cajas se da la paradoja
que existen cajas manuales con posibilidad de accionamiento automatizado y cajas
automáticas con posibilidad de intervención manual.
Manuales o mecánicas:
En este tipo de cajas de cambio la selección de las diferentes velocidades se realiza mediante
mando mecánico, aunque éste puede estar automatizado.
Las distintas marchas de que consta la caja están sincronizadas. Esto lo hacen a traves de
mecanismos que permiten igualar las velocidades de los distintos ejes de que consta la caja,
durante el cambio de una a otra.
La conexión entre el motor y la caja de cambios se realiza mediante el embrague.
Dentro de éste grupo se encuentra la caja de cambios manual automatizado DSG que permite
el funcionamiento manual y automático.

20. 19
Automáticas:
Este tipo de cajas tradicionalmente utilizan engranajes epicicloidales y como elemento de
conexión entre el motor y la propia caja utilizan un convertidor de par en vez del clásico
embrague, aunque su cometido es el mismo, conectar y desconectar el movimiento del motor
con la caja.
Las cajas de cambio de actual aplicación en los automóviles, además de la gestión automática
en la selección de las distintas velocidades que las caracteriza, permiten la posibilidad de
intervenir de forma manual de forma similar a como se realiza en las cajas manuales.
2.5.2 - EMBRAGUE:
El embrague se encuentra entre el motor y la caja de cambios, y su función consiste en
acoplar y desacoplar estos dos elementos.
Cada vez que cambiamos de marcha movemos unas coronas para buscar distintos desarrollos.
Para hacerlo sin problemas necesitamos un mecanismo que desconecte estas coronas y las
ajuste a la nueva velocidad del motor impuesta por la nueva marcha. Este mecanismo es el
embrague.
Básicamente este acoplamiento y desacoplamiento se realiza con la unión y separación de un
disco conectado al motor y de otro conectado a la caja de cambios.
Fig 29 Embrague
Cuando el pedal de embrague no está pisado, se dice que el motor está embragado, es decir, la
caja y el motor están acoplados.
Existen embragues de fricción, donde la potencia se transmite al unirse dos discos sólidos, y
los hidráulicos, en donde se hace a través de una especie de aceite.

21. 20
2.6 - REFRIGERACIÓN Y LUBRICACIÓN:
Todos los motores a explosión, generan altas temperaturas, como consecuencia obvia de su
funcionamiento. Si bien están construidos con materiales apropiados para estos esfuerzos
físicos y térmicos, si no actuáramos para refrigerarlos y controlar las temperaturas, sus
materiales se fundirían y se agarrarían entre sí, bloqueándolo y destruyéndolo.
Para evitar esto, se establece un sistema de refrigeración, que como se dijo al comienzo en la
clasificación, podrá ser de aire o de agua.
En los primeros, el bloque de cilindros se elabora con materiales muy disipantes del calor, y
con una especie de aletas que facilitan aún más esa eliminación de la temperatura. Se usa en
motores de vehículos, que aprovechan el flujo de aire que reciben al circular, como por
ejemplo en motocicletas.
Los de agua, se valen de una serie de conductos internos, que pasan entre las paredes del
bloque de cilindros, provocando ese intercambio térmico que controla en todo momento la
temperatura del motor.
Aquí para circular el agua, se coloca una bomba de agua que unida al motor por una polea y
correas, gira e impulsa el agua por el motor.
Así el agua fría entra en el motor, enfría los metales y se eleva su temperatura. Al salir del
motor, es enviada a un radiador, que compuesto de muchas celdillas y de una gran capacidad
de disipación del calor, enfría el líquido y lo envía nuevamente al motor para reiniciar el
proceso.
Los motores llevan un termostato, que cuando el agua está fría, impide su circulación, y
cuando está caliente, hace que circule para cumplir su función. En algunos casos van
acompañados de ventiladores que potenciarán su funcionamiento, al intensificar la corriente
de aire que atraviesa el radiador. También existen líquidos refrigerantes que sirven para
mejorar la disipación del calor, como también impedir que se congele el agua a bajas
temperaturas.

22. 21
Ahora bien, ya tenemos el motor con la temperatura óptima y constante para su
funcionamiento más adecuado.
Ahora debemos referirnos a la lubricación. Esta función es de vital importancia, puesto que
todas las piezas de los motores, aunque de materiales especiales para tal fin, rozan entre sí,
provocando esta fricción, temperatura y desgaste.
Para disminuir esta fricción se emplean lubricantes, que son conducidos por todo el motor a
través de pequeños conductos. El aceite está alojado en el cárter, al que llega por gravedad.
De allí es succionado con la utilización de una bomba de aceite que es activada o movida por
poleas y correas asociadas al movimiento del cigüeñal. El aceite, es pasado a través de un
filtro de aceite, cuya función es eliminar pequeñas impurezas provenientes del rozamiento.
A partir de allí circula por todo el motor cumpliendo principalmente la función de lubricación,
y ayudando complementariamente en la refrigeración.
En algunos motores se colocan radiadores, que al igual que en el circuito de refrigeración,
tienen como finalidad disminuir la temperatura del fluido.
2.7 - APLICACIONES EN LA VIDA COTIDIANA:
Los motores de cuatro tiempos a gasolina, son utilizados mayoritariamente en los medios de
transporte particulares.
Generalmente los encontramos en automóviles y motocicletas y en algunas embarcaciones.
También suelen utilizarse en generadores portátiles de energía eléctrica, auto-elevadores, etc.
En transportes públicos de pasajeros y de mercancías, y en algunos de uso particular, se
emplean motores de cuatro tiempos pero de gasoil, por ser más económicos tanto por el precio
del combustible como por el consumo del mismo.

23. 22
3 - MOTOR DIESEL:
El motor diésel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra
por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue
inventado y patentado por Rudolf DIESEL (2) en 1892, de allí que a veces se denomine motor
Diésel. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París
como el primer motor para "biocombustible": aceite de Palma 100% puro, coco, etcétera.
Diésel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque
no se utiliza por lo abrasivo que es.
3.1 - DIFERENCIA CON EL MOTOR A GASOLINA:
Un motor diésel funciona mediante la ignición de la mezcla aire-gas sin chispa. La
temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en
el segundo tiempo motor, compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la
cámara de compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta
temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta
combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón
hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar,
transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación.
Para que se produzca la autoinflamación es necesario emplear combustibles más pesados que
los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo
comprendida entre los 220 y 350°C, que recibe la denominación de gasóleo.
La principal ventaja de los motores diésel comparados con los motores a gasolina estriba en
su menor consumo de combustible, el cual es, además, más barato. Debido a la constante
ganancia de mercado de los motores diésel en turismos desde los años 1990 (en muchos
países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible tiende a acercarse a la gasolina
debido al aumento de la demanda.
__________________
(2) Rudolf Christian Karl DIESEL: ingeniero de origen alemán, (París 1858 – Canal de la
Mancha 1913, que patentara el motor que lleva su nombre en 1892, y lo desarrollara hasta
tenerlo a punto en 1897.

24. 23
Este hecho ha generado grandes problemas a los tradicionales consumidores de gasóleo como
transportistas, agricultores o pescadores.
En automoción, las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de
mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección
electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la precámara para los motores
de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a los motores de gasolina,
presentan el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos
motores prácticamente desaparece.
Actualmente se está utilizando el sistema Common-rail en los vehículos pequeños. Este
sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible,
mejores prestaciones del motor, menor ruido (característico de los motores diésel) y una
menor emisión de gases contaminantes.
3.2 - INYECCIÓN ELECTRÓNICA:
La inyección electrónica es una forma de inyección de combustible con distintas alternativas
(monopunto, multipunto) pero básicamente todas se basan en la ayuda de la electrónica para
dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes contaminantes a la
atmósfera y a la vez optimizar el consumo.
Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores de gasolina y su introducción
se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente
para disminuir las emisiones de los motores.
Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar el
combustible y crear una mezcla aire / combustible, muy próxima a la estequiométrica (14,7:1
para la gasolina), lo que garantiza una muy buena combustión con reducción de los
porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera. La relación estequiométrica es la proporción
exacta de aire y combustible que garantiza una combustión completa de todo el carburante.
La función es la de tomar aire del medio ambiente, medirlo e introducirlo al motor, luego de
acuerdo a esta medición y conforme al régimen de funcionamiento del motor, inyectar la
cantidad de combustible necesaria para que la combustión sea lo más completa posible.

25. 24
Consta fundamentalmente de sensores, una unidad electrónica de control y actuadores o
accionadores.
Este sistema funciona bien si a régimen de funcionamiento constante se mantiene la relación
aire / combustible cercana a la estequiométrica, esto se puede comprobar con un análisis de
los gases de combustión, pero al igual que los motores con carburador, debe proveer un
funcionamiento suave y sin interrupciones en los distintos regímenes de marcha.
3.3 - EL TURBOCOMPRESOR:
Un turbocompresor es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina para comprimir
gases.
En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende de la cilindrada del
motor. Como un motor con turbocompresor tiene una mayor potencia máxima para una
cilindrada dada, estos modelos pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.
Funcionamiento: En automoción, el turbocompresor consiste en una turbina movida por los
gases de escape en cuyo eje hay un compresor centrífugo que toma el aire a presión
atmosférica antes o después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime antes de
introducirlo en los cilindros. Este aumento de la presión de la carga consigue introducir en el
cilindro un mayor volumen de mezcla, que el que se lograría con la presión atmosférica,
obteniendo el motor turbo más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente.
Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión
máxima de 0,25 bares (3.625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bares (21,75
psi).
Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape,
este sistema no resta potencia al motor a diferencia de los sistemas con compresor mecánico
(sistemas en los que el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).
En los motores diésel el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel
trabaja por autoencendido, es decir, el combustible enciende espontáneamente al aumentar la
temperatura del mismo. Esta temperatura es lograda por el aumento de la presión de la carga

26. 25
de aire en el cilindro durante la fase de compresión y al alcanzarse la más alta temperatura de
la carga de aire, el gasóleo es inyectado haciendo combustión espontáneamente, obviando el
sistema de encendido. Al aumentar el volumen de la carga de aire durante el ciclo de
admisión mediante el uso de un turbocompresor, se logra aumentar considerablemente el
rendimiento del motor, así como su capacidad de respuesta.
En los motores a gasolina, normalmente de inyección indirecta, el combustible se inyecta en
el paso entre el turbocompresor y la cámara de combustión (múltiple de admisión). En un
motor diésel de inyección directa, se introduce el combustible directamente en la cámara de
combustión al finalizar la fase de compresión cuando la carga de aire ha alcanzado su mayor
temperatura.
En los motores a gasolina, se debe reducir la relación de compresión para evitar el
autoencendido. Esto produce una disminución del rendimiento (para el mismo consumo se
obtiene menos energía), con lo que el consumo es más alto que en un motor atmosférico,
incluso cuando no se demanda mucha potencia. Para mitigar este problema, la marca Saab
ha ideado un sistema de compresión variable, mediante el cual se consiguen 225 CV en un
motor de 1.6 litros con un consumo normal de un 1.6.
Intercooler
El aire al ser comprimido, se calienta y pierde densidad, es decir en un mismo volumen
tenemos menos masa de aire, por lo tanto es capaz de quemar menos combustible y en
consecuencia se genera menos potencia. Además al aumentar la temperatura de admisión
aumenta el peligro de pistoneo o picado y se reduce la vida útil de muchos componentes por
exceso de temperatura.
Para disminuir esta problemática se interpone entre el turbocompresor y la admisión un
"intercambiador de calor" o "intercooler". Este sistema reduce la temperatura del aire, con lo
que se recupera la densidad del aire.
Existen 3 tipos de intercoolers:
1. Aire/aire: en estos el aire comprimido intercambia su calor con aire externo

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2. Aire/agua: el aire comprimido intercambia su calor con un líquido el cual puede ser
refrigerado por un radiador o en algunas aplicaciones con hielo en un deposito ubicado
en el interior del coche
3. Criogénicos: se enfría la mezcla mediante la evaporación de un gas sobre un
intercambiador aire/aire
Demora de respuesta: Los motores provistos de turbocompresores padecen de una demora
mayor en la disposición de la potencia que los motores atmosféricos (NA Normal Aspiración
o Aspiración Normal) o con compresor mecánico, debido a que el rendimiento del
turbocompresor depende de la presión ejercida por éste. En esta demora influyen la inercia
del grupo (su diámetro y peso) y el volumen del colector entre la turbina y la salida de los
gases de escape del cilindro.
Un turbocompresor no funciona de igual manera en distintos regímenes de motor. A bajas
revoluciones, el turbocompresor no ejerce presión porque la escasa cantidad de gases no
empuja con suficiente fuerza. Un turbocompresor más pequeño evita la demora en la
respuesta, pero ejerce menos fuerza a altas revoluciones. Distintos fabricantes de motores
han diseñado soluciones a este problema.
Un "biturbo" es un sistema con dos turbocompresores de distinto tamaño. A bajas
revoluciones funciona solamente el pequeño, debido a su respuesta más rápida, y el grande
funciona únicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presión.
Un "biturbo en paralelo" o "twin turbo" es un sistema con dos turbocompresores pequeños de
idéntico tamaño. Al ser más pequeños que si fuera un turbocompresor único, tienen una
menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presión a revoluciones más bajas y se
disminuye la demora de respuesta.
Un "turbocompresor asimétrico" consiste en poner un solo turbocompresor pequeño en una
bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La
idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rápida. Este sistema fue
inventado por el fabricante sueco Saab y utilizado en el Saab 9-5 V6.

28. 27
Un "'biturbo secuencial" se compone de dos turbocompresores idénticos. Cuando hay poco
volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este
volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocompresores para lograr una mayor potencia y
un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel Mazda RX-7.
También Mazda, tiene un prototipo de turbo eléctrico. El sistema eléctrico del coche no
puede dar suficiente caudal para el motor a altas revoluciones, pero si a bajas. Así ambos se
complementan. Con baja carga y revoluciones, la ayuda eléctrica permite un rápido aumento
de presión y después la turbina puede suministrar toda la potencia para comprimir el aire.
Este sistema ahorra mucha mas energía que combinándolo con un compresor mecánico
movido por el motor.
El sistema acompañado por un compresor mecánico ha tenido muy buenos resultado en
prestaciones y consumo en el motor TSI de VW.
Fig. 30 Motor 1.4 TSI de VW
Evolución del turbocompresor: Actualmente se está cambiando la filosofía de aplicación de
los turbocompresores, antes primaba la potencia a altas revoluciones y ahora cada vez más,
que el coche responda bien en todo el régimen de giro de uso.
Refrigeración: Normalmente el turbocompresor suele estar refrigerado con aceite que circula
mientras el motor esta en marcha. Si se apaga bruscamente el motor después de un uso
intensivo, y el turbocompresor esta muy caliente, el aceite que refrigera los cojinetes del
turbocompresor se queda estancado y su temperatura aumenta, con lo que se puede empezar a
carbonizar, disminuyendo su capacidad lubricante y acortando la vida del turbocompresor.

29. 28
El Turbo Timer es un sistema que mantiene circulando el aceite en el turbocompresor durante
un lapso de tiempo después del apagado del motor. Algunos modelos funcionan con sensores
que detectan la intensidad en el uso del turbocompresor para permitir la lubricación forzada
del mismo por un tiempo prudencial después del apagado del motor.
3.4 - PRECÁMARA:
Hendidura realizada en la parte posterior de la cámara de compresión donde entrará el aire a
gran presión y seguidamente se le inyectará el gasóleo (ya que solo se usa en motor diésel).
De ésta forma se consigue una combustión más progresiva y menos violenta y como
consecuencia de esto se logra un funcionamiento más silencioso y con menos vibraciones del
motor.
Las tecnologías actuales de inyector-bomba desarrollada por Volkswagen, common-rail
(Fiat), junto con el control electrónico de la inyección (EDC) permiten usar presiones de
inyección de hasta 1500 Kg/cm2 en el common-rail y más de 2000 Kg/cm2 en el conjunto
inyector-bomba (diez veces mayor que la utilizada con los sistemas anteriores de inyector
hidráulico y Bomba inyectora).
Estos sistemas de alta presión logran una pulverización mucho mejor del combustible,
además, el control electrónico de la inyección permite realizar una pequeña pre-inyección
anterior a la inyección propiamente dicha, obteniéndose como resultado mayor torque (par) y
potencia con un menor consumo, esto es: mayor rendimiento, y una serenidad hasta ahora
nunca imaginada en un motor diésel.
Si bien el desarrollo del common-rail es de Fiat, se le cedió la fabricación a Robert Bosch
quién comenzó a equipar motores para Mercedes Benz, BMW, Audi, Peugeot y Citroën (estos
últimos denominan HDI, al sistema).
Estas nuevas tecnologías permiten el uso de la inyección directa (sin precámara), inclusive en
vehículos pequeños, en los cuales siempre era necesario utilizar inyección indirecta (con
precámara) para que éstos motores funcionaran con niveles de ruido y vibración aceptables (y
aún así solían ser muy ruidosos). Estos nuevos motores con tecnología Turbo inyección

30. 29
directa controlados electrónicamente son inclusive muchísimo más serenos que los anteriores
que utilizaban precámara.
Algunos automóviles diésel fabricados en la actualidad son incluso más serenos que su mismo
modelo en versión a gasolina.
Common-rail: es esencialmente igual a la inyección multipunto de un motor de gasolina, en
la que también hay un conducto común para todos los inyectores, con la diferencia de que en
los motores diésel se trabaja a una presión mucho más alta.
El gasóleo almacenado en el depósito de combustible a baja presión es aspirado por una
bomba de transferencia y enviado a un conducto común a todos los inyectores. Una segunda
bomba de alta presión inyecta el combustible a entre 150 y 1600 bares al cilindro.
La bomba de transferencia puede ir montada en la propia bomba de alta presión o accionada
por el mecanismo de distribución. El conducto común es una tubería o "rampa" de la que
parte una ramificación de tuberías para el inyector de cada cilindro. La principal ventaja de
este sistema es que nos permite controlar electrónicamente el suministro de combustible
permitiéndonos así realizar hasta 5 pre-inyecciones antes de la inyección principal con lo que
conseguimos preparar la mezcla para una óptima combustión. Esto genera un nivel sonoro
mucho más bajo y un mejor rendimiento del motor.
Ventajas del common-rail: La principal ventaja de este sistema es que la presión con que
trabaja es casi independiente del régimen (velocidad del motor) y de su carga; es decir,
aunque el conductor no acelere a fondo y el motor gire despacio, es posible inyectar el
gasóleo a una presión muy alta y casi constante durante todo el proceso de inyección.
La óptima atomización del combustible por parte de los inyectores electrónicos, controlados
por una centralita de inyección electrónica, y la alta presión a la que trabaja el sistema hacen
que se aumente la potencia en todo el rango de revoluciones, se reduzca el consumo de
combustible y se disminuya la cantidad las emisiones contaminantes.

31. 30
4 - MOTOR DE EXPLOSIÓN DE 2 TIEMPOS:
En los motores de dos tiempos, las cuatro fases del ciclo en realidad se conservan, pero se
realizan con sólo dos carreras del pistón, consiguiendo así una explosión o carrera motriz por
cada vuelta del cigüeñal.
4.1 - FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR 2 TIEMPOS:
El motor de dos tiempos carece del mecanismo de distribución, de modo que no tiene árbol de
levas, engranajes, válvulas, etc. El cárter no se emplea como depósito de aceite, es de
reducidas dimensiones, y está herméticamente cerrado porque se usa para la admisión y
compresión preliminar de la mezcla.
El cilindro tiene dos ventanas o lumbreras en su parte baja que son descubiertas por el pistón
en las proximidades del punto máximo inferior, estando situada la de escape frente a la de
carga de gases.
Más abajo que la de escape, está una tercera lumbrera, de admisión, por la que la mezcla del
carburador llega al motor y entra en el cárter. Desde éste hasta la lumbrera de carga hay un
conducto por el que la mezcla carburada pasa en el momento debido al cilindro.
Así pues, los gases frescos no entran al cilindro sino al cárter, que actúa como una bomba que
los aspira del carburador y los transfiere al cilindro. Una vez en éste, y cuando van entrando,
deben ayudar a salir a los quemados de la explosión anterior, operación que se llama barrido y
cuya buena ejecución es fundamental en estos motores.
Durante la primera media vuelta del cigüeñal, en la cara superior del émbolo se han realizado
la compresión y la explosión, mientras que por la parte inferior, entraban los gases frescos, en
el cárter, procedentes del carburador.
En la segunda media vuelta, se ha terminado la carrera motriz,
y se ha realizado el escape y la admisión o carga (trasvase de
los gases frescos del cárter al cilindro).
Hay un ciclo completo por cada vuelta del cigüeñal.
Fig. 31 Esquema cilindro 2 T

32. 31
4.2 - INCONVENIENTES DE LOS MOTORES DE 2 TIEMPOS:
El problema principal de estos motores, es el barrido de gases, ya que arrastran por el escape
parte de gases frescos, debido básicamente a que no hay válvulas, distribución, ni reglaje,
siendo el émbolo el que realiza estas funciones. Por ello, el rendimiento térmico es menor
que en el de cuatro tiempos, aproximadamente el 75%.
4.3 – LUBRICACIÓN:
El aceite se mezcla previamente con la gasolina y es introducido en el cárter durante la
aspiración, impregnando así las piezas que necesitan lubricación.
5 - ASPECTOS A OPTIMIZAR DE LOS MOTORES DE EXPLOSIÓN:
Como he señalado en la introducción, los aspectos a mejorar en los motores a explosión son la
mejora de la potencia y la disminución tanto del consumo como de la contaminación, todo
esto también relacionado con la utilización de combustibles alternativos.
5.1 - POTENCIA Y PAR MOTOR:
Potencia versus Par Motor. Esta es una discusión común al debatir qué es más importante, si
un motor que entregue mucho par u otro que tenga una gran cifra de potencia máxima.
Par motor (M): El par motor tiene unidades de momento de fuerzas [N*m], de hecho,
podemos identificar ambos sin ser en exceso puristas.
Si fuerza es lo que necesitamos para arrastrar un bloque de piedra por el suelo, par sería lo que
necesitaríamos para mover la rueda de un molino o una noria. ¿Cuál es la diferencia entre
ambas? Pues que en el primer caso sólo es necesario la fuerza de nuestros músculos,
mientras que para mover la rueda de molino, además de fuerza [Newtons] es muy importante
la distancia [metros] a la que está aplicada respecto del eje de giro.
Potencia (P): Una de las formas de definir potencia, es como el producto de dos magnitudes,
una es el par (M) y otra es el régimen de giro (n). P = M * n

33. 32
Es esta la mejor definición para el caso de un motor ya que para calcular la curva de potencia
en un banco lo que se hace es calcular el par motor a carga máxima para cada régimen de giro
y, posteriormente, multiplicar ambas magnitudes para así obtener la curva de potencia.
Pero es muy importante apreciar la forma de la curva de par, porque es la que nos dice dónde
(a qué régimen) funciona mejor o peor un motor, y qué baches y picos posee. Recordemos
que un banco lo que mide es el par motor, y luego la curva de potencia la saca multiplicándolo
por el régimen al que lo ha obtenido.
Un buen motor sería el que funcionase igual de bien a cualquier régimen, esto es, diese
valores de par constantes. Eso nos daría una curva de par horizontal.
Fig. 32 Gráfica comparativa de dos curvas de par y potencia
Pero por desgracia, el motor no mantiene sus bríos en todo el recorrido de la aguja del
cuentarrevoluciones. A ciertos regímenes el par motor se despeña. A muy bajos, por
grandes pérdidas mecánicas para tan poca potencia, llenado inadecuado de los cilindros,
rendimiento volumétrico muy pobre. A muy altos, por bloqueo sónico en las válvulas,
flotación en los muelles, pérdidas enormes por rozamiento, deficiente llenado y barrido de los
cilindros por falta de tiempo. También hay baches en la curva en la zona intermedia, que
corresponden a ondas que no llegan cuando deben o a temas legales. Las fábricas limitan el
motor a cierto régimen (sobre las 5000 rpm) ya que necesitan pasar la homologación de
emisiones y ruido.
Hay zonas de la curva en los que, sin embargo, el motor funciona redondo. Las ondas de
presión ayudan a respirar al motor, y se consiguen picos en las curvas de par. Es en esta zona
de par máximo donde debemos conducir normalmente, pues corresponden al momento en que
el motor tiene su punto óptimo de funcionamiento. Próximo al punto de par máximo está el

34. 33
punto de mínimo consumo, y donde la conducción es más fluida. Cuando atravesamos este
punto de par máximo con el gas abierto, lo notamos como una entrada brusca de potencia, un
empujón que nos dispara, más severo cuanto más agreste y montañoso sea el relieve de esa
curva de par.
A partir de ese punto de par máximo la curva de par empieza a decaer. Sin embargo, la curva
de potencia sigue subiendo, aunque no de forma tan decidida (el empujón ya ha pasado y
estamos en la fase molinillo en que los caballos entran, cada vez corre más, pero sin ese
aluvión de potencia que comentábamos).
En las proximidades del corte de encendido, los valores de par se despeñan, y ni siquiera el
incremento de las revoluciones son capaces de compensar este producto (insisto: P = M * n),
con lo que la curva de potencia empieza a caer. A partir de aquí es inútil querer apurar más
el motor, pues cada vez tendremos menos potencia y aumentamos muchísimo el riesgo de una
rotura de motor.
Un motor turístico se reflejará en una curva de par alta y plana. Así, el motor no tendrá
puntos flacos y no será preciso utilizar el cambio de marchas a cada paso para mantener el
motor girando en la zona buena. La potencia llegará de forma lineal y sin brusquedades (la
curva de potencia es rectilínea).
Por el contrario, un motor deportivo da lo mejor de sí en un estrecho margen de revoluciones,
ofreciendo una curva de par montañosa, con valles y picos, y con una picuda montaña de par
máximo ya a altas revoluciones para lograr una enorme potencia máxima. Sin embargo, será
un motor muy poco elástico, en el que tendremos que movernos entre la estrecha franja que
existe entre los puntos de par y potencia máxima si queremos sacar lo mejor de él. El agreste
relieve de la curva de par se transforma en una curva de potencia en la que se aprecian que la
potencia va subiendo pero no de manera uniforme, con bruscas entradas y zonas en las que no
entra más potencia por más que subamos de vueltas (profundos valles de par), lo que notamos
en algunas motos como si se hubiera obturado el conducto de la gasolina por un momento (en
verdad lo que no llega es el aire a los cilindros, al motor le cuesta respirar en esas
revoluciones), seguidas de otro tirón al lograr atravesar el valle de par y remontar una
empinada cuesta de la curva.

35. 34
Fig. 33 Gráfica de par y potencia
de un motor de competición
Es corriente hablar de qué es lo que notas cuando abres gas. La respuesta es: la potencia (que
se transforma en aceleración). El par no se nota ya que no depende del tiempo.
Cuando realmente disfrutamos un motor deportivo, es en los incrementos bruscos de potencia
(la moto o el coche cada vez acelera más). Y ese empujón ocurre cuando las dos
componentes de la potencia, las revoluciones y el par, crecen (picos en la curva de par, lo que
no quiere decir que sintamos el par, sino sólo su incremento).
Hay dos formas de conseguir potencia: con mucho par (M) o con altos regímenes (n).
5.2 - CONSUMO:
El consumo de combustible, estará directamente relacionado con la potencia que pretendamos
disponer en nuestro motor, pues como dijimos en la definición de motor, es un mecanismo
que transforma la energía química en energía mecánica, y por lo tanto a mayor energía
contenida en el combustible, mayor será la aplicada por el motor. Por ello los motores
económicos de 800 o 1000 cm3 y de 60 cv consumen 4 o 5 litros cada 100 km y los
deportivos de 5 litros de cilindrada y 400 cv consumen alrededor de 20 litros/100 km.
Pero indirectamente también influye la arquitectura del motor, y es aquí donde los ingenieros
están constantemente desarrollando nuevas opciones para mejorar la relación
potencia/consumo, haciendo los motores a explosión cada vez más eficientes, y añadiendo
una tercera variable a optimizar, como es la contaminación del medio ambiente.

36. 35
5.3 - CONTAMINACIÓN:
A raíz de los graves trastornos que está sufriendo el planeta por el efecto invernadero, los
fabricantes de motores se han visto obligados a cumplir ciertas normas internacionales y a
buscar motores menos contaminantes sin perder por ello sus prestaciones medias.
Aquí se han seguido distintas líneas de desarrollo. Unas han ido por mejorar la combustión,
disminuyendo así los residuos eliminados por el escape. Así aparecieron los catalizadores en
sus distintas evoluciones y los filtros de partículas.
Otro camino ha sido el de disminuir el consumo de carburante y por tanto de emisiones
contaminantes.
Algunos se han volcado a fabricar motores mixtos que utilicen no solo los carburantes en los
motores explosión, sino que a bajos requerimientos de potencia se propulsen a través de
motores eléctricos.
En su momento se intentó con motores eléctricos que por su peso y bajo radio de autonomía,
se dejaron de lado. Pero con el desarrollo de nuevos materiales de almacenamiento de
energía y nueva tecnología de los motores, se están desarrollando prototipos cada vez más
eficientes.
En la actualidad, se están desarrollando nuevas alternativas de combustibles más ecológicos
y renovables. Se busca que no pongan en riesgo el planeta con la contaminación y que nos
brinden la posibilidad de contar con ellos sin limitaciones.
En los aspectos mencionados, los usuarios no podemos intervenir activamente, más que
seleccionando algunas de las alternativas propuestas al momento de adquirir un vehículo.
Pero si podemos actuar en el tema de la contaminación, aplicando las siguientes pautas de
conducción:
“El consumo de combustible y la emisión de elementos contaminantes no sólo están
relacionados con la tecnología de los vehículos. Los usuarios también pueden adoptar
medidas que protejan el medio ambiente cuando conducen:

37. 36
- Mantener bajas las revoluciones del motor y realizar los cambios rápidamente hasta las
marchas más altas. Un coche en quinta a 50 km/h consume hasta un 15% menos que en
tercera.
- Parar el motor si se va a detener la marcha más de dos minutos, y moderar la velocidad, ya
que el consumo aumenta en función de la velocidad elevada al cuadrado. Un aumento de la
velocidad del 20% (de 100 a 120 km/h) significa un incremento del 44% en el consumo (de 8
litros/100 km a 11,5 litros/100 km).
- Evitar elementos que modifiquen la aerodinámica, en especial la baca, que incrementa entre
un 2% y un 35% el consumo. El aire acondicionado lo aumenta hasta un 20%, aunque no es
recomendable llevar las ventanillas totalmente abiertas; se debe utilizar la ventilación del
coche.
- Realizar una conducción suave, sin acelerones ni frenazos. Vigilar que las ruedas no estén
deshinchadas: esto aumenta el consumo por deformación de la goma y la parte de la rueda en
contacto con el asfalto es mayor.” (3)
Hemos hablado ya de lo que es un motor, de sus orígenes y su evolución, de sus aplicaciones
y de sus prestaciones, de los problemas que generan y de las investigaciones que se están
desarrollando.
También hemos desarrollado la composición y funcionamiento de un motor de explosión,
tanto en su versión de 4 Tiempos de gasolina y diesel, como el de 2 Tiempos.
Ahora veremos cómo potenciar los distintos tipos de motores.
Trataremos las más comunes, las aplicadas en los últimos años de desarrollos de la industria
automotriz, sin entrar en opciones de alta competición, que no tienen una aplicación cotidiana,
y que sólo sirven para un muy limitado aprovechamiento del motor en cuanto a su duración.
______________________
(3) RODRIGO, J. Potencia sostenible. Revista Autopasión. Nº 15. Pág. 113. Barcelona.

38. 37
6 - SOLUCIONES ADOPTADAS:
Trataremos ahora algunas de las soluciones que se han ido aplicando en los motores de
gasolina y los diésel, tanto en sus respectivas versiones de aspiración atmosférica y los
turboalimentados, para el mejoramiento de los aspectos anteriormente señalados.
6.1 – POTENCIAR UN MOTOR A GASOLINA:
Para potenciar un motor 4 tiempos a gasolina, tenemos que trabajar sobre cada una de las
etapas o ciclos de este.
Para ello trabajaremos sobre la admisión tanto de aire como de carburante y sobre la
distribución que permite el paso de los gases al cilindro.
Luego sobre la compresión más adecuada y el punto de encendido que dará paso a la
explosión.
Una vez producida esta, intentaremos mejorar el escape de gases quemados para así empezar
un nuevo ciclo lo antes posible.
Fuera ya de los cuatro ciclos intentaremos evitar pérdidas por rozamientos mecánicos y
minimizar el peso para mejorar las inercias y la relación peso/potencia.
Por último la aplicación de la electrónica nos ayudará a obtener información del
funcionamiento del motor, y los momentos o caudales más adecuados para cada exigencia.
6.1.1 - POTENCIAR UN MOTOR TURBOALIMENTADO:
Los motores turbo son relativamente sencillos de potenciar, para ello se eleva su entrega de
par a base de incrementar la cantidad de gases introducidos a la cámara de combustión y de
quemarlo mejor con mayor valor de presión media, lo que redunda en una mayor potencia y
además en un mejor rendimiento.

39. 38
Fig. 34 Esquema de turboalimentado
En contra solo existe el mayor trabajo que se le solicita al motor desde el punto de vista de
esfuerzos y desde el punto de vista térmico. Es de notar que no se suele subir el régimen,
sino la entrega de par, lo que significa que hay más calor en el bloque y culata, con similar
caudal de bomba de agua para extraer.
De ahí que en motores de ciclo diesel, donde la detonación no existe como peligro, este
aumento de aire y combustible se pueda hacer sin muchas dificultades.
La electrónica por otra parte viene a ayudarnos a controlarlo con la ventaja de volver a sus
valores originales sin más que cambiar el programa de la centralita.
En gasolina la cosa es más difícil, pero aún así los sensores de detonación y las gestiones
electrónicas integradas de inyección, turbo y encendido, los hacen muy fiables y fáciles de
aumentar su rendimiento.
6.1.2 - POTENCIAR UN MOTOR ATMOSFÉRICO:
En un motor atmosférico para aumentar su potencia deberemos actuar por las siguientes vías.
a) Aumentando la respiración en todo su régimen de uso, mediante colectores de
admisión y escape con menores rozamientos o mayores secciones.

40. 39
b) Aumentando el régimen de uso, mejorando el llenado en regímenes hasta ahora
poco eficaces. De esta manera si la entrega de par se mantiene en regímenes
elevados, la potencia entregada sube en función del régimen de giro
c) Mejorando el ciclo de quemado, mediante el adelanto del encendido que
aumenta la presión media efectiva sobre el cilindro y reduce la temperatura de
los gases de escape, invirtiendo mayor energía en su trasformación mecánica.
d) Otra forma seria sobrealimentarlo, pero esta implica cambios profundos en el motor.
Esto porque requiere lubricación si es un turbo o bien porque al mejorar notoriamente
el llenado a medio régimen, generá una sobrecarga térmica y mecánica importante
que no se compensa con el mayor régimen de giro de la bomba de agua ni de la de
lubricación.
La sobrealimentación, requiere de igual manera actuar sobre el encendido (retrasando este) de
manera que el pico de presión en la cámara no devenga en detonación, esto empeora el
rendimiento (mayor consumo) pero la ganancia de entrega, por la mejora del llenado,
compensa sobradamente su peor aprovechamiento.
La sobrealimentación acarrearía además un exceso de par para la caja de transmisión
disponible y para el embrague, debido a que el régimen de uso no suele elevarse por encima
del anterior.
Tendremos un coche con mucha entrega de par y una caja demasiado multiplicada, lo que da
un exceso de potencia aplicada a rueda, y la imposibilidad de desarrollar la velocidad máxima
que por potencia le corresponde.
Su aplicación por lo tanto debería acompañarse de cambios profundos no solo a nivel de
motor y de frenos, sino de desarrollos de la caja incluidos. Caso contrario, la potencia
siempre será desaprovechada por su forma de entrega.
Por tanto sería una solución para mejorar mucho las prestaciones pero implicaría una
transformación tan profunda y cara que raramente compensaría el incremento de costos.

41. 40
6.1.3 - CAMBIO DE COLECTORES:
Un motor es un compromiso de llenados y quemados a distintos regímenes y a distintas
cargas.
Por eso romper ese equilibrio nos permite, con cierta facilidad, aumentar la entrega de
potencia máxima, aunque a cambio deberemos ceder en entregas en medios y sobre todo en la
forma de aportar esas entregas o el sonido propio del motor.
6.1.3.1 - COLECTORES DE ADMISIÓN:
El cambio de colectores más cortos en la admisión favorece los llenados a altas vueltas y por
lo tanto eleva el par entregado por el motor en altos regímenes. No obstante los coches
suelen equiparse con admisiones variables que modifican el recorrido de gases en bajo y alto
régimen. Si recurrimos a colectores cortos, esto elimina la ventaja de la entrega en medios,
por lo tanto tendremos un vehículo más radical pero sin tanto empuje en la zona normal de
uso.
6.1.3.2 - COLECTORES DE ESCAPE:
El cambio de colectores de escape (de los habituales de fundición a unos de acero) permite
que a similares secciones de paso, la salida de gases sea mas fácil por su menor rozamiento
con la perdida en el escape, así como su recorrido más propicio, unos colectores en
arquitectura 4/2/1 mejoran el vaciado de la cámaras de gases por la forma de canalizar los
mismos.
De igual manera aumentar el uso de escapes deportivos mas caros pero de menor resistencia
que los de serie, permite un mejor vaciado y por lo tanto llenado de la cilindrada, esto suele
permitir elevar la entrega de par en altos regímenes casi sin sacrificio (nada más que el
económico) y permite ganar entre un 5% o un 6% de potencia máxima y mejora en todos los
regímenes. Algunos coches (sobre todo versiones deportivas) ya llevan un sistema de escape
similar a este de serie.

42. 41
6.1.4 - CAMBIOS EN LA DISTRIBUCIÓN:
Mediante el cambio del árbol de levas (bien de admisión, bien de escape, o de ambos)
podemos mejorar el llenado de los cilindros aumentando el tiempo que permanecen abiertas
las válvulas en el cilindro permitiendo un mejor vaciado y llenado de la cámara.
El aumento del tiempo de dichos ciclos y la sección de apertura de la válvula va a mejorar la
entrada y salida de gases a determinada velocidad de giro. De igual manera el tiempo que
ambas válvulas permanecen abiertas (generando un efecto de succión por parte de los gases
de escape que mejore el llenado de admisión), permite que el llenado y el quemado a altos
regímenes siga siendo efectivo, por lo que sus revoluciones con entrega de par satisfactoria
(elevación de potencia máxima) será más notoria.
El aumento del alzado de la leva trae como mejora una mayor sección de paso y un aumento
claro del régimen máximo efectivo, pero como contrapartida, cuando el volumen de gases
que se maneja sea en un caudal más reducido (bajo régimen) la lentitud de los mismos no
permiten aprovechar dicho efecto.
Por lo tanto debemos tener en cuenta que irnos a distribuciones muy radicales puede elevar
nuestro régimen de giro y aumentar la potencia máxima, pero perjudica notoriamente la
entrega en bajos y debemos ser ecuánimes en nuestra decisión. No obstante podemos llegar a
un compromiso en la longitud de colectores que compense de alguna manera dicho efecto.
El cambio de árboles de levas debería llevar aparejado un cambio en los muelles de la válvula
y si es posible también en las mismas. Si aumentamos el diámetro de las válvulas
permitiremos mayor capacidad de respiración, por lo que siempre que sea posible se recurrirá
a diámetros de válvulas mayores que no entorpezcan la configuración de la cámara ni a sus
asientos.
A su vez y dado que el régimen de giro se elevará, debemos aumentar la fuerza de los muelles
de dichas válvulas o mejor duplicarlos de forma que no se vean afectados por la resonancia
(rebote de válvulas o rotura de muelles) por usarse a una velocidad de giro para los que no se
diseñaron.

43. 42
6.1.5 - KIT DE ADMISIÓN DIRECTA:
Estos elementos se aprovechan de la menor pérdida de carga en el filtro de forma que con
similar presión de alimentación externa se consiga mejores llenados efectivos de cámara.
En los motores turbo un kit de admisión directa poco es lo que mejora, dado que la turbina
está entre la atmósfera y la cámara, y por tanto compensa las pérdidas en el filtro.
En uno atmosférico dicha ganancia si puede entenderse como tal, pero debemos analizar
también la disposición de la toma. Si sustituimos una toma directamente del exterior de aire
fresco e incluso forzado hacia el filtro, por un kit que tome del compartimiento motor, dicha
ganancia puede disiparse por el efecto de la mayor temperatura de los gases de entrada y su
menor densidad de oxígeno.
Pero siendo cuidadosos con su ubicación, la perdida de carga será menor y se notará una
mejora principalmente a alto régimen. Esto se debe a que la forma de los colectores de los
vehículos de serie se piensa más para mejorar el llenado a medio régimen y reducir el ruido de
admisión, y la ganancia de potencia pasa a ser un objetivo secundario en el diseño de las
tomas de aire.
La mejora de las pérdida de carga (kit de admisión, colectores pulidos o escapes de chapa de
acero) persiguen una mejora de llenado en todos los regímenes (aunque se notará más en los
altos)
La mejora de los valores de tiempo de apertura de válvulas, su momento y su alzado,
persiguen principalmente elevar el régimen de giro con entrega de potencia, por mejorar el
llenado básicamente en alto régimen.
Nos queda ahora mejorar la forma del quemado de manera que la presión media efectiva en el
pistón sea más elevada y se mejore el rendimiento y la consiguiente entrega de par y potencia.
Una vez mejorado el llenado de la cámara con gases frescos debemos comprobar que el
sistema de inyección tiene capacidad suficiente para hacerse con el incremento de caudal.

44. 43
Antiguamente, cuando se potenciaba un motor, la mejora en la respiración se acompañaba con
un carburador de mayor paso o de doble cuerpo que diera suministro al mayor caudal.
Actualmente aunque el sistema pueda manejarse en esos volúmenes, puede ser recomendable
aparte de aumentar los conductos de paso de aire, aumentar la presión de suministro de la
bomba de gasolina o su caudal, de manera que se haga con el mayor requerimiento que se le
precisa.
La mejora en la inyección a priori no debe ser precisa a menos que sea muy grande el
incremento de régimen conseguido, y será más la experiencia de la misma la que nos diga si
va muy justa y necesita ser sustituida.
Tocar el encendido no va a ser sencillo como lo era cuando el distribuidor se encargaba de
dicho cometido. Ahora la gestión electrónica nos obligará a introducir un adelantador del
mismo (tipo chip) que permita un encendido anticipado de la mezcla consiguiendo con ello un
quemado más constante y con mayor incremento de presión. Es de notar que acometer dicha
modificación sin un sistema de inyección con sensor de detonación, puede traer más
problemas que satisfacciones, ya que nos arriesgaremos a que en determinadas circunstancias
(mucho calor, altas cargas y bajas revoluciones) se produzca detonación en la mezcla, lo que
podría deteriorar el pistón o el mismo motor en poco tiempo.
El adelanto de encendido se hará con tanteo, siendo 5º o 10º lo máximo a lo que podremos
llegar, dependiendo del margen que nos permita el diseño de la cámara de combustión y la
relación de compresión. Si se aumenta la relación de compresión (rebajando la culata) dicho
adelanto puede no ser necesario y en caso de emplearse gasolina de más octanos, será bien
aprovechado por su mejor capacidad de soportar las presiones y temperaturas, mejorando el
rendimiento y la potencia extraída.
Es importante no confundir este adelanto con el retraso que se le practica a motores
atmosféricos (también intercalando un chip), cuando se les sobrealimenta. En este caso no se
busca la mejora del rendimiento que pretendemos en el atmosférico, sino evitar la detonación
sabiendo que perderemos rendimiento por retrasar el encendido, pero sacrificando esto por el
mayor llenado que la sobrealimentación nos proporcionará.

45. 44
El adelanto de encendido, no supone más de un 5% de potencia, pero si mejoramos el llenado
y retocamos a la vez el encendido podamos hablar de un incremento de entre 15 o 20 cv en un
motor de 100 cv máximos, aunque la mejora se notará en una zona determinada de régimen.
Si aumentamos el régimen de giro efectivo (modificaciones de distribución) el incremento de
potencia puede llegar a ser elevado, ya que la potencia es proporcional al régimen de giro y
elevar el mismo en 1000 o 2000 rpm, incrementa la potencia entre un 20% o un 40% para un
motor que la entregue a 5000 rpm. Será ahí donde debemos trabajar si realmente queremos
aumentar la potencia en forma importante. Pero en estos casos debemos asegurarnos que el
caudal de la bomba de refrigeración se aumentará igualmente, y que la caja de velocidades
podrá soportar dicho incremento, ya que éste no vendrá en forma de par, como en un turbo,
sino a base de régimen.
Pero deberemos asumir siempre la pérdida que encontraremos en la zona de medios, así como
la dificultad de conseguir un trabajo muy profesional en este terreno, que nos de cierto grado
de fiabilidad.
6.1.6 - OTRAS OPCIONES A CONSIDERAR:
1) La supresión de bomba de agua accionada mecánicamente, algo que a priori parece
insignificante por tratarse de un ahorro de unos 3 cv en el total, tiene unas ventajas añadidas
importantes de cara a una mayor longevidad del motor y una menor contaminación. Entre las
ventajas inmediatas se encuentran:
- El motor se calienta antes, dejando que el agua aumente su temperatura sin moverse hasta
que se consigue el valor más adecuado. Esto favorece la reducción de emisiones por
conseguir antes las condiciones óptimas de funcionamiento y reduciendo el tiempo de uso en
frío lo que redunda en menores rozamientos y menor contaminación del aceite y con ello la
duración y gasto del mismo.
- El motor independiza el consumo de potencia de refrigeración del régimen de giro,
reduciendo no solo las pérdidas de potencia por el movimiento del refrigerante cuando es
innecesario (comienzo de marcha en frío), sino también por perdida termodinámica en el
interior del ciclo.

46. 45
- Por último, el motor se permite el lujo de disponer de un caudal de bombeo de agua
independiente completamente del régimen del giro del motor, lo que lo hace primordial en
motores sobrealimentados donde la producción de potencia se puede generan en base a la
entrega de par y no de régimen, lo que significa que sus necesidades de refrigeración no son
proporcionales al régimen como en un atmosférico.
2) La utilización del magnesio, el aluminio y otros metales, suponen un aligeramiento
completo del peso del motor, con la consiguiente eliminación de masa de giro y con lo que
eso supone en inercia y peso total. También el empleo de árboles de levas huecos aporta
beneficios en este sentido.
El diseño de los motores está aprovechando la complicación técnica de su fabricación en dos
materiales (aluminio y magnesio) para desarrollar una forma del bloque de cilindros, que
soporte los mayores esfuerzos térmicos y físicos en las partes superiores del cilindro y que
reduzca el peso, sin comprometer la resistencia.
3) Los ciclos Otto han mejorado en eficacia (potencia) en las versiones atmosféricas, gracias
a la llegada de la inyección electrónica directa, las ventajas de mantener la relación de
compresión sin detonación y la ganancia que le da en rendimiento a cargas parciales.
También han mejorado las reducciones de emisiones y consumos frente a las antiguas
versiones potenciadas con sobrealimentación que precisaban mezclas ricas a altas cargas.
Se aventura un futuro prometedor de los ciclos Otto sobrealimentados, que si bien no crecerán
en potencia como los ciclos diesel (que han más que triplicado la de un atmosférico
equivalente) ni veremos reducciones de consumos como supuso en el diesel la supresión de la
cámara de turbulencia, si podemos esperar que las versiones turbo de motores de gasolina
vuelvan al mercado ofreciendo amplios rangos de régimen de entrega de potencia y
prestaciones muy elevadas con cilindradas contenidas y rendimientos aceptables, algo que
ahora solo se ha visto en ciclos diesel.
Sin duda el diesel va acercándose a su techo, mientras los ciclos Otto ven reverdecer sus
laureles.

47. 46
6.2 – POTENCIAR UN MOTOR DIESEL:
Los turbodiesel pueden estar llegando a un límite de potencia a menos que se consiga elevar
el régimen de giro entregando par, lo que supondría elevar el régimen de potencia máxima.
La elevación de presión de inyección de 200 a 1500 bar sirvió para sustituir la precámara de
combustión. A la vez permitió mantener el régimen de potencia máxima en 4000 rpm,
consiguiendo con todo esto potencias elevadas frente a los hasta ahora diesel lentos de
inyección directa, manteniendo los bajos consumos de este tipo de motor. La gestión
electrónica ha contenido la contaminación por óxidos nítricos.
Ahora bien, las vías para seguir escalando en potencia en diesel están más o menos claras:
1) Elevar la presión de inyección, lo que permite fragmentar el combustible y acelerar su
quemado. Los 2000 bares parecen un límite por encima del cual la mejora es muy baja.
2) Aumentar la cantidad del aire admitido, por la vía de incrementar la presión de trabajo del
turbo o sobrealimentación. Es la tendencia normal, ya que su límite más alto se fija por los
óxidos nítricos fruto de la temperatura de la cámara y por la resistencia física y térmica de los
materiales.
3) Rebajar la relación de compresión, que permite mantener diferencia de presión muy
elevadas entre presión final de la cámara y presión de inyección, lo que conduce a una
disgregación rápida y efectiva del combustible. Elevar el régimen de entrega de par, supone
elevar el régimen de entrega de la potencia máxima
La elevación de la presión de sobrealimentación parece muy limitada, ya que como se sabe,
las últimas potenciaciones han reducido la relación de compresión en cada subida de potencia
del motor.
La rebaja de la relación hasta bajar de 15:1 o 14:1 comprometería el rendimiento del motor
en cuanto a que la reducción de la temperatura de la cámara bajaría mucho cuando el aire de
entrada sea frío y el turbo no aumente la presión, perjudicando el quemado del combustible
inyectado en momento y tiempo adecuados.

48. 47
La elevación del régimen de potencia máxima, es difícil ya que en la evolución del diesel
moderno de automoción de inyección directa no se ha visto superar las 4000 RPM como
régimen de entrega de potencia máxima. Si consideramos que con cámaras de turbulencia
se llegó a motores con la entrega de potencia máxima de 5000 RPM (aunque para ello se
aprovechaba la turbulencia que se generaba en la precámara para llegar a usar rápida y
completamente todo el volumen previamente caliente de la cámara de combustión), no es
descabellado que se vuelva a recuperar dicho régimen aunque habrá que ser imaginativos para
aumentar más la turbulencia del aire / combustible.
Si consideramos que una evolución lógica nos permitiría esperar un 25% ó un 30% de
ganancia a base de aumentar el llenado y reducir la relación de compresión; que la subida del
régimen hasta las 5000 RPM incrementaría otro 25% la potencia; es de esperar en el mediano
o largo plazo una ganancia de un 50% de potencia, el cual parece poco (en términos relativos)
si consideramos que en la pasada década la subida ha sido de un 100% desde los
sobrealimentados y un 200% frente a los atmosféricos.
Pero además será difícil ya que requerirá un desarrollo extra, no solo tecnológico como hasta
ahora, sino innovador en cuanto a la creación de una mayor turbulencia que agilice el
quemado.
7 - COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS:
Desde hace ya décadas, se está trabajando en este sentido. Ya sea por la búsqueda de
disminuir los costes, o de disminuir la contaminación se han utilizado combustibles distintos
de la gasolina o el diesel. Hoy el hidrógeno se presenta como un serio postulante a ser el
combustible del futuro.
7.1 - HIDRÓGENO:
El hidrógeno es el elemento más abundante en la tierra y en la atmósfera, y se caracteriza por
su alto nivel de ignición: quema con facilidad en contacto con el oxígeno.
En el contexto legal exigente, con normativas medioambientales cada vez más estrictas, y el
lento pero inexorable agotamiento de las reservas de petróleo, parecen estar impulsando a la
industria a optar por energías alternativas a los combustibles fósiles convencionales. El

49. 48
hidrógeno, aspira a convertirse en una de estas opciones de futuro para un planeta cuyo
imparable consumo de energía no puede traducirse en un aumento de la contaminación y del
deterioro medioambiental.
El reciente estreno en Madrid de un autobús propulsado por una pila de combustible
alimentada por hidrógeno puede interpretarse como otro modesto paso hacia la hoy todavía
utópica era del transporte sostenible.
Su elevada eficiencia energética y la no emisión de contaminantes a la atmósfera en su
producción y uso, convierten al hidrógeno en una alternativa aparentemente más viable que
otras para reducir el deterioro ecológico causado por el consumo de combustibles
contaminantes en una sociedad como la nuestra, cuya conformación económica y usos
sociales demandan cada año que pasa, una mayor movilidad.
Pilas de combustible: ¿cómo funcionan?
Una pila de combustible es un dispositivo que funciona como una batería, si bien no se agota
ni se recarga. Mediante un proceso de combustión fría, convierte la energía química de un
combustible en energía eléctrica útil, además de calor y agua pura, todo ello sin un proceso de
combustión como paso intermedio.
Estas pilas de combustible están formadas por dos electrodos separados por un electrolito, y
generan electricidad siempre que se les provea de combustible y oxígeno. Pueden utilizar
hidrógeno puro de forma directa, o cualquier combustible (gasolina, metanol, metano,
hidrógeno, etanol, gas natural, gas licuado, etc.), que permita obtener gas rico en hidrógeno
mediante un proceso interno de reformado.
El primer automóvil a hidrógeno fabricado en serie es el BMW de la Serie 7, con doce
cilindros y propulsado con hidrógeno que tiene una potencia de 150 kW, una aceleración de 0
a 100 km/h en 9,6 segundos, y alcanza una velocidad máxima de 226 km/h. Gracias a su
tanque criogénico de 140 litros, tiene un alcance de 350 kilómetros. A ello se le suma una
alimentación convencional a nafta, que compensa la hasta ahora muy incompleta red de
suministro con hidrógeno. El motor sólo tiene una diferencia sustancial respecto de los
convencionales: tiene válvulas inyectoras adicionales para el hidrógeno.

50. 49
Como ventajas tenemos la nula emisión de contaminantes, prestaciones equiparables a las de
un automóvil convencional y como si esto fuera poco, un consumo y mantenimiento inferior
al de cualquier coche actual.
Entre las desventajas están, el peso elevado de la pila de combustible, la carencia de
infraestructuras para el suministro de hidrógeno, metanol o gas natural, la fiabilidad todavía
por demostrar de diversos elementos y el elevado costo debido a la escasa producción de
algunos componentes.
Hoy un coche con pila de combustible cuesta aproximadamente un 30% más que uno de
gasolina o diesel con prestaciones similares. Sin embargo, a pesar de que el costo inicial de
un vehículo propulsado con células a combustible sea mayor que el de uno propulsado a
diesel, la manutención del vehículo y el precio de los combustibles son más reducidos.
7.2 - OTROS COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS:
El desarrollo del hidrógeno como candidato número uno a erigirse en combustible alternativo
al petróleo, ha relegado a un segundo plano a otros combustibles alternativos.
El “gas natural” es un combustible que se utiliza desde hace más de cuarenta años, pero la
dificultad de almacenaje y su escasa autonomía lo han relegado al transporte urbano.
Otra posibilidad es la energía solar, pero la necesidad de grandes paneles a instalar en los
vehículos la hace incompatible con la tendencia del mercado de producir coches cada vez más
ligeros y rápidos.
Otra alternativa la constituyen el “etanol y el metanol”, dos alcoholes que cuentan a su favor
con muchos argumentos: son líquidos inflamables, incoloros y de poca toxicidad, poseen un
alto octanaje y una gran solubilidad en gasolina y, además, el etanol es usado como aditivo
que se añade a la gasolina para oxigenarla porque ayuda a una mejor y más limpia
combustión.
Lamentablemente, con la tecnología actual y los altos precios de su producción, estos
carburantes resultan notablemente más caros que los convencionales, por lo que su futuro es
poco esperanzador.

51. 50
El mayor obstáculo a vencer por la tecnología “multiflex” es la falta de infraestructura de
distribución. Este paso ya se ha dado en otros países, por ejemplo, en Argentina y Brasil las
estaciones de servicio expenden más gas propano que gasolina o diesel.
El uso de “biodiesel” es, básicamente, la sustitución de tal combustible por aceites vegetales
de algodón, girasol o soja, entre otros.
Desde la perspectiva del reciclaje esto es muy útil, porque ofrece una oportunidad beneficiosa
a los aceites utilizados por las cadenas de comida rápida, restaurantes y fábricas de bocadillos.
Pero, como único método de soporte al transporte su aplicación es reducida debido a la poca
cantidad de aceite reciclable generado para la gran demanda existente y porque el costo de
producirlo con ese fin es muy alto.
La otra gran tendencia actual es la “electricidad”. El primer auto eléctrico de la época
moderna fue el EV-1 (Electric Vehicle) de General Motors Company. Este vehiculo
lanzado en 1993, como una prueba de mercado, fue retirado cerca de una década después.
Los mayores problemas que confrontan los autos eléctricos son su reducida autonomía, el
peso de sus pilas recargables y la transferencia del uso de combustibles tradicionales.
Si bien los ecologistas aplauden el uso de la electricidad como fuente de energía, cuestionan
la forma en que se desechan las pilas cuando han llegado al fin de su vida útil.
Y con respecto al segundo punto puede resumirse así: la electricidad tomada para el auto pudo
haber sido producida con generadores que consumen diesel, de manera que sólo se trasladó el
consumo de combustibles fósiles a otro eslabón de la cadena.
La mejor solución ha sido el “vehículo híbrido” con dos motores, uno de gasolina y otro
eléctrico. Sin lugar a dudas es el vehículo actual con mayor aprovechamiento energético.
Las marcas líderes en la tecnología híbrida son Toyota y Honda, seguidos por Ford y
DaimlerChrysler.

52. 51
8 - MOTORES ALTERNATIVOS:
Más que motores alternativos, debemos hablar en este caso de la combinación de dos tipos de
motores, uno eléctrico y otro a explosión, en un mismo vehículo, con la intención de
disminuir el consumo y la contaminación, complementándose o bien, alternándose en su
funcionamiento, según las necesidades de conducción del momento. Así surgieron los
vehículos denominados “híbridos”.
8.1 - VEHÍCULOS HÍBRIDOS:
Se intentó con los coches eléctricos, pero el producto no cuajó en el mercado: pesaban
demasiado y tenían poca autonomía. El ideal de un coche ecológico dio paso a otra
generación de automóviles, fruto del mestizaje entre la electricidad y la gasolina. De igual
apariencia y prestaciones que los tradicionales, pero con bastante menos gasolina.
De esa experiencia nació la idea del coche híbrido, una línea intermedia entre el idealismo de
los coches ecológicos y el pragmatismo mercantil.
Las ciudades grandes son las más contaminadas, y no sólo por la cantidad de coches, sino
también por el tipo de conducción. Casi todo son trayectos cortos, con muchas paradas y
velocidad reducida, en donde rara vez se pasa de segunda.
El coche híbrido es un coche urbano en el que sus dos motores (uno eléctrico y otro de
gasolina) se alternan automáticamente según el cuentakilómetros. El primero, que es el que
no contamina, funciona en el arranque, momento en el que se registra el mayor consumo de
gasolina. Cuando el conductor aumenta la velocidad (o en su defecto, cuando el motor
eléctrico se ha agotado) el coche conecta automáticamente el motor de gasolina, que funciona
como en cualquier otro vehículo convencional.
Uno de los últimos modelos en el sector, consume de media un 40 por ciento menos de
gasolina que un coche convencional (algo más de 4 litros cada 100 km). Además, el doble
motor permite a los híbridos igualar prácticamente a las prestaciones de los coches
convencionales con una gran ventaja respecto a sus antecesores eléctricos: las baterías no
necesitan cargarse de forma externa. En el híbrido, la energía del frenado se reutiliza para

53. 52
recargar al motor eléctrico. En el resto de los coches a motor de gasolina, esta energía se
pierde.
Pero para los críticos más puristas, este sistema tiene un inconveniente: la sucia, cara y
limitada gasolina. Según los detractores de los actuales modelos, los fabricantes de coches
han perdido el horizonte de la ecología por su dependencia del mercado. Han relegado a un
papel secundario al motor eléctrico para satisfacer las demandas de potencia y velocidad del
mercado.
Ante esta situación, los coches híbridos se presentan como una solución viable e inmediata al
problema de las emisiones de CO2. Contaminan menos y pueden servir de puente hasta que
otras tecnologías (como los motores de hidrógeno) terminen de desarrollarse. Por ahora son
casi un capricho y las compañías que los fabrican trabajan con unos objetivos bastante
modestos. Pero démosles tiempo, el diesel hace 20 años, empezó así.
8.1.1 - CONFIGURACIÓN EN PARALELO:
Esta cuenta con un tanque de combustible, el cual alimenta al motor de gasolina. Pero a su
vez cuenta con un set de baterías que provee al motor eléctrico. Ambos motores, el eléctrico
y el de gasolina, pueden mover la transmisión al mismo tiempo, y esta mover las llantas.
El tanque de combustible y el motor a gasolina están conectados a la transmisión. A su vez
las baterías y el motor eléctrico están conectados a la transmisión de forma independiente.
Como resultado, en la configuración híbrida paralela, ambos motores proveen de propulsión
al automóvil.
8.1.2 - CONFIGURACIÓN EN SERIE:
En esta configuración el motor a gasolina mueve un generador, el cual carga las baterías o
alimenta al motor eléctrico que maneja la transmisión del vehículo. En este caso el motor a
gasolina no mueve directamente al automóvil.

54. 53
8.2 - NUEVOS DESARROLLOS DE MOTORES DE EXPLOSIÓN:
Mercedes Benz está desarrollando un motor de gasolina, pero que funcionará como un diesel,
es decir por encendido y no por explosión.
Con esto se busca disminuir el consumo de los motores a gasolina, que en bajas revoluciones
tienen un alto consumo. Para ello se elevará la compresión, y con la electrónica se evitarán
las típicas detonaciones de autoencendido.
“Para comprender mejor su funcionamiento, conviene recordar que una de las diferencias
básicas entre los motores clásicos de gasolina y gasoil radica en el modo de hacer explotar la
mezcla de aire y combustible dentro de los cilindros. En el primero, la mezcla se comprime
unas diez veces y la combustión se provoca por la chispa de la bujía. En el segundo, la
mezcla se comprime unas veinte veces y se autoinflama –los diésel no tienen bujías- debido al
aumento de presión y temperatura.
Pues bien, el DiesOtto es básicamente un motor de gasolina que pretende, a bajo régimen,
emular el funcionamiento de un diésel, es decir, con encendido por compresión, aunque con
gasolina como combustible, evidentemente. Mercedes lo llama HCCI (siglas en inglés de
“encendido por compresión de carga homogénea”). Cuando se demanda más par y potencia
(y también para arrancar) el motor funciona de un modo convencional.” (4)
Todavía no está claro cómo se variará la compresión según el régimen de marcha. Una
opción es variar la posición del cigüeñal, al elevarla se aumentará la compresión.
Otra alternativa que es la que está desarrollando General Motors, es regular la compresión a
través de la apertura de las válvulas.
__________________
(4) LERMA, M. “El diesel que se mueve con gasolina” Revista Car. Madrid: Noviembre
2007, Nº 8, pág. 100

55. 54
9 - CONCLUSIONES:
Está claro que el motor de explosión cumple un rol importantísimo en nuestras vidas. Para
los empresarios del transporte de cargas y pasajeros, y para los usuarios en general, la
reducción del consumo es una meta fundamental. Para una parte de los usuarios particulares,
el incremento de la potencia es una pasión que genera importantes ventas para la industria
automovilística y que va en contra de la reducción del consumo.
Por otra parte, los usuarios están tomando conciencia del problema de la contaminación y los
gobiernos ven con preocupación el cambio climático y la alarmante disminución de las
reservas de petróleo.
Todo esto está llevando a la industria a conseguir mejores prestaciones de potencia, pero con
consumos cada vez más controlados y por lo tanto, con menor contaminación ambiental.
He podido corroborar que es mucho lo que se ha avanzado en los últimos 25 años. Por los
ochenta un automóvil de tamaño mediano, tenía una cilindrada que rondaba los
1800/2000cm3 y proporcionaba unos 90 CV. Actualmente un coche de estas cilindradas
ronda los 130/150 CV, y si pasamos a motores turboalimentados con cilindradas de
1400/1600 cm3 podemos llegar a los 150 CV aproximadamente.
Pero además se ha logrado una importantísima disminución en el consumo que ha bajado de
alrededor de 12 lts/100 km a un rango de 7 u 8 litros en consumos mixtos.
Y en temas de contaminación, el avance ha sido aún mayor, pues un vehículo actual
contamina aproximadamente la décima parte de lo que lo hacía uno de los años ’80.
Luego de analizar abundante bibliografía técnica, de comprender el funcionamiento de un
motor de explosión y de consultarlo con especialistas en motores de última generación, he
llegado a la conclusión que el máximo aprovechamiento de la energía química contenida en el
carburante, pasa por lograr la perfecta combustión del mismo. Y esto a su vez trae aparejado
una importante disminución del consumo y de la contaminación.

56. 55
Para conseguirlo debemos mejorar los 4 tiempos que dan nombre al motor.
En admisión, las mejoras van desde optimizar los filtros de aire y su ubicación dentro o fuera
del motor, el sistema de colectores de admisión de mayor sección y menor recorrido y
rozamiento, la utilización de varias válvulas de admisión y el desarrollo de levas que faciliten
el llenado de los cilindros a los distintos regímenes del motor.
La utilización de equipos de turboalimentación en sus distintas vertientes, tanto para motores
de gasolina como diésel, logran mejorar la capacidad de admisión de gases (mayor volumen)
y por tanto de llenado de los cilindros, con lo que se obtiene un incremento muy significativo
de potencia con una disminución importante en la cilindrada.
Aquí también hay que buscar una entrega de carburante con la presión adecuada. Los
sistemas de inyección electrónica actuales nos permiten tanto en gasolina como en diésel
lograr una inyección directa y controlada del carburante. Incluso pueden optimizar el flujo
según la necesidad de cada cilindro y hasta realizar en los diesel 5 pre-cargas antes de la carga
final, con lo que se aumenta la potencia y se reduce el consumo, la contaminación y el ruido
del motor.
En los diésel se ha avanzado muchísimo en este aspecto, eliminando la pré-cámara y
aumentando la presión de los 500 bares de los años ’80 a los 1500 actuales, y entendiendo que
el límite rondará los 2000 bares.
En compresión, hay que buscar el punto óptimo, donde se logre un equilibrio entre el
aprovechamiento de la energía del carburante con la temperatura óptima de la cámara de
combustión.
En explosión, tendremos que buscar el punto de encendido más adecuado, que según las
condiciones puede variar, y que de no controlarlo puede derivar en detonaciones no deseadas.
Aquí la electrónica juega un papel importantísimo, ya que puede recibir, almacenar y analizar
muchísima información obtenida de los sensores, para luego dar las instrucciones adecuadas
que hagan que el encendido llegue en el momento deseado.

57. 56
Por último en escape, habrá que lograr una rápida evacuación de los gases quemados, que
permitan una mezcla de carburante limpia para el próximo ciclo. Aquí tendremos que
trabajar desde los colectores de escape cuyo diseño y materiales nos garanticen un flujo
rápido y sin turbulencias, la utilización de más de una válvula de escape o una de mayor
diámetro y el desarrollo de silenciadores y catalizadores que cumplan eficientemente su rol
anti contaminación acústica y ambiental afectando en la menor medida posible el óptimo
funcionamiento del motor. Con un sistema de múltiple de escape y silenciadores de
competición se puede ganar alrededor de un 3 o 4% de potencia en un vehículo de calle de
cilindrada media.
Una vez optimizados todos los ciclos del motor, lo que podremos conseguir es un incremento
del régimen de revoluciones con aporte de par, que se traduce como ya he explicado en
aumento de potencia.
La utilización de materiales cada vez más livianos (aluminio, magnesio, etc.) y con mayor
capacidad de disipar el calor o soportar las temperaturas extremas que generan estos motores
en la zona de combustión, mejora la relación peso/potencia que incidirá en las prestaciones
finales del vehículo.
Por último algunos desarrollos buscan quitar las pequeñas pérdidas que significan las bombas
de agua mecánicas, sustituyéndolas por eléctricas, al igual que algunos turbocompresores
mixtos, que disponen de uno eléctrico para bajos regímenes de marcha.
Considero después de haber consultado con especialistas en motores de competición, que con
la tecnología actual, el camino para mejorar significativamente las prestaciones de los motores
pasa por la utilización de la “electrónica”.
Esta parte de la ingeniería electrónica aplicada a la mecánica, es la que toma una cantidad casi
infinita de parámetros de funcionamiento del motor, que son analizados en milisegundos para
dar así la respuesta más adecuada a los requerimientos del motor, según las condiciones
particulares de utilización de ese momento.

58. 57
Así se gestiona la cantidad de combustible a inyectar en cada cilindro, se controla el momento
de la explosión o inflamación del mismo, y si lo hace por etapas para mejorar su
funcionamiento.
Permite evitar las detonaciones no deseadas generadas por los límites actuales de temperatura
y compresión y también participa del control sobre la contaminación, ya que parte de la
información se recoge del tubo de escape (sonda Lambda) y nos aporta los datos sobre la
calidad de la combustión en los cilindros.
Por lo tanto, hasta que los nuevos combustibles se desarrollen lo suficiente como para
desplazar los hidrocarburos actuales o se desarrollen motores alternativos a los de explosión
actuales, está claro que la mejora de la potencia y la disminución del consumo y la
contaminación pasa por la “electrónica”.
En la actualidad existe un nivel muy avanzado de tecnología disponible, pero no así en la
mano de obra calificada para su calibración y mantenimiento. Se espera una mejora en los
próximos años y una disminución del los costos actuales de estos dispositivos y de la mano de
obra especializada.
Paralelamente se espera el desarrollo de nuevos combustibles alternativos, dentro de los
cuales el hidrógeno hoy cuenta con el mayor concenso. Se busca conseguir combustibles que
no sean contaminantes y en lo posible que no estén limitados en su disponibilidad. Todo esto
sin perder de vista la mejora de las prestaciones actuales y la autonomía.
Hasta tanto esto se materialice, el tradicional motor de explosión, con sus distintas versiones
de cilindrada, potencia y combustible, seguirá siendo el impulsor de la economía mundial y el
elemento imprescindible en el transporte de personas y cargas.