1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGIA
ASIGNATURA: EQUIPOS MAQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES.
PROFESORA: MSc. ZOILA PONTILES DE HERNANDEZ.
MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
Un motor de gasolina constituye una máquina termodinámica formada por un conjunto de
piezas o mecanismos fijos y móviles, cuya función principal es transformar la energía
química que proporciona la combustión producida por una mezcla de aire y combustible en
energía mecánica o movimiento. Cuando ocurre esa transformación de energía química en
mecánica se puede realizar un trabajo útil como, por ejemplo, mover un vehículo automotor
como un automóvil, o cualquier otro mecanismo, como pudiera ser un generador de corriente
eléctrica.
De igual forma, con la energía mecánica que proporciona un motor térmico se puede mover
cualquier otro mecanismo apropiado que se acople al mismo como puede ser un generador de
corriente eléctrica, una bomba de agua, la cuchilla de una cortadora de césped, etc.
En líneas generales los motores térmicos de combustión interna pueden ser de dos tipos, de
acuerdo con el combustible que empleen para poder funcionar:


De explosión o gasolina
De combustión interna diesel
Mientras que los motores de explosión utilizan gasolina (o gas, o también alcohol) como
combustible, los de combustión interna diesel emplean sólo gasoil (gasóleo).
Si en algún momento comparamos las partes o mecanismos fundamentales que conforman
estructuralmente un motor de gasolina y un motor diesel, veremos que en muchos aspectos
son similares, mientras que en otros difieren por completo, aunque en ambos casos su
principio de funcionamiento es parecido.
DIESEL
ENCENDIDO
OTTO
Compresión
Por chispa (bujía)
1

2. ADMISIÓN
Aire
COMBUSTIBLE
Gasolina
natural
Mezcla carburada
o
RELACIÓN PESO
Mayor tamaño
TAMAÑO
Gas
Gas-oil
Menor tamaño
Tanto los motores de gasolina como los diesel se pueden emplear para realizar iguales
funciones; sin embargo, cuando se requiere desarrollar grandes potencias, como la
necesaria para mover un barco o un generador de corriente eléctrica de gran capacidad de
generación, se emplean solamente motores de combustión interna diesel. Los motores de
combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de
gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los coches o automóviles y
para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.
CICLO OTTO
El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”,
denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto
(1832-1891).
El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar
gráficamente, tal como aparece en la ilustración de la derecha.
2

3. CICLO 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 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.
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.
IDEAL
Motores de cuatro tiempos
El ciclo de trabajo para un motor de cuatro es como sigue:
3

4. Carrera de admisión
Motor de gasolina
Durante la carrera de descenso del pistón, se abre una válvula
conocida como válvula de admisión (la de la izquierda) y entra al
cilindro (según indican las flechas) la mezcla de aire y gasolina
atomizada (previamente elaborada en el carburador o por la
inyección), debido al vacío resultante. La otra válvula o válvula
de escape (la de la derecha) permanece cerrada.
Cuando el pistón llega a su punto mas bajo, conocido como punto
muerto inferior todo el cilindro está lleno de la mezcla
combustible y el pistón comenzará a subir.
Motor Diesel
Para el caso del motor Diesel solo entra al cilindro aire sin
combustible.
Carrera de compresión
Motor de gasolina
En el momento en que el pistón sube, se cierra la válvula de
admisión y la de escape permanece cerrada, por lo que se
produce la compresión de la mezcla de aire y combustible. Esta
parte del ciclo se conoce como carrera de compresión, durante
ella y debido al aumento de presión, el aire se calienta, la
gasolina se evapora y mezcla íntimamente con el aire, quedando
preparada para el encendido, que se produce cuando el pistón
alcanza una posición muy próxima al punto mas alto conocido
como punto muerto superior.
Este encendido se produce debido al salto de una chispa
eléctrica en la bujía (en el centro), muy bien sincronizada en el
momento preciso.
La inflamación de la mezcla produce un aumento brusco de la
presión que empuja el pistón hacia abajo para producir la fuerza
de trabajo del motor.
Motor Diesel
Si nos referimos al motor Diesel solo se comprime el aire que
también se calienta, luego cerca del punto muerto superior, se
inyecta el combustible a muy alta presión dentro del cilíndro
fínamente atomizado,con un dispositivo conocido como inyector;
la temperatura del aire enciende el combustible
espontáneamente (sin bujía) y se produce el aumento de presión.
4

5. Carrera de trabajo
La gran presión de los gases, al quemarse el combustible hace
descender el pistón con gran fuerza y es en este momento que el
motor puede producir trabajo útil capaz de mover una carga, en
este caso el automóvil.
Cerca del punto muerto inferior los gases se han enfriado un
poco y perdido parte de la presión por lo que ya no son útiles
para realizar el trabajo, en ese momento se abre la válvula de
escape y comienza la última parte del ciclo.
Esta parte del ciclo es idéntica para los motores de gasolina y
Diesel.
Carrera de escape
El movimiento ascendente del pistón limpia el cilindro de los
gases quemados que salen a través de la válvula de escape (según
las flechas) mientras la válvula de admisión permanece cerrada.
Cuando llega al punto muerto superior y el cilindro está limpio,
empieza un nuevo descenso y se comienza un nuevo ciclo de
admisión para perpetuar el movimiento del motor.
Esta parte del ciclo es idéntica para los motores de gasolina y
Diesel.
En resumen, pera completar un ciclo de trabajo, el cigüeñal a dado dos vueltas y se han
completado cuatro carreras que son de admisión, de compresión, de trabajo y de escape,
por tal motivo, este tipo de motor es conocido como de cuatro tiempos.
En el caso de los motores con mas de un pistón, todos están acoplados a un mismo cigüeñal
con diferente posición y funcionan muy bien sincronizados.
Para garantizar el funcionamiento en general del motor se necesitan sistemas en él, que
completan todas sus necesidades, estos son:
1.- Sistema de alimentación de combustible y escape
2.- Sistema de lubricación
3.- Sistema de enfriamiento
4.- Sistema de encendido
5.- Sistema de arranque y generación de electricidad.
5

6. Sistema de alimentación
Se conoce como sistema de alimentación al conjunto de elementos del motor que participan
en la preparación de la mezcla de aire-combustible y su introducción en el cilindro de
trabajo, este sistema está compuesto por cinco partes básicas:
1.- Mecanismo de apertura y cierre de las válvulas
2.- Dispositivo de preparación de la mezcla aire-combustible.
• Gasolina
•
Diesel
3.- Sistema de conductos y limpieza del aire de alimentación.
4.- Depósito, trasiego, limpieza y lineas de combustible.
Mecanismo de apertura y cierre de válvulas
Este mecanismo es de tipo mecánico y consta de un engranaje acoplado al cigüeñal del
motor a través de un engrane, una cadena, o una correa dentada, que garantiza el adecuado
sincronismo entre el movimiento del pistón y la apertura y cierre de la válvula de admisión.
Este engrane está a su vez acoplado en un extremo a un árbol (eje) con levas llamado árbol
de levas, en el árbol de levas existe una leva por cada válvula de admisión, esta leva acciona
un empujador o pulsador en cuyo extremo se apoya la válvula, de manera que cuando gira,
empuja la válvula y la abre, un resorte recuperador se ocupa de cerrar la válvula "siguiendo"
el perfil de la leva. Vale aclarar que para el motor de cuatro tiempos, el árbol de levas gira
la mitad de las vueltas que el cigüeñal debido a que el ciclo de trabajo se completa por cada
dos vueltas de este. El esquema 1 que sigue, ilustra la acción leva-válvula y el 2 es una vista
general del mecanismo completo.
Esquema 1
Para mas claridad el vástago de la válvula ha sido cortado, observe que el árbol de levas al
girar hará que la leva empuje el pulsador y este a su vez moverá hacia arriba la válvula
venciendo la fuerza del resorte recuperador. El regulador (generalmente un tornillo
roscado en el pulsador) es necesario para compensar el desgaste de las piezas en contacto
por el uso y para regular una pequeña holgura que debe existir entre el pulsador y la
válvula, debido al cambio de longitud del vástago entre frío y caliente.
Esquema 2
6

7. En este caso el árbol de levas está acoplado al cigüeñal por medio de un engranaje y las
válvulas son accionadas a través de unas varillas o empujadores que mueven unos balancines,
que son a su vez los que accionan las válvulas. El mecanismo de regulación puede verse entre
el empujador y el balancín.
Resulta importante aclarar que es muy necesario para un buen funcionamiento del motor
acoplar el engranaje de mando del árbol de levas adecuadamente con el del cigüeñal para
lograr el exacto tiempo de apertura y cierre de las válvulas de acuerdo a la posición del
pistón. Los fabricantes de autos siempre proporcionan el modo de hacer este acople, lo mas
común es el uso de marcas en las caras de los engranes.
Mecanismo pistón-biela-cigüeñal
El nombre se debe a que en este mecanismo, se usan estos tres elementos para convertir la
fuerza de empuje de gases a alta presión sobre un pistón, en movimiento rotatorio del un
eje, según el esquema que sigue.
Observe que el movimiento de traslación del pistón colocado entre dos superficies guias, se
transmite a través de una barra recta conocida como biela a una manivela rotatoria que es
el llamado cigüeñal. La flecha representa el empuje de los gases sobre el pistón, que actúan
solo en la carrera de descenso, luego la inercia de un volante acoplado al cigüeñal hace subir
de nuevo el pistón para una nueva actuación del empuje, convirtiendo el movimiento
7

8. oscilante del pistón en rotación permanente del cigüeñal.
Aunque no es igual, se asemeja al movimiento que se hace cuando se pedalea en una
bicicleta, en el cual el empuje de las piernas se convierte en movimiento rotatorio del eje
de los pedales y luego de la rueda a través de la cadena.
. Árbol de levas.- Eje parecido al cigüeñal, pero de un diámetro mucho menor, compuesto
por tantas levas como válvulas de admisión y escape tenga el motor. Encima de cada leva se
apoya una varilla empujadora metálica, cuyo movimiento alternativo se transmite a los
balancines que abren y cierran las válvulas de admisión o las de escape.
Culata de un motor de explosión o gasolina, del tipo DOHV (Dual Over. Head Valves –
Culata de válvulas dobles), donde se puede apreciar el. funcionamiento de las válvulas de
admisión y de escape. Esas válvulas. son accionadas directamente por dos árboles de
levas (vistos de frente), que actúan directamente encima de éstas, para abrirlas y
cerrarlas, sin. necesidad de utilizar, ni varilla empujadora, ni balancín.
El árbol de levas se encuentra sincronizado de forma tal que efectúa medio giro por cada
giro completo del cigüeñal. Los motores OHV (Over Head Valves – Válvulas en la culata)
tienen un solo árbol de levas, mientras que los DOHV (Dual Over Head Valves – Válvulas
dobles en la culata) tienen dos árboles de levas perfectamente sincronizados por medio de
dos engranes accionados por el cigüeñal. En los motores DOHV los árboles de levas están
colocados encima de la culata y actúan directamente sobre las válvulas sin necesidad de
incluir ningún otro mecanismo intermediario como las varillas de empuje y los balancines que
requieren
los
motores
OHV.
Aros del pistón.- Los aros son unos segmentos de acero que se alojan en unas ranuras que
posee el pistón. Los hay de dos tipos: de compresión o fuego y rascador de aceite.
Las
funciones
de
los
aros
son
las
siguientes:
De compresión o fuego:


Sella la cámara de combustión para que durante el tiempo de compresión la mezcla
aire-combustible no pase al interior del cárter; tampoco permite que los gases de
escape pasen al cárter una vez efectuada la explosión.
Ayuda a traspasar a los cilindros parte del calor que libera el pistón durante todo el
tiempo que se mantiene funcionando el motor.
8

9. 
Ofrece cierta amortiguación entre el pistón y el cilindro cuando el motor se
encuentra en marcha.

Bombea el aceite para lubricar el cilindro.
Rascador de aceite:

Permite que cierta cantidad de lubricante pase hacia la parte superior del cilindro y
“barre” el sobrante o el que se adhiere por salpicadura en la parte inferior del
propio cilindro, devolviéndolo al cárter por gravedad.
Normalmente cada pistón posee tres ranuras para alojar los aros. Las dos primeras la
ocupan los dos aros de compresión o fuego, mientras que la última la ocupa un aro rascador
de
aceite.
Los aros de compresión son lisos, mientras que el aro rascador de aceite posee pequeñas
aberturas a todo su alrededor para facilitar la distribución pareja del lubricante en la
superficie del cilindro o camisa por donde se desplaza el pistón.
Pistón.- El pistón constituye una especie de cubo invertido, de aluminio fundido en la
mayoría de los casos, vaciado interiormente. En su parte externa posee tres ranuras donde
se insertan los aros de compresión y el aro rascador de aceite. Mas abajo de la zona donde
se colocan los aros existen dos agujeros enfrentados uno contra el otro, que sirven para
atravesar y fijar el bulón que articula el pistón con la biela.
Estructura del pistón:
1.- Cabeza. 2.- Aros de compresión o de fuego.
3.- Aro rascador de aceite. 4.- Bulón. 5.- Biela. 6.- Cojinetes.
Biela.- Es una pieza metálica de forma alargada que une el pistón con el cigüeñal para
convertir el movimiento lineal y alternativo del primero en movimiento giratorio en el
segundo. La biela tiene en cada uno de sus extremos un punto de rotación: uno para
soportar el bulón que la une con el pistón y otro para los cojinetes que la articula con el
cigüeñal. Las bielas puedes tener un conducto interno que sirve para hacer llegar a presión
el
aceite
lubricante
al
pistón.
Bulón.- Es una pieza de acero que articula la biela con el pistón. Es la pieza que más
9

10. esfuerzo
tiene
que
soportar
dentro
del
motor.
Cigüeñal.- Constituye un eje con manivelas, con dos o más puntos que se apoyan en una
bancada integrada en la parte superior del cárter y que queda cubierto después por el
propio bloque del motor, lo que le permite poder girar con suavidad. La manivela o las
manivelas (cuando existe más de un cilindro) que posee el cigüeñal, giran de forma
excéntrica con respecto al eje. En cada una de las manivelas se fijan los cojinetes de las
bielas que le transmiten al cigüeñal la fuerza que desarrollan los pistones durante el tiempo
de explosión. A.- Cigüeñal. B.- Árbol de levas.
Ilustración esquemática en la que se puede apreciar la forma en que los pistones
transforman el movimiento rectilíneo alternativo que producen las explosiones en la cámara
de combustión, en movimiento giratorio en el cigüeñal.
Volante.- En un motor de gasolina de cuatro tiempos, el cigüeñal gira solamente media
vuelta por cada explosión que se produce en la cámara de combustión de cada pistón; es
decir, que por cada explosión que se produce en un cilindro, el cigüeñal debe completar por
su propio impulso una vuelta y media más, correspondientes a los tres tiempos restantes.
10

11. Por tanto, mientras en uno de los tiempos de explosión el pistón “entrega energía” útil, en
los tres tiempos restantes “se consume energía” para que el cigüeñal se pueda mantener
girando
por
inercia.
Esa situación obliga a que parte de la energía que se produce en cada tiempo de explosión
sea necesario acumularla de alguna forma para mantener girando el cigüeñal durante los
tres tiempos siguientes sin que pierda impulso. De esa función se encarga una masa
metálica denominada volante de inercia, es decir, una rueda metálica dentada, situada al
final del eje del cigüeñal, que absorbe o acumula parte de la energía cinética que se produce
durante el tiempo de explosión y la devuelve después al cigüeñal para mantenerlo girando.
Cuando el motor de gasolina está parado, el volante también contribuye a que se pueda
poner en marcha, pues tiene acoplado un motor eléctrico de arranque que al ser accionado
obliga a que el volante se mueva y el motor de gasolina arranque. En el caso de los coches y
otros vehículos automotores, la rueda del volante está acoplada también al sistema de
embrague con el fin de transmitir el movimiento del cigüeñal al mecanismo diferencial que
mueve las ruedas del vehículo.
Balancín.- En los motores del tipo OHV ( Over Head Valves – Válvulas en la culata), el
balancín constituye un mecanismo semejante a una palanca que bascula sobre un punto fijo,
que en el caso del motor se halla situado normalmente encima de la culata. La función del
balancín es empujar hacia abajo las válvulas de admisión y escape para obligarlas a que se
abran. El balancín, a su vez, es accionado por una varilla de empuje movida por el árbol de
levas. El movimiento alternativo o de vaivén de los balancines está perfectamente
sincronizado
con
los
tiempos
del
motor.
Este mecanismo se usa en :
1. Motores motores de combustión interna
2. Máquinas de vapor
11

12. Preparación de la mezcla aire-combustible
Para que el motor de gasolina funcione adecuadamente, debe prepararse la mezcla de aire y
gasolina de manera adecuada. Esta mezcla comienza a formarse desde el punto donde se
unen gasolina y aire, continua por el conducto de admisión, luego durante la carrera de
admisión del pistón y termina durante la carrera de compresión, en donde el calentamiento
del aire debido al incremento de la presión (los gases se calientan cuando se comprimen)
evapora la gasolina y la mezcla íntimamente con el aire.
Químicamente hablando, existe una cantidad exacta de aire (que proporciona el oxígeno)
para hacer la combustión de la gasolina sin que sobre ni aire ni combustible, esta cantidad
se llama relación estequeométrica, y para las gasolinas comerciales, está entre 14 y 15
veces la cantidad de aire en peso, por la cantidad de gasolina, pero en la práctica, en el
motor real no puede usarse esa relación porque parte del combustible saldría por el escape
sin quemar, debido al escaso tiempo que tienen para encontrarse y reaccionar los miles de
millones de átomos de oxígeno, con los otros tantos de combustible.
Los dispositivos de preparación de la proporción aire-gasolina de la mezcla pueden ser de
dos tipos:
1.- El carburador
2.- La inyección de gasolina
Carburador
Se denomina así al dispositivo utilizado tradicionalmente para producir la mezcla airegasolina de los motores de combustión interna. El nombre deriva de la palabra carburante
que es como se denominaba (y aun se usa) para nombrar al combustible proveedor de la
energía
del
motor.
Este dispositivo nacido con los comienzos del motor de manera muy simple, fue
evolucionando hasta convertirse en verdaderos ingenios neumo-mecánicos que se ajustaban
mas adecuadamente a las necesidades del motor, así como a los requerimientos de control
de contaminación elaborados por los gobiernos. Aunque aun son muchos los automóviles que
funcionan con carburadores, han ido siendo sustituidos por la inyección de gasolina y puede
decirse que la era del carburador está tocando a su fin en el uso automotriz, aunque
quedará todavía por mucho tiempo en otros motores como los pequeños motores
estacionarios, las motocicletas y similares, donde la complejidad de la inyección de gasolina
es un gran problema.
12

13. Inyección de gasolina
Aunque el carburador nacido con el motor, se desarrolló constantemente hasta llegar a ser
un complejo compendio de cientos de piezas, que lo convirtieron en un refinado y muy
duradero preparador de la mezcla aire-gasolina para el motor del automóvil en todo el
rango de trabajo, no pudo soportar finalmente la presión ejercida por las reglas de
limitación de contaminantes emitidas por las entidades gubernamentales de los países mas
desarrollados y fue dando paso a la inyección de gasolina, comenzada desde la décadas 6070s principalmente en Alemania, pero que no fue tecnológicamente realizable hasta que no
se desarrolló lo suficiente la electrónica miniaturizada.
La diferencia conceptual fundamental entre los dos tipos de preparación de la mezcla, es
que en el carburador se hace básicamente de acuerdo a patrones mas o menos fijos,
establecidos de fábrica, que con el uso se van alterando hasta sacarlo de los estrechos
índices permitidos de producción de contaminantes, mientras que la inyección de gasolina
tiene sensores en todos los elementos que influyen en el proceso de alimentación y escape
del motor y ajusta automáticamente la mezcla para mantenerlos siempre dentro de las
normas, a menos que se produzca una avería en el sistema.
Es notoria la mayor complejidad de la inyección de gasolina con respecto al carburador, lo
que la encarece, pero no hay hasta ahora, ningún otro sistema que garantice la limpieza de
los gases requerida para mantener la atmósfera respirable en las zonas de tránsito urbano
intenso actual.
Para describir como funciona utilizaremos el diagrama de bloques siguiente
Colocado en el conducto de admisión del motor existe una electroválvula conocida como
inyector, que al recibir una señal eléctrica, se abre y deja pasar la gasolina al interior del
conducto. La linea de entrada al inyector tiene una presión fija mantenida desde el
depósito, por una bomba eléctrica asistida por un regulador de presión. El tiempo de
duración de la señal eléctrica y con ello la cantidad de gasolina inyectada, así como el
momento en que se produce la inyección, los determina la unidad procesadora central en
consecuencia con la posición de la mariposa de entrada de aire al motor y las señales
emitidas por un grupo de sensores que miden los factores que influyen en la formación de la
mezcla.
La clave de la inyección de gasolina es la unidad procesadora central (UPC) o unidad central
electrónica (UCE), que es un miniordenador cuya señal de salida es un pulso eléctrico de
13

14. determinada duración en el momento exacto que hace falta (durante la carrera de
admisión) al, o los inyectores. La señal principal para hacer la decisión del tiempo de
apertura del inyector la recibe de una mariposa colocada en el conducto de admisión en
cuyo eje hay montada una resistencia eléctrica variable, así la posición de la mariposa es
interpretada por la UPC como mas o menos aire al cilindro y por lo tanto mas o menos
necesidad de gasolina, regulada a través del tiempo de apertura del inyector. El momento
exacto de comenzar la apertura del inyector viene de un sensor de posición montado en el
árbol de levas o el distribuidor, que le indica a la UPC cuando están abiertas las válvulas de
admisión y por lo tanto se está aspirando el aire que arrastrará al interior del cilindro la
gasolina
inyectada
en
el
conducto
de
admisión.
Este trabajo lo hace la UPC utilizando un tiempo básico que viene con él por defecto y que
hace funcionar el motor en condiciones normales, pero que no son las óptimas para el
trabajo
del
motor
en
otras
condiciones.
Para ajustar con exactitud el tiempo de apertura de los inyectores y obtener la máxima
eficiencia y la mínima emisión de gases tóxicos, la UPC tiene en cuenta un grupo de otras
entradas que llegan a él, procedentes de varios sensores, que vigilan el comportamiento de
los factores que influyen en el proceso de combustión, estas entradas son procesadas
electrónicamente y sirven para modificar el tiempo de apertura del inyector a la cantidad
exacta.
Las UPC están preparadas para ignorar los sensores cuando hay una avería de algunos de
ellos, o están dando señales fuera del rango normal, y continuar con el programa básico,
para permitir el funcionamiento del motor hasta llegar al taller de reparaciones. Este
programa básico no se pierde aunque la UPC se quede sin alimentación eléctrica al
desconectar la batería con el motor apagado como es frecuente oír.
De acuerdo al refinamiento el sistema de inyección puede ser mas o menos complejo y
tener mas o menos sensores, pero en general están compuestos por las partes básicas
siguientes.
1. Los inyectores
2. El sistema de gasolina presurizada
3. Mariposa de aceleración
4. Los sensores
5. La unidad procesadora central (UPC)
El inyector
El inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosol la gasolina procedente de la
linea de presión dentro del conducto de admisión, es en esencia una refinada electroválvula
capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que
reacciona muy rápidamente al pulso eléctrico que la acciona.
El esquema que sigue ilustra el proceso de inyección de combustible.
14

15. El dibujo representa un motor de pistones durante la carrera de admisión, observe la
válvula de admisión abierta y el pistón en la carrera de descenso. El aire de admisión se
representa
por
la
flecha
azul.
Colocado en el camino del aire de entrada se encuentra el inyector de combustible, que no
es mas que una pequeña electroválvula que cuando recibe la señal eléctrica a través del
cable de alimentación se abre, dejando pasar de forma atomizada como un aerosol, la
gasolina a presión, que es arrastrada al interior del cilindro por la corriente de aire.
El tiempo de apertura del inyector así como la presión a la que se encuentra la gasolina
determinan la cantidad inyectada. Estos dos factores, presión y tiempo de apertura, así
como el momento en que se realiza, son los que hay que controlar con precisión para
obtener una mezcla óptima.
Aunque parezca simple el trabajo del inyector, en realidad puede considerarse una
maravilla de la tecnología teniendo en cuenta que:
1. Cuando un pequeño motor funciona en ralentí el volumen de gasolina inyectada
equivale al de una cabeza de alfiler y lo hace con mucha precisión.
2. El tiempo que tiene para inyectar la gasolina cuando el motor gira a unas 4000 RPM
es de solo 0.00375 segundos es decir algo mas de 3 milésimas de segundo, en ese
tiempo debe abrirse y cerrarse con gran exactitud.
El esquema que sigue representa una vista del inyector real
Así luce un inyector de gasolina real, en él puede verse una bobina eléctrica que cuando se
energiza levanta la armadura que sube la aguja y deja abierto el paso del combustible a la
tobera por donde sale pulverizado, una vez que cesa la señal eléctrica, la propia presión del
combustible empuja la armadura que funciona como un pistón y aprieta la aguja contra el
asiento cerrando la salida completamente.
Sistema de inyección Diesel
Al final de la carrera de compresión el aire que ha entrado al cilindro durante la carrera de
admisión previa, ha sido confinado a un pequeño volumen llamado cámara de combustión y
15

16. sometido a una fuerte compresión y está muy caliente. Si en ese momento se inyecta al
interior del cilindro la cantidad adecuada de combustible Diesel pulverizado, este se
inflamará y producirá el debido incremento de presión que actúa sobre el pistón para
producir la carrera de fuerza del motor. El mecanismo que se ocupa de dosificar, pulverizar
e introducir al cilindro en el instante y por el tiempo adecuados el combustible al cilindro se
llama
sistema
de
inyección.
El proceso de inyectar combustible en el motor Diesel puede resumirse en pocas palabras
como se ha hecho, y aparentemente parece ser simple, pero en realidad está rodeado de un
gran número de particularidades que hacen de él, una de las mayores conquistas
tecnológicas realizadas por el hombre en la mecánica de precisión del siglo XX. Baste decir
que este sistema tiene que poder inyectar con gran exactitud y a grandes presiones (entre
120 y 400 kg/cm²), volúmenes de líquido que pueden ser comparables con el de la cabeza
de un alfiler, con un comienzo y tiempo de duración muy exactos, a frecuencias que pueden
llegar a mas de 2000 ciclos por segundo, y por un período de millones de ciclos sin fallo.
Súmele a eso que la inyección se produce en una cámara donde hay combustión simultánea a
la inyección, en un ambiente caliente y agresivo y me dirá si no es un verdadero milagro
tecnológico
haberlo
conseguido
y
perfeccionado.
Para preparar el terreno y que usted pueda conocer las particularidades básicas
relacionadas que hacen complejo el funcionamiento del sistema de inyección, hagamos un
análisis de los factores involucrados en el proceso.
Esquema del sistema
Durante el desarrollo del motor Diesel, los fabricantes han elaborado diferentes sistemas
mecánicos que cumplen con los requisitos de trabajo, uno de los mas utilizados y del que nos
ocuparemos aquí es el sistema Bosch.
En la figura se representa de manera esquemática un sistema Bosh de inyección.
En él, una bomba capaz de dosificar y elevar la presión a los valores necesarios para la
inyección y en el momento preciso del combustible, gira arrastrada por el motor a través de
un acoplamiento, esta bomba es la bomba de inyección. Unos conductos de alta presión
llevan el combustible hasta los inyectores, que son los encargados de producir el aerosol
dentro
del
cilindro.
Una pequeña bomba adosada a la bomba de inyección y accionada por esta, trasiega el
combustible desde el depósito y la alimenta haciéndolo pasar
16

17. por un juego de filtros. La capacidad de bombeo de esta bomba de trasiego es muy superior
a las necesidades del motor, lo que sirve para incluir un regulador de presión que adecua y
estabiliza la presión de alimentación a la bomba de inyección, desviando por el retorno el
combustible en exceso. Este combustible en exceso sirve además para refrigerar la bomba
de
inyección.
Un mecanismo especial encargado de regular el avance a la inyección se interpone entre el
acoplamiento al motor y la bomba de inyección. Al final de la bomba y acoplado a ella, se
encuentra el regulador de velocidad, este regulador incluye una palanca de accionamiento
que se acopla al mecanismo del pedal del acelerador, desde donde el conductor puede
aumentar y disminuir la potencia o velocidad de giro del motor.
Conductos de admisión y limpieza del aire.
Estas partes del motor pertenecen al sistema de alimentación y pueden separarse en dos:
1. Conductos de admisión
2. Filtro de aire
Conductos de admisión
El conducto de admisión puede ser desde un simple tramo de tubo que tiene en un extremo
el filtro de aire y en el otro el acople al motor cerca de las válvulas de admisión para un
pequeño motor Diesel, hasta un complejo y bien diseñado sistema de tuberías que puede
dividirse en dos partes:
• Un haz de tubos que se distribuyen en un extremo a los cilindros del motor policilíndrico y que coinciden en el otro en una cavidad común donde se apoya el
carburador o la mariposa del sistema de inyección de gasolina conocido como
múltiple de admisión.
17

18. •
Un conducto mas o menos tortuoso que trae el aire del exterior al filtro y luego lo
acopla a la entrada del carburador o a la mariposa del sistema de inyección.
•
Para el caso del motor Diesel, en la mayor parte de los casos no existe mariposa
alguna en el sistema de alimentación de aire, por lo que lo común es, que este
conducto de admisión comunique el aire exterior con el fitro y luego al múltiple de
admisión.
La longitud, forma y diámetro de estos tubos son el resultado de un meticuloso trabajo de
experimentación que tiene como objetivo obtener el mejor llenado del cilindro y su
modificación nunca se recomienda. Aunque parezca simple, no lo es tanto, estos conductos
corresponden a un sistema inter-dependiente y no a la unión de simples piezas, todos ellos
hacen un trabajo conjunto que en muchos casos y en determinadas condiciones de
funcionamiento, logran llenar el cilindro a presiones mayores que la atmosférica,
especialmente en los llamados múltiples de resonancia, donde las ondas de presión
generados por el cierre de unas válvulas de admisión llegan a otras, creando una sobre
presión que favorece en mucho el llenado del cilindro. Estos múltiples de resonancia
producen
una
suerte
se
sobrealimentación
del
motor.
La imagen que sigue representa un simple sistema de admisión y limpieza de aire.
Este es un sistema sin gran complejidad, en él, el aire del exterior entra directamente al
filtro acoplado en un extremo del carburador, debajo de este último está el múltiple de
admisión que se acopla a un costado del motor, justo en la entrada del conducto que
conduce
a
la
válvula
de
admisión.
Las
flechas
desde
el
exterior
representan
el
flujo
de
aire.
Es común que desde el filtro hasta el exterior exista otro conducto que puede perseguir
dos
objetivos
1.- Obtener el aire mas frío lejos del calentamiento redundante del motor
2.Darle
altura
a
la
entrada,
ya
que
mientras mas cerca del suelo el aire tiene mas polvo.
Las imágenes que sigue, corresponden a diferentes múltiples de admisión, puede observarse
que van desde simples conductos hasta complejos sistemas de tubos.
18

19. Filtro de aire
El filtro de aire tiene una importancia vital para la duración del motor, ya que evitan la
entrada de partículas sólidas flotantes en el aire que lo desgastarían por abrasión,
especialmente
en
ambientes
polvorientos.
Este filtro antiguamente estaba constituido por un recipiente lleno con un entramado de
fibras humedecidas con aceite, por el cual pasaba el aire de admisión. El aceite retenía el
polvo por adherenciay se denominaban filtros húmedos, su eficacia no era muy buena
especialmente cuando se acumulaba en él mucha suciedad ya que dejaban de filtrar, pero
tenían la ventaja de que eran "lavables" por lo que podían reusarse muchas veces.
Desde hace unas cuatro décadas, fueron sustituidos por los filtros de papel, en estos el
material filtrante es un papel cuya porosidad ha sido elaborada cuidadosamente para que
ofrezca poca resistencia al paso del aire, pero que retenga las partículas mas pequeñas
contenidas en el aire. estoa filtros se le llama filtros secos. Para aumentar la superficie de
filtrado y tener mayor capacidad de trabajo sin obstruirse con la menor resistencia, el
filtro se construye con un largo papel arrollado en forma de acordeón.
19

20. Son muy eficientes en cuanto a la limpieza del aire, pero tienen las desventajas que cuando
se retiene mucha suciedad se obstruyen dificultando el trabajo del motor, y que son
necesariamente desechables, porque si se intenta lavarlos se agrandan los poros y su
eficacia
se
reduce
dramáticamente.
Las imágenes que siguen representan dos tipos comunes de filtros secos.
Sistema de trasiego de combustible
El sistema de trasiego de combustible está constituido por los elementos
necesarios para bombear el combustible desde el depósito hasta el motor. Su
composición estará en dependencia del tipo de motor y de la forma en que se
realiza la mezcla de aire y combustible en él, generalmente está compuesto por una
bomba, un sistema de filtrado y los conductos de transporte, en algunos casos hay
conductos de retorno.
Las cada vez mas exigentes normas de seguridad en cuanto a la emisión de vapores
al exterior en el uso de los combustibles de los motores, especialmente los de
gasolina, ha hecho que los automóviles vengan dotados de todo un sistema de
captura y posterior quemado en el motor de los vapores del tanque de
combustible. Estos sistemas serán tratados en punto aparte.
La bomba de combustible puede ser:
• Eléctrica, colocada dentro, o muy cerca del tanque de combustible
(inyección de gasolina).
• De diafragma, accionada por el motor (generalmente para la mezcla por
carburador).
• De pistones (usada en los sistemas Diesel Bosh y otros)
El gráfico a continuación es un esquema básico de los elementos de un sistema
moderno de trasiego de combustible en el automóvil de inyección de gasolina.
20

21. Las partes constituyentes del sistema de trasiego de combustible son:
1.- El depósito o tanque
2.- La bomba de gasolina
3.- Las líneas de combustible
4.- Las lineas de vapores
5.- El filtro
Bomba de gasolina.- Extrae la gasolina del tanque de combustible para enviarla a la cuba
del carburador cuando se presiona el “acelerador de pie” de un vehículo automotor o el
“acelerador de mano” en un motor estacionario. Desde hace muchos años atrás se utilizan
bombas mecánicas de diafragma, pero últimamente los fabricantes de motores las están
sustituyendo por bombas eléctricas, que van instaladas dentro del propio tanque de la
21

22. gasolina.
Múltiple de escape.- Conducto por donde se liberan a la atmósfera los gases de escape
producidos por la combustión. Normalmente al múltiple de escape se le conecta un tubo con
un silenciador cuya función es amortiguar el ruido que producen las explosiones dentro del
motor. Dentro del silenciador los gases pasan por un catalizador, con el objetivo de
disminuir su nocividad antes que salgan al medio ambiente.
SISTEMA DE LUBRICACION:
Filtro de aceite.- Recoge cualquier basura o impureza que pueda contener el aceite
lubricante
antes
de
pasar
al
sistema
de
lubricación
del
motor.
Bomba de aceite.- Envía aceite lubricante a alta presión a los mecanismos del motor como
son, por ejemplo, los cojinetes de las bielas que se fijan al cigüeñal, los aros de los pistones,
el árbol de leva y demás componentes móviles auxiliares, asegurando que todos reciban la
lubricación
adecuada
para
que
se
puedan
mover
con
suavidad.
Cárter.- Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que utiliza el motor. Una vez
que la bomba de aceite distribuye el lubricante entre los diferentes mecanismos, el
sobrante regresa al cárter por gravedad, permitiendo así que el ciclo de lubricación
continúe, sin interrupción, durante todo el tiempo que el motor se encuentre funcionando.
. Aceite lubricante.- Su función principal es la de lubricar todas las partes móviles del
motor, con el fin de disminuir el rozamiento y la fricción entre ellas. De esa forma se evita
el excesivo desgaste de las piezas, teniendo en cuenta que el cigüeñal puede llegar a
superar
las
6
mil
revoluciones
por
minuto.
22

23. Como función complementaria el aceite lubricante ayuda también a refrescar los pistones y
los cojinetes, así como mantenerlos limpios. Otra de las funciones del lubricante es ayudar
a amortiguar los ruidos que produce el motor cuando está funcionando..
El aceite lubricante en sí ni se consume, ni se desgasta, pero con el tiempo se va ensuciando
y sus aditivos van perdiendo eficacia hasta tal punto que pasado un tiempo dejan de cumplir
su misión de lubricar. Por ese motivo periódicamente el aceite se debe cambiar por otro
limpio del mismo grado de viscosidad recomendada por el fabricante del motor. Este cambio
se realiza normalmente de acuerdo con el tiempo que estipule el propio fabricante, para que
así los aditivos vuelvan a ser efectivos y puedan cumplir su misión de lubricar. Un tercio del
contenido de los aceites son aditivos, cuys propiedades especiales proporcionan una
lubricación
adecuada.
Toma de aceite.- Punto desde donde la bomba de aceite succiona el aceite lubricante
Varilla medidora del nivel de aceite.- Es una varilla metálica que se encuentra
introducida normalmente en un tubo que entra en el cárter y sirve para medir el nivel del
aceite lubricante existente dentro del mismo. Esta varilla tiene una marca superior con la
abreviatura MAX para indicar el nivel máximo de aceite y otra marca inferior con la
abreviatura MIN para indicar el nivel mínimo. Es recomendable vigilar periódicamente que
el nivel del aceite no esté nunca por debajo del mínimo, porque la falta de aceite puede
llegar
a
gripar
(fundir)
el
motor.
Orificios de
lubricación
SISTEMA DE ENCENDIDO
23

24. Distribuidor o Delco.- Distribuye entre las bujías de todos los cilindros del motor las
cargas de alto voltaje o tensión eléctrica provenientes de la bobina de encendido o ignición.
El distribuidor está acoplado sincrónicamente con el cigüeñal del motor de forma tal que al
rotar el contacto eléctrico que tiene en su interior, cada bujía recibe en el momento justo
la carga eléctrica de alta tensión necesaria para provocar la chispa que enciende la mezcla
aire-combustible dentro de la cámara de combustión de cada pistón.
Bobina de encendido o ignición.- Dispositivo eléctrico perteneciente al sistema de
encendido del motor, destinado a producir una carga de alto voltaje o tensión. La bobina de
ignición constituye un transformador eléctrico, que eleva por inducción electromagnética la
tensión entre los dos enrollados que contiene en su interior. El enrollado primario de baja
tensión se conecta a la batería de 12 volt, mientras que el enrollado secundario la
transforma en una corriente eléctrica de alta tensión de 15 mil ó 20 mil volt. Esa corriente
se envía al distribuidor y éste, a su vez, la envía a cada una de las bujías en el preciso
momento que se inicia en cada cilindro el tiempo de explosión del combustible.
Motor de arranque.- Constituye un motor eléctrico especial, que a pesar de su pequeño
tamaño comparado con el tamaño del motor térmico que debe mover, desarrolla
momentáneamente
una
gran
potencia
para
poder
ponerlo
en
marcha.
El motor de arranque posee un mecanismo interno con un engrane denominado “bendix”, que
entra en función cuando el conductor acciona el interruptor de encendido del motor con la
llave de arranque. Esa acción provoca que una palanca acoplada a un electroimán impulse
dicho engrane hacia delante, coincidiendo con un extremo del eje del motor, y se acople
momentáneamente con la rueda dentada del volante, obligándola también a girar. Esta
acción provoca que los pistones del motor comiencen a moverse, el carburador (o los
inyectores de gasolina), y el sistema eléctrico de ignición se pongan funcionamiento y el
motor
arranque.
Una vez que el motor arranca y dejar el conductor de accionar la llave en el interruptor de
encendido, el motor de arranque deja de recibir corriente y el electroimán recoge de nuevo
el piñón del bendix, que libera el volante. De no ocurrir así, el motor de arranque se
destruiría al incrementar el volante las revoluciones por minuto, una vez que el motor de
24

25. gasolina
arranca.
Cables de alta tensión de las bujías.- Son los cables que conducen la carga de alta
tensión o voltaje desde el distribuidor hasta cada bujía para que la chispa se produzca en el
momento adecuado.
Bujía.- Electrodo recubierto con un material aislante de cerámica. En su extremo superior
se conecta uno de los cables de alta tensión o voltaje procedentes del distribuidor, por
donde recibe una carga eléctrica de entre 15 mil y 20 mil volt aproximadamente. En el otro
extremo la bujía posee una rosca metálica para ajustarla en la culata y un electrodo que
queda
situado
dentro
de
la
cámara
de
combustión.
La función de la bujía es hacer saltar en el electrodo una chispa eléctrica dentro de la
cámara de combustión del cilindro cuando recibe la carga de alta tensión procedente de la
bobina de ignición y del distribuidor. En el momento justo, la chispa provoca la explosión de
la mezcla aire-combustible que pone en movimiento a los pistones. Cada motor requiere una
bujía por cada cilindro que contenga su bloque.
Otros componentes: Batería.alternador,regulador y cables eléctricos.
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
25

26. Entre los métodos de enfriamiento más comúnmente utilizados se encuentra el
propio aire del medio ambiente o el tiro de aire forzado que se obtiene con la
ayuda de un ventilador. Esos métodos de enfriamiento se emplean solamente en
motores que desarrollan poca potencia como las motocicletas y vehículos
pequeños. Para motores de mayor tamaño el sistema de refrigeración más
ampliamente empleado y sobre todo el más eficaz, es el hacer circular agua a
presión
por
el
interior
del
bloque
y
la
culata.
Para extraer a su vez el calor del agua una vez que ha recorrido el interior del
motor, se emplea un radiador externo compuesto por tubos y aletas de
enfriamiento.. Cuando el agua recorre los tubos del radiador transfiere el calor al
medio ambiente ayudado por el aire natural que atraviesa los tubos y el tiro de
aire de un ventilador que lo fuerza a pasar a través de esos tubos.
En los coches o vehículos antiguos, las aspas del ventilador del radiador y la
bomba que ponía en circulación el agua se movían juntamente con el cigüeñal del
motor por medio de una correa de goma, pero en la actualidad se emplean
ventiladores con motores eléctricos, que se ponen en funcionamiento
automáticamente cuando un termostato que mide los grados de temperatura del
agua dentro del sistema de enfriamiento se lo indica. El radiador extrae el calor
del agua hasta hacer bajar su temperatura a unos 80 ó 90 grados centígrados,
para que
el ciclo de enfriamiento del motor pueda continuar.
En los coches modernos el sistema de enfriamiento está constituido por un
circuito cerrado, en el que existe un cámara de expansión donde el vapor del agua
caliente que sale del motor se enfría y condensa. Esta cámara de expansión sirve
también de depósito para poder mantener la circulación del agua fresca por el
interior
del
motor.
Partes principales
26

27. Bomba,Radiador,ventilador,termostato,mangueras,medidores de temperatura o sensores
PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR DE GASOLINA
Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosión o de gasolina se
compone de tres secciones principales:
1. Culata
2. Bloque
3. Cárter
Partes principales en las. que se divide un motor< de. gasolina.
LA CULATA
La culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunos motores), que va
colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros
para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape.
En la culata se encuentran situadas las válvulas de admisión y de escape, así como las bujías.
Posee, además, dos conductos internos: uno conectado al múltiple de admisión (para
permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y
otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la
combustión sean expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos que
permiten
la
circulación
de
agua
para
su
refresco..
27

28. La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos. Para garantizar
un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre ambas piezas metálicas una “junta de
culata”, constituida por una lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible
que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan
durante
el
funcionamiento
del
motor.
EL BLOQUE
En el bloque están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos o
cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos
últimos
se
consideran
el
corazón
del
motor.
La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, así como la forma de su
disposición en el bloque. Existen motores de uno o de varios cilindros, aunque la mayoría de
los coches o automóviles utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce
cilindros,
incluyendo
algunos
coches
pequeños
que
emplean
sólo
tres.
El bloque del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensión, de acuerdo con la
potencia que desarrolle.
Las disposiciones más frecuentes que podemos encontrar de los cilindros en los bloques de
los motores de gasolina son las siguientes:


En línea
En “V”

Planos con los cilindros opuestos
Diferente disposición de los cilindros en el bloque de los motores de gasolina: 1.- En línea.
2.- En "V". 3.- Plano de cilindros opuestos.
Los bloques en línea pueden contener 3, 4, 5 ó 6 cilindros. Los motores con bloques en “V”
tienen los cilindros dispuestos en doble hilera en forma de “V”. Los más comunes que se
pueden encontrar son: “V-6”, “V-8”, “V-10” y “V-12”. Los bloques planos son poco utilizados
en los motores de gasolina, aunque se pueden encontrar de 4, 6 y hasta de 12 cilindros en
unas
pocas
marcas
de
coches.
28

29. Existen además otras disposiciones de los pistones en un bloque, como por ejemplo los
radiales o de estrella (ilustración de la derecha), estructura esta que se empleó durante
muchos años en la fabricación de motores de gasolina para aviones.
EL CÁRTER
Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el cigüeñal, los
pistones,
el
árbol
de
levas
y
otros
mecanismos
móviles
del
motor.
29