Este documento presenta los principios básicos de la mecánica automotriz. Explica los campos en los que se aplica, como el transporte terrestre, aéreo y náutico. También describe los componentes y sistemas de los vehículos, como los motores, transmisiones, frenos y suspensiones. Finalmente, cubre temas como herramientas, clasificación de motores y elementos constructivos de los motores de combustión interna.

1. PRINCIPIOS BÁSICOS
DE MECÁNICA
AUTOMOTRIZ
ING. JORGE RIVERA MGS.
1ER NIVEL
CARRERA DE MECÁNICA AUTOMOTRIZ
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “PROYECTO 2000”

2. CAMPOS QUE INTERVIENE LA MECÁNICA
AUTOMOTRIZ
• TRANSPORTE TERRESTRE.
• Motocicletas
• Vehículos livianos (Hasta 3,5
Toneladas)
• Vehículos pesados (Superior a 3,5
Toneladas)
• Vehículos Híbridos
• Vehículos Electricos

3. CAMPOS QUE INTERVIENE LA MECÁNICA
AUTOMOTRIZ
• TRANSPORTE AÉREO:
• Helicópteros
• Aviones comerciales
• Aviones privados

4. CAMPOS QUE INTERVIENE LA MECÁNICA
AUTOMOTRIZ
• Transporte Náutico:
• Barcos
• Motores fuera de borda
• Motores 2 tiempos
• Lanchas

5. CAMPOS QUE INTERVIENE LA MECÁNICA
AUTOMOTRIZ
• Maquinaria:
• Equipos de generación eléctrica
• Maquinaria agrícola
• Maquinaria de jardinería
• Maquinaria pesada

6. RELACIÓN DE LA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
CON OTRAS RAMAS
• Termodinámica
• Hidráulica
• Neumática
• Aerodinámica
• Electrónica
• Electricidad
• Informática
• Química
• Ciencias exactas
• Ergonomía
• Seguridad
• Idiomas
• Energética

7. COMPONENTES AUTOMOTRICES
• Motores de combustión
• Estacionarios
• Propulsión propia
• Transmisión de movimiento
• Piñonera
• Bandas
• Poleas
• Refrigeración
• Electricidad
• Electrónica
• Neumática
• Hidráulica

8. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• SISTEMAS DE FRENOS:
• Fricción (Disco, tambores, etc)
• Asistido (Aire o vacío)
• Retardadores (motor, escape, transmisión)
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN:
• Embrague
• Caja de cambios
• Diferencial
• Eje cardán
• Ruedas

9. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• SISTEMAS DE SUSPENSIÓN:
• Amortiguador
• Resorte
• Ballesta
• Espiral
• Barras de torción
• Boyas de aire
• Llantas
• Asientos

10. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• SISTEMA DE DIRECCIÓN:
• Mecánica
• Hidráulica
• Eléctrica
• Mixta

11. SISTEMA AUTOMOTRICES
• Sistema de carga:

12. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• SISTEMA ELÉCTRICO
SISTEMA ELECTRÓNICO

13. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• SISTEMAS DE SEGURIDAD
• Activa: Antes del accidente
• Pasiva: Durante el accidente

14. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• CARROCERÍA:

15. SISTEMAS AUTOMOTRICES
• Sistema de climatización:

16. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• HERRAMIENTAS DE TORQUE:
• LLAVE DE CORONA
• USADO PRINCIPALMENTE
PARA AFLOJAR, AJUSTAR,
APRIETE DE PERNOS DE
DIGERENTES DIAMETROS.

17. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• LLAVE DE BOCA:
• USADO PRINCIPALMENTE PARA
AFLOJAR, AJUSTAR, APRIETE DE
PERNOS DE DIGERENTES
DIAMETROS.

18. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• LLAVE MIXTA:
• USADO PRINCIPALMENTE
PARA AFLOJAR, AJUSTAR,
APRIETE DE PERNOS DE
DIGERENTES DIAMETROS.

20. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• COPAS:
• USADO PRINCIPALMENTE PARA AFLOJAR, AJUSTAR, APRIETE DE
PERNOS DE DIGERENTES DIAMETROS.

21. HERRAMIENTA DE TORQUE
• Torquímetro:
• Herramienta que se emplea para el
ajuste de bulones, tuercas, tornillos
y otras piezas. Este instrumento
permite la aplicación de una tensión
específica: por eso se caracteriza por
su precisión.

22. HERRAMIENTA DE TORQUE
• HEXAGONALES:
• Herramienta utilizada para aflojar y
ajustar pernos con cabeza en forma de
hexagono

23. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• LLAVES TORX:
• Llave utilizada para aflojar o ajustar pernos
con cabeza en forma de estrella.

24. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• LLAVE DE PICO:
• Llave utilizada para aflojar o ajustar
pernos de cabeza en forma de hexágono, por
su diseño puede variar el tamaño de la boca
de apriete.

25. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• DESARMADORES:
• Utilizados principalmente para el
ajuste de tornillos con cabeza en forma
de 4 puntas o en línea.

26. HERRAMIENTA DE TORQUE
• MEDIA VUELTA:
• Herramienta utilizada para aflojar con mayor
rapidez los pernos.
• No es recomendable aplicar fuerza en esta
herramienta debido a que su mecanismo interno es
sensible.

27. HERRAMIENTA DE TORQUE
• PALANCA DE FUERZA:
• Utilizada para aplicar fuerza de apriete

28. HERRAMIENTAS DE TORQUE
• PALANCA MULTIPLICADORA DE
TORQUE
• Utilizada para ayudar aplicar mayor
fuerza de presión.

29. HERRAMIENTA DE CORTE
• SIERRA:
• Utilizada principalmente para el corte de
materiales duros como el caso de metales.

30. HERRAMIENTAS DE CORTE
• TIJERAS:
• Utilizadas principalmente en chapa,
para el corte de láminas de metal de
espesores bajos.

31. HERRAMIENTAS DE CORTE
• CORTAFRIO:
• Herramienta utilizada para el
corte de cableado eléctrico y
electrónico.

32. HERRAMIENTA DE CORTE
• Alicate:
• Herramienta multifunción para
la manipulación de cableado y
ajuste.

33. HERRAMIENTA DE CORTE
• ESTILETE:
• Utilizado para el corte de elementos
pequeños.

34. HERRAMIENTA DE CORTE
• CORTADORA DE CAÑERIAS:
• Herramienta utilizada para el
corte de cañerías metálicas y pvc.

35. HERRAMIENTA DE CORTE
• CINCEL:
• Herramienta de impacto
utilizado para extracción de
material.

36. HERRAMIENTA DE CORTE
• LIMA:
• Herramienta utilizada para el
desbaste de rebabas sobrantes
posterior a la realización de un corte.

37. HERRAMIENTAS DE CORTE
• SACABOCADOS:
• Herramienta utilizada para
realizar cortes en zonas
específicas.

38. HERRAMIENTAS POR ESPECIALIDAD
• VULCANIZADORA
• ALINEACIÓN Y BALANCEO
• ABC DE FRENOS
• MECANICA DE PATIO GENERAL
• ENDEREZADA Y PINTURA
• TALLER ELECTRICO
• DIAGNOSTICO MECATRÓNICO

39. MOTORES

40. MOTORES
• MOTORES DE COMBUSTIÓN EXTERNA:
• Es una máquina que realiza una conversión
de energía calórica en energía mecánica
mediante un proceso de combustión que se
realiza fuera de la máquina, generalmente
para calentar agua que, en forma de vapor,
será la que realice el trabajo,

41. MOTORES
• MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA:
• Son empleados en los vehículos automóviles han experimentado un gran avance
tecnológico en los últimos años. Por ellos es necesario realizar un estudio sistemático
de los mismos, partiendo de los principios de funcionamiento teóricos, para poder
analizar posteriormente sus diferentes disposiciones constructivas.
• Los motores de combustión interna empleados en automoción son máquinas
térmicas que aprovechan la energía de la combustión para transformarla en trabajo.
Con esta energía y a través de un mecanismo de biela-manivela pueden generar un
par motor y aplicarlo al resto de la cadena cinemática hasta las ruedas propulsando
el vehículo.

42. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA-MCI
• El motor de combustión interna es una máquina térmica capaz de transformar la
energía térmica almacenada en un fluido combustible en energía mecánica,
proporcionando un trabajo.
MOTOR DE
COMBUSTIÓN
INTERNA
ENERGÍA TÉRMICA
(COMBUSTIÓN)
ENERGÍA
MECÁNICA
(TRABAJO)

43. HISTORIA
• NICOLAUS AUGUST OTTO (1832-1891):
• Mejoró el motor de gas del inventor francés Etienne Lenoir y en 1876 construyó el
primer motor de combustión interna de cuatro tiempos.
• RUDOLF DIESEL (1858-1913)
• Invento el motor de encendido por compresión que lleva su mismo nombre.
• VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=x77cbM5Nq54

44. NECESIDADES Y REQUERIMIENTOS
NECESIDADES BÁSICAS REQUERIMIENTOS BÁSICOS
Transformación del movimiento lineal del
pistón en giratorio, generando un par motor
Mecanismo biela-manivela
Sincronizar la admisión de gases frescos y el
escape de los quemados
Sistema de distribución
Introducir el combustible Sistema alimentación
Producir la explosión en los motores de ciclo
Otto
Sistema de encendido
Disminuir la fricción y evitar agarrotamientos Sistema de lubricación
Mantener la temperatura de funcionamiento Sistema de refrigeración
NECESIDADES NO BÁSICAS REQUERIMIENTOS NO BASICOS
Conseguir más potencia específica Sistema de sobrealimentación
Reducir las emisiones contaminantes Sistemas de anticongelación
Consumir poco, aumentar la fiabilidad, reducir
el ruido
Perfeccionamiento de todos los sistemas

45. CLASIFICACIÓN
• SEGÚN EL CICLO QUE REALICEN:
• Para que un motor pueda entregar un trabajo es necesario producir la combustión de
una mezcla de un combustible (gasolina) y un comburente (oxigeno del aire). Según el
modo de realizar la combustión, los motores pueden realizar dos ciclos diferentes.
• CICLO OTTO:
• Admite una mezcla homogénea de combustible y aire.
• La mezcla se comprime y la combustión empieza tras el salto de la chispa, por lo que se
llaman motores de encendido provocado.
• La regulación de la carga es cuantitativa, es decir, la proporción de combustible y aire
varía entre unos límites muy estrechos, pero a mayor demanda de potencia mayor
cantidad de mezcla.

46. RELACIÓN AIRE:COMBUSTIBLE
1
combust
ible
1
aire
2
aire
3
aire
4
aire
5
aire
6
aire
7
aire
8
aire
9
aire
10
aire
11
aire
12
aire
13
aire
14
aire
0,7
aire
En los motores de gasolina, dicha proporción es de 14,7 partes de aire por cada una de
combustible. Una mezcla con esa composición permitirá, teóricamente, que los hidrocarburos
reaccionen con el oxígeno de forma idónea y la quema de carburante sea completa. (14,7:1)

47. CLASIFICACIÓN
• CICLO DIESEL:
• Admiten aire
• El aire se comprime y al final de la compresión se inyecta el combustible,
autoinflamable e iniciándose la combustión, por lo que se llaman motores de
encendido por compresión (MEC).
• La regulación de la carga es cualitativa, es decir, la proporción de combustible y aire
varía dependiendo de la demanda de potencia del motor. El motor admite la mayor
cantidad de aire posible y a mayor demanda de potencia, mayor cantidad de
combustible inyectado.

48. CLASIFICACIÓN SEGÚN LA FORMA QUE
TENGAN DE REALIZAR EL CICLO
• MOTORES DOS TIEMPOS:
• Realizan las cuatro fases en dos carreras del pistón, es decir, completan un ciclo por
cada vuelta de giro del cigüeñal.
• MOTORES CUATRO TIEMPO:
• Realizan las cuatro fases en cuatro carreras del pistón, es decir completan un ciclo
por cada dos vueltas de giro del cigüeñal.

49. CLASIFICACIÓN SEGÚN LA PRESIÓN DE
ADMISIÓN
• MOTORES ATMOSFÉRICOS:
• La presión en el colector de admisión es aproximadamente la atmosférica. Este tipo
de motores también son llamados de aspiración natural.
• MOTORES SOBREALIMENTADOS:
• La presión en el colector de admisión es superior a la atmosférica. Esto se consigue
mediante la instalación de un compresor mecánico o un turbo compresor.

50. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO Y
DISPOSICIÓN DE CILINDROS
• EN LINEA:

51. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO Y
DISPOSICIÓN DE CILINDROS
• EN V:

52. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO Y
DISPOSICIÓN DE CILINDROS
• EN W:

53. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO Y
DISPOSICIÓN DE CILINDROS
• OPUESTOS O BÓXER:

54. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU UBICACIÓN EN
EL VEHÍCULO
• DELANTERO TRANSVERSAL:
• Favorece la refrigeración del mismo, protege a los ocupantes ante un choque frontal,
y permite un mayor aprovechamiento del espacio. Cuando el motor se sitúa delante
y de forma transversal, se consigue un ahorro de espacio en el compartimiento del
motor y óptimo para tracción delantera.

55. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU UBICACIÓN EN
EL VEHÍCULO
• DELANTERO LONGITUDINAL:
• Esta disposición favorece un mejor reparto de pesos y es óptima para vehículos con
tracción trasera. Esta configuración es óptima para turismo y todoterreno.

56. CLASIFICACIÓN
SEGÚN SU
UBICACIÓN EN EL
VEHÍCULO
• CENTRAL:
• Esta disposición se
emplea en vehículos
deportivos, ya que es la
que tiene mejores
cualidades dinámicas
desde el punto de vista
de la estabilidad. Sin
embargo, reduce mucho
espacio en el habitáculo.

57. CICLOS TEÓRICOS DE TRABAJO

58. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
• Para iniciar el estudio teórico de un motor de combustión interna alternativo es
necesario definir unos elementos constructivos básicos mínimos para que el ciclo sea
posible:
• CILINDRO: Va a contener el fluido que sufrirá las transformaciones termodinámicas
necesarias para realizar el ciclo.
• PISTÓN: Comprimirá el fluido en su carrera ascendente y después será empujado
por los gases tras la combustión en su carrera descendente. El movimiento del pistón
es lineal comprendido entre el puesto muerto superior y punto muerto inferior.

59. PUNTO MUERTO SUPERIOR
PUNTO MUERTO INFERIOR
CARRERA

60. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
• MECANISMO BIELA-MANIVELA:
• Convertira el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo del cigüeñal, con
la finalidad de obtener un par torsión a par motor. Este mecanismo consta de la
biela, que une el pistón con la muñequilla del cigüeñal y el brazo del cigüeñal, que
une la muñequila con el apoyo del mismo.

61. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
• SISTEMA QUE PERMITE LA ADMISIÓN DE GASES FRESCOS Y SALIDA DE
GASES QUEMADOS: El estudio teórico de los motores de cuatro tiempos se realizan
mediante válvulas de admisión y escape, y en el estudio de los motores de dos
tiempos a través de lumbreras.

62. PARAMETROS BÁSICOS DE UN MOTOR DE
COMBUSTIÓN INTERNA

63. PARAMETROS BÁSICOS
• DIAMETRO (D): Es el diámetro del cilindro, expresado en milímetros (mm).
• CARRERA (S): Es la distancia recorrida por el pistón, medida desde el PMS al PMI en
mm.
• ÁREA DEL PISTÓN (𝐴𝑃): Es la sección del pistón, expresada en 𝑚𝑚2.
𝐴𝑃 = 𝜋. 𝑟2
= 𝜋. (
𝐷
2
)2
𝐴𝑃 = 𝜋.
𝐷2
4
• VOLUMEN DESPLAZADO(𝑉𝐷): Conocido también como cilindrada unitaria. Es el
volumen de un cilindro cuya base es el área del pistón (𝐴𝑃) y su altura la carrera (S),
expresado en (𝑐𝑚3), por lo que para calcularlo hay que convertir las unidades.
𝑉𝐷 = 𝐴𝑃. 𝑆

64. • VOLUMEN DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN (𝑉𝐶𝐶): Es el volumen que queda disponible
cuando el pistón está en el PMS, expresado en 𝑐𝑚3.
• RELACIÓN DE COMPRESIÓN(r): Es la relación entre el volumen disponible cuando el
pistón está en el PMI y el disponible cuando está en el PMS.
𝑟 =
𝑉𝐷 + 𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐶𝐶
• NÚMERO DE CILINDROS (z): Es la cantidad de cilindros que tiene el motor.
• CILINDRADA TOTAL (𝑉𝑇): Es el volumen desplazado en todos los cilindros del motor en
𝑐𝑚3.
𝑉𝑇 = 𝑉𝐷. 𝑧

65. CICLO TEÓRICO DE UN MOTOR OTTO
• Un motor de cuatro tiempos realiza su ciclo de trabajo en cuatro carreras del pistón.
Cada carrera es un movimiento del pistón del PMI al PMS o viceversa, por tanto,
cada carrera es un tiempo. Los cuatro tiempos necesarios para hacer el ciclo son los
siguientes:

66. PRIMER TIEMPO O FASE DE ADMISIÓN
• El pistón parte del PMS y la válvula de admisión se abre completamente.
• El pistón desciende hasta el PMI, y posterior se cierra la válvula de admisión.
• Esta transformación se supone isóbara, es decir a presión constante (𝑃1 = 𝑃2).
• En este primer tiempo, el cigüeñal ha realizado un giro de 180°.

67. SEGUNDO TIEMPO O FASE DE COMPRESIÓN
• El pistón realiza una carrera ascendente desde el PMI al PMS, comprimiendo el fluido de
admisión.
• Las válvulas de admisión y escape están cerradas.
• El volumen disminuye hasta llegar al Vcc y la presión dentro del cilindro aumenta.
• El cigüeñal gira 180° en esta fase y lleva acumulado desde el inicio del ciclo 360°.

68. TERCER TIEMPO O FASE DE COMBUSTIÓN
• Cuando el pistón está en el PMS tiene lugar el salto de chispa de la bujía, que inflama la
mezcla y se produce la combustión de la misma.
• Varía la presión, ya que la combustión de la mezcla lleva consigo un aumento considerable de
la temperatura, el volumen no varía y la presión aumenta súbitamente.
• En la fase de combustión se produce aportación de calor al fluido 𝑄1
• Tras la combustión tiene lugar la expansión de los gases quemados, donde el pistón es
empujado desde el PMS hasta el PMI.
• La expansión implica un aumento del volumen y un descenso de presión.

69. CUARTO TIEMPO O FASE DE ESCAPE
• El pistón se encuentra en el PMI y se abre la válvula de escape.
• Se produce la cesión de calor del fluido al exterior Q2.
• Se produce la carrera ascendente del PMI al PMS, la válvula de escape permanece abierta
hasta que el pistón llega al PMS y posterior se cierra.
• Durante todo el recorrido del pistón se produce el barrido de los gases quemados, que son
expulsados al exterior.
• Al final del tiempo de escape el cigüeñal ha girado 720° total desde el inicio.

70. CICLO TEÓRICO DE UN MOTOR DIESEL 4
TIEMPOS
• El ciclo teórico de un motor Diésel de cuatro tiempos es básicamente el mismo que el
de un motor Otto, a diferencia de los siguientes puntos:
• Durante la admisión, el motor solo admite aire.
• Dado que su relación de compresión es mayor, las presiones y temperaturas al final
de las fases de compresión y combustión serán mayores.
• La fase de combustión es diferente.

71. CICLOS TEÓRICOS MOTOR DIÉSEL
• Primer tiempo (0 → 1): Por la válvula de admisión entra una carga de aire.
• Segundo tiempo (1 → 2): Con las válvulas cerradas el aire se comprime adiabáticamente alcanzando unos
800°C.
• Tercer tiempo (2 → 4): Comienza la inyección del combustible líquido finamente pulverizado,
produciéndose la combustión (2 → 3) por efecto de la elevada temperatura a que se encuentra el aire.
Este proceso se efectúa a, presión constante absorbiendo el sistema Os kiloJoules de la fuente caliente por
liberación de la energía química del combustible durante la combustión. Inmediatamente ocurre la
expansión adiabática (3 → 4) de los productos de la combustión, realizando el sistema un trabajo a
expensas de su energía interna, hasta que el pistón llega al punto muerto inferior.
• Cuarto tiempo (4 → 0): Se abre la válvula de escape y se produce un descenso de presión (4 → 1) con el
consiguiente enfriamiento isocórico en el cual se ceden Qs (calor que sale), kiloJoules a la fuente fría. A
continuación el pistón avanza al PMS y expulsa los gases producto de la combustión(escape).
• Ya en el PMS se abre la válvula de admisión y se vuelve a introducir una nueva mezcla de aire y
combustible en repitiéndose el ciclo.

72. FUNCIONAMIENTO Y GRÁFICA P-V

73. MOTOR OTTO VS MOTOR DIESEL

74. CICLO TEÓRICO DE UN MOTOR OTTO DE
DOS TIEMPOS
• Se realiza en una vuelta del cigüeñal, es decir, en dos
carreras del pistón. A continuación se va a explicar el
ciclo teórico de un motor de dos tiempos de ciclo Otto
convencional, por ser el más extendido.
• Existe tres tipos de lumbreras: de admisión al cárter,
de transferencia y de escape.

75. CICLO REAL DE TRABAJO MOTOR OTTO

76. DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN REAL DE UN
MOTOR OTTO