Los motores, los protagonistas de 2014, pero… ¿Cómo funcionan?

La tecnología de los motores explicada por @carlossmf1slgj

En una temporada tan loca como esta que se avecina, en la que la clave es la unidad de potencia vamos a aprender un poco más sobre la obra ingenieril responsable de que los formula 1 lleguen hasta los 300 kilómetros por hora. Eso implica que hoy voy a hablaros de el gran responsable de que la gasolina circule por nuestras formuleras venas: El Motor.

Todos sabemos más o menos como funciona un motor, sabemos que hay una explosión que mueve un eje mediante un mecanismo, y que ese movimiento es transmitido a la caja de cambios, que a su vez es transmitido al diferencial, el cual acaba proporcionando el movimiento a las ruedas, pero… como sucede esto exactamente?

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Imagen explicativa de las partes mas importantes de un motor

El primer paso para comprender el funcionamiento de esta máquina es conocer el nombre de los componentes básicos de un motor, lo que nos ayudara a comprender su funcionamiento:

• Pistón y biela: es el mecanismo que recibe más directamente la explosión. El pistón es la pieza cilíndrica que se encuentra en contacto directo con el combustible (gasolina + aire) y que se desplaza arriba y abajo en orificio cilindrico del bloque motor en los procesos de expansión y compresión. Este se encuentra en el cilindro. El movimiento de “sube y baja” del pistón es transmitido al cigüeñal mediante una biela (que se une al eje desplazado del cigüeñal y a la cabeza del pistón mediante otro eje que permite giro) que es la unión del cigüeñal con el pistón.

• Bloque motor: se trata de la estructura que contiene los elementos mecánicos , dividido en el bloque de sustentación del cigüeñal llamado cárter (contiene el fluido lubricante para facilitar el movimiento del cigueñal), y el bloque superior, que contiene los cilindros del motor y en los que se alojan los pistones.

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Animación gif del funcionamiento de las levas del motor. En el caso de los motores actuales, el sistema realizado por el engranaje central es llevado a cabo por un muelle en cada valvula

• Válvulas y levas: Son los elementos que permiten la salida de los gases de escape, y la admisión del combustible (las levas giran presionando la válvula, que se abre, dejando pasar el combustible, cuando la leva deja de ejercer presión es cuando el muelle hace que esta vuelva a su sitio cerrándola)

Cuando el pistón se encuentra en el PMI(Punto Muerto Inferior) teniendo el volumen máximo del cilindro, se produce la admisión del combustible. Tras esto, el pistón comprime el combustible a gran presión en el cilindro hasta el PMS(Punto Muerto Superior) o volumen mínimo, cuando la bujía produce una chispa que junto con la elevada presión, se produce una combustión que libera gran cantidad de energía y que provoca una expansión de los gases en el cilindro que lo impulsa hacia abajo produciendo un giro en el cigüeñal.

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Animación del funcionamiento general del motor y transmisión del movimiento de sube y baja del pistón al cigueñal

En cuanto a que un motor sea V6 o V8, 4 en línea, ¿por qué los motores son en “V” o el línea y que es ese número detrás de la letra?. Pues bien, lo que hemos visto anteriormente, todo ese proceso descrito en las anteriores líneas son para un único cilindro, pero, como parece lógico, si aumentamos el numero de cilindros, aumentamos la potencia generada por el motor, de ahí que el motor V8 (8 cilindros en V)  generará más potencia que el actual V6 (6 cilindros en V).

Esta forma de disponer los cilindros no es para nada aleatoria, la colocación de estos en V se realiza con el fin de obtener una mayor potencia con la mayor compactación posible del motor, de forma que metemos el doble de cilindros en mas o menos la misma longitud de motor y por tanto conseguimos muchos caballos en un motor muy compacto.

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Fundamentalmente, en la formula 1 se dice que los motores son de gasolina. Teórica y termodinámicamente hablando, los motores gasolina se idealizan mediante el ciclo de otto, que es simplemente que el combustible explosiona debido a la chispa de la bujía. En un motor diesel esto no ocurre así. La bujía no existe, y es debido a la elevadísima presión del combustible en el motor, por lo que el combustible explosiona sin necesidad de chispa. Pues bien en realidad estos motores de los monoplazas que tanto nos apasionan, son una mezcla entre ambos tipos, pues requieren de una chispa que encienda el combustible, pero también hacen uso de dicha presión para llevar a cabo la combustión de la mezcla de gasolina y aire. Esto se llama modelización mediante el ciclo dual.

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Para los más curiosos, aquí tenéis la representación en el diagrama P-V, de presión volumen de un ciclo dual, para mas aclaraciones puramente técnicas contactad conmigo a través de twitter.

Carlos Sánchez Martínez @carlossmf1

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