Técnicas del automóvil motores

Segundo tiempo: Compresión Cuando el pistón llega al p.m.i. se cierra la válvula de admisión y comienza la carrera ascen­ dente (detalle 2 en la figura). La válvula de escape está cerrada también, haciendo que el cilin­ dro sea estanco en este momento. Los gases encerrados en su interior van ocupando un espacio cada vez más reducido a medida que el pistón se acerca al p.m.s. Alcanzado este nivel, están encerrados en el espacio formado en la cámara de compresión y, por tanto, se encuentran com­ primidos y calientes por efecto de la misma compresión. Al final de la carrera de compresión, os gases quedan sometidos a una presión aproximada de 15 bares y alcanzan una temperatura de alrededor de 450 °C. Con la elevación de temperatura se logra una mejor vaporización de la gasolina, con lo que la mezcla se hace más homogénea, resultando más íntimo el contacto con el aire. Durante esta nueva carrera del pistón, el cigüeñal ha girado otra media vuelta. Tercer tiempo: Explosión Finalizada la carrera de compresión, cuando el pistón alcanza el p.m.s., salta una chispa eléc­ trica en la bujía que inflama la mezcla encerrada en la cámara de compresión, la cual se quema rápidamente por capas sucesivas desde la bujía. Esta combustión rápida recibe el nombre de explosión y provoca una expansión de los gases ya quemados, que ejercen una fuerte presión sobre el pistón (de 40 a 70 bares), empujándolo hasta el p.m.i. (detalle 3 en la figura). A medida que se acerca a este nivel, la presión en el interior del cilindro va descendiendo, por ocupar los gases un mayor espacio. En este nuevo tiempo, el pistón ha recibido un fuerte impulso que transmite al cigüeñal, el cual seguirá girando debido a su inercia, hasta recibir un nuevo impul­ so. Durante esta nueva carrera del pistón, el cigüeñal ha girado otra media vuelta. A esta fase se la llama motriz, por ser la única del ciclo en la que se produce trabajo. Cuarto tiempo: Escape Cuando el pistón llega al p.m.i. finalizando el tiempo de explosión, se abre la válvula de es­ cape y por ella escapan rápidamente al exterior los gases quemados. El pistón sube hasta el p.m.s. en esta nueva carrera (detalle 4 en la figura), expulsando los restos de gases quemados del interior del cilindro. Cuando alcanza este nivel, se cierra la válvula de escape y se abre nueva­ mente la de admisión, con lo que en la siguiente carrera descendente se realizará nuevamente la admisión, cerrándose de esta forma el ciclo. Durante el tiempo de escape, el pistón ha realizado una nueva carrera y el cigüeñal ha girado otra media vuelta. Así pues, los motores que fiincionan en el ciclo de cuatro tiempos, efectúan cuatro carreras durante dicho ciclo, de las cuales, en una solamente se produce trabajo. Las otras tres son im­ prescindibles para la obtención del trabajo en esta cuarta. El cigüeñal, por tanto, recibe un im­ pulso cada dos vueltas completas, que proporciona al volante de inercia unido a él la energía suficiente para arrastrarle durante la vuelta y media siguientes en las que no recibe impulso al­ guno, sin que su velocidad de rotación disminuya en exceso. El rendimiento del motor puede aumentarse de forma notable mejorando el llenado y eva­ cuación del cilindro (respiración del motor), lo cual se logra modificando adecuadamente los instantes de apertura y cierre de las válvulas, es decir, las llamadas cotas de la distribución. Si a esto se añade una ligera variación del instante de encendido de la mezcla, adelantándolo, se tiene el efecto deseado. La Figura 1.21 muestra el diagrama de la distribución, que refleja los instantes de apertura y cierre de las válvulas en un determinado motor. La válvula de admisión se abre con cierto ade­ lanto (avance a la apertura de la admisión, AAA) y se cierra con cierto retraso (retraso al cierre de la admisión, RCA), lo que da lugar a un aumento del tiempo total que permanece abierta esta válvula, como puede verse en el diagrama, que en este caso concreto es de 9° + 180° + 61° = 250°. Este mayor fiempo de apertura de la válvula de admisión favorece el mejor llenado del cilindro con gas fresco. Con la válvula de escape ocurre lo propio: se abre con cierto adelanto (avance a la apertura del escape, AAE) y se cierra con cierto retraso (retraso al cierre del escape, RCE) y, en este caso, el tiempo que permanece abierta es de 49° + 180° + 21° = 250°.