Motores de 4 tiempos

Los motores de 4 tiempos son los más populares de la actualidad, casi en cualquier tipo de

vehículo, y entre las motos se han terminado imponiendo a los motores de 2 tiempos casi

en todas las disciplinas al ser más limpios y menos contaminantes.

Un motor de explosión con ciclo de 4 tiempos se compone por un cilindro, una biela, un

cigüeñal, al menos dos válvulas, una bujía y muchos otros componentes que hacen que todo

trabaje de forma coordinada. Para entender cómo es posible que una mezcla de gasolina y

aire se convierta en movimiento te explicamos uno a uno cada uno de los 4 tiempos de este

tipo de motor de combustión, o también llamado motor Otto.

Tiempo 1: ADMISIÓN

En el primer tiempo una mezcla de gasolina y aire va a entrar en la cámara de

combustión del cilindro. Para ello el pistón baja del punto superior del cilindro al

inferior, mientras que la válvula (o válvulas) de admisión se abre y deja entrar esa

mezcla de gasolina y aire al interior del cilindro, para cerrarse posteriormente.

La gasolina es combinada con aire ya que, de por sí, la gasolina sola no ardería y

necesita oxígeno para su combustión. La relación teórica es 1 gramo de gasolina

por 14,8 gramos de aire, pero depende de muchos factores, como por ejemplo de la

densidad de ese aire. Por eso en los motores modernos una sonda lambda examina

los gases sobrantes de la combustión e informa a la centralita sobre cómo ha de ser

la proporción de la mezcla gasolina/aire a suministrar por los inyectores.

Tiempo 2: COMPRESIÓN

En el segundo tiempo, con el pistón en su posición más baja y la cámara de

combustión llena de gasolina y aire, la válvula de admisión se cierra y deja la

cámara cerrada herméticamente. La inercia del cigüeñal al que está unida la biela

del pistón hará que el pistón vuelva a subir y comprima así la mezcla.

La gasolina y el aire se comprimen dentro de una cámara hermética y, al reducirse

de tal manera el espacio, las moléculas chocan entre sí aumentando la

temperatura de la mezcla. La gasolina y el aire están listos para el tercer tiempo:

la combustión.

Tiempo 3: EXPLOSION

En el tercer tiempo, con el pistón en su posición más alta y comprimiendo la mezcla

de gasolina y aire, es cuando entra en acción la bujía.

Es en este preciso momento, con la mezcla comprimida y a una alta temperatura,

cuando la bujía genera una chispa que hace explotar violentamente esa mezcla.

La combustión hace empujar el pistón hacia abajo con fuerza y la biela y el cigüeñal

se encargan de convertir ese movimiento lineal del pistón, de arriba a abajo, en un

movimiento giratorio.

Tiempo 4: ESCAPE

En el cuarto tiempo, el último de este proceso y que significará la cuarta carrera del

pistón y la segunda vuelta del cigüeñal, el pistón se encuentra en su parte más baja

de nuevo y con la cámara de combustión llena de gases quemados productos de la

combustión de la gasolina y el aire.

El pistón vuelve a subir en este cuarto tiempo y al hacerlo empuja esos gases hacia

arriba para que salgan por la válvula de escape que se abre con el fin de dejarlos

salir y volver a dejar la cámara del cilindro vacía. No como durante la compresión,

que permanecía cerrada.

Es ahora, con el pistón de nuevo en la parte superior cuando se inicia el ciclo de

nuevo desde el principio. El pistón volverá a bajar mientras que la válvula de

admisión se abre y deja pasar una nueva mezcla de gasolina y aire, y así una y otra

vez.

El ciclo de un motor de 4 tiempos parece sencillo pero imagina llevas tu moto a 6.000

rpm, eso significa que este ciclo sucede unas 50 veces por segundo, es decir, 50

explosiones por segundo, lo que se traduce en 100 giros del cigüeñal por segundo. Algo que

cuesta imaginar, y más aún si imaginamos el motor de una moto deportiva girando a 14.000

revoluciones por minuto.

Motor de 2 tiempos

El motor de 2 tiempos es, junto al motor de 4 tiempos, un motor de combustión interna

con un ciclo de cuatro fases de admisión, compresión, combustión y escape, como el 4

tiempos, pero realizadas todas ellas en sólo 2 tiempos, es decir, en dos movimientos del

pistón.

En un motor 2 tiempos se produce una explosión por cada vuelta de cigüeñal mientras

que en un motor 4 tiempos se produce una explosión por cada dos vueltas de cigüeñal, lo

que significa que a misma cilindrada se genera mayor potencia, pero también un mayor

consumo de combustible.

Los motores 2 tiempos han ido siendo sustituidos por los 4 tiempos dado su carácter más

contaminante y en motos sólo lo encontramos hoy día en ciclomotores de motores

pequeños y en algunas motos de enduro o motocross. Un motor 2 tiempos es más sencillo y

ligero que un 4 tiempos ya que está compuesto por menos piezas, originariamente no

utiliza válvulas de admisión y de escape, son más económicos de fabricar y requieren un

menor mantenimiento, pero su mayor régimen de giro les provoca sin embargo un mayor

desgaste.

La lubricación de un motor 2 tiempos va incluida en la mezcla y junto a la gasolina y el aire

se añade aceite, de ahí que al ser quemado sea mucho menos respetuoso con el medio

ambiente. Así pues el cárter del cigüeñal está sellado ya que alberga la entrada de la mezcla

y las dos caras del pistón entran en acción, la superior para comprimir la mezcla y la

inferior para provocar su admisión al cárter. Estos son los pasos de un ciclo 2 tiempos.

Tiempo 1: ADMISIÓN - COMPRESIÓN

En un motor 2 tiempos es el propio pistón el que, con su movimiento, abre la

admisión de la mezcla, a la altura del cárter, y el escape de los gases quemados, a la

altura de la cámara de combustión.

La admisión y la compresión se realizan al mismo tiempo. En el tiempo 1 el pistón

va de abajo a arriba, es decir, desde el cárter hacia la culata. En su desplazamiento

succiona la mezcla de gasolina, aire y aceite en su parte inferior, mientras que

simultáneamente se encarga de comprimir la mezcla de la admisión anterior en la

parte superior.

Tiempo 2: COMBUSTIÓN - ESCAPE

El segundo tiempo comienza con el pistón situado en su punto muerto superior,

comprimiendo al máximo la mezcla de gasolina, aire y aceite, lo que hace chocar

sus moléculas más rápidamente y aumentar considerablemente la temperatura de la

mezcla.

Es en ese momento cuando la bujía genera una chispa que incendia la mezcla

provocando su combustión. Esta explosión hace mover violentamente el pistón

hacia abajo, transmitiendo el movimiento al cigüeñal a través de la biela, y con ese

movimiento deja abierto el escape por donde son liberados los gases recién

quemados.

Pero hay más, en ese movimiento descendiente el pistón empuja la mezcla nueva

que había entrado en su anterior subida, y al bajar transfiere la mezcla del cárter

a la cámara de combustión, preparando así el proceso para volver a comenzar de

nuevo en el primer tiempo anteriormente descrito.

Como ves, un motor de 2 tiempos gira mucho más rápido que uno de 4 tiempos, y

aunque su funcionamiento sea un poco más complejo de explicar su funcionamiento es

mucho más sencillo.