MCI

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1. EL SISTEMA DE DISTRIBUCION DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

   • Se llama distribución, al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de los gases en el cilindro para el llenado y vaciado de éstos, en el momento preciso. Cuanto mayor es la cantidad de aire que penetra en el cilindro, mayor será la potencia que desarrolla el motor, por eso es fundamental el sistema de distribución que es el encargado regular los tiempos del funcionamiento del motor.
     • Cuanto más rápido gira un motor, más difícil resulta llenar los cilindros, puesto que las válvulas abren y cierran mucho más deprisa. Lo ideal es que la válvula de admisión se abra un poco antes del inicio de la carrera de admisión, y la de escape un poco antes de iniciarse la carrera de escape, para ayudar así al vaciado y llenado de los cilindros. El inconveniente proviene que el momento óptimo de apertura de las válvulas es diferente para cada régimen del motor, por lo que resulta imprescindible sacrificar rendimiento en todos los regímenes de giro para obtener un resultado aceptable también en todos los regímenes de giro.
       • La distribución está formada por los siguientes componentes:  Las válvulas con sus muelles, asientos, guías y elementos de fijación.  El árbol de levas y elementos de mando.  Los empujadores y balancines.
         • Tipos de distribución.  Los sistemas de distribución se pueden clasificar dependiendo de la localización del árbol de levas.  Hasta los años 80 los motores estaban configurados con el árbol de levas situado en el bloque motor. Actualmente todos los motores tienen el árbol de levas montado en la culata.
           • El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor y las válvulas dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o con la interposición de un tercero, también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas, necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km. La desventaja viene dada por el elevado número de elementos que componen este sistema para compensar la distancia que hay entre el árbol de levas y las válvulas
           • El sistema SV o de válvulas laterales representado en la figura, en el que se puede ver que la válvula ocupa una posición lateral al cilindro, es decir, la válvula está alojada en el bloque. El mando de esta válvula se efectúa con el árbol de levas situado en el bloque motor. Este sistema de distribución no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada por el poco espacio que se dispone.
           • El sistema OHC (OverHead Cam): se distingue por tener el árbol de levas en la culata lo mismo que las válvulas. Es el sistema más utilizado actualmente en todos los automóviles. La ventaja de este sistema es que se reduce el número de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que la apertura y cierre de las válvulas es más precisa, esto trae consigo que estos motores puedan alcanzar mayor número de revoluciones. Tiene la desventaja de complicar la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribución de mayor longitud, que con el paso de los kilómetros tienen más desgaste, por lo que necesitan más mantenimiento. Este sistema en general es más complejo y caro, pero resulta más efectivo y se obtiene un mayor rendimiento del motor
             • Dentro del sistema OHC tenemos dos variantes
               • SOHC (Single OverHead Cam): Está compuesto por un solo árbol de levas que acciona las válvulas de admisión y escape.
               • DOHC (Double OverHead Cam): Está compuesto por dos árboles de levas, uno acciona las válvulas de admisión y el otro las de escape.
               • Las válvulas pueden ser accionadas directamente por el árbol de levas a través de los empujadores o el accionamiento se puede hacer indirectamente a través de balancines y palancas basculantes. Podemos encontrarnos con las siguientes disposiciones en el accionamiento de las válvulas:
                 • Árbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), balancín de palanca y válvulas en paralelo.
                 • Árbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), con empujadores de vaso invertido y válvulas en paralelo
                 • Árbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), con balancines y con las válvulas colocadas en forma de "V". A este sistema también se le puede denominar SOCH (Single OverHead Camshaft) cuando accione 3 o 4 válvulas como ocurre en algunos motores, por ejemplo: la marca Honda (VTEC) utiliza esta configuración
                 • Dos árboles de levas situados en la parte superior (DOHC Double OverHead Camshaft), con las válvulas colocadas en forma de "V". Es el accionamiento de las válvulas preferido para la técnica del motor de 4 y 5 válvulas.

2. CLASIFICACION DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

   • POR EL TIPO DE COMBUSTIBLE USADO: Motores a gasolina (Motores Otto). Motores a diésel. Motores con combustible alternativo
   • DE ACUERDO AL CICLO DE FUNCIONAMIENTO  Cuatro tiempos  Dos tiempos
   • POR EL MOVIMIENTO DEL PISTON: Motores de pistón alternativo Motores de pistón rotativo
   • POR EL TIPO DE ENFRIAMINETO: Por líquido refrigerante. Por aire
   • POR LA DISPOSICION DE LOS CILINDROS Se entiende por motor poli cilíndrico el formado por varios cilindros situados en uno o más bloques unidos entre sí y cuyas bielas atacan a un solo cigüeñal La disposición de varios cilindros tiene por finalidad aumentar la potencia del motor, conseguir una velocidad de rotación más uniforme y compensar los momentos de inercia al repartir las masas en movimiento. Además, permite lograr un mayor número de revoluciones al disminuir el peso de las masas en movimiento. Como inconveniente los motores poli cilíndricos utilizan un mayor número de piezas en movimiento, lo que complica la construcción del motor, lo encarece y aumenta la posibilidad de averías.
     • Agrupación de los cilindros El número de cilindros de un motor puede ser de 2 hasta 16, los cuales, según su disposición en el motor, reciben el nombre genérico de
       • Motores con cilindros en línea. Estos motores tienen dispuestos los cilindros en un solo bloque en posición vertical uno detrás de otro. Estos motores pueden llevar desde hasta 8 cilindros. Los más generalizados son los de 4 cilindros, ya que en motores de 6 cilindros o más, la longitud del cigüeñal es demasiado grande, lo que puede producir vibraciones o lo que es peor su deformación o rotura.
       • Motores con cilindros en "V" Estos motores llevan los cilindros repartidos en dos bloques unidos por una base o bancada y formando un cierto ángulo. Cada bloque lleva igual número de cilindros y todos ellos atacan un cigüeñal único. Esta forma constructiva es ventajosa para un número de cilindros igual o mayor que 6, ya que es más compacta, con lo cual el cigüeñal, al ser más corto, trabaja en mejores condiciones, evitándose deformaciones por flexión y vibraciones torsionales.
       • Motores con cilindros en "V" pequeña (VR) En estos motores los cilindros se entrecruzan en una "V" estrecha a 15°, dando por resultado un bloque motor más corto que un motor en línea y de construcción más sencilla que un motor en "V". Estos motores solo tienen una culata. Existen motores "VR" de 5 y 6 cilindros. El motor VR6 es una disposición del motor, que consiste de seis cilindros en un ángulo más estrecho del habitual. Fue desarrollado por el Grupo Volkswagen a fines de los años 80, y se mantiene en producción hoy en día. Es similar a un motor en V, pero con los dos bancos desplazados y acomodados uno junto al otro en un ángulo de 10, 6º o 15°, en lugar de los más comunes de 45°, 60°, o 90° encontrados en los motores en V convencionales.
       • Motores con cilindros horizontales opuestos (bóxer) Estos motores son una variante particular de los motores en "V". Llevan sus cilindros dispuestos en dos bloques que forman un ángulo de 180º colocados en posición horizontal y en sentidos opuestos que se unen por una base o bancada. Las bielas de cada cilindro atacan a un solo cigüeñal central. Esta disposición tiene la ventaja de reducir la altura de motor. Por eso se aplica a vehículos con espacio lateral suficiente y poca altura disponible, como es el caso de motocicletas de gran potencia, donde se utilizan motores de este tipo de 2 y 4 cilindros. Los de 4 y 6 cilindros se emplean en turismos y los de 8 cilindros en autocares donde, debido a la poca altura que ocupan, se aprovecha al máximo la longitud del chasis, obteniéndose así mayor espacio útil de la carrocería.
       • Motores con cilindros en "W" En estos motores los cilindros se disponen en dos bloques de cilindros "VR" que se unen en una sola bancada inferior donde atacan a un solo cigüeñal. Los cilindros de una fila guardan un ángulo de 15° entre sí, mientras que las dos filas VR se encuentran en un ángulo de la V de 72

3. CICLO DE FUNCIONAMIENTO TEORICO DEL M.C.I.

   • El motor de cuatro tiempos fue creado por Nikolas Otto a mediados de 1800. Este tipo de motor usa 4 fases dentro de su ciclo de funcionamiento: Admisión, Compresión, Combustión y Escape. El motor de cuatro tiempos es un tipo de motor de combustión interna. El término de cuatro tiempos se refiere al número de pasos en el ciclo que el motor utiliza para generar energía. Esto está en contraste con el motor de dos tiempos que emplea un ciclo de dos etapas para convertir el combustible en energía.
     • Fases del ciclo de un motor de cuatro tiempos: Los cuatro movimientos principales o pasos que componen el ciclo de un motor de cuatro tiempos son:
       • Admisión: Empieza cuando el pistón está colocado en la parte superior del cilindro. Con la válvula de escape cerrada y la admisión abierta, el pistón se mueve hacia abajo provocando la admisión al producirse un vació parcial en el interior del cilindro.
       • Compresión: Las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible dentro del cilindro permitiendo que la presión y la temperatura de la mezcla aire-combustible aumente rápidamente para que la combustión sea completa.
       • Fuerza (expansión): Se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón, que la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.
       • Escape: se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovación de la carga).
       • CICLO DE FUNCIONAMIENTO PRÁCTICO DEL M.C.I.
         • La válvula de admisión debe abrirse antes del P.M.S., es decir, antes de que el pistón empiece a descender en el tiempo de admisión.  La válvula de admisión permanece abierta mucho después del P.M.I., (en plena fase de compresión) para aprovechar la velocidad de los gases entrantes, lo cual ayuda a introducir una cantidad adicional de la mezcla de aire y combustible en el cilindro.  La válvula de admisión regula el rango de revoluciones del motor. Si esta se cierra más tarde, entra más combustible en el cilindro y, por lo tanto, las revoluciones aumentan.  El punto de cierre de la válvula de admisión también determina la relación de compresión efectiva, opuesto a lo que ocurre con la relación de compresión estática. Si la válvula se cierra más tarde, la compresión real del motor será menor.  La válvula de escape debe abrirse mucho antes de que termine el tiempo de explosión para liberar la presión de los gases en expansión que están en el cilindro antes de que el pistón suba en el
           • Perfil de las levas
             • Perfil de las levas: La forma de las levas practicadas sobre el árbol, determinan los siguientes factores muy importantes para el buen rendimiento del motor:  El momento de apertura de las válvulas.  El ángulo que permanecen abiertas.  El desplazamiento o alzada máxima de la válvula.  La forma de hacer la apertura y cierre de la válvula.
           • Cruce de válvulas
             • El periodo de cruce de válvulas tiene lugar en el inicio del tiempo de admisión, cuando la válvula de admisión ya esta abierta y la de escape no se ha cerrado por completo. Los motores de serie tienen un cruce de válvulas de 15 a 30 grados de giro del cigüeñal. Los árboles de levas de los vehículos de carreras tienen cruces de válvulas que van de 60 a 100 grados. Un cruce adicional proporciona un llenado de cilindro mas eficaz a altas revoluciones, pero produce un vacío en el motor mas bajo, así como una mayor pobreza en el rendimiento en los bajos regímenes, en la calidad de marcha en ralentí y en la economía de combustible a baja velocidad. Si la válvula de admisión se abre demasiado pronto, la calidad de marcha en ralentí se deteriora, mientras que el rendimiento en regímenes elevados no mejora demasiado. La velocidad máxima del pistón en el tiempo de admisión se alcanza antes de la apertura máxima de válvula, por lo que si la válvula se abre antes, podría mejorar la respiración del

4. conceptos basicos del MCI

   • Punto muerto inferior (PMI) Punto muerto superior (PMS) Carrera
     • Según la relación entre diámetro y carrera de sus cilindros, los motores pueden ser: De carrera larga, cuadrados, y de carrera corta (también llamados «supe cuadrados»). En el primero la carrera es mayor que el diámetro, en el segundo es igual y en el tercero es menor. A igualdad de todos los demás factores, la carrera larga da más par motor, pero dificulta la aceleración y el régimen máximo del motor. Por esta razón, los motores de competición y los que están hechos para dar una potencia alta a un régimen también alto, tienen carrera corta.
     • Cilindro: Referido al bloque motor, cada uno de los espacios con esa forma y que son recorridos por los pistones
       • Cilindrada: Es la suma del volumen de los cilindros que tiene el motor.
         • Cilindrada unitaria. Es la cilindrada de cada uno de los cilindros que tiene un motor. La cilindrada unitaria ideal para el rendimiento del motor está —aproximadamente— entre 400 y 600 cm³. Con menos de 400 cm³ hay poco volumen en la cámara para la superficie del cilindro, con más de 600 hay problemas de vibraciones.
           • Turbulencia. Referido a la corriente de aire en la cámara de combustión, el término turbulencia indica el tipo de movimiento de aire que hay dentro de la cámara, durante la fase de admisión e inicio de la compresión. Básicamente hay dos tipos de turbulencias: «swirl» y «tumble».
             • Presión de Compresión: La presión de compresión se conoce simplemente como compresión y consiste en el nivel de presurización que la mezcla aire-combustible alcanza al ser confinada por el pistón en la cámara de combustión.
               • Relación de compresión: Es la relación que existe entre el volumen máximo del cilindro (es decir, cuando el pistón está en el punto muerto inferior) y el mínimo (cuando está en el punto muerto superior)
                 • Ciclo de trabajo. Se denomina con este nombre al proceso completo necesario para que haya en un motor una carrera de trabajo.
             • Swirl se da cuando hay un movimiento rotatorio del aire alrededor de un eje perpendicular a la cámara de combustión.
             • Tumble se da cuando el giro se da en un eje transversal a la cámara de combustión. Los pequeños remolinos de aire, provocados principalmente por la forma del pistón, se conocen en inglés como «squish».

5. CLASIFICACION DE LOS MANDOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DEL MOTOR.

   • Transmisión por ruedas dentadas. Cuando la distancia entre el cigüeñal y el árbol de levas es corta, la transmisión se realiza por medio de dos piñones en toma constante, que están en relación dimensional ya indicada. En este caso el giro de ambos árboles se realiza en sentido contrario, lo cual debe tenerse en cuenta para la puesta a punto de la distribución y del encendido.
   • Transmisión por cadena de rodillos. La cadena sirve para transmitir el movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas independientemente de la distancia que exista entre ambos. Por lo tanto, la cadena se puede utilizar tanto si el árbol de levas va situado en el bloque motor o en la culata. La distribución por cadena lleva dos piñones principales situados en el cigüeñal y el árbol de levas. El piñón del cigüeñal arrastra la cadena que a su vez arrastra los demás piñones. La cadena de rodillos puede ser simple o doble. La cadena tiene la ventaja de su larga duración y menor mantenimiento, pero tiene el inconveniente de que la cadena con el tiempo se desgasta esto provoca que aumente su longitud, produciendo un desfase en la distribución y un aumento en el nivel de ruidos.
   • Accionamiento por correa dentada Es el sistema de accionamiento más utilizado actualmente. Tiene la ventaja de un costo relativamente económico, con una transmisión totalmente silenciosa, pero con el inconveniente de una duración mucho más limitada (80.000 a 120.000 km.). En los motores actuales, es tendencia generalizada montar el árbol de levas en la culata (OHC, DOHC), por lo que el accionamiento de la distribución se hace con correas de gran longitud. El material de las correas dentadas es el caucho sintético y fibra de vidrio (neopreno), que tienen la característica de ser flexibles para adaptarse a las poleas de arrastre y por otra parte no se estiran ni se alteran sus dimensiones. También tienen la ventaja de tener un funcionamiento muy silencioso, son más ligeras, más fácil de reemplazar y no necesitan engrase.

6. COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION INSTALADOS EN LA CULATA.

   • LAS VALVULAS (ADMISIÓN, ESCAPE) Las válvulas son elementos que abren y cierran los conductos de admisión y escape sincronizados con el movimiento de subida y bajada de los pistones. A su vez mantiene estanca o cerrada la cámara de combustión cuando se produce la carrera de compresión y combustión del motor. Se utilizan dos válvulas por lo menos para cada cilindro (una de admisión y una de escape), aunque actualmente hay muchos motores con 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro.
     • EL EJE DE LEVAS. El movimiento alternativo de apertura y cierre de las válvulas se realiza por medio de un mecanismo empujador que actúa sobre las válvulas y que se denomina árbol de levas. La apertura y cierre de las válvulas tiene que estar sincronizado con el ciclo de funcionamiento y la velocidad del régimen del motor. El árbol de levas recibe movimiento del cigüeñal a un número de revoluciones que es la mitad de este Perfil de las levas: La forma de las levas practicadas sobre el árbol, determinan los siguientes factores muy importantes para el buen rendimiento del motor:  El momento de apertura de las válvulas.  El ángulo que permanecen abiertas.  El desplazamiento o alzada máxima de la válvula.
       • EMPUJADORES Y BALNCINES. Estos elementos sirven de enlace entre el árbol de levas y las válvulas para realizar la apertura y cierre de las mismas. Su forma y disposición en el motor está en función del sistema de distribución adoptado por el fabricante del mismo. Los elementos empleados reciben el nombre de: taqués, varillas empujadoras y balancines.
         • LOS BALANCINES. Los balancines son unas palancas que transmiten el movimiento de la leva, bien directamente o a través de los empujadores, a las válvulas. En distribuciones tipo OHV, el balancín es accionado por las varillas empujadoras, mientras que en las distribuciones OHC es empujado directamente por el árbol de levas. El eje de giro de los balancines puede estar en el centro o en un extremo del balancín, clasificándose según su movimiento en balancines basculantes y oscilantes

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