Funcionamiento Teórico de un Motor de Explosión de 4 Tiempos
El motor de combustión interna utiliza como combustible nafta (gasolina), gas o Diesel. Su funcionamiento está basado en 4 tiempos que coinciden con las carreras del pistón entre el Punto Muerto Superior (PMS) y el Punto Muerto Inferior (PMI).
Los cuatro tiempos son:
- Admisión
- Compresión
- Explosión
- Escape
1. Admisión
En la admisión, el pistón se encuentra en el Punto Muerto Superior (PMS). Se abre la válvula de admisión mientras la de escape permanece cerrada. El pistón se desplaza hacia el Punto Muerto Inferior (PMI), succionando la mezcla de aire y combustible en una proporción aproximada de 14:1 en motores de ciclo Otto (gasolina).
El desplazamiento del pistón genera una depresión en el cilindro que provoca la entrada de la mezcla. Cuando el pistón llega al PMI se cierra la válvula de admisión. Esta carrera provoca un giro del cigüeñal de media vuelta (180°).
Tiempo de Admisión – Entrada de la mezcla aire-combustible
El primer número indica gramos de aire y el segundo gramos de combustible. Ejemplo: 14:1 = 14 g de aire por 1 g de combustible.
Estos valores varían normalmente entre 12:1 y 16:1 en motores Otto, y entre 18:1 y 75:1 en motores Diesel, según las condiciones de funcionamiento.
Ejemplo de relación aire-combustible
2. Compresión
En la compresión, el pistón se encuentra en el Punto Muerto Inferior (PMI). Ambas válvulas están cerradas y el pistón realiza la carrera ascendente hacia el Punto Muerto Superior (PMS), comprimiendo fuertemente la mezcla.
La mezcla, que ocupaba el volumen total del cilindro más la cámara de compresión, se reduce al volumen de la cámara de compresión. Esto provoca un fuerte aumento de presión y temperatura. El cigüeñal gira otra media vuelta (180°).
Tiempo de Compresión – Aumento de presión y temperatura
3. Explosión (Expansión o Combustión)
Durante la explosión, las válvulas permanecen cerradas. El pistón está en el Punto Muerto Superior (PMS). En ese instante se genera una chispa en la bujía que provoca la explosión controlada de la mezcla.
La presión y temperatura aumentan considerablemente, lanzando el pistón desde el PMS hacia el PMI. Este es el único tiempo que produce trabajo útil y hace girar el cigüeñal de forma autónoma.
Tiempo de Explosión – Generación de fuerza
4. Escape
En el escape, el pistón se encuentra en el Punto Muerto Inferior. El cilindro está lleno de gases quemados. Se abre la válvula de escape y el pistón asciende desde el PMI hasta el PMS, expulsando los gases de escape. Al llegar al PMS se cierra la válvula de escape para iniciar un nuevo ciclo.
Al igual que los otros tiempos, el cigüeñal gira media vuelta (180°).
Tiempo de Escape – Expulsión de gases quemados