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Unidad 6 - Características de los motores 89 1 >> Características de los motores térmicos El motor térmico es una máquina que transforma la energía calorífica en energía mecánica. El motor de gasolina, el moto...

Unidad 6 - Características de los motores 89 1 >> Características de los motores térmicos El motor térmico es una máquina que transforma la energía calorífica en energía mecánica. El motor de gasolina, el motor diésel y la máquina de vapor son ejemplos de motores térmicos. Los motores térmicos tienen unas características que los diferencian unos de otros. Se pueden resaltar las siguientes: CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES TÉRMICOS Consumo específico Cilindrada Potencia Par motor de combustible 1.1 > Cilindrada Los cilindros son los huecos mecanizados de forma cilíndrica, situados en el bloque motor. El número y el volumen de cilindros es diferente en cada motor. Sus características principales son: – La carrera. Es la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto superior (PMS) hasta el punto muerto inferior (PMI). Volumen de un cuerpo cilíndrico – El volumen unitario. Es el volumen de un cilindro. El volumen de un cilindro se calcula – El volumen total del motor. Es el producto del volumen unita- multiplicando la constante π por el rio por el número de cilindros. radio de la base (r) al cuadrado y por la La cilindrada total de un motor térmico se calcula a partir de la cilindra- altura del cilindro (h). Esto es: da de cada uno de sus cilindros. La cilindrada unitaria (Vu) es el volumen V = S · h = π · r2 · h de un solo cilindro: Sabiendo que el radio equivale a la π · d2 mitad del diámetro: Vu = · L, donde L: carrera 4 d d: diámetro o calibre r= 2 Una vez calculada la cilindrada unitaria, se calcula la cilindrada total (Vt) 2 d2 del motor. Para ello, se multiplica el volumen de un cilindro por el núme- S=π· ( ) d 2 =π· 4 ro de cilindros: d2 Vt = Vu · N, donde N: número de cilindros V=π· ·h 4 Las herramientas utilizadas para medir los cilindros son las siguientes: – La sonda de un calibre, que se usa para medir la carrera. – Las orejetas de un calibre, utilizadas para medir el diámetro de forma Equivalencias entre medidas aproximada. de capacidad – Un micrómetro de interiores o un alexómetro, y un micrómetro de exte- Las principales equivalencias son: riores para medir el diámetro de forma exacta. 1 dm3 = 1 000 cm3 Estas medidas se realizan en milímetros (mm), aunque para el volumen 1 dm3 = 1 litro se emplea el centímetro cúbico (cm3) o el litro (l). 1 litro = 1 000 cm3 90 Los motores, dependiendo de la carrera y del diámetro de sus cilindros (figura 6.1), pueden ser: – Motores alargados. En estos motores la carrera es mayor que el diáme- tro. Estos motores no alcanzan revoluciones demasiado altas. En la actua- lidad son más usados para motores diésel que para motores de gasolina. – Motores cuadrados. La carrera y el diámetro tienen la misma longitud, es decir, la relación entre la carrera y el diámetro es 1. Las revoluciones alcanzadas por este tipo de motores son mayores que en los alargados. – Motores supercuadrados. El diámetro del cilindro es mayor que la carrera. Se pueden alcanzar revoluciones muy altas. Son utilizados para vehículos de gasolina muy revolucionados. 6.1. Tipos de motores en función de la carrera y el diámetro de sus cilindros. 1.2 > Relación de compresión PMS La relación de compresión es un número que indica el número Vc de veces que es mayor el volumen que ocupa la mezcla al final de la admisión (pistón en PMI), respecto al volumen al final de Vu L la compresión (pistón en PMS). PMI Esta definición se resume en la siguiente fórmula: Vu + Vc Rc = Vc , donde Rc: relación de compresión Vu: volumen unitario Vc: volumen de la cámara de compresión Si aumenta el volumen del cilindro, la relación de compresión aumenta, pero si aumenta el volumen de la cámara de compresión, la relación de 6.2. Relación de compresión. compresión disminuye. Unidad 6 - Características de los motores 91 Casos prácticos Cálculo de la cilindrada y relación de compresión en motores de 4 cilindros ·· Calcula el volumen unitario, la cilindrada y la relación de compresión para los siguientes motores cuyo volu- men de la cámara es 49 cm3: a) Un motor de 4 cilindros alargado con una carrera de 72 mm y un calibre de 70 mm. b) Un motor de 4 cilindros cuadrado con un diámetro de 78,16 mm. Solución ·· Antes de comenzar a resolver el caso práctico, conviene transformar los datos en mm a cm: a) Los datos aportados por el enunciado son: N = 4; Vc = 49 cm3; L = 72 mm = 7,2 cm; d = 70 mm = 7 cm Se trata de averiguar el valor de Vu, Vt y Rc. π · d2 π · (7 cm)2 π · 49 cm2 Vu = · L; Vu = · 7,2 cm = · 7,2 cm = 277,088 cm3 4 4 4 Vt = Vu · N; Vt = 277,088 cm3 · 4 = 1 108,35 cm3 El volumen de un cilindro es 277,088 cm3 y la cilindrada del motor es 1 100 cm3 o 1,1 litros. Por tanto: Vu + Vc 277,080 cm3 + 49 cm3 Rc = ; Rc = = 6,65/1 Vc 49 cm3 b) Los datos que aporta el enunciado son los siguientes: N = 4; Vc = 49 cm3; d = 78,16 mm = 7,816 cm Por tratarse de un motor cuadrado, la carrera coincide con el calibre, es decir, es igual a d. Se trata de averiguar el valor de Vu, Vt y Rc. π · d2 π · (7,816 cm)2 Vu = · L; Vu = · 7,816 cm = 375 cm3 4 4 Vt = Vu · N; Vt = 375 cm3 · 4 = 1 500 cm3 El volumen unitario es 375 cm3 y la cilindrada 1 500 cm3. Por tanto: Vu + Vc 375 cm3 + 49 cm3 Rc = ; Rc = = 8,65/1 Vc 49 cm3 Tal y como se puede observar en los resultados, en motores con el mismo volumen en la cámara de compre- sión, tiene mayor relación de compresión aquel que tenga mayor volumen unitario. 1.3 > Par motor El par motor (M) es el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo para hacerle girar, por la distancia al punto de giro. La fórmula que resume la anterior definición, cuando F y r son perpendi- culares, es: M = F · r, donde F: fuerza r: radio de giro 92 La unidad de la fuerza en el sistema internacional es el newton (N) y la del radio es el metro (m), por lo que la unidad de par es newton por metro (Nm). El par generado en el motor es consecuencia de la longitud de la muñe- quilla del cigüeñal, y de la fuerza que recibe esta del pistón a través de la biela. La longitud de la muñequilla es constante, no así la fuerza recibida por el cigüeñal, que es distinta para cada número de revoluciones. L2 L1 F2 F1 6.3. Equilibrio por igualdad de par. 6.4. Par motor aplicado al cigüeñal. Casos prácticos Cálculo del par motor ·· ¿Qué par desarrollará un motor si recibe una fuerza de 625 kg sobre la muñequilla del cigüeñal, y el radio de la muñequilla tiene una longitud de 40 mm? Solución ·· Los datos aportados por el enunciado son: F = 625 kg; r = 40 mm Debes calcular el par motor M, teniendo en cuenta que antes tienes que pasar kg a N y los mm a m: 9,8 N 1m M = F · r; M = 625 kg · 40 mm = 625 kg · · 40 mm · = 6 125 N · 0,04 m = 245 Nm 1 kg 1 000 mm 1.4 > Potencia La potencia (P) es el trabajo desarrollado por unidad de tiempo. La po- tencia de un vehículo se desarrolla en el desplazamiento de la carga. T P= t Vocabulario Si en la fórmula de la potencia, se sustituye el trabajo por su valor y el Velocidad: espacio recorrido por uni- espacio partido de tiempo (e/t) por velocidad (v) se obtiene que: dad de tiempo. T F·e Aceleración: incremento de veloci- P= t = t =F·v dad por unidad de tiempo. Por tanto, cuanto mayor es la velocidad para realizar un trabajo, mayor Fuerza: causa capaz de deformar un cuerpo o de producirle una acelera- es la potencia conseguida. ción. La unidad de potencia en el sistema internacional es el vatio (W), pero en Trabajo: fuerza que aplicamos duran- el mundo de la automoción es más usual utilizar el kilovatio (kW) o el te un determinado espacio. caballo de vapor (CV). Unidad 6 - Características de los motores 93 La potencia en el motor se obtiene multiplicando el par motor por la velo- cidad angular (n) que puede venir dada en revoluciones por minuto (rpm) o en radianes por segundo (rad/s): P=M·n La velocidad angular, que normalmente viene dada en revoluciones por minuto, se debe pasar a radianes por segundo para obtener el resultado en vatios. Sabiendo que una revolución es igual a 2π radianes y un minu- to a 60 segundos, la equivalencia entre rpm y radianes por segundo es: rev 2 π radianes 1 minuto 1 radian 1 rpm = 1 min · · = 60 segundos 9,55 segundos 1 rev Por tanto, si la velocidad angular (n) viene dada en rpm se divide por la constante 9,55 para obtenerla en radianes por segundo. M·n donde P: potencia (W) P = 9,55 M: par (N · m) n: velocidad (rpm) Si a la potencia efectiva máxima, que normalmente aparece en las carac- Equivalencias entre unidades terísticas técnicas, la dividimos entre la cilindrada, tenemos la potencia de potencia específica respecto del volumen. Se mide en kW/l. Cuanto mayor es este 1 CV = 0,736 kW valor mejor es el rendimiento del motor. 1 kW = 1,36 CV En la siguiente tabla se resumen las magnitudes de esta unidad didáctica: Magnitud Símbolo Fórmula Unidades Tiempo t segundo (s) Espacio e metro (m) Masa m kilogramo (kg) Relación entre potencia Velocidad v v = e/t m/s y cilindrada Aceleración a a = v/t m/s2 No siempre es necesario aumentar la Fuerza F F=m·a Newton (N) cilindrada para conseguir una poten- Trabajo T T=F·e Julio (J) cia mayor. Con motores de cilindradas iguales se consiguen potencias y pares Potencia P P = T/t Vatio (W) diferentes. Casos prácticos Cálculo de la potencia de un motor ·· Calcula la potencia de un motor si a 4 000 rpm desarrolla un par motor de 25 kgm. Expresa el resultado en vatios, kilovatios y caballos de vapor. Solución ·· Los datos aportados por el enunciado son los siguientes: n = 4 000 rpm 9,8 N M = 25 kgm = 25 kg · · 1 m = 245 Nm 1 kg Se trata de calcular la potencia P. Como la velocidad angular viene dada en rpm, tienes que dividir por la constante 9,55 para obtener el resultado en vatios. 94 M·n P= 9,55 245 Nm · 4 000 rpm P= = 102 617,8 W 9,55 El resultado en kilowatios es: 1 kW P = 102 617,8 W · = 102,617 kW 1 000 W Por último se multiplica por 1,36 para obtener la potencia en caballos de vapor. 1,36 CV P = 102,617 kW · = 139,56 CV 1 kW Casos prácticos Cálculo de la potencia de un motor ·· Calcula la potencia de un motor trabajando a 4 000 rpm y un par de 200 Nm. Solución ·· Los datos aportados por el enunciado son los siguientes: n = 4 000 rpm; M = 200 Nm Se trata de calcular P. P=M·n rev 1 min 2 π rad 1 kW P = 200 Nm · 4 000 · · · = 83 kW min 60 s 1 rev 1 000 W Sabiendo que 1 CV equivale a 736 W o 0,736 kW, se tiene que: 1 CV P = 83 kW · = 112,77 CV 0,736 kW 1.5 > Consumo específico El consumo específico de combustible es la cantidad de com- bustible consumida por unidad de potencia generada y tiempo de funcionamiento. Se mide en g/kWh. El consumo específico suele oscilar entre los valores siguientes: – En motores de gasolina: de 220 g/kWh a 340 g/kWh. – En motores diésel: de 150 g/kWh a 250 g/kWh. Casos prácticos Equivalencia entre unidades del consumo específico ·· Un motor tiene un consumo específico de 220 g/CVh a 2 000 rpm. ¿Cuál es el consumo en g/kWh? Unidad 6 - Características de los motores 95 Solución ·· Para resolver el caso es necesario hacer un cambio de unidades para el consumo específico: g 1 CV g 220 · = 298,91 CVh 0,736 kW kWh 1.6 > Rendimiento El rendimiento de un motor es el resultado de dividir la cantidad Rendimiento en tanto por ciento de calor aprovechada por el motor entre la generada por el mismo. El rendimiento es un número menor o Podemos hablar de dos tipos de rendimiento: térmico y volumétrico. igual a uno. Normalmente el resultado se mide en porcentajes. Para ello el Rendimiento térmico resultado se multiplica por 100 y se le Durante la combustión de la mezcla se genera una cantidad de calor. añade el símbolo %. Parte de este calor se pierde a través del circuito de refrigeración, y otra parte importante se pierde por los conductos del escape. Qt El calor útil es el calor generado menos el calor perdido. Q u = Q t – Q p, donde Q t: calor total generado Gases de escape Qp Q u: calor útil aprovechado Circuito de 30% Q p: calor perdido refrigeración Qp Qu η= Q , donde η: rendimiento 25% t Rozamiento Qp El rendimiento térmico medio en los motores actuales suele oscilar entre valores de un 30 a un 40% (figura 6.5). 10% Qu Rendimiento volumétrico 35% En teoría, la cantidad de fluido que entra en el cilindro debería ser igual 6.5. Pérdidas térmicas. al volumen teórico de los cilindros. Esto no ocurre en la mayoría de los casos, debido a: η – Las revoluciones no son constantes, con lo cual los tiempos de llenado 1 para cada régimen son diferentes. – La densidad de la mezcla depende de la temperatura y la humedad relativa. – La válvula de admisión necesita un tiempo para abrirse. – La válvula de escape necesita un tiempo para cerrarse, por lo que no todos los gases quemados salen al exterior. – Los colectores de admisión tienen diferentes formas. rpm El rendimiento volumétrico no suele ser superior al 90% en motores 6.6. Curva de rendimiento volumétrico. atmosféricos, pero puede aumentar en los sobrealimentados (figura 6.6). Actividades propuestas 1·· Un motor consume una masa de combustible capaz de generar una cantidad de calor igual a 800 000 kJ. El trabajo aprovechado es igual a 260 000 kJ. Calcula: – Cantidad de calor perdida. – Rendimiento térmico en tanto por uno y en tanto por ciento. 96 1.7 > Curvas características Las curvas características indican cómo varían las magnitudes físicas en función de las revoluciones del motor. Para representarlas se utilizan dia- Par motor máximo gramas en los que se especifican las revoluciones en el eje de abcisas, y los El par motor que aparece en las carac- diferentes parámetros, con sus unidades, en el eje de ordenadas (figura 6.7). terísticas técnicas de los vehículos está referido al par máximo y se consigue a En este apartado se explican tres curvas características: un número de revoluciones, siendo dis- – Curva de par motor. tinto para cada régimen. – Curva de potencia. – Curva de consumo específico. Curva de par motor 400 140 El valor del par motor no es constante ya que, a pesar Potencia (kW) Par (Nm) 120 de que el radio de la muñequilla del cigüeñal sea siem- 350 Consumo específico (g/kWh) 100 pre el mismo, la fuerza que recibe el cigüeñal del pis- tón a través de la biela varía porque la presión que se 300 g/kWh,Nm 80 genera en la cámara de compresión cambia por una serie de factores. kW 60 250 40 En la figura 6.8 podemos apreciar cómo aumenta el 200 par motor hasta llegar a 2 200 revoluciones, y a partir 20 de aquí empieza a descender. 150 0 1000 2000 3000 4000 Curva de potencia rpm La potencia es directamente proporcional al par y al 6.7. Curvas características. número de revoluciones. El par aumenta con las revo- luciones hasta un punto; por tanto, a medida que aumentan las revoluciones y el par, la potencia sube rápidamente. A partir de que el par empieza a disminuir, la potencia sigue subiendo, aunque más lentamente, hasta que la proporción del aumento de revolu- ciones es menor que la disminución del par. Este es el punto de máxima potencia. En el caso particular que describe la figura 6.9, la máxima potencia se consigue a 3 900 revoluciones por minuto. 400 140 120 350 100 300 80 kW,Nm kW 60 250 40 200 20 150 0 1000 2000 3000 4000 1000 2000 3000 4000 rpm rpm 6.8. Curva de par motor. 6.9. Curva de potencia. Unidad 6 - Características de los motores 97 La potencia y el par motor están afectados directamen- P te por la presión media efectiva, siendo esta un pará- Pmáx metro fundamental para valorar las prestaciones del motor. De hecho, si se multiplica por el área del pis- tón, se obtiene la fuerza media que cada pistón des- arrolla en la manivela del cigüeñal. F P = , de donde F = P · S = pme · S pme S donde P: presión PMS F: fuerza S: superficie Patm pme: presión media efectiva en N/m2 Admisión Compresión Trabajo Escape La presión media efectiva se calcula hallando la media 0 180° 360° 540° 720° de las presiones en cada ciclo de trabajo. La presión 6.10. Presión media efectiva. media efectiva está más cerca de la presión mínima que de la máxima, ya que el tiempo que se mantiene esta última es muy inferior (figura 6.10). 400 Curva de consumo específico 350 Como se puede ver en la figura 6.11 el consumo espe- cífico en principio va disminuyendo con las revolucio- 300 g/kWh nes hasta un punto próximo al máximo par. A partir de ahí, el consumo específico aumenta a medida que 250 se incrementan las revoluciones. 1.8 > Elasticidad 200 La elasticidad de un motor es la capacidad de 150 respuesta de este ante las diferentes condi- 1000 2000 3000 4000 ciones de funcionamiento. rpm Por ejemplo, si se circula por un terreno que tiene una 6.11. Curva de consumo específico. superficie plana y de repente se toma una pendiente, dependiendo del tipo de motor será necesario o no reducir de marcha. Cuanto mayor sea la elasticidad del motor mayor serán las posibilidades del vehículo de superar la pendiente sin reducir de marcha. El coeficiente de elasticidad (ηE) es un número que relaciona el máximo par con el par desarrollado a la máxima potencia y las revoluciones a las Unidades del coeficiente que se consigue la máxima potencia respecto al máximo par. de elasticidad El coeficiente de elasticidad, al igual Tipos de elasticidad que la relación de compresión, no tiene unidades. Se trata de un número. Elasticidad respecto Elasticidad respecto Coeficiente de al par al régimen de giro elasticidad total La elasticidad media de un motor osci- la entre 2 y 3. Mmax nmax P ηn = ηn = ηE = ηn · ηn MP max nmax M Cuanto mayor es el coeficiente de elasticidad mayor es la capacidad de respuesta del motor ante los diferentes cambios de carga. 98 Casos prácticos Cálculo del coeficiente de elasticidad ·· Calcula el coeficiente de elasticidad correspondiente a un motor que tiene las siguientes características: – Potencia: 103 kW a 4 000 rpm. – Par motor: 347 Nm a 2 000 rpm. Solución ·· Los datos aportados por el enunciado son los siguientes: 103 kW = 103 000 W, por tanto, la potencia es 103 000 W a 4 000 rpm. M = 347 Nm a 2 000 rpm Se trata de calcular ηE. Calcula primero la elasticidad respecto al par. Mmax ηM = MP max Para ello tienes que calcular el par que le corresponde a la máxima potencia: M·n P · 9,55 P= ⇒ M= 9,55 n 103 000 W · 9,55 M= = 245,91 Nm 4 000 rpm Ahora ya puedes calcular los coeficientes de elasticidad: Mmax nmax P ηM = ηn = MP max nmax M 347 Nm 4 000 rpm ηM = = 1,43 ηn = =2 245,91 Nm 2 000 rpm ηE = ηM · ηn ηE = 1,43 · 2 = 2,86 Actividades propuestas 2·· Calcula el coeficiente de elasticidad de un motor que genera una potencia de 110 CV a 3 900 rpm y desarrolla un par de 25 kgf m a 1 800 rpm. 3·· ¿Cuál de los siguientes motores tiene mayor elasticidad? – A: 126 CV a 3 600 rpm y 300 Nm a 2 000 rpm – B: 120 CV a 4 000 rpm y 270 Nm a 2 000 rpm 4·· En motores otto y diésel de la misma cilindrada, ¿a cuál le corresponde mayor par motor? ¿Y mayor poten- cia? Razona la respuesta. Unidad 6 - Características de los motores 99 2 >> Disposición y número de cilindros La forma de colocar los cilindros en el bloque motor varía en función del espacio disponible. Cada vez existe menos hueco en la carrocería para colocar el motor, ya que la altura es menor para buscar formas aerodinámicas. Dependiendo de la disposición y del número de cilindros se puede hacer la siguiente clasificación de los motores: TIPOS DE MOTORES Según la disposición de los cilindros Según el número de cilindros En línea En V En W Horizontales opuestos 1 2 3 4 5 6 2.1 > Clasificación por la disposición de los cilindros Motores de cilindros en línea Estos motores son los más sencillos de fabricar y, por tanto, son más bara- tos que otros tipos de motores (figura 6.12). Su principal inconveniente es que no son aconsejables en motores de más de cuatro cilindros pues el cigüeñal tendría una longitud demasia- do grande y no habría suficiente espacio para colocar el motor trans- versal. Este inconveniente se ha solucionado inclinando el motor lige- ramente. Motores de cilindros en V Esta disposición es utilizada en motores con más de cuatro cilindros. La mitad de los cilindros están colocados en paralelo con la otra mitad for- mando una V. De esta forma, no es necesario que el cigüeñal sea tan 6.12. Motor de cilindros en línea. largo y es posible colocar el motor dentro de la carrocería de forma transversal (figura 6.13). Motores de cilindros en W Esta disposición de los cilindros es utilizada en motores con un número PMS en motores de cilindros mayor de cilindros. En los motores con cilindros en W, los ejes de los cilin- horizontales opuestos dros están en tres semiplanos que se cortan en una recta que coincide, o En estos motores los pistones alcanzan el es paralela, al eje del cigüeñal (figura 6.14). punto muerto superior cuando llevan la misma dirección pero sentido contrario. Motores de cilindros horizontales opuestos La disposición de los cilindros en este tipo de motores es horizontal. De esta manera se puede reducir la altura del motor (figura 6.15). 100 6.13. Motor de cilindros en V. 6.14. Motor de cilindros en W. Orden de encendido El orden de encendido indica la secuen- cia según la cual se va produciendo un determinado tiempo en los diferentes cilindros. Los cuatro tiempos llevan el mismo orden. 6.15. Motor de cilindros horizontales opuestos. 2.2 > Clasificación por el número de cilindros Otra posible clasificación de los motores es a partir del número de cilindros. De esta forma los motores pue- den ser de 1, 2, 3, 4, 5, 6 e incluso más cilindros, sien- do los citados anteriormente los más utilizados en el mundo del automóvil. Para entender el funcionamiento de estos motores es necesario saber dos datos fundamentales: – La numeración de los cilindros. – El orden de encendido. Motor de 1 cilindro En este tipo de motores el funcionamiento a bajas revoluciones es bastante irregular ya que el tiempo de trabajo se produce una vez cada dos vueltas. Cuando el motor cuenta con un solo cilindro, no hace 6.16. Tren alternativo de un motor de un cilindro. falta numerarlo (figura 6.16). Unidad 6 - Características de los motores 101 Motor de 2 cilindros En estos motores, los cilindros están normalmente colocados en línea, aunque también se pueden encon- trar opuestos horizontalmente (figura 6.17). Con cada vuelta del cigüeñal se produce trabajo, es decir, cada 360° o resultado de dividir los 720° corres- pondientes a las dos vueltas que realiza el cigüeñal entre los dos cilindros. En el siguiente cuadro se representan los tiempos de 6.17. Tren alternativo de un motor de 2 cilindros en línea. cada cilindro, respecto al punto muerto del cigüeñal. 0° 180° 360° 540° 720° 1 A C T E 2 T E A C El orden de encendido de los cilindros en estos motores es 1 – 2. Los pis- tones llegan al punto muerto superior (PMS) y punto muerto inferior (PMI) al mismo tiempo. Cuando uno se encuentra en el tiempo de compresión, el otro está en el tiempo de escape; y cuando uno se encuentra en el tiem- po de admisión, el otro está en el tiempo de trabajo. Motor de 3 cilindros Normalmente en estos motores los cilindros van colo- cados en línea. El cilindro número uno suele coincidir con la parte de la distribución (figura 6.18). En este caso, la muñequilla del cigüeñal entre cilin- dros tiene un desfase de 120° o, lo que es lo mismo, el intervalo de encendido es de 240°. Se produce un tiempo de trabajo cada 240°, de esta forma cada 60° de giro deja de producirse uno de los tiempos, ya que disponemos de menos cilindros que tiempos. 6.18. Tren alternativo de un motor de 3 cilindros en línea. En el siguiente cuadro se muestra cómo se producen los tiempos en cada cilindro: 0° 180° 360° 540° 720° 1 T E A C 2 E A C T E 3 A C T E A El orden de encendido de los cilindros en estos motores es: 1 – 3 – 2 Actividades propuestas 5·· Representa en un cuadro la secuencia de tiempos correspondiente a un motor de 3 cilindros con orden de encendido 1 – 2 – 3, si el cilindro número 2 hace el tiempo de escape en la primera media vuelta. 102 Motor de 4 cilindros – Cilindros en línea. El primer cilindro normalmente corresponde al situado en la parte de la distribución, aunque en algunos modelos se empiezan a contar desde el volante (figura 6.19). El orden de encendido puede ser: 1–3–4–2 1–2–4–3 Se produce un tiempo de trabajo cada 180° con lo cual se están produciendo todos los tiempos en cada momento en diferentes cilindros. 6.19. Tren alternativo de un motor de 4 cilindros en línea. Orden de encendido: 1 – 3 – 4 – 2 0° 180° 360° 540° 720° 1 T E A C 2 E A C T 3 C T E A 4 A C T E – Cilindros horizontalmente opuestos. El primer y tercer cilindro alcanzan el PMS a la vez, visto desde la distribución a la izquierda quedan situados el pri- mero y el segundo (figura 6.20). El orden de encendi- do más utilizado en estos motores es: 1 – 4 – 3 – 2 0° 180° 360° 540° 720° 1 T E A C 6.20. Tren alternativo de un motor de 4 cilindros horizontales 2 E A C T opuestos. 3 A C T E 4 C T E A Motor de 5 cilindros En los motores de 5 cilindros los pistones no se despla- zan dos a dos. Las muñequillas del cigüeñal están des- fasadas 144°, resultado de dividir 720° entre 5. Cada 36° de giro del cigüeñal se está repitiendo un tiempo en dos cilindros (figura 6.21). 6.21. Tren alternativo de un moto de 5 cilindros en línea. El orden de encendido más usual es: 1 – 2 – 4 – 5 – 3 0° 180° 360° 540° 720° 1 T E A C 2 C T E A C 3 T E A C T 4 A C T E A 5 E A C T E Unidad 6 - Características de los motores 103 Motor de 6 cilindros El desfase de la muñequilla del cigüeñal entre cilindros en estos motores es de 120° según el orden de encendi- do, con lo cual los pistones alcanzan los puntos muer- tos dos a dos, repitiéndose tiempos cada 60° en 2 cilin- dros diferentes (figura 6.22). En los motores de 6 cilindros estos pueden ir colocados en línea o en V: – Cilindros en línea. El cilindro número uno suele 6.22. Tren alternativo de un motor de 6 cilindros en línea. coincidir con la parte de la distribución. El orden de encendido más habitual es: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4 0° 180° 360° 540° 720° 1 T E A C 2 E A C T E 3 A C T E A 4 T E A C T 5 C T E A C 6 A C T E – Cilindros en V. Los cilindros van numerados desde la distribución pri- mero la fila de la izquierda del 1 al 3, y después la de la derecha del 4 al 6. El orden de encendido suele ser: 1 – 3 – 6 – 5 – 4 – 2 Casos prácticos Ciclo completo para un motor de 6 cilindros en V ·· ¿Qué tiempo se realiza en cada momento, si el orden de encendido de un motor de 6 cilindros es 1 – 3 – 6 – 5 – 4 – 2, y el cilindro número 3 hace el tiempo de compresión en la segunda media vuelta del cigüeñal o entre 180 y 360°? Solución ·· Al ser un motor de 6 cilindros, el mismo tiempo comenzará en un cilindro 120° después, según el orden de encendido. Para ello se divide cada celda en 3 partes y a cada parte le corresponderán 60º de giro del cigüeñal. 0° 180° 360° 540° 720° 1 2 3 C 4 5 6 104 La zona sombreada corresponde al dato de compresión, teniendo en cuenta el orden de encendido y el núme- ro de cilindros, el próximo cilindro que comenzará la compresión será el número 6, 120º después; y el resto de cilindros lo hará según el orden de encendido. 0° 180° 360° 540° 720° 1 2 3 4 5 6 El resto de la tabla se rellena según el orden en el cual se producen los tiempos. 0° 180° 360° 540° 720° 1 2 3 4 5 6 El resultado final es: 0° 180° 360° 540° 720° 1 A C T E A 2 C T E A C 3 A C T E 4 T E A C 5 T E A C T 6 E A C T E Como se puede observar en la tabla, cada 60° de giro del cigüeñal se repiten dos tiempos. Actividades propuestas 6·· ¿Qué tiempos se producen en el resto de los cilindros en los siguientes casos? – Un motor de 4 cilindros en línea y orden de encendido 1 – 2 – 4 – 3, si el número 1 está en compresión. – Un motor de 4 cilindros horizontalmente opuestos y orden de encendido 1 – 4 – 3 – 2, si el número 3 hace admisión.