Componentes Clave del Motor de Combustión Interna

Saber cómo funciona un motor de combustión interna está bien, pero ignorar sus componentes lo hace inútil. El conjunto acoplado de piezas hace la «magia» bajo el capó, aunque a algunos parezca magia.

Un motor de automóvil se construye con componentes de distintos tamaños, cada uno con su función específica. Este artículo se centra en el tipo más común: el motor de combustión interna.

Los motores modernos combinan componentes mecánicos y eléctricos. Lee también nuestros artículos importantes sobre motores de combustión interna…

Componentes del Motor de Combustión Interna

A continuación, las partes esenciales con su diagrama y función:

1. Cilindro

Ubicados en el bloque motor (bloque de cilindros), llevan una camisa o camisa húmeda/seca. Esta camisa se desgasta con el uso y es sustituible. El cilindro aloja el pistón, permitiendo su movimiento alternativo (subida/bajada) donde ocurre la combustión.

Los cilindros se caracterizan por su diámetro (bore) y carrera (stroke). El diámetro es el diámetro interior; la carrera es la longitud efectiva del recorrido del pistón entre PMS (punto muerto superior) y PMI (punto muerto inferior).

El bloque también tiene huecos alrededor y entre cilindros, llamados camisas de refrigeración o «chaquetas», por donde circula el refrigerante en motores refrigerados por líquido, disipando el calor eficazmente.

2. Pistón

Pieza cilíndrica que se mueve alternativamente en el cilindro, completando el ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, combustión, escape).

Su diámetro es ligeramente menor que el del cilindro para evitar desgaste prematuro. Lleva tres segmentos (aros) en ranuras circunferenciales, generalmente de aleación de aluminio, en contacto directo con la camisa, evitando el desgaste del pistón.

Los dos primeros son segmentos de compresión, biselados en su parte exterior para evitar el «blow-by» (paso de gases de combustión al cárter). El tercero es el segmento de aceite, que impide el paso de aceite a la cámara de combustión y asegura su distribución uniforme por las paredes del cilindro.

3. Cigüeñal

Transforma el movimiento alternativo del pistón en movimiento rotativo mediante la biela. Se aloja bajo el bloque de cilindros, dentro del cárter. Tiene codos (muñones) excéntricos respecto al eje principal. En motores multicilindro, cada cilindro tiene su propio muñón de biela.

El cojinete de muñón (pie de biela) es un cojinete deslizante. Los contrapesos equilibran las vibraciones torsionales causadas por el desequilibrio de las masas alternativas del pistón. Pueden ir atornillados o ser parte integral del cigüeñal.

Los cigüeñales se fabrican por piezas o en una sola pieza (monobloque). El monobloque es preferible: elimina vibraciones, mejora el flujo de fibra y la resistencia a fatiga. Materiales: acero forjado, acero dúctil por fundición; los monobloque usan aceros al carbono templados; también aceros microaleados con vanadio para alta resistencia sin temple.

4. Biela

Une el pistón al cigüeñal, transformando el movimiento lineal del pistón en rotativo del cigüeñal. Un extremo va al pistón mediante el bulón (pasador de pistón); el otro al muñón del cigüeñal mediante tornillos que aprietan las dos mitades del cojinete (cabeza de biela).

El cojinete son dos semicasquillos en el muñón. Ambos extremos no son rígidos: giran bajo ángulo variable y soportan esfuerzos enormes por la presión del pistón.

Generalmente de acero forjado; a veces aleación de aluminio cuando se prioriza ligereza y absorción de impactos. Fabricación de alta precisión al ser pieza crítica.

5. Culata

Cubre el bloque de cilindros, válvulas, balancines y elemento de encendido. Se atornilla al bloque con la junta de culata entre medias.

Material: fundición gris o aleación de aluminio (más ligera y mejor conductividad térmica). En motores de árbol de levas en culata (OHC), el árbol va en la culata sin varillas de empuje. Admisión, escape y cámara de combustión también se integran en la culata.

6. Árbol de levas

Eje con levas que acciona las válvulas directamente (sobre ellas) o mediante balancines y varillas. La distribución (apertura/cierre) la determinan el perfil y tamaño de las levas. Va acoplado al cigüeñal directamente (engranajes) o indirectamente (correa/cadena de distribución).

Los árboles con engranajes requieren varillas y taqués con balancines. Material: fundición de hierro enfriado (mayor dureza y resistencia al desgaste) o acero billet para altas prestaciones.

7. Válvulas

Válvulas de seta (poppet). Vástago largo y delgado con cabeza discoidal cónica. Permiten entrada de mezcla fresca y salida de gases quemados. Su apertura/cierre la provoca el movimiento de la leva y su cinemática asociada.

Fabricadas en aleaciones de acero rellenas de sodio para mejorar la transmisión de calor. Dos tipos: admisión (entrada de carga fresca) y escape (salida de gases).

8. Balancín

Transmite el movimiento rotativo del árbol de levas (a través de taqué) a movimiento lineal del vástago, abriendo la válvula.

En motores ligeros/medianos: estampación de acero. En diésel pesados: fundición de hierro o acero forjado para mayor rigidez. Los balancines oscilan sobre un eje fijo en la culata.

9. Cárter

Debajo del bloque, aloja los cojinetes principales del cigüeñal (cojinetes deslizantes con lubricación forzada). Motores 4 cilindros en línea gasolina: 3 cojinetes principales (extremos y centro). Diésel: 5 cojinetes (extremos e intermedios).

Material: fundición de hierro o aluminio (igual que el bloque). Protege el interior del polvo, suciedad, etc.; sirve de carcasa que encierra cigüeñal y bielas, reteniendo aceite y aire.

10. Bomba de aceite y cárter de aceite (sump)

La bomba envía aceite a presión a todos los componentes para lubricación, limpieza y refrigeración. Accionada por engranaje del cigüeñal. El aceite pasa por filtro y refrigerador antes de repartirse. Retorna al cárter tras su labor.

El cárter (sump) es el depósito de almacenamiento. La bomba aspira a través de un filtro de malla que retiene impurezas.

Otros componentes eléctricos del motor (alternador, motor de arranque, bujía, inyector electrónico, bobina, etc.) se tratarán en otro artículo.

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