Los motores de combustión interna (MCI), también conocidos como ICE son una pieza fundamental en la industria automotriz, ya que la inmensa mayoría de coches del actual parque automovilístico usa esta motorización en cualquiera de sus variantes. Es decir, existen varios tipos, cada uno con características únicas.
Por ello, en este artículo vamos a analizar cómo se pueden catalogar y qué tipos hay en cada caso…
Según el proceso de combustión o ciclos termodinámicos
En el caso de querer clasificar los motores de combustión interna según el tipo de combustión, entonces podemos entender las siguientes variantes como por ejemplo:
- Motores de Ignición por Chispa (Ciclo Otto): funcionan con gasolina, comprimen la mezcla y la encienden con una bujía. Completan un ciclo de cuatro tiempos: admisión, compresión, combustión y escape. Son comunes en vehículos ligeros.
- Motores de Ignición por Compresión (Diesel): funcionan con diésel, comprimen el aire y lo calientan lo suficiente para autoinflamar el combustible. Siguen un ciclo de cuatro tiempos similar al Otto. Son comunes en vehículos pesados y maquinaria.
- Ciclo Atkinson: es una variante del ciclo Otto con mayor compresión efectiva y menor potencia máxima, ofreciendo mayor eficiencia termodinámica y menor consumo de combustible. Aplicaciones en motores de alta eficiencia y bajas emisiones.
- Ciclo Miller: similar al ciclo Atkinson, con mayor expansión para extraer más trabajo mecánico, resultando en mayor eficiencia termodinámica y menor consumo de combustible. Aplicaciones en motores de alta eficiencia y bajas emisiones.
- Ciclo Humphrey: es otro ciclo de combustión interna de dos tiempos que utiliza aire precalentado para iniciar la combustión. Diseño simple, pero menor eficiencia y dificultad para controlar la combustión. Investigación para motores alternativos o aplicaciones de baja potencia.
También existen los ciclos de Carnot, Rankine, Brayton, etc., aunque éstos no son usados en vehículos actuales, ya que son para motores de otro tipo como los de vapor, centrales eléctricas, turbinas de gas y aviones, aire comprimido, etc.
Según el modo de realizar el ciclo
Otra forma de clasificar los motores de combustión interna o MCI, es según el modo en el que se realiza el ciclo, ya sea de tipo Otto o de tipo Diesel, y en este caso tenemos:
- Motores de cuatro tiempos o 4T: completan el ciclo termodinámico en cuatro fases llamadas admisión, compresión, combustión y escape. La mayoría de los motores de combustión interna actuales son de cuatro tiempos.
- Motores de dos tiempos o 2T: completan el ciclo termodinámico en dos fases, la primera es de admisión y escape/compresión y la segunda de combustión. Diseño más simple, pero menor eficiencia y mayor contaminación. Aplicaciones en motocicletas, motores fuera de borda y maquinaria ligera.
- Combustión Interna Estratificada (SCIE): busca optimizar la combustión estratificando la mezcla de aire y combustible, logrando mayor eficiencia termodinámica, menor consumo de combustible y emisiones. Investigación para motores de alta eficiencia y bajas emisiones.
- Motor Wankel: es un tipo de motor rotativo con un rotor triangular que gira dentro de una cámara ovalada, ofreciendo diseño compacto y suave funcionamiento, pero menor eficiencia y mayor desgaste. Investigación para motores alternativos o aplicaciones donde la compacidad es crítica.
Según el tipo de Refrigeración
La siguiente forma de clasificar los motores es por medio del sistema de refrigeración utilizado:
- Motores refrigerados por aire: utilizan aire como refrigerante para disipar el calor del motor, siendo más simples y económicos, pero menos eficientes que los refrigerados por agua. Comunes en motores de menor cilindrada y aplicaciones específicas. Por ejemplo, se pueden ver en muchos motores pequeños, como el de motos y de 2T.
- Motores de refrigeración por agua: en este caso utilizan agua como refrigerante para disipar el calor del motor, siendo más eficientes que los refrigerados por aire, pero más complejos y costosos. Comunes en la mayoría de los motores de vehículos modernos.
Según la presión de admisión
Una forma diferente de catalogar los motores de combustión interna es según la presión de admisión. En este caso podemos diferenciar entre:
- Motores atmosféricos o aspirados: en estos la mezcla de aire y combustible ingresa al cilindro a presión atmosférica. Son los motores más comunes en vehículos ligeros y aplicaciones generales. Estos motores pueden perder algo de potencia cuando están trabajando a altitudes elevadas, ya que hay menor presión atmosférica, mientras que los turbo pueden seguir funcionando bien a altitudes elevadas.
- Motores sobrealimentados o turbo: en este otro caso, la mezcla de aire y combustible se comprime por encima de la presión atmosférica antes de entrar al cilindro, logrando mayor potencia y rendimiento, pero siendo más complejos y costosos. Aplicaciones en motores de alto rendimiento, deportivos y algunos vehículos especiales. La compresión se consigue mediante un turbocompresor movido por los gases de escape, y un intercooler que es un pequeño radiador que enfría el aire para que al comprimirse, el calor no haga que se expanda y minimice el efecto de la compresión antes de entrar en la cámara de combustión.
Según el número de Cilindros
Por supuesto, también se pueden catalogar según el número de cilindros que tienen, siempre y cuando sean motores alternativos, ya que existen otros motores de combustión interna para coches que no tienen cilindros como tal, sino que tienen una cámara interna como en el caso del motor Wankel. En este sentido, según el número y el volumen de la cámara interna, se puede hablar de cilindrada…
Entre los tipos de motores según esta categoría, tenemos los monocilindro, que solo tienen un solo cilíndro, y que suelen ser de 2T, aunque no siempre es así. También están los de 2, 3, 4, 5, 6, 12 cilindros, etc.
Según disposición de cilindros
Para finalizar, también se puede ver el tipo de motor según la disposición que tengan los cilindros o actuadores que generan el movimiento mediante las explosiones. En este caso tenemos:
- Motores en línea: en este caso están dispuestos en una fila vertical, ofreciendo una buena combinación de potencia y suavidad de funcionamiento. Comunes en vehículos de pasajeros.
- Motores en V: dispuestos en dos bancos formando una V, resultando en mayor potencia y compacidad que los motores en línea, pero más complejos y costosos. Comunes en vehículos deportivos y de alta gama. También existen bancadas o bloques de motor que usan distintos ángulos para los cilindros,
- Motores radiales: los cilindros dispuestos en forma circular alrededor del cigüeñal, con diseño compacto y alta potencia para su tamaño, pero complejos y pesados. Aplicaciones históricas en aviación y algunos vehículos experimentales.
- Motores rotativos: un ejemplo son los Wankel, aunque hay otros como el español INNengine. Son un tipo de motor de combustión interna que se caracteriza por su diseño compacto y funcionamiento suave. A diferencia de los motores convencionales con pistones lineales, los motores rotativos utilizan un rotor triangular que gira dentro de una cámara ovalada para realizar los procesos de admisión, compresión, combustión y escape.