hi ha molts tipus de motors al món dels automòbils. Més ara amb el desenvolupament creixent dels cotxes elèctrics que estan transformant el mercat. Però és que dins dels motors de combustió tradicionals, ja n'hi ha un enorme llistat de propulsors amb característiques molt diferents: dièsel, gasolina, de gas i fins i tot alcohol. De pistons, rotatius, de quatre temps i de dos. Les possibilitats són gairebé innombrables.
Al llarg de la història de l'automoció s'han creat tota mena d'enginys mecànics. Tot i això, molts s'han quedat pel camí deixant-nos els més eficients, ecològics, potents o, almenys, els més fàcils de fabricar o mantenir. Sense anar més lluny, les últimes tendències deixant de banda l'electrificació són que els motors de gran cubicatge i molts cilindres vagin desapareixent i que els dièsel perdin protagonisme a poc a poc.
En aquest article farem un repàs per la diferents maneres de classificar els motors: nombre de cilindres, la seva col·locació, el seu combustible… Encara que també esmentarem les diferències que hi ha dins dels motors elèctrics i de els híbrids. Cal no oblidar que d'aquí a una mica, és possible que sigui més important saber la diferència entre un motor elèctric síncron i un altre asíncron, que la que hi ha entre un motor turbo i un atmosfèric.
Motors de combustió interna
Abans de començar a parlar dels motors de combustió, que actualment són tots de pistons, cal fer-ne una especial esment als motors rotatius o tipus Wankel. Aquests funcionen d'una manera molt diferent en no tenir els cilindres i els pistons a què estem acostumats. Van deixar de fabricar-se fa anys, entre altres coses pel difícil manteniment. Tot i això, tot apunta que tornin d'aquí poc de la mà de Mazda, encara que només sigui en forma de generadors delectricitat.
Segons la col·locació i nombre dels cilindres
Motors amb cilindres en línia (L)
Centrant-nos en els motors de pistons convencionals, podríem concloure que la majoria dels cotxes que veiem diàriament al carrer tenen motor en línia. En aquest motor se situen els cilindres un a continuació de l'altre i els més habituals són els coneguts 4 cilindres en línia. Als vehicles més petits ens podem trobar amb només 3 cilindres. D'altra banda, BMW és coneguda pels seus 6 cilindres en línia i altres models de Volvo o Audi munten 5 cilindres en línia.
Motors amb cilindres a V
Un altre tipus força estès són els anomenats motors en V. Normalment són motors de gran cilindrada, encara que també hi ha models de baixa cilindrada en algunes motos. Aquests motors es caracteritzen per tenir els cilindres disposats en forma de V, podent variar el seu angle d'inclinació, cosa que determina diferents propietats al motor. Normalment, els més habituals solen ser els coneguts V6, encara que també ens podem trobar amb V8, V10, V12 i fins i tot amb cilindres imparells, com V5.
Una varietat d'aquests motors són els VR, com ara el VR6 del grup VAG. Aquest tipus de motors es caracteritza per posseir una V molt tancada, semblant gairebé un motor en línia tradicional, compartint fins i tot la mateixa culata. Una altra varietat són els W que, per fer-nos una idea, són 2 motors a V junts i que poden arribar a ser fins a W16, com el del Bugatti Chiron.
Tant els motors VR, W i V, són força equilibrats i refinats, tenint un so molt característic. Habitualment es munten amb cotxes una mica més exclusius i menys comuns, encara que també ens els podem trobar en cotxes quotidians.
A més d'aquestes qualitats, els motors a V solen ser més compactes longitudinalment que els motors en línia. Col·locar els cilindres un darrere l'altre, ocupa més espai al llarg que disposar-los en dues files que formen una V. Aquest és un dels motius pels quals els 10 cotxes més cars del món tenen motors en V o en W. L'espai pot arribar a ser un problema quan es fan servir motors de 8, 12 o fins i tot 16 cilindres.
En el següent vídeo pots veure quins cotxes són i quins motors tenen:
Motors boxer
Aquests són els motors de pistons més rars. Hi ha pocs cotxes amb motors d'aquest tipus i la majoria són de Subaru i de Porsche. Tenen els pistons col·locats en horitzontal respecte al terra, així que els pistons entren i surten en aquesta curiosa orientació. D'aquí el seu nom de boxejador.
Motor de pistons enfrontats
Aquesta tipologia no parla realment de la disposició dels cilindres. Tot i que sí d'una peculiaritat interessant: són motors que tenen dos pistons per cilindre. D'aquesta manera, cada explosió que es produeix dins empeny dos pistons col·locats a cada extrem del cilindre. Per això normalment necessiten dos cigonyals per transformar tots dos moviments longitudinals en rotatius.
Com a excepció a això, existeix per exemple el motor d'INNEngine. Una empresa espanyola que ha desenvolupat un motor de pistons enfrontats que substitueix els cigonyals per plats de lleves. A més, té els cilindres col·locats formant un quadrat per estalviar espai. Cosa que es podria afegir a la tipologia de motors segons la disposició de cilindres, encara que és una cosa molt infreqüent.
Tipus de motors segons el combustible que cremen
motors gasolina
Els motors de gasolina són motors dexplosió. És a dir, motors que requereixen una espurna per encendre el combustible, Que és generada per una bugia. Com qualsevol motor de combustió, el seu funcionament es basa en la forta expansió de la barreja d'aire i combustible en arrestar-la.
Els motors de benzina poden ser de quatre temps o de dos temps. El primer és el més utilitzat en vehicles, amb molta diferència, deixant el de dos temps per a alguns ciclomotors i algunes màquines industrials ja que han estat relegats per les seves emissions més grans. Si us hi fixeu, els motors d'aquest tipus emeten fum de color lleugerament blavós,perquè barregen l'oli amb la benzina per lubricar.
Es diu de quatre temps perquè té quatre fases durant el seu funcionament: admissió, compressió, expansió y escapar. Per al que el cigonyal ha fet dues voltes. En canvi, el de dos temps realitza l'aspiració i la compressió en un mateix moviment ascendent del pistó i l'expansió i la fuita al descendent. Per això el cigonyal ha fet només una volta.
Dins dels motors de quatre temps. Hi ha tres tipus principals de cicles: el Otto, el Molinero i el Atkinson. Als que es podria afegir el cicle de combustió Budack presentat per Volkswagen el 2017. El primer respon a la descripció que hem fet dels quatre temps i els altres dos deixen les vàlvules d'admissió obertes, per tornar part de la barreja a la admissió una altra vegada durant la fase de compressió. Amb això aconsegueixen reduir molt lesforç que han de fer per comprimir la barreja, per la qual cosa són més eficients. El desavantatge és que aconsegueixen menys potència. El Miller a més afegeix un compressor volumètric per afegir aire a pressió.
Motors dièsel
Aquests motors usen gasoil per funcionar. Un combustible que no es pot encendre amb una espurna, com sí que fan els motors gasolina. En lloc d'això han de encendre la barreja d'aire i gasoil mitjançant la pressió. Per això la relació de compressió d'aquests motors és molt més gran que en els de benzina.
En general, són més eficients que els benzina, encara que requereixen de més i millors sistemes de reducció d'emissions per no contaminar gaire. En aquest sentit, emeten més molècules de NOx que els benzina, a més de generar més carboneta. Per això, malgrat els sistemes anticontaminació que inclouen els més moderns, estan sent molt penalitzats per les administracions.
Els motors dièsel també poden ser de dos i quatre temps, i aquest últim s'assembla molt al cicle Otto. La diferència principal amb els motors gasolina amb aquest cicle, a part de l'autoencesa per pressió, és que la injecció del combustible es fa en els darrers moments de la fase de compressió. A més, actualment tots els cotxes amb aquest tipus de combustible tenen turbo.
Motors de gas
Els motors d'explosió també poden fer servir gas en lloc de gasolina. Aquests solen ser Gas Natural Comprimit (GNC) o Gas Liquat del Petroli (GLP). Són més ecològics que els que usen només benzina. Especialment per generar molt menys NOx.
Òxid de nitrogen o 'Nitre'
Al contrari del que pensen alguns, l'òxid de nitrogen no és un combustible més poderós que augmenta la potència del motor. En realitat, són unes molècules que es trenquen en escalfar-se i que alliberen més oxigen a la càmera de combustió. Per tant, actua com a comburent i no com a carburant. És a dir, que en tenir més oxigen disponible, es pot cremar més gasolina i per tant generar més energia. Està prohibit a Espanya i cada vegada a més llocs del món.
Es tracta d'una forma de sobrealimentació però, en lloc de fer servir un turbo per ficar aire a més pressió, introdueixen un gas que allibera oxigen en escalfar-se. Els motors que es preparen per utilitzar Nitro han de ser modificats de diverses maneres. Solen requerir peces amb més resistència a la calor y canvis a l'electrònica per adaptar-ne el funcionament quan s'injecta òxid de nitrogen. Per exemple, la variació del avenç d'encesa i laugment de la quantitat de combustible. Recorda que només s'activa durant uns segons, per tornar a cremar benzina amb l'oxigen de l'aire.
Motor atmosfèric Vs. motor turbo
La diferenciar entre els motors atmosfèrics i als turboalimentats és que, mentre els primers funcionen amb aire a pressió ambient, els segons introdueixen més pressió de manera forçada. En tenir més oxigen, els motors turbo poden cremar més combustible en una cambra de combustió de la mateixa mida o fins i tot més petita. Això no només permet assolir una potència major si es vol, sinó que també permet una millor resposta a baix i mig règim. Alguna cosa del que els motors atmosfèrics solen mancar i, si arriben a solucionar-ho, no arriben a les capacitats d'un motor turbo.
L'habitual a cotxes convencionals amb turbo és utilitzar pressions a l'aire que bufen entre 0,7 i 0,9 bars. Uns valors a què cal sumar a la pressió atmosfèrica que ja té l'aire ambient, és a dir, 1 bar. D'aquesta manera, la pressió real dins les càmeres de combustió estarà entre els 1,7 i els 1,9 bars. Encara que aquests valors poden ser molt més grans en cotxes d'altes prestacions, arribant per exemple fins als 6 bars de pressió.
Últimament s'utilitzen molt els turbos de baix bufat, en què no es busquen increments molt grans de potència. En lloc d'això intenten millorar la resposta a mitjà règim per aconseguir una relació més favorable entre prestacions i consum. En aquests casos, la pressió de bufat se situa entre 0,2 i 0,5 bars. En aquests casos l'objectiu final és el de millorar l'eficiència. Com que el motor respon millor a baixes voltes, s'ha de revolucionar menys per aconseguir el mateix que un atmosfèric. Al que se sol sumar una reducció de la mida del motor i fins i tot eliminar alguns cilindres.
Tot i aquestes virtuts del motor amb turbo, hi ha marques que encara continuen apostant pels motors atmosfèrics. Aquest és el cas de marques com Toyota amb els motors que usen als seus híbrids, Subaru en alguns dels seus motors boxejador y Mazda amb els motors amb una relació de compressió especialment alta. A això darrer cal sumar els motors Skyactiv-X que aquesta marca japonesa ha desenvolupat recentment. Que gràcies al sistema d'encesa similar al dièsel ia altres innovacions tècniques, promet una relació entre consum i rendiment similar al dièsel.
Tipus de motors elèctrics
La mobilitat elèctrica experimenta un creixement molt ràpid a nivell global. La evolució de les bateries i dels motors elèctrics està permetent que de mica en mica es vagin convertint en opcions raonables per a moltes persones. Per això, no seria estrany que amb el temps arribés a ser més important saber de motors elèctrics que de motors de combustió. Almenys a un nivell dusuari alt per saber comprar amb cap.
Els motors elèctrics són molt més senzills que els motors de combustió de tota la vida. Les parts bàsiques són un estator i un rotor. Elements que sempre tenen, sigui quin sigui el tipus a què pertanyin. A més, atès que són més compactes i que ja generen un moviment rotatiu (de manera que no necessiten cigonyal), permeten estalviar-se gran part del sistema de transmissió d'un cotxe convencional amb motor d'explosió.
Se'ls sol atribuir que empenyen amb força des de 0 rpm. És a dir, des del primer moment que premem l'accelerador. A més, també se'n diu que poden empènyer amb força fins a un rang de revolucions molt alt, per la qual cosa no tenen perquè tenir marxes. Tot i això, això no és sempre així ja que hi ha diversos tipus de motors elèctrics amb característiques diferents. Es poden dividir en tres categories:
- Síncron d'imants permanents
- Síncron de reluctància commutada
- Asíncrons o d'inducció
Si vols saber més sobre ells et recomanem que llegeixis següent article on et detallem cadascun:
Trens de potència híbrids
Com veus, aquest apartat no s'anomena motors híbrids. Fem servir el terme tren de potència perquè en realitat no existeixen els motors híbrids com a tal. Hi ha les combinacions de motors de combustió i elèctrics, que donen lloc a trens de potència híbrids.
El que cal saber en aquest tipus de mobilitat és que els motors de combustió que se solen fer servir estan especialment adaptats a aquest ús. Per exemple, els motors més usats en els híbrids actuals són els de cicle Atkinson per ser més eficients. La potència extra que dóna el motor elèctric quan cal, compensa el menor rendiment.
Els formes de combinar els motors de combustió i elèctrics són molt nombroses. Es poden encarregar per separat de cada eix, es pot posar un motor elèctric a la transmissió i fins i tot utilitzar diversos motors elèctrics en diferents llocs. Si vols saber més sobre aquest tipus de mobilitat, et recomanem el següent article:
Imatges: James Harland, Jan Beckendorf, NRMA, Urduñako udala, feschesheli
Això té molt bona informació per saber com són els motors de combustió interna, gràcies a aquesta pàgina puc acabar el meu projecte sobre els motors