Curiosidades que no sabías sobre tu motor

El motor de un coche es una maravilla de la ingeniería, una sinfonía de piezas móviles trabajando en armonía para convertir el combustible en movimiento, entre otras cosas. Pero, ¿alguna vez te has preguntado sobre las curiosidades que esconden estos motores de coche? En este artículo mostraremos y explicaremos algunas que tal vez desconocías completamente.

Espero que te sea de gran interés, te sorprenda y te sirva para aprender algo nuevo…

El pistón no es el encargado de aspirar y empujar los gases

Aunque algunos piensan que el pistón es el encargado de empuar los gases de escape para que salgan o de aspirar el aire o el combustible, realmente no es así:

• Escape: aunque puede parecer que el pistón empuja los gases de escape a través de la válvula de escape, esto no es exactamente cierto. Los motores experimentan lo que se conoce como “pérdidas de bombeo”. Cuando la mezcla de combustible y aire se quema, se expande rápidamente, lo que empuja el pistón hacia abajo. Antes de que el pistón llegue al final de su carrera, la válvula de escape se abre, permitiendo que la mezcla en expansión sea expulsada. En realidad, es la expansión de la mezcla lo que la empuja fuera de la cámara.
• Entrada: similarmente al punto anterior, el pistón no aspira realmente los gases de entrada a través de la válvula de entrada. Mientras los gases de escape están siendo expulsados, el pistón comienza a moverse hacia arriba. Antes de llegar a la parte superior, la válvula de entrada se abre mientras la válvula de escape sigue abierta, en un proceso conocido como “superposición”. Durante este tiempo, los gases de escape que salen del cilindro crean un efecto de succión que atrae la mezcla de entrada hacia el motor, un proceso conocido como “scavenging” o “eliminación”. Sin embargo, esto también puede resultar en la salida de una pequeña cantidad de mezcla sin quemar a través del escape, lo que contribuye a las emisiones de hidrocarburos sin quemar. Es algo típico, pero no lo confundas con el típico goteo de los tubos de escape que se dan en algunos casos. Este líquido suele ser agua, y sucede cuando se enfría y se condensa, y por esto gotea…

¿No hay explosión?

La mezcla de combustible y aire en un motor no explota, sino que se quema en un proceso conocido como combustión. Muchos piensan que se produce una explosión, pero no es exáctamente así. La diferencia entre una explosión y la combustión radica en cómo y cuándo se libera la energía.

En una explosión, los ingredientes reactivos explotan todos a la vez. Esto libera una gran cantidad de energía en un período de tiempo muy corto, lo que resulta en un poder destructivo masivo. Este tipo de liberación de energía es ideal cuando el objetivo es destruir algo.

Por otro lado, la combustión es un proceso mucho más suave y controlado. En un motor, la mezcla de combustible y aire se quema de manera controlada, liberando energía de manera gradual. Esta energía se utiliza para mover los pistones del motor, que a su vez impulsa el vehículo. La combustión controlada permite extraer trabajo del motor de manera eficiente y sin causar daño mecánico.

Además, es importante destacar que la combustión en un motor sigue un ciclo específico conocido como el ciclo de Otto en los motores de gasolina y el ciclo de Diesel en los motores diésel. Estos ciclos describen las etapas de admisión, compresión, combustión (también conocida como ignición) y escape que ocurren en cada revolución del motor.

El mito de los combustibles premium

Los combustibles “premium” de alto octanaje a menudo se asocian con la idea de proporcionar más energía. Sin embargo, esto es un mito. El índice de octanaje en realidad se refiere a la resistencia de un combustible al “golpe” o detonación prematura. Este fenómeno ocurre cuando la compresión en el motor es demasiado alta para el combustible, lo que provoca que se queme antes de que se produzca la chispa. Este golpe es destructivo y contraproducente para el funcionamiento del motor.

Los motores de alto rendimiento, que suelen tener relaciones de compresión más altas, requieren combustibles de alto octanaje para evitar la detonación. La compresión es la que realiza el trabajo en el motor, mientras que el combustible facilita la combustión. Por lo tanto, usar combustible de alto octanaje en un motor diseñado para combustible de bajo octanaje no proporciona beneficios significativos y puede ser una pérdida de dinero.

Por otro lado, usar un combustible de octanaje inferior al especificado para un motor puede ser perjudicial. Esto puede provocar una detonación prematura, lo que puede dañar el motor. Por lo tanto, es importante utilizar el combustible con el índice de octanaje adecuado para el motor de su vehículo.

Además, es importante mencionar que el índice de octanaje no tiene relación con la cantidad de energía que un combustible puede proporcionar. La energía liberada durante la combustión depende de la cantidad de calor que el combustible puede liberar durante la combustión, lo que está determinado por la composición química del combustible y no por su índice de octanaje. Por lo tanto, un combustible de alto octanaje no necesariamente proporciona más energía que un combustible de bajo octanaje.

El metal, el mayor limitante

La eficiencia del rendimiento y del combustible en los motores se ve limitada en gran medida por la metalurgia, es decir, las propiedades y comportamientos de los metales utilizados en la construcción del motor. Es por eso, que en competiciones de alto rendimiento, como la F1, siempre se están buscando materiales exóticos que puedan mejorar esto.

La combustión, es más eficiente a temperaturas más altas. Esto se debe a que a temperaturas más altas, se puede extraer más trabajo (medido en Newton-metros) de cada gramo de combustible quemado. Esto se traduce en más torque, o la capacidad de hacer más trabajo con menos combustible.

Sin embargo, no podemos simplemente permitir que el motor se caliente más para aumentar la eficiencia. Esto se debe a que los metales utilizados en la construcción del motor tienen límites de temperatura que no pueden superar sin sufrir daños. Si el motor se calienta demasiado, los metales pueden deformarse o incluso fundirse, lo que puede provocar el fallo del motor.

Para evitar que el motor se sobrecaliente, los motores están equipados con sistemas de refrigeración, como ya sabes. Estos sistemas trabajan para transferir el calor del motor al agua, que luego se enfría en el radiador. Si el sistema de refrigeración falla, el motor puede sobrecalentarse, lo que puede ser perjudicial para la integridad del motor.

Además, para mantener las temperaturas de funcionamiento por debajo de los niveles de fusión, a menudo se inyecta en los motores una cantidad de combustible mayor de la necesaria para una combustión eficiente. Este combustible adicional también implicará un consumo mayor, por supuesto.

A pesar de los avances en la tecnología de los materiales, los intentos de fabricar motores que puedan soportar temperaturas más altas utilizando materiales resistentes al calor han tenido un éxito limitado. Según los expertos, no se prevén avances significativos en este campo en el futuro cercano. Por lo tanto, la metalurgia sigue siendo una limitación importante en el rendimiento y la eficiencia del combustible de los motores…