Tipos de motores

Tipos de motores

Existen muchos tipos de motores en el mundo de los automรณviles. Mรกs ahora con el creciente desarrollo de los coches elรฉctricos que estรกn transformando el mercado. Pero es que dentro de los motores de combustiรณn tradicionales, ya hay un enorme listado de propulsores con caracterรญsticas muy diferentes: diรฉsel, gasolina, a gas e incluso alcohol. De pistones, rotativos, de cuatro tiempos y de dos. Las posibilidades son casi innumerables.

A lo largo de la historia de la automociรณn se han creado todo tipo de ingenios mecรกnicos. Sin embargo, muchos se han quedado por el camino dejรกndonos los mรกs eficientes, ecolรณgicos, potentes o, por lo menos, los mรกs fรกciles de fabricar o mantener. Sin ir mรกs lejos, las รบltimas tendencias dejando de lado la electrificaciรณn, son que los motores de gran cubicaje y muchos cilindros vayan desapareciendo y que los diรฉsel pierdan protagonismo poco a poco.

En este artรญculo vamos a dar un repaso por la diferentes maneras de clasificar los motores: nรบmero de cilindros, su colocaciรณn, su combustibleโ€ฆ Aunque tambiรฉn vamos a mencionar las diferencias que hay dentro de los motores elรฉctricos y de los hรญbridos. No hay que olvidar que dentro de poco, es posible que sea mรกs importante saber la diferencia entre un motor elรฉctrico sรญncrono y otro asรญncrono, que la que hay entre un motor turbo y uno atmosfรฉrico.

Diferentes tipos de motores de combustiรณn interna

Motores de combustiรณn interna

Antes de empezar a hablar de los motores de combustiรณn, que en la actualidad son todos de pistones, hay que hacer una especial menciรณn a los motores rotativos o tipo Wankel. Estos funcionan de una forma muy diferente al no tener los cilindros y pistones a los que estamos acostumbrados. Dejaron de fabricarse hace aรฑos, entre otras cosas por su difรญcil mantenimiento. Sin embargo, todo apunta a que vuelvan dentro de poco de la mano de Mazda, aunque solo sea en forma de generadores de electricidad.

motor rotativo wankel
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Segรบn la colocaciรณn y nรบmero de de los cilindros

Motores con cilindros en lรญnea (L)

Motores con cilindros en lรญnea

Centrรกndonos en los motores de pistones convencionales, podrรญamos concluir que la mayorรญa de los coches que vemos diariamente en la calle tienen motor en lรญnea. En este motor, se sitรบan los cilindros uno a continuaciรณn del otro y los mรกs habituales son los conocidos 4 cilindros en lรญnea. En los vehรญculos mรกs pequeรฑos nos podemos encontrar con sรณlo 3 cilindros. Por otra parte, BMW es conocida por sus 6 cilindros en lรญnea y otros modelos de Volvo o Audi montan 5 cilindros en lรญnea.

Motores con cilindros en V

Otro tipo bastante extendido son los llamados motores en V. Normalmente son motores de gran cilindrada, aunque tambiรฉn existen modelos de baja cilindrada en algunas motos. Estos motores se caracterizan por tener los cilindros dispuestos en forma de V, pudiendo variar su รกngulo de inclinaciรณn, lo que determina distintas propiedades al motor. Normalmente, los mรกs habituales suelen ser los conocidos V6, aunque tambiรฉn nos podemos encontrar con V8, V10, V12 e incluso con cilindros impares, como V5.

Una variedad de estos motores son los VR, como por ejemplo el VR6 del grupo VAG. Este tipo de motores se caracteriza por poseer una V muy cerrada, pareciendo casi un motor en lรญnea tradicional, compartiendo incluso la misma culata. Otra variedad son los W que, para hacernos una idea, son 2 motores en V juntos y que pueden llegar a ser hasta W16, como el del Bugatti Chiron.

Motores con cilindros en V

Tanto los motores VR, W y V, son bastante equilibrados y refinados, teniendo un sonido muy caracterรญstico. Habitualmente se montan en coches un poco mรกs exclusivos y menos comunes, aunque tambiรฉn nos los podemos encontrar en coches cotidianos.

Ademรกs de estas cualidades, los motores en V suelen ser mรกs compactos longitudinalmente que los motores en lรญnea. Colocar los cilindros uno detrรกs de otro, ocupa mรกs espacio a lo largo que disponerlos en dos filas que forman una V. Ese es uno de los motivos por los que los 10 coches mรกs caros del mundo tienen motores en V o en W. El espacio puede llegar a ser un problema cuando se usan motores de 8, 12 o incluso 16 cilindros.

En el siguiente vรญdeo puedes ver quรฉ coches son y quรฉ motores tienen:

Motores boxer

Estos son los motores de pistones mรกs raros. Existen ya pocos coches con motores de este tipo y la mayorรญa son de Subaru y de Porsche. Tienen los pistones colocados en horizontal con respecto al suelo, asรญ que los pistones entran y salen en esta curiosa orientaciรณn. De ahรญ su nombre de ยซboxeadorยป.

Motor de pistones enfrentados

Esta tipologรญa no habla realmente de la disposiciรณn de los cilindros. Aunque sรญ de una peculiaridad interesante: son motores que tienen dos pistones por cilindro. De esta manera, cada explosiรณn que se produce dentro empuja dos pistones colocados a cada extremo del cilindro. Por eso normalmente necesitan dos cigรผeรฑales para transformar ambos movimientos longitudinales en rotativos.

Motor de pistones enfrentados

Como excepciรณn a esto, existe por ejemplo el motor de INNEngine. Una empresa espaรฑola que ha desarrollado un motor de pistones enfrentados que sustituye los cigรผeรฑales por platos de levas. Ademรกs, tiene los cilindros colocados formando un cuadrado para ahorrar espacio. Algo que se podrรญa aรฑadir a la tipologรญa de motores segรบn la disposiciรณn de cilindros, aunque es algo muy infrecuente.

Tipos de motores segรบn el combustible que queman

Motores gasolina

Los motores de gasolina son motores de explosiรณn. Es decir, motores que requieren de una chispa para encender el combustible, que es generada por una bujรญa. Como cualquier motor de combustiรณn su funcionamiento se basa en la fuerte expansiรณn de la mezcla de aire y combustible al prenderla.

Tipos de combustibles para motores

Los motores de gasolina pueden ser de cuatro tiempos o de dos tiempos. El primero es el mรกs utilizado en vehรญculos, con mucha diferencia, dejando al de dos tiempos para algunos ciclomotores y algunas mรกquinas industriales ya que han sido relegados por sus mayores emisiones. Si te fijas, los motores de este tipo emiten humo de color ligeramente azulado,porque mezclan el aceite con la gasolina para lubricar.

Se llama de cuatro tiempos porque tiene cuatro fases durante su funcionamiento: admisiรณn, compresiรณn, expansiรณn y escape. Para lo que el cigรผeรฑal ha dado dos vueltas. En cambio el de dos tiempos realiza la aspiraciรณn y la compresiรณn en un mismo movimiento ascendente del pistรณn y la expansiรณn y el escape en el descendente. Por lo que el cigรผeรฑal ha dado solo una vuelta.

Interior de un motor
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Motor gasolina: Bentley W12 de 6.0 litros TSI

Dentro de los motores de cuatro tiempos. Existen tres tipos principales de ciclos: el Otto, el Miller y el Atkinson. A los que se podrรญa aรฑadir el ciclo de combustiรณn Budack presentado por Volkswagen en 2017. El primero responde a la descripciรณn que hemos hecho de los cuatro tiempos y los otros dos dejan las vรกlvulas de admisiรณn abiertas, para devolver parte de la mezcla a la admisiรณn otra vez durante la fase de compresiรณn. Con esto consiguen reducir mucho el esfuerzo que tienen que hacer para comprimir la mezcla, por lo que son mรกs eficientes. La desventaja es que consiguen menos potencia. El Miller ademรกs aรฑade un compresor volumรฉtrico para aรฑadir aire a presiรณn.

Motores diรฉsel

Estos motores usan gasรณleo para funcionar. Un combustible que no se puede prender con una chispa, como sรญ hacen los motores gasolina. En lugar de esto tienen que encender la mezcla de aire y gasรณleo mediante la presiรณn. Por eso la relaciรณn de compresiรณn de estos motores es mucho mayor que en los de gasolina.

Diรฉsel TDI

En general, son mรกs eficientes que los gasolina, aunque requieren de mรกs y mejores sistemas de reducciรณn de emisiones para no contaminar demasiado. En este sentido, emiten mรกs molรฉculas de NOx que los gasolina, ademรกs de generar mรกs carbonilla. Por eso, y a pesar de los sistemas anticontaminaciรณn que incluyen los mรกs modernos, estรกn siendo muy penalizados por las administraciones.

Los motores diรฉsel tambiรฉn pueden ser de dos y cuatro tiempos, y รฉste รบltimo se parece mucho al ciclo Otto. La diferencia principal con los motores gasolina con este ciclo, a parte del autoencendido por presiรณn, es que la inyecciรณn del combustible se hace en los รบltimos momentos de la fase de compresiรณn. Ademรกs, en la actualidad todos los coches con este tipo de combustible tienen turbo.

Motores a gas

Los motores de explosiรณn tambiรฉn pueden usar gas en lugar de gasolina. Estos suelen ser Gas Natural Comprimido (GNC) o Gas Licuado del Petrรณleo (GLP). Son mรกs ecolรณgicos que los que usan solo gasolina. Especialmente por generar mucho menos NOx.

Algunos motores de gas tienen sensor de la calidad del GNC o GLP

ร“xido de nitrรณgeno o โ€˜Nitroโ€™

Al contrario de lo que algunos piensan, el รณxido de nitrรณgeno no es un combustible mรกs poderoso que aumenta la potencia del motor. En realidad, son unas molรฉculas que se rompen al calentarse y que liberan mรกs oxรญgeno en la cรกmara de combustiรณn. Por lo tanto, actรบa como comburente y no como carburante. Es decir, que al tener mรกs oxรญgeno disponible, se puede quemar mรกs gasolina y por lo tanto generar mรกs energรญa.ย Estรก prohibido en Espaรฑa y cada vez en mรกs lugares del mundo.

Se trata de una forma de sobrealimentaciรณn pero, en lugar de usar un turbo para meter aire a mรกs presiรณn, introducen un gas que libera oxรญgeno al calentarse. Los motores que se preparan para usar Nitro deben ser modificados de varias formas. Suelen requerir piezas con mayor resistencia al calor y cambios en la electrรณnica para adaptar su funcionamiento cuando se inyecta รณxido de nitrรณgeno. Por ejemplo, la variaciรณn del avance de encendido y el aumento de la cantidad de combustible. Recuerda que solo se activa durante unos segundos, para luego volver a quemar gasolina con el oxรญgeno del aire.

Motor atmosfรฉrico Vs. motor turbo

Motores atmosfรฉricos y motores turbo

La diferencia entre los motores atmosfรฉricos y los turboalimentados es que, mientras los primeros funcionan con aire a presiรณn ambiente, los segundos introducen mรกs presiรณn de manera forzada. Al tener mรกs oxรญgeno, los motores turbo pueden quemar mรกs combustible en una cรกmara de combustiรณn del mismo tamaรฑo o incluso mรกs pequeรฑa. Esto no solo permite alcanzar una potencia mayor si se quiere, sino que tambiรฉn permite una mejor respuesta a bajo y medio rรฉgimen. Algo de lo que los motores atmosfรฉricos suelen carecer y, de llegar a subsanarlo, no llegan a las capacidades de un motor turbo.

Lo habitual en coches convencionales con turbo es utilizar presiones en el aire que soplan entre 0,7 y 0,9 bares. Unos valores a los que hay que sumar a la presiรณn atmosfรฉrica que ya tiene el aire ambiente, es decir, 1 bar. De esta forma, la presiรณn real dentro de las cรกmaras de combustiรณn estarรก entre los 1,7 y los 1,9 bares. Aunque estos valores pueden ser mucho mayores en coches de altas prestaciones, llegando por ejemplo hasta los 6 bares de presiรณn.

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La presiรณn del turbo de los motores de altas prestaciones es muy alta

รšltimamente se utilizan mucho los turbos de bajo soplado, en los que no se buscan incrementos muy grandes de potencia. En lugar de esto tratan de mejorar la respuesta a medio rรฉgimen para conseguir una relaciรณn mรกs favorable entre prestaciones y consumo. En estos casos, la presiรณn de soplado se sitรบa entre 0,2 y 0,5 bares. En estos casos el objetivo final es el de mejorar la eficiencia. Como el motor responde mejor a bajas vueltas, se tiene que revolucionar menos para conseguir lo mismo que un atmosfรฉrico. A lo que se suele sumar una reducciรณn del tamaรฑo del motor e incluso eliminar algunos cilindros.

A pesar de estas virtudes del motor con turbo, hay marcas que todavรญa siguen apostando por los motores atmosfรฉricos. Ese es el caso de marcas como Toyota con los motores que usan en sus hรญbridos, Subaru en algunos de sus motores boxer y Mazda con sus motores con una relaciรณn de compresiรณn especialmente alta. A esto รบltimo hay que sumar los motores Skyactiv-X que esta marca japonesa ha desarrollado recientemente. Que gracias a sus sistema de encendido similar al diรฉsel y a otras innovaciones tรฉcnicas, promete una relaciรณn entre consumo y rendimiento similar al diรฉsel.

Tipos de motores elรฉctricos

Motores elรฉctricos como el de este Hyundai Ionic

Caballos fiscales
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La movilidad elรฉctrica estรก experimentando un crecimiento muy rรกpido a nivel global. La evoluciรณn de las baterรญas y de los motores elรฉctricos estรก permitiendo que poco a poco se vayan convirtiendo en opciones razonables para muchas personas. Por eso, no serรญa de extraรฑar que con el tiempo llegase a ser mรกs importante saber de motores elรฉctricos, que de motores de combustiรณn. Al menos a un nivel de usuario alto para saber comprar con cabeza.

Los motores elรฉctricos son mucho mรกs sencillos que los motores de combustiรณn de toda la vida. Sus partes bรกsicas son un estator y un rotor. Elementos que siempre tienen, sea cual sea el tipo al que pertenezcan. Ademรกs, dado que son mรกs compactos y que ya generan un movimiento rotativo (por lo que no necesitan cigรผeรฑal), permiten ahorrarse gran parte del sistema de transmisiรณn de un coche convencional con motor de explosiรณn.

Los motores elรฉctricos tienen muchas virtudes, como el de este Tesla

Se les suele atribuir que empujan con fuerza desde 0 rpm. Es decir, desde el primer momento que apretamos el acelerador. Ademรกs, tambiรฉn se dice de ellos que pueden empujar con fuerza hasta un rango de revoluciones muy alto, por lo que no tienen por quรฉ tener marchas. Sin embargo, esto no es siempre asรญ ya que existen varios tipos de motores elรฉctricos con caracterรญsticas diferentes. Se pueden dividir en tres categorรญas:

  • Sรญncrono de imanes permanentes
  • Sรญncrono de reluctancia conmutada
  • Asรญncronos o de inducciรณn

Si quieres saber mรกs sobre ellos te recomendamos que leas siguiente artรญculo donde te detallamos cada uno:

Cรณmo funciona un coche elรฉctrico
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Trenes de potencia hรญbridos

Trenes de potencia hรญbridos como el del Toyota Prius

Como ves, este apartado no se llama motores hรญbridos. Usamos el tรฉrmino tren de potencia porque en realidad no existen los motores hรญbridos como tal. Existen las combinaciones de motores de combustiรณn y elรฉctricos, que dan lugar a trenes de potencia hรญbridos.

Lo que hay que saber en este tipo de movilidad es que los motores de combustiรณn que se suelen usar estรกn especialmente adaptados a este uso. Por ejemplo, los motores mรกs usados en los hรญbridos actuales son los de ciclo Atkinson por ser mรกs eficientes. La potencia extra que da el motor elรฉctrico cuando es necesario, compensa su menor rendimiento.

Las formas de combinar los motores de combustiรณn y elรฉctricos son muy numerosas. Se pueden encargar por separado de cada eje, puede ponerse un motor elรฉctrico en la transmisiรณn e incluso usar varios motores elรฉctricos en diferentes sitios. Si quieres saber mรกs sobre este tipo de movilidad, te recomendamos el siguiente artรญculo:

Cรณmo funciona un coche hรญbrido elรฉctrico
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Cรณmo funciona un coche hรญbrido elรฉctrico o HEV

Imรกgenes: James Harland, Jan Beckendorf, The NRMA, Urduรฑako udala, feschesheli


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     รngelo Suarez Rodrรญguez dijo

    Esto tiene muy buena informaciรณn para saber cรณmo son los motores de combustiรณn interna, gracias a esta pรกgina puedo terminar mi proyecto sobre los motores