LAS 10 PARTES BÁSICAS DE UN MOTOR DE COMPETICIÓN.

LAS 10 PARTES BÁSICAS DE UN MOTOR DE COMPETICIÓN.

Un motor de competición está constituido por un conjunto de elementos o partes primarias. Dichas partes trabajan conjuntamente, de manera sincronizada y harmónica, para poder convertir la energía química de la gasolina en rápidas combustiones y generar un movimiento rotativo en las ruedas para impulsar el vehículo.

 EL PILAR FUNDAMENTAL: EL BLOQUE MOTOR

El bloque motor es el componente base al que se fijan y alojan prácticamente todos los demás componentes de un motor de competición. En su interior, se encuentran elementos como los pistones y las bielas, y en él, se fijan los principales elementos como la culata, el cigüeñal o el cárter motor. Éstos, son los principales componentes para transformar la energía del combustible en un movimiento rotativo alterno.

El bloque motor contiene una serie de agujeros en su interior, llamados cilindros, donde se deslizan los pistones en movimientos rectilíneos alternos. Por lo tanto,  un motor tendrá tantos pistones como cilindros disponibles. La forma y disposición del bloque está adaptada al tipo de motor correspondiente, según sea de cilindros en línea, horizontales opuestos o en posición de V. Cada línea de cilindros se le llama bancada, con lo cual, para los motores en línea dispondremos de una única culata y para el resto dispondremos de dos. Los bloques que más se utilizan en los motores de competición son los de 4 cilindros en línea, los de 6, 8 o 10 cilindros dispuestos en V y los de 4 o 6 cilindros horizontales opuestos.

La cilindrada es la suma del volumen útil de todos los cilindros de un motor. Así pues, la cilindrada de un motor irá directamente relacionada con el diámetro y el tamaño de los cilindros, así como el número de éstos.  

ENERGÍA TRANSFORMADA EN MOVIMIENTO. LOS PISTONES

Los pistones se desplazan arriba y abajo dentro de los cilindros (en el bloque motor) a causa de la combustión de la mezcla aire y combustible en las cámaras de combustión. Debido a esta combustión, se genera una gran fuerza que se expande en todas direcciones dentro la cámara y que empuja violentamente la cabeza de los pistones hacia la parte inferior de los cilindros. La fuerza producida en un cilindro es multiplicada por el número de cilindros que tiene un motor y repetida constantemente en una de sus cuatro fases del ciclo de funcionamiento (explosión).

Los pistones incorporan unos aros abiertos, fijados a ellos mediante unas ranuras labradas en su estructura en forma de alojamiento. Los aros son finos, metálicos y elásticos, y se fijan en la parte superior de la cabeza de los pistones. Actúan de sellador para mantener la presión dentro de los cilindros y se aseguran de que no haya pérdidas de gases y, en consecuencia, de potencia. Estos elementos también se encargan de limpiar el sobrante de aceite lubricante en los cilindros, evitando que éste se queme debido a las combustiones y de lubricarlo posteriormente con aceite renovado en cada fase de movimiento rectilíneo alterno.

TRANSMISIÓN DE LA FUERZA. LAS BIELAS

Para transmitir la fuerza o el movimiento de un elemento mecánico a otro es necesario interponer un tercer elemento que los conecte, como por ejemplo las bielas. Su principal función es hacer de nexo entre el pistón y el cigüeñal sin perder potencia y energía por el camino, transmitiendo toda la fuerza de las explosiones de la mezcla de aire y combustible generadas sobre la cabeza del pistón, hacia el cigüeñal.

Las bielas, se conectan a los pistones mediante una pieza llamada bulón, que tiene la función de permitir un movimiento de cabeceo del pistón para su correcto ajuste en los movimientos de subida y bajada dentro del cilindro, así como garantizar la correcta unión de ambas partes.

TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO. EL CIGÜEÑAL

Se podría decir que el movimiento del cigüeñal de un motor es bastante parecido al movimiento de los pedales de una bicicleta, donde el pedaleo arriba y abajo es exactamente igual a la fuerza que ejercen los pistones moviéndose dentro de los cilindros de un motor de competición. En un motor, la fuerza de la combustión dentro del cilindro crea la potencia, al igual que la energía de nuestras piernas al accionar los pedales de la bicicleta.

Al accionar el pedal de una bicicleta, nos moveremos hacia adelante. Algo muy parecido pasa cuando los pistones son empujados hacía abajo debido a la combustión de la mezcla aire combustible, donde hacen girar el cigüeñal y al mismo tiempo suben otros pistones hacia arriba para generar las siguientes explosiones. Dicho de otra manera, este mecanismo es el responsable de transformar el movimiento rectilíneo de los pistones en un movimiento circular continuo.

PUERTAS DE ENTRADA Y SALIDA. LA CULATA

La culata es quizás una de las partes más complejas de un motor de competición, ya que en su interior intervienen distintos mecanismos que deben estar perfectamente sincronizados con los ciclos de funcionamiento de cada cilindro del motor.

La unión entre la culata y el bloque motor se realiza mediante una junta de estanqueidad llamada junta de culata. Una vez unidas ambas piezas, existe un espacio entre la parte superior de los pistones y la parte inferior de la culata llamada cámara de combustión, la cual tiene una forma determinada para favorecer las turbulencias de los gases que circulan en su interior y su posterior combustión. La culata esta provista de conductos internos para el paso de aceite lubricante y líquido refrigerante, que mantienen un óptimo engrase y temperatura de funcionamiento de todos sus componentes.

En su interior, la culata alberga las válvulas, los taqués, muelles de válvulas o árboles de levas. Las válvulas de admisión y escape actúan como puertas de entrada para la mezcla aire combustible, y de puertas de salida para los gases de escape una vez finalizada la combustión dentro de los cilindros. En un motor de cuatro tiempos, las válvulas de admisión se abren para permitir la entrada en el cilindro de una mezcla aire combustible succionada por el pistón. Una vez dentro, las válvulas se cierran y los pistones suben hacia arriba comprimiendo la mezcla dentro de la cámara estanca. El sistema de encendido contribuye a la detonación de la mezcla, que se quema dentro de la cámara de combustión y los pistones serán empujados hacia abajo debido a la fuerte presión y fuerza generadas en la combustión. En el camino de nueva subida de los pistones hacia arriba, las válvulas de escape se abrirán permitiendo a los gases quemados salir del cilindro y preparar otro nuevo ciclo de funcionamiento del motor.

Para poder abrir o cerrar las válvulas de un motor en sus correctos tiempos de funcionamiento, la culata alberga unos ejes llamados árboles de levas, que disponen de unos prominentes actuadores intercalados entre sí, llamados levas, y que permiten abrir y cerrar las válvulas de admisión y de escape en sus precisos ciclos de funcionamiento, es decir, en el momento oportuno.

ADMISIÓN DE AIRE DEL MOTOR. COLECTORES DE ADMISIÓN

Cuando hablamos de los sistemas de admisión de un motor de competición nos referimos al conjunto de componentes que abastecen de aire las cámaras de combustión. Así pues, el colector de admisión es un conjunto de cámaras y tuberías que conectan el cuerpo de aceleración con las entradas de las cámaras de combustión situadas en la culata de un motor. El cuerpo de aceleración es una pieza electromecánica que actúa como una puerta de entrada del aire hacia el motor y su flujo dependerá de la posición de apertura. Esta puerta de entrada de aire tiene relación directa con el pedal acelerador del vehículo, y dependiendo de la demanda de potencia, el pedal acelerador actuará directamente sobre la posición de apertura del cuerpo de aceleración. Si dicho cuerpo permanece cerrado, la entrada de aire hacia el motor se verá limitada y a consecuencia la velocidad de giro del motor disminuirá; si por el contrario la posición del cuerpo acelerador permanece parcialmente abierta, el motor aspira la máxima cantidad de aire incrementando la velocidad de giro del motor y permitiendo generar el nivel máximo de potencia respecto su posición de apertura.

LA EVACUACIÓN DE LOS GASES. COLECTORES DE ESCAPE

Los colectores de escape son básicamente un conjunto de tuberías unidas entre sí para poder expulsar los gases resultantes en el proceso de combustión fuera de las cámaras de combustión y, normalmente, fuera del vehículo. Un completo sistema de escape consiste en los colectores de escape, el convertidor catalítico, y por último y según en qué casos, un silenciador. Los colectores de escape son los encargados de conducir los gases quemados y la energía calorífica durante el proceso de combustión del motor hacia el exterior de las cámaras de combustión. En motores de competición, los colectores de escape se construyen de tal manera que faciliten la salida de los gases y aumente su velocidad en su paso, ofreciendo una mínima resistencia a la hora de evacuarlos.

SISTEMA DE ENCENDIDO. LAS BUJÍAS

Para conseguir que la mezcla de aire y combustible que se introduce dentro de las cámaras de combustión llegue a detonar y consumirse, los motores gasolina vienen equipados con un sistema de encendido electrónico que prende dicha mezcla generando un arco eléctrico a través de los electrodos que contienen las bujías. La unidad electrónica de control del motor (U.E.C) controla el tiempo en el que deben saltar las chispas en todos los cilindros en su fase de explosión, lo que se denomina tiempo de encendido.

El principio de funcionamiento de las bujías es convertir la energía eléctrica generada por las bobinas de encendido en un arco eléctrico capaz de poder inflamar rápidamente la mezcla de aire y combustible del interior de las cámaras de combustión. Durante mucho tiempo las bujías han jugado un papel muy importante a la hora de conseguir el máximo rendimiento de un motor y la total combustión de la mezcla aire – gasolina dentro de las cámaras de combustión.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

Para llevar a cabo los procesos químicos y generar energía de trabajo es necesario un sistema de alimentación de combustible. Este sistema será el encargado de introducir el carburante dentro las cámaras de combustión mediante los inyectores. Dichos inyectores actúan como válvulas electromecánicas y están comandadas por una unidad electrónica de control que funciona como el cerebro del motor y gestiona toda la información a tiempo real. Este dispositivo electrónico controla la cantidad de gasolina que está siendo inyectada dentro del motor por un periodo de tiempo que los inyectores permanecen abiertos o cerrados dependiendo de las fases del motor.

A velocidad constante, se mantendrá un caudal de inyección que será proporcional a la cantidad de aire aspirado por el motor y la posición del cuerpo de aceleración situado en el colector de admisión. Cuando existe una gran demanda de potencia, el cuerpo de aceleración proporciona una gran cantidad de flujo de aire aspirado, por lo que se inyecta una cantidad de gasolina proporcional al flujo de aire del colector de admisión. Esto genera un gran volumen de la mezcla aire-combustible, lo que significa un aumento de potencia de salida.

  SISTEMA DE LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN

Sin los sistemas de lubricación y refrigeración, no sería posible el funcionamiento de un motor. Su trabajo y desempeño es de vital importancia. Son los encargados de lubricar y refrigerar el motor, impulsando los fluidos a través del bloque motor y la culata hasta todos los componentes móviles del motor que generan fricción y temperatura.

Las elevadas temperaturas de funcionamiento de un motor de competición, como consecuencia de los procesos de combustión que se desarrollan en su interior, y los elevados regímenes de giro constantes de funcionamiento, deberán de ser rebajados drásticamente y de una manera rápida y eficaz para conseguir un correcto funcionamiento del motor. Para evacuar el calor excedente del motor, se utiliza un sistema de refrigeración que hace circular un fluido alrededor de todos los componentes del motor que generan fricción y por lo tanto temperatura. El rozamiento que se produce entre los órganos móviles genera calor y desgaste de los mismos, de modo que para conseguir una cierta duración de los componentes, debemos generar un caudal de aceite que llegue a todos los puntos sometidos a este tipo de desgastes. Además, el aceite se deberá renovar continuamente, realizando así una función refrigerante además de lubricante.