Se llama motor de 4 tiempos a aquel de combustión interna alternativo, tanto Otto como diésel, que necesita 4 carreras del pistón o émbolo (es decir, dos vueltas completas del cigüeñal) para completar el ciclo termodinámico de combustión. Los cuatro tiempos de los que hablamos son: admisión, compresión, combustión o explosión y escape.
En 1861, el alemán Otto probó su primer motor de gas de cuatro tiempos, pero tuvo que abandonarlo por dificultades técnicas. En 1867, los alemanes Otto y Langen desarrollaron un motor de gasolina de cuatro tiempos que se encendía mediante una mezcla de aire comprimido, y al año siguiente se puso en circulación en París. El gran avance de Otto es encender la mezcla comprimida en lugar de simplemente inhalarla, lo que mejora la eficiencia y el rendimiento del motor.
Los ciclos o fases del motor
Funcionamiento del motor de cuatro tiempos
Aquí se detallan los diferentes tiempos (actividades realizadas durante el ciclo) y sus características.
Primera fase o admisión:
Durante esta fase, el descenso del pistón aspira la mezcla aire-combustible en motores de encendido por chispa (MEP) o motores de encendido por compresión (MEC). Las válvulas de escape permanecen cerradas mientras que las válvulas de admisión están abiertas. En la primera etapa, el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas 90º. La válvula de admisión se abre y el pistón se mueve hacia abajo.
Segunda fase o compresión:
Al final de la carrera, la válvula de admisión se cierra. De esta forma, el gas contenido en la cámara es comprimido por la subida del pistón. En esta segunda fase el cigüeñal gira 360º, el árbol de levas lo hace en 180º. Ambas válvulas también están cerradas y su carrera se dirige hacia arriba.
Tercera fase o explosión/expansión:
Cuando se alcanza el final de la carrera superior, el gas ha alcanzado su presión máxima. En un motor de encendido por chispa o ciclo Otto, se produce una chispa en la bujía, lo que hace que la mezcla se encienda, mientras que en un motor diésel, se inyecta combustible altamente pulverizado a través de un inyector, que se enciende espontáneamente bajo la alta presión y temperatura del interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, ésta progresa con rapidez, aumentando la temperatura y la presión dentro del cilindro y expandiendo el gas que empuja al pistón. Esta es la única etapa donde se consigue trabajo. Durante este tiempo, el cigüeñal gira 180º y los árboles de levas 90º cada uno. Ambas válvulas están cerradas y su carrera es hacia abajo.
Cuarta fase o escape:
En este cuarto tiempo, el pistón del motor empuja, al subir, los gases de la combustión. Estos deshechos salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.
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