CICLOS DE CUATRO TIEMPOS Y SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

Miércoles 21 de mayo, 2025

CLASE 1: 

CICLO DE CUATRO TIEMPOS UTILIZADO EN MOTORES DE 110 CM3

La invención del ciclo de cuatro tiempos es también conocida como el ciclo Otto en alusión a su inventor, el alemán Nicolau Otto, que, alrededor de 1987 puso en marcha el primer de los mencionados motores.

El motor que estudiaremos es una máquina que transforma la energía química en mecánica, o sea, en movimientos. Este virtuoso alemán, para poder lograr dicha transformaciones de energía, aplicó en su motor cuatro (4) movimientos de pistón en cilindro, y son conocidos como tiempos y cada uno de ellos lleva un nombre en este orden: admisión-compresión-explosión-escape. Amplió la interpretación de estos mencionados tiempos agregando lo siguiente: Cada tiempo es un deslizamiento de pistón dentro del cilindro, el mismo puede ser en el cual el émbolo suba o baje y, en nuestro curso, acostumbraremos a llamarlos carrera de pistón y se clasifica en Carrera ascendente cuando el pistón sube y Carrera descendente cuando el pistón baja.

Cada carrera corresponde a medio giro del Cigüeñal, por lo tanto para poder realizar el ciclo completo con sus cuatro tiempos se necesitan dos (2) vueltas de motor.

PRIMER TIEMPO: ADMISIÓN

El pistón está en el punto muerto superior y empieza a descender, en este instante se abre la válvula de admisión y los gases que existen en la tubería de admisión (la mezcla de aire y nafta suministrada por el carburador) son aspirados por el pistón que desciende y van llenando el cilindro. Cuando el émbolo llega a punto muerto inferior se cierra la válvula de admisión.

En tiempo de admisión el pistón ha bajado del punto muerto superior al punto muerto inferior y el cigüeñal a girado media vuelta.

La mezcla es de quince (15) gramos de aire y un (un) gramo de nafta estimativamente e ingresa al cilindro en estado frío.

SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN

El pistón sube desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, y las dos válvulas están cerradas. Los gases que llenaban el cilindro van ocupando un espacio cada vez más reducido, comprimiéndose hasta llenar solamente el que queda entre la cara superior y el fondo del cilindro. Este espacio se llama Cámara de compresión o de exploción.

Durante la compresión, el pistón ha subido desde el punto muerto inferior al punto muerto superior (diría que el pistón realizó una carrera ascendente) y el cigüeñal, en tanto, a dado otra vuelta por haberse comprimido la mezcla, cuando ocupa la cámara de compresión está más caliente que al entrar al cilindro y también están unidos el aire y la gasolina.

El tiempo de compresión ha servido para preparar la mezcla en las mejores condiciones para la explosión que va a realizarse inmediatamente.

Sería conveniente expresarnos diciendo: En el segundo tiempo, el pistón comprime, calienta la mezcla y la aloja en la cámara de compresión.

La mezcla que ingresó a lo largo del cilindro se encontraba en estado frío. En este tiempo, por la violenta compresión y consecuente reducción de espacio, suele llegar a alcanzar entre 300° y 400° grados centígrados estimativamente.

TERCER TIEMPO: EXPLOSIÓN

En el momento que los gases se encuentran fuertemente comprimidos en la cámara de explosión, salta la bujía que los inflama. La fuerza de explosión lanza el pistón del punto muerto superior al punto muerto inferior, transmitiéndose por la Biela al cigüeñal y su volante un fuerte impulso que este recibe.

Durante la carrera del émbolo en la explosión, las válvulas han permanecido cerradas y el cigüeñal efectuó una tercera media vuelta.

En este tiempo es precisamente donde se realiza la transformación de la energía química en mecánica, es decir, en movimiento. Agregaría que es el único tiempo que produce fuerza y esta se aloja en el volante (disco pesado que se encuentra en el extremo del cigüeñal), el mismo almacena esta fuerza y la utiliza para poder realizar los tres (3) tiempos restantes.

A este tiempo también se le suele decir de expansión.

CUARTO TIEMPO: ESCAPE

Al iniciarse este tiempo el pistón está en su punto muerto inferior, la válvula de escape se abre y el pistón, al subir, empuja los gases quemados, expulsándolos al exterior por la tubería de escape. Le diría carrera ascendente. Cuando el émbolo alcanza el punto muerto superior, la válvula de escape se cierra. En la carrera de pistón durante el escape, del punto muerto inferior al punto muerto superior, el cigüeñal gira otra media vuelta.

Cuando el pistón empieza a bajar de nuevo, desde el punto muerto superior, se abre la válvula de admisión y se repiten todas las fases anteriores en la misma forma y en el mismo orden, mientras el motor está funcionando. El conjunto de los cuatro tiempos, operaciones distintas (admisión-compresión-explosión-escape), se llama ciclo de cuatro tiempos. Como a cada tiempo del motor corresponde media vuelta del cigüeñal, el ciclo se realiza con cuatro medias vueltas, o sea, en dos vueltas completas del cigüeñal.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

Es el encargado de proporcionar al motor la mezcla de aire-nafta. Se conforma por:

1. Tanque de combustible o depósito.

2. Combustible.

3. Grifo.

4. Conducto.

5. Filtro adicional.

6. Carburador.

7. Filtro de aire.

8. Codo de admisión.

9. Manillar que comanda la apertura del carburador.

FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPIO BÁSICO

En el carburador podemos apreciar una entrada de aire que sería la que se encuentra hacia el lado del filtro en la figura atmósfera. Cuando el pistón realiza carrera descendente (primer tiempo: admisión) con la válvula de admisión abierta, succiona desde el filtro aire y este ingresa por la garganta del carburador en la proporción que una (1) apertura de la cortina se lo permita. En este acto, como se puede apreciar, se produce el fenómeno de aspersión de líquido, que en este caso sería nafta.

Funcionamiento: La cuba es el nivel constante y, por lo tanto, el chicles principal y la flauta de emulación se encontrarán siempre sumergidos en el combustible, es entonces que al pasar el aire rasante por el Venturi (cintura) de carburador, que en esa dirección se encontraría el orificio de la flauta, se produce por parte del aire la aspersión del líquido que al ingresar en esa corriente atmosférica se abre molecularmente y se mezcla de tal manera con el aire que termina ingresando a la cámara en calidad de mezcla gaseosa, o sea, en spray, en proporción más o menos de quince (15) gramos de aire por un (1) gramo de nafta.