Motores de combustión interna

El esquema de un motor a combustión interna (mostraré como funciona un motor de cuatro tiempos) es muy simple. En el primer tiempo la válvula de admision se abre y el pistón baja para admitir la mezcla de aire con combustible, este tiempo se llama admición, luego, en el segundo tiempo, el pistón sube y comprime la mezcla, este tiempo se llama compresión. En el tercer tiempo la bujía hace una chispa que permite que la mezcla explote y que el piston baje, este tiempo se llama explosión. Con la inercia de la explosión el pistón sube, la valvula de escape se abre y el gas resultante de la explosión sale, después se repite el primer tiempo, el segundo, etc.. (ver el video en tiempo real). Así funciona un motor con bencina. 

Ve el funcionamiento de un motor con Real Player G2

El motor diesel es muy parecido, en el primer tiempo la diferencia es que en vez de entrar una mezcla de aire con combustible entra solo el aire, esto produce que el segundo tiempo también cambie, el aire se comprime y se calienta, en ese instante se inyecta el diesel, en el tercer tiempo el diesel explota a raiz del calor del aire, después, el cuarto tiempo es igual.

Motores Multivalvulares:

Los motores multivalvulares, como la palabra lo dice, es un motor con más de 2 válvulas por cilindro. Existen motores de 3 vál./cil. 4 vál./cil. y 5 vál./cil.. El primero es usado casi sólo por Mercedes Benz en la mayoría de sus motores, el segundo es el más usado y el tercero es lo último en tecnología y es usado en pocos autos (entre ellos, Ferrari, Audi, y otros...). El sistema de 4 vál./cil. (2 de admición y 2 de escape) está separado en DOHC (Double Over Head Camshafts o doble eje de levas a la cabeza, en español) y SOHC (Single Over Head Camshaft o único eje de levas a la cabeza). El eje de levas es lo que mueve las válvulas hacia abajo. Tener dos ejes de levas permite mover una corrida de válvulas cada uno, lo que hace posible presindir de los balancines, que pueden ser causa de fallas (Ver figura 2). El sistema de 5 vál./cil. (3 de admición y 2 de escape)sólo existe cómo DOHC (Ver figura 3). El sistema de 3 vál./cil. (2 de admición y una de escape) usaban un eje de levas y hoy en día son muy poco usados.

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3

Tener más vávulas permite ingresar más mezcla aire-combustible y más fácilmente al cilindro y esto se traduce en mayor potencia y un mayor par motor. La mayoría de las veces los motores multivalvulares tienen su potencia máxima a un régimen muy alto (cerca de 6000rpm.) lo que pdría ser un punto en contra para los autos de calle(en un motor "normal", con 2 vál./cil., la potencia máxima se encuentra a cerca de 5000rpm.).

Turbocargador:

El turbo es un pequeño aparato que permite mejorar notablemente la potencia y eficiencia del Motor. Los motores con turbo llegan fácilmente a los 100hp por litro y permiten una mayor potencia en motores pequeños. Sin embargo, ésta potencia no es entregada en forma gradual, como en los motores atmosféricos, sino que llega de golpe, por eso a veces se habla de la "patada" del turbo, porque comienza a entregar mucha potencia desde cierto régimen del motor y de forma repentina.

¿Pero cómo funciona?, muy simple. Por los gases de escape del motor se pierde mucha energía, es por esto que alguien tuvo la brillante idea de colocar una turbina después del múltiple de escape y ésta turbina, a su vez, conectarla por medio de un eje a otra turbina antes del múltiple de admision para que empujara el aire al cilindro, comprimiendolo. Con esto, es posible ingresar más aire al cilindro y por lo tanto más combustible y como resultado obtener mayor potencia "gratis".

Intercooler:

El turbo al mismo tiempo que comprime el aire lo calienta y el aire caliente tiene una densidad menor que el frio, esto significa que una misma cantidad de aire ocupa más espacio estando caliente que estando frio. Intercooler quiere decir intecambiador de calor y es sipmlemente un pequeño radiador por el cual fluye el aire comprimido por el turbo y es enfriado por el aire del ambiente. De ésta manera el aire ocupa menos espacio y es posible meter más mezcla aun de aire/combustible en el cilindro y además evita la detonación (explosión antes de producirse la chispa de la bujía).
La entrada de aire que tiene el Subaru WRX en el capó sirve para enfriar el intercooler.

Supercargador:

El supercargador o compresor es muy similar al turbo, también sirve para meter aire a presión al cilindro, pero la diferencia está en que el supercargador no es movido por los gases de escape, sino que por el giro del motor (va conectado al eje del motor), esto permite una entrega de potencia más suave en comparación con el turbo.
Los autos con supercargador también son equipados con intercoolers, pero son mas usados los intercoolers enfriados con agua más que con aire.

En general ambos sistemas aumentan prácticamente la misma cantidad de hp. El turbo, eso si, es más barato que el supercargador y este último es más usado en Estados Unidos, mientras que el Turbo se usa más en Japón y Europa (a excepción de Mercedes, que usa supercargadores bajo el nombre de "Kompressor" o una simple "K").

Libros:

Aca les tengo algunos buenos libros sobre motores y autos, lamentablemente están en inglés, pero a más de alguién le pueden servir:

• William K. Toboldt, Larry Johnson, W. Scott Gauthier; "Automotive Encyclopedia"
• Martin W. Stockel, Martin T. Stockel, Chris Johanson; "Auto Fundamentals"
• Tom Newton, "How Cars Work"