Motores en Línea o en V, ¿que son?

Cuando hablamos del motor (en este caso motores de combustión interna) de inmediato se piensa en la parte del vehículo que es su corazón, el componente que da vida y anima el movimiento del automotor. Una pieza que está conformada por una serie de partes y componentes que, al funcionar de manera sincronizada, permiten convertir la energía calórica producida por la combustión que proporciona la mezcla de aire y combustible, en energía mecánica  para darle movimiento al carro.

Y al leer la ficha técnica de un vehículo se encuentra una descripción de la configuración o tipo de diseño que los ingenieros le dieron al bloque de motor, y ahí se puede encontrar si se trata de motor en línea, o motor en V, como los más comunes, o una tipología especial como el motor rotativo, por ejemplo.

En el desarrollo de la ingeniería automotriz y la ingeniería mecánica en los más de 100 años que tiene de vida el invento del carro con su motor de combustión, son muchos los desarrollos y diseños que se han generado para hacer de esta pieza central del vehículo un elemento cada vez más eficiente.

Los motores se pueden clasificar de varias maneras. En este artículo hacemos referencia a algunas de ellas. Así se pueden encontrar.

Cilindros en línea: son aquellos motores en los que se sitúan los cilindros uno detrás de otro. Su posición en el habitáculo del motor puede ser longitudinal o transversal. Con esta configuración se pueden encontrar vehículos desde 3 cilindros en línea hasta 6 cilindros en línea como las configuraciones más comunes bajo esta arquitectura.

Cilindros en V: en esta presentación los cilindros están dispuestos en un diseño que forma una V y pueden tener diferentes ángulos de inclinación. Estos motores son identificables especialmente en carros que tienen un alto nivel de prestaciones, autos deportivos. Con esta disposición es posible ubicar en el habitáculo del motor máquinas desde 6, 8, 10 o incluso 12 cilindros (V6, V8, V10, V12). Para los diseñadores y constructores automotrices este tipo de configuración ofrece ventajas en cuanto a la posibilidad de hacer bloques más compactos y aprovechar mejor el espacio del vano motor y disponer así el mayor número de cilindros de acuerdo con el objetivo del rendimiento y el comportamiento dinámico del automotor, incluso también muy útil ese aprovechamiento del espacio para el momento de una intervención mecánica.

Motor Boxer: o también conocido como motor de cilindros opuestos. La posición de sus pistones forma un ángulo de 180 grados. O de manera más gráfica, están colocados en una posición horizontal, cada cabeza de pistón mirando hacía uno de los lados , y . Con este diseño los fabricantes de vehículos obtienen el beneficio de un bajo centro de gravedad del automotor y una mayor estabilidad en los momentos de conducción.

Rotativo: es un tipo de configuración especial que solo se ha usado en algunos modelos y quizá los más conocidos han sido utilizados por Mazda. En este motor en la cámara de combustión no existe un pistón sino un rotor que gira de manera constante. Este rotor tiene sus vértices en contacto con el estator o cavidad que hace las veces de cámara de combustión. Así, gracias a ese giro constante siempre tendrá tres compartimientos estáncos que van a estar cada uno en una de las fases del proceso de combustión (admisión, combustión o expulsión de gases) El giro transmite la fuerza de su movimiento a un cigüeñal  con un centro único alrededor del cual gira 

Aunque está formado por un menor número de piezas móviles y también evita fuertes vibraciones en su operación, tiene el problema de generación de emisiones altas, especialmente para los parámetros actuales en los que la preservación del medio ambiente es crucial en la industria automotriz. No es un motor para nada común.

Gasolina o diésel

También los motores se pueden clasificar de acuerdo con el combustible que usan.

Así se encuentran entonces los motores a gasolina que utilizan este hidrocarburo, que al mezclarse en el cilindro con el aire y tras un proceso de compresión por el pistón, se enciende mediante la chispa producida por la bujía, que provoca la explosión de la mezcla y genera el movimiento del pistón en carrera descendente para transmitir esta fuerza del movimiento al cigüeñal y de allí a las ruedas para que el carro tenga desplazamiento.

También puede tratarse de un motor que funciona con diésel. Este combustible, a diferencia de la gasolina, no se enciende mediante una chispa que salta de la bujía a la mezcla de aire y combustible. Con el diésel la combustión o encendido de la mezcla se logra mediante un mayor nivel de presión sobre la mezcla al interior de la cámara de combustión por eso las relaciones de compresión son mayores en este tipo de motor (relaciones de comprensión superiores a 10:1). Son motores que tienen un mayor par que los motores a gasolina y pueden ser más eficientes, pero también pueden generar mayor nivel de emisiones.

Y llegó el turbo

En los últimos años se ha vuelto más popular el uso del turbo en los motores con el fin de lograr mayor nivel de prestaciones en máquinas cada vez más pequeñas en cuanto a su cilindrada.

De manera básica un motor turboalimentado lo que hace es recibir no solo el aire a la presión del ambiente si no que tiene una ayuda adicional con el turbocargador, que inyecta mayor cantidad de aire a una presión forzada mecánicamente, lo que permite al motor quemar más combustible al tener mayor presencia de oxigeno y así puede generar una mayor potencia y tener un mejor desempeño a menores revoluciones.

Con un motor turbocargado es posible que vehículos con cilindradas desde 1.0 a 1.5 litros, por ejemplo, obtengan prestaciones de autos atmosféricos de 2.0 litros o un poco más.

Airbags, las bolsas que protegen la vida

Entre los elementos de seguridad pasiva de los que están dotados los vehículos hoy día,  las bolsas de aire son quizá por los que más preguntan los compradores de un vehículo nuevo o usado.

Ya por norma todo vehículo nuevo que se venda en Colombia desde el año 2017 debe tener por lo menos las dos bolsas de aire (airbags) en la parte delantera del habitáculo para la protección de conductor y acompañante. Y aunque en el caso de los vehículos usado no se puede hablar de obligación,  los potenciales compradores los encuentran ya por defecto en los carros de años modelo a partir de la fecha de entrada en vigencia de la norma,  y también cuando se trata de vehículos de años anteriores ya muchos compradores indagan si el vehículo en mira para su adquisición está dotado con este tipo de implementos de seguridad,  es decir la norma puso a pensar un poco más a los compradores en el tema de su seguridad y la de los suyos.

Los airbags,  o las bolsas de aire,  son elementos que hacen parte del conjunto de la seguridad pasiva del vehículo (aquellos dispositivos que se hacen presentes cuando hay un riesgo inminente de un incidente o un accidente en la vía,  o cuando efectivamente este se presenta y su función es evitarlo en el primer caso o minimizar los daños y afectaciones especialmente a los ocupantes del vehículo). Básicamente las bolsas de aire de un carro entran a cumplir su función y se despliegan cuando se presenta una desaceleración longitudinal brusca del carro que los sensores presentes en el vehículo interpretan como una colisión.  Al activarse la señal se emite una descarga eléctrica a un dispositivo detonador junta a un generador de gas que hace que este gas reaccione con el compuesto químico dentro de la bolsa de aire y se infle y se despliega para cumplir la función de ser un amortiguador ante un posible impacto de quienes ocupan el vehículo.

Los airbags se inflan en un volumen superior a los 50 litros y desarrollan su función de protección,  evitando que la o las personas se golpeen al interior del carro con algún elemento como el volante,  el panel de instrumentos, el tablero,  puertas o techo (si el carro está equipado con más que las dos bolsas de aire delanteras).  También puede proteger de esquirlas producidas por el impacto.

Una vez han cumplido con esa importante función orientada a preservar la vida y mitigar al máximo los daños corporales, también en cuestión de centésimas de segundo las bolsas se desinflan para facilitar así el proceso de salida o extracción de los ocupantes del auto.

Como ya se dijo, actualmente en Colombia es obligatorio que los vehículos nuevos tengan al menos dos airbags ubicados en la parte delantera para conductor y acompañante.  Pero no son los únicos que pueden instalarse en un automotor.  En vehículos de gamas medias y superiores es posible encontrar bolsas de aire en diversas partes del habitáculo y que buscan ofrecer una protección integral a sus ocupantes. Además de los frontales se pueden encontrar airbags laterales en los paneles de puertas para protección de impactos en cadera,  por ejemplo.  Airbags de rodilla para la protección de esta parte de las extremidades inferiores.  Airbags de techo o cortina para la protección del cuello y la cabeza.  También algunos vehículos en las gamas superiores incorporan un airbag externo al habitáculo que se ubica en la parte frontal del carro bajo el capo y se activa cuando los sensores detectan que una persona ha impactado con el vehículo y puede estrellar su cuerpo con el capo o el vidrio parabrisas.

Las bolsas de aire no son elementos que puedan reutilizarse.  Una vez se activaron y protegieron las vidas de quienes iban dentro del vehículo el dispositivo debe ser reemplazado en su totalidad.

Ningún airbag tiene una segunda vida.

LA «COMBUSTION» QUE DA VIDA A SU CARRO.

imagen:https://www.klipartz.com/

Para que un vehículo pueda desarrollar su marcha es necesario que al interior del motor, y de manera más precisa, en sus cilindros, se lleve a cabo el proceso de combustión de la mezcla de aire y combustible.

Esta mezcla, al encenderse por acción de la chispa que genera la bujía (vehículos a gasolina) o la comprensión al interior del cilindro de la mezcla (vehículos diésel) y hacer explosión dentro del cilindro genera una onda que transmite movimiento al pistón y este a su vez a través de la biela lo lleva hasta el cigüeñal para, finalmente llegar a las ruedas y dar movimiento al vehículo. La energía mecánica que produce el movimiento de estas piezas se convierte en energía cinética.

El proceso de combustión se presenta en un mecanismo que contempla cuatro etapas o fases que en su conjunto son conocidas como el Ciclo Otto

Y aquí un pequeño paréntesis histórico. El nombre de Ciclo Otto viene del ingeniero alemán Nikolaus August Otto, quien en 1876 creo el primer motor de gasolina de cuatro tiempos y que se considera el origen de los motores automovilísticos.  Claro está que el ingeniero Otto se basó en los trabajos y las patentes desarrolladas años atrás por el también ingeniero, francés en este caso, Alphonse Beau de Rochas, quien sin embargo no plasmó su idea en una máquina física, quizá, por eso, es más conocido Otto como padre del motor de combustión actual.

Volviendo al Ciclo Otto, en los motores de combustión interna, este proceso de cuatro fases se desarrolla de la siguiente manera

Fase 1. Admisión:

En este paso el pistón dentro del cilindro está ubicado en el punto máximo superior de su carrera (recorrido) también conocido como Punto Muerto Superior (PMS). Una vez está posicionado allí inicia su carrera en sentido contrario para llegar a la parte más baja del cilindro.

Cuando comienza su movimiento descendente también se abre la válvula de admisión y el movimiento del pistón crea una succión que permite el ingreso al interior del cilindro de la mezcla de combustible y aire.

Fase 2. Compresión:

Cuando el pistón llega a la parte más baja del cilindro, el Punto Muerto Inferior (PMI), y se ha llenado la cavidad del cilindro con la mezcla, se cierra la válvula de admisión (la válvula de escape ha permanecido cerrada en todo momento) y el pistón inicia de nuevo su recorrido para ascender hasta su posición más alta. En esta carrera el pistón comprime la mezcla que llenó el cilindro hasta un punto máximo de reducción del volumen dentro de la cámara. Esta compresión hace que la mezcla adquiera una temperatura elevada.

Fase 3. Explosión:

Con la mezcla en su punto máximo de compresión y las válvulas de admisión y escape cerradas, en la bujía se presenta la chispa eléctrica generada por la corriente suministrada por la bobina, esta chispa inflama la mezcla que por la alta temperatura a la que se encuentra por la compresión explota.

La onda de la explosión, producto del incremento súbito de la presión hace que el cilindro inicie su carrera descendente trasmitiendo este movimiento al cigüeñal.

Fase 4. Escape:

Cuando el pistón se encuentra en el Punto Muerto Inferior (PMI) se abre la válvula de escape del cilindro y el pistón comienza a subir de nuevo. En esta carrera ascendente empuja los gases que quedan como remanente de la combustión hacia el sistema de escape del vehículo. Los gases salen del cilindro la válvula de escape se cierra y nuevamente comienza en ciclo de 4 fases para un nuevo proceso de combustión.

Producto de esta combustión se generan gases se escape que van a la atmosfera. En su gran mayoría están compuestos por gas carbónico (CO2) y agua (H2O) en forma de vapor. El primero responsable en gran parte del cambio climático y el segundo totalmente inerte. También se producen Monóxido de Carbono (CO), gas muy venenoso y combustible sin quemar, nocivo también para los seres vivos, gases que se incrementan con el mal estado del motor y en especial con la ausencia de mantenimientos periódicos.

Por la anterior, es muy importante tener conciencia de la responsabilidad tan grande que tenemos como propietarios de vehículos con el medio ambiente y la salud de todos. Tener el vehículo en buen estado no solo es una obligación por ley, sino también un compromiso. Adicionalmente y también de gran importancia, es entender que debemos tomar conciencia de las emisiones de CO2: Son dañinas, están presentes en toda combustión y su cantidad depende única y exclusivamente del tamaño del motor. A mas grande, es decir a mayor cilindrada, mayor es la cantidad emitida. Es imperioso que tomemos conciencia que se debe imponer el uso de motores de combustión cada dia mas eficientes y mas pequeños.

El coeficiente aerodinámico, un factor de eficiencia y desempeño en el carro

La ficha técnica de un vehículo es el elemento de información más importante que se puede consultar al momento de comprar un vehículo nuevo o usado. Allí están consignados los datos técnicos, mecánicos, medidas y capacidades del automotor, lo que permite hacerse a una idea de las características del vehículo y si es el adecuado para las necesidades que se busca solventar.

Y entre toda la información que se puede encontrar hay un dato que muchas veces no es lo suficientemente comprendido por el comprador pero que revela, entre otras cosas, que tan eficiente puede ser el carro en su desempeño y como esto puede ser un indicador de aspectos como el impacto en el consumo de combustible. Se trata del coeficiente aerodinámico, que está representado por el símbolo Cx.

En términos generales, este coeficiente es el que estudia como se mueve un objeto, un cuerpo, en un entorno con aire, o también es el indicador de la resistencia al viento que tiene un objeto cuando se mueve a través de él. Cuando un vehículo se encuentra en marcha enfrenta un obstáculo que es el aire y gracias al diseño y el desarrollo de su potencia logra vencer la resistencia que ofrece dicho obstáculo. Ese el índice de penetración aerodinámica.

Este indicador se encuentra en un rango de 0 a 1. Mientras más cerca está de 1 se presenta una mayor resistencia al avance y por lo tanto esto repercutirá en aspectos como un mayor consumo de combustible y también las cifras de emisiones de gases al medio ambiente. En la mayoría de los vehículos de calle que se encuentran hoy en el mercado el rango de Cx se encuentra entre 0.25 y 0.40, como coeficiente de penetración promedio

Uno de los factores que influye en un buen coeficiente aerodinámico tiene que ver con lo que los diseñadores e ingenieros de vehículos denominan la superficie frontal, que es toda el área del frente de aire que se debe mover para que el carro pueda avanzar. Y esto incluye todos los elementos que se pueden observar en esa vista frontal del auto desde su parrilla, su bomper, el tamaño del cristal, la presencia de espejos retrovisores laterales externos y su tamaño, la altura del vehículo, su ancho, las ruedas en cuanto sobresalen o no de la carrocería, si tiene porta equipajes o cualquier otro elemento que vaya sobre su techo. Mientras mayor sea esta área (medida en metros cuadrados) su coeficiente de penetración será menos eficiente.

Por eso, los diseñadores cuando buscan la mejor relación aerodinámica en un carro de calle desarrollan modelos con figuras que son más estrechas, con parabrisas inclinados en ángulos más agudos, intentan evitar al máximo que las llantas sobresalgan de la carrocería, elementos como los espejos retrovisores tienen el menor tamaño posible y figuras más afiladas, o las manijas de las puertas se diseñan lo más planas e incluso en muchos casos se esconden para evitar cualquier turbulencia en el flujo del aire.

Y aunque generalmente, cuando se habla del coeficiente aerodinámico en la mente de la mayoría de los propietarios de autos se dibuja de inmediato la imagen del carro entrando en el flujo de aire y como lo corta con su parte delantera, también como sale y como se proyecta ese aire en la parte posterior es importante. El objetivo que persiguen los diseñadores es permitir un flujo laminar del aire en la parte trasera, es decir que si se tuviera una imagen de ese desplazamiento el aire se vería como una serie de láminas superpuestas  que van dejando una estela fluida tras del carro

Por eso cuando se quiere un vehículo con poca resistencia al aire también su diseño posterior debe ser trabajado de manera que el flujo de aire al pasar por esa zona no cree turbulencias que puedan hacer más lento el desplazamiento como un lastre o como si detrás del carro tuviera un paracaídas que frena su avance.

Y aunque el desarrollo aerodinámico en los autos siempre ha sido un tema importante en el diseño, hoy día se vuelve capital con el crecimiento paulatino de los vehículos eléctricos y la necesidad de que estos puedan llegar a importantes niveles de autonomía por carga. Así, un buen coeficiente aerodinámico permite precisamente que estos modelos  puedan alcanzar cada vez cifras mayores de recorridos en kilómetros sin tener que pasar por una estación de carga eléctrica y ser una real alternativa en materia de movilidad sostenible, que es a lo que están apuntando las firmas automotrices en el mundo.

A PROPOSITO DE TALLERES–

El taller, una elección crucial para su carro

Comienza el año, y posiblemente varios de nuestros lectores también inician estos doce meses estrenando carro nuevo o usado. Y una de las principales tareas para todo dueño de un vehículo es poder encontrar un taller confiable al cual poder llevar el auto a las revisiones periódicas, o cuando se presenta algún problema en la operación, o un evento que involucra una reparación de latonería y pintura.

En el caso de un vehículo nuevo las opciones son limitadas. En estos casos lo más conveniente es siempre acudir a los talleres que hacen parte de la red posventa oficial de la marca, especialmente por temas de conservar y poder ejercer la garantía durante su tiempo de vigencia en caso que sea necesario.

El taller de la red oficial presenta varias ventajas cuenta con equipos de reciente generación para cada uno de los modelos que la marca distribuye, su personal es especializado en dicha marca, debe contar con el stock de repuestos de alta rotación o su logística debe permitir conseguir piezas o partes en poco tiempo desde la casa matriz de la marca.

Pero la realidad indica que luego de cumplido el período de garantía son muchos los propietarios que comienzan a buscar otras alternativas señalando una ventaja en costos frente al taller oficial.

Si usted se encuentra dentro de este grupo es importante que tenga en cuenta algunas recomendaciones a la hora de evaluar ese taller al que de aquí en adelante confiará su carro como ese bien preciado e importante que es.

Escuche las recomendaciones de amigos o conocedores del tema, y también evalúe calificaciones de clientes sobre el taller que tiene en mente. Hoy día un buen taller tiene presencia en la web y redes sociales, y allí podrá encontrar opiniones de clientes actuales o anteriores sobre su calidad y servicio.

Si puede, acuda a entidades o sitios especializados como Cesvi Colombia que hacen evaluación de talleres e indague si el que usted busca ha sido evaluado por ellos.

Haga una visita a sus instalaciones y verifique aspectos como el orden, la limpieza, la capacidad de espacio que tienen, y en lo posible el estado de herramientas y su organización. Un taller ordenado y lo más limpio posible muestra también como es la atención que ponen en cada intervención o reparación.

Si va con su carro a un taller para cotizar una reparación, asegúrese que esta cotización sea lo más clara y detallada posible. Que especifiquen los ítems que van a reparar de acuerdo con la evaluación hecha y el tiempo aproximado que tardaría (tenga en cuenta sí que siempre es probable que una vez iniciado el proceso puedan encontrarse otros problemas subyacentes, pero la cotización inicial debe ser lo más certera posible sobre el problema).

Al entrar el carro al taller deben hacer un inventario que señale cuál es el estado del vehículo cuando llega, si presenta golpes, abolladuras, rayones, le faltan elementos (fuera de aquellos por los que va a ser intervenido).

Y finalmente que al presentar la factura esta cumpla con las exigencias fiscales que garantizan que se trata de un establecimiento que no evade con sus obligaciones ante el Estado.

Y recuerde que cuando necesite una evaluación para la compra o venta de un vehículo usado aquí, en Autotest, ofrecemos todas las garantías técnicas, de personal especializado, y de empresa formal, para que sus decisiones cuenten con el respaldo y la información confiable y veraz.