10.1. Configuración general según disposición de cilindros
Describe la organización física de los cilindros o rotores. La disposición influye en las dimensiones y el equilibrio del conjunto.
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10.1.1. Motor en línea (L2, L3, L4, L5, L6)
Coloca los cilindros en una sola fila. Su longitud y equilibrio dependen del número de cilindros y del diseño del cigüeñal.
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10.1.2. Motor en V (V4, V6, V8, V10, V12)
Distribuye los cilindros en dos bancadas inclinadas que comparten un cigüeñal. El ángulo de las bancadas influye en tamaño, equilibrio y secuencia de encendido.
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10.1.3. Motor plano u opuesto (Boxer H4, H6)
Dispone los cilindros horizontalmente a ambos lados del cigüeñal. En el bóxer los pistones opuestos se mueven simétricamente; no todo motor plano es bóxer.
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10.1.4. Motor en W (W12, W16)
Agrupa cilindros en una disposición compacta denominada W. Los W12 y W16 de ciertas familias utilizan cuatro filas organizadas en dos conjuntos de ángulo estrecho.
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10.1.5. Motor radial (uso aeronáutico e histórico)
Dispone cilindros alrededor del cigüeñal en forma radial. Se asocia principalmente con aplicaciones aeronáuticas históricas y algunos vehículos especiales.
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10.1.6. Motor rotativo (Wankel)
Obtiene trabajo mediante un rotor que gira dentro de una carcasa de forma especial. Realiza admisión, compresión, combustión-expansión y escape sin pistones alternativos.
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10.2. Clasificación según ciclo de funcionamiento
Clasifica cómo el motor realiza admisión, compresión, combustión-expansión y escape, y cómo aprovecha esas transformaciones para producir trabajo.
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10.2.1. Motor de 4 tiempos (Otto y Diésel)
Completa admisión, compresión, expansión y escape en cuatro carreras del pistón, equivalentes a dos vueltas del cigüeñal por ciclo de cada cilindro.
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10.2.2. Motor de 2 tiempos
Completa el ciclo en dos carreras del pistón, una vuelta del cigüeñal. El intercambio de gases y la lubricación varían entre diseños de gasolina y diésel.
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10.2.3. Motor rotativo (geometría Wankel)
En el Wankel convencional el rotor tiene tres vértices y la carcasa es bilobulada. Esa geometría no debe confundirse con la cantidad de rotores del motor.
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10.2.4. Ciclos y modos de combustión: Miller, Atkinson, HCCI
Miller y Atkinson modifican la relación entre compresión efectiva y expansión. HCCI utiliza autoencendido por compresión de una carga aproximadamente homogénea.
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10.2.5. Combustión HCCI (encendido por compresión de carga homogénea)
La carga de aire y combustible aproximadamente homogénea se autoenciende por compresión. Su control exige gestionar temperatura, composición y momento de combustión; no excluye la inyección directa.
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10.3. Número de cilindros y configuración típica
El número de cilindros y su disposición afectan espacio, pulsaciones y complejidad. Por sí solos no determinan potencia ni consumo.
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10.3.1. 2 cilindros (bicilíndrico)
Emplea dos cilindros, dispuestos por ejemplo en paralelo, en V o enfrentados. Es habitual en motocicletas y algunas aplicaciones compactas.
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10.3.2. 3 cilindros (L3, V3)
Emplea tres cilindros, generalmente en línea en automóviles. El equilibrio depende de cigüeñal, soportes y posibles mecanismos compensadores.
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10.3.3. 4 cilindros (L4, V4, Boxer 4)
Emplea cuatro cilindros en línea, en V o planos. La configuración en línea es común en automóviles y también aparece en motocicletas.
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10.3.4. 5 cilindros (L5)
Combina cinco cilindros, habitualmente en línea. Su secuencia de combustión y sus momentos de desequilibrio difieren de los motores de cuatro y seis cilindros.
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10.3.5. 6 cilindros (L6, V6, Boxer 6)
Puede organizarse en línea, en V o en disposición plana. Cada arquitectura presenta diferencias de espacio, equilibrio y complejidad.
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10.3.6. 8 cilindros (V8, Boxer 8, W8)
Utiliza ocho cilindros; la disposición en V es frecuente, mientras que W8 y motores planos de ocho cilindros son menos comunes.
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10.3.7. 10, 12, 16 cilindros (V10, V12, W12, W16)
Agrupan numerosos cilindros en configuraciones destinadas a diversas aplicaciones de potencia o suavidad elevada. Su tamaño, consumo y complejidad dependen del diseño.
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10.4. Componentes internos variables
Compara características constructivas que modifican respiración, régimen de giro y comportamiento del motor.
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10.4.1. Número de válvulas por cilindro (2, 3, 4, 5)
Determina cuántas válvulas gestionan admisión y escape en cada cilindro. Una mayor cantidad puede mejorar el intercambio de gases, con mayor complejidad mecánica.
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10.4.2. Árbol de levas (SOHC, DOHC)
SOHC utiliza un árbol de levas sobre cada culata; DOHC emplea dos. No indica por sí solo el número total de válvulas del motor.
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10.4.3. Sistema VVT/VTEC (variación del tiempo de válvulas)
VVT modifica la distribución según las condiciones del motor. VTEC es una familia de sistemas Honda que puede cambiar alzada y duración; ciertas variantes incorporan también variación de fase.
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10.4.4. Relación diámetro/carrera (cuadrado, supercuadrado, subcuadrado)
Un motor cuadrado tiene diámetro y carrera iguales; el supercuadrado tiene mayor diámetro que carrera y el subcuadrado, una carrera mayor que el diámetro.
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10.5. Orden de encendido y balance dinámico
Estudia la secuencia de combustiones y las fuerzas producidas por las masas móviles. Ambos aspectos influyen en vibraciones y suavidad.
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10.5.1. Secuencia de encendido por configuración (ej. 1-3-4-2 en L4)
Define el orden en que ocurren las combustiones. La secuencia 1-3-4-2 es un ejemplo frecuente en cuatro cilindros, pero debe confirmarse para cada motor.
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10.5.2. Influencia del orden en vibración y balance
La secuencia y separación angular de las combustiones influyen en las pulsaciones de par y las vibraciones. El equilibrio también depende de masas y geometría.
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10.5.3. Contrapesos y ejes balanceadores
Los contrapesos compensan parte de las fuerzas del conjunto giratorio; los ejes balanceadores contrarrestan fuerzas o momentos alternativos concretos.
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10.5.4. Cigüeñal plano vs. cruzado (flat-plane vs. cross-plane)
En un V8, el cigüeñal plano organiza las muñequillas en un plano y el cruzado las distribuye a 90°. Cambian el equilibrio, las pulsaciones y el sonido.
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10.6. Parámetros fundamentales de funcionamiento
Son magnitudes geométricas y energéticas que describen el tamaño y la operación del motor y permiten comparar diferentes diseños.
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10.6.1. Carrera del pistón (stroke)
Es la distancia recorrida por el pistón entre el punto muerto superior y el inferior. Junto con el diámetro determina el volumen desplazado.
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10.6.2. Diámetro del cilindro (bore)
Es la medida interior del cilindro por donde se desplaza el pistón. Se utiliza para calcular la cilindrada.
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10.6.3. Relación de compresión
Es la relación entre el volumen del cilindro con el pistón abajo y su volumen con el pistón arriba. La relación efectiva también depende del intercambio de gases.
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10.6.4. Volumen total y volumen muerto
El volumen máximo comprende la cilindrada individual más el volumen residual de la cámara. El volumen muerto es el que permanece en el punto muerto superior.
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10.6.5. Cilindrada individual y total
La cilindrada individual es el volumen barrido por un pistón: π × diámetro² × carrera / 4. La total suma el volumen barrido de todos los cilindros.
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10.6.6. Tasa de expansión y eficiencia térmica
La relación de expansión compara volúmenes durante la fase de trabajo. La eficiencia térmica expresa qué fracción de la energía del combustible se convierte en trabajo útil.
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10.7. Presión y vacío en admisión
La presión de admisión cambia con carga, régimen, distribución y sobrealimentación. Su interpretación requiere conocer el tipo de motor y el punto de medición.
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10.7.1. Vacío en ralentí (condiciones normales y fallas)
Es la diferencia entre presión atmosférica y presión de admisión. En gasolina con mariposa suele ser apreciable al ralentí; no existe un valor universal para todos los motores.
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10.7.2. Presión atmosférica vs. presión absoluta (MAP)
La presión absoluta se mide respecto al vacío absoluto. El sensor MAP la registra en admisión; compararla con la atmosférica permite identificar depresión o sobrepresión.
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10.7.3. Efecto del turbo/supercargador sobre la presión
El turbocompresor o supercargador comprime el aire de admisión y aumenta su densidad. El control de presión y la refrigeración dependen del sistema.
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10.7.4. Curvas de vacío durante las 4 carreras del motor
Representan cambios de presión relacionados con el movimiento del pistón y la apertura de válvulas. Su forma depende del punto de medición y de las condiciones del motor.
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10.8. Tipos de encendido y variaciones
Describe cómo se inicia la combustión y cómo se controla su momento según la arquitectura y las condiciones de funcionamiento.
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10.8.1. Encendido por chispa (gasolina)
Utiliza una chispa de bujía para iniciar la combustión de la mezcla. El instante de encendido se adapta a las condiciones de funcionamiento.
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10.8.2. Encendido por compresión (diésel)
El aire se calienta al comprimirse y provoca el autoencendido del combustible inyectado. Es el principio característico del motor diésel.
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10.8.3. Encendido controlado por computadora (ECU/PCM)
La computadora calcula el instante de chispa y controla la energía de las bobinas mediante sus etapas de potencia o módulos asociados.
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10.8.4. Sistemas DIS, COP, CDI
DIS elimina el distribuidor; COP coloca una bobina sobre cada bujía; CDI descarga un condensador para generar el encendido. Son conceptos de arquitectura distintos.
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10.8.5. Avance y retardo en el encendido
Desplazan el momento de la chispa respecto a una referencia del cigüeñal. Se utilizan para ajustar rendimiento, estabilidad y control de detonación.
