Introducción: ¿cuáles son las partes de un motor?
El motor de un coche es un conjunto de componentes mecánicos diseñados para transformar la energía producida por la combustión —o, en el caso de otros tipos de propulsión, por otra fuente de energía— en movimiento.
En un motor de combustión interna, gasolina o diésel, este proceso implica la participación perfectamente sincronizada de numerosas piezas: bloque motor, culata, pistones, bielas, cigüeñal, válvulas, árbol de levas, volante motor y muchos otros componentes.
Conocer las partes del motor y su funcionamiento resulta fundamental para comprender cómo funciona un automóvil, interpretar determinadas averías y adentrarse en el mundo de la mecánica.
En esta guía vamos a recorrer los principales componentes de un motor de combustión interna, explicando qué son, dónde se encuentran y para qué sirven.
Las tres partes estructurales principales del motor
Antes de estudiar las piezas individualmente, podemos dividir un motor convencional en tres grandes conjuntos:
- Culata: situada en la parte superior.
- Bloque motor: constituye la estructura principal.
- Cárter: ocupa generalmente la zona inferior.
A partir de esta estructura encontramos los diferentes sistemas y mecanismos necesarios para que el motor funcione.
Bloque motor: la estructura principal
El bloque motor o bloque de cilindros puede considerarse el cuerpo principal del motor.
En su interior se encuentran los cilindros, por los que se desplazan los pistones, además de diferentes conductos destinados a la circulación del aceite lubricante y del líquido refrigerante.
El bloque debe soportar temperaturas elevadas, vibraciones y grandes esfuerzos mecánicos. Por esta razón se fabrica habitualmente utilizando hierro fundido o aleaciones de aluminio.
Por ejemplo, cuando hablamos de un motor de cuatro cilindros en línea, normalmente encontraremos cuatro cilindros colocados uno junto al otro dentro del bloque.
Cilindros
Los cilindros son los espacios cilíndricos en los que los pistones realizan su movimiento alternativo de subida y bajada.
En un motor de cuatro tiempos, dentro de ellos tienen lugar las fases fundamentales:
- Admisión.
- Compresión.
- Combustión y expansión.
- Escape.
El número y disposición de los cilindros depende del diseño del motor. Existen configuraciones en línea, en V, bóxer, entre otras.
Culata
La culata se instala sobre el bloque motor y cierra los cilindros por su parte superior.
Es uno de los componentes más complejos e importantes del motor. Dependiendo de su diseño puede alojar elementos como:
- Válvulas de admisión y escape.
- Árboles de levas.
- Muelles de válvula.
- Bujías en motores gasolina.
- Inyectores.
- Conductos de admisión y escape.
- Conductos de lubricación y refrigeración.
Entre el bloque y la culata se encuentra otro elemento fundamental: la junta de culata.
Junta de culata
La junta de culata proporciona el sellado entre el bloque motor y la culata.
Debe mantener correctamente separadas tres zonas fundamentales:
- Cámaras de combustión.
- Circuito de lubricación.
- Circuito de refrigeración.
Una junta deteriorada puede provocar problemas importantes como pérdida de compresión, consumo de refrigerante, contaminación del aceite o sobrecalentamiento.
Por eso una avería de junta de culata puede llegar a convertirse en una reparación considerable.
Pistones
Los pistones son piezas cilíndricas que se desplazan verticalmente dentro de los cilindros.
La presión generada durante la combustión empuja el pistón hacia abajo. Este movimiento lineal se transmite mediante la biela hasta el cigüeñal.
Cada pistón incorpora normalmente diferentes segmentos o aros alrededor de su perímetro.
Segmentos del pistón
Los segmentos son anillos instalados en unas ranuras situadas alrededor del pistón.
Sus funciones principales son:
- Mantener la compresión dentro del cilindro.
- Evitar que los gases de combustión pasen excesivamente hacia el cárter.
- Controlar la cantidad de aceite existente sobre las paredes del cilindro.
- Ayudar a transmitir parte del calor del pistón hacia el cilindro.
Unos segmentos desgastados pueden provocar pérdida de compresión, reducción del rendimiento y aumento del consumo de aceite.
Bielas
La biela conecta el pistón con el cigüeñal.
Su función consiste en transmitir la fuerza recibida por el pistón hasta el cigüeñal.
Podemos imaginarla como el elemento intermedio encargado de transformar, junto con el cigüeñal, el movimiento alternativo del pistón en movimiento rotativo.
En sus extremos encontramos generalmente:
- Pie de biela: conectado al pistón mediante el bulón.
- Cabeza de biela: conectada al cigüeñal.
Bulón del pistón
El bulón es un eje cilíndrico que permite conectar el pistón con la biela.
Aunque es una pieza relativamente pequeña, debe soportar enormes esfuerzos mecánicos durante el funcionamiento del motor.
Cigüeñal
El cigüeñal es uno de los componentes fundamentales de cualquier motor de combustión interna.
Su misión principal consiste en convertir el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotativo.
Las bielas están conectadas a las muñequillas del cigüeñal. A medida que los pistones suben y bajan, hacen girar el cigüeñal.
Posteriormente, este movimiento puede transmitirse hacia la caja de cambios y finalmente a las ruedas.
Cojinetes del motor
Entre diferentes componentes móviles encontramos cojinetes cuya función consiste en permitir el movimiento reduciendo la fricción.
Son especialmente importantes los cojinetes situados entre:
- Cigüeñal y bloque.
- Bielas y cigüeñal.
Entre las superficies existe una fina película de aceite lubricante que evita el contacto directo entre las piezas metálicas.
Esta es una de las razones por las que mantener una presión y calidad de aceite adecuadas resulta esencial para la vida del motor.
Volante motor
En uno de los extremos del cigüeñal encontramos el volante motor.
Se trata de una pieza con una masa considerable que ayuda a regularizar el giro del motor, almacenando parte de la energía cinética generada.
Además, constituye uno de los elementos encargados de transmitir el movimiento hacia el sistema de embrague y la transmisión.
Muchos vehículos modernos utilizan un volante bimasa, diseñado para absorber determinadas vibraciones producidas por el motor.
Árbol de levas
El árbol de levas controla el momento en el que se abren y cierran las válvulas.
Dispone de unas zonas excéntricas denominadas levas. Cuando el árbol gira, estas actúan directa o indirectamente sobre las válvulas.
Dependiendo del diseño podemos encontrar motores:
- SOHC: un árbol de levas en la culata.
- DOHC: dos árboles de levas en la culata.
En muchos motores actuales también existen sistemas de distribución variable, capaces de modificar determinados parámetros de apertura y cierre de las válvulas según las condiciones de funcionamiento.
Válvulas de admisión y escape
Las válvulas controlan la entrada y salida de gases del cilindro.
Existen principalmente dos tipos:
Válvulas de admisión: permiten la entrada del aire o de la mezcla aire-combustible, dependiendo del sistema utilizado.
Válvulas de escape: permiten expulsar los gases generados durante la combustión.
Su apertura y cierre deben estar perfectamente sincronizados con el movimiento de los pistones.
Muelles de válvula
Los muelles de válvula permiten que las válvulas regresen correctamente a su posición de cierre después de haber sido accionadas.
Deben trabajar a velocidades muy elevadas, especialmente cuando el motor funciona a altas revoluciones.
Sistema de distribución
El sistema de distribución sincroniza principalmente el movimiento del cigüeñal con el árbol o árboles de levas.
Esta sincronización garantiza que las válvulas se abran y cierren en el momento adecuado respecto a la posición de los pistones.
Dependiendo del motor podemos encontrar:
- Correa de distribución.
- Cadena de distribución.
- Sistemas mediante engranajes en determinadas aplicaciones.
Una pérdida importante de sincronización puede ocasionar daños graves en determinados motores, especialmente cuando existe posibilidad de contacto entre pistones y válvulas.
Cárter del motor
El cárter se encuentra generalmente en la parte inferior del motor.
Entre sus funciones destaca servir como depósito para el aceite encargado de lubricar el motor.
El aceite acumulado en el cárter es aspirado por la bomba de aceite y distribuido por diferentes conductos hasta los componentes que necesitan lubricación.
Bomba de aceite
La bomba de aceite hace circular el lubricante por el interior del motor.
El aceite cumple varias funciones:
- Reducir la fricción.
- Disminuir el desgaste.
- Ayudar a refrigerar determinados componentes.
- Limpiar y arrastrar partículas.
- Proteger las superficies frente a la corrosión.
Una pérdida importante de presión de aceite puede provocar daños graves en cojinetes, cigüeñal, árbol de levas, turbo y otros componentes.
Bomba de agua
La bomba de agua, también denominada bomba de refrigerante, hace circular el líquido refrigerante por el motor y el sistema de refrigeración.
El refrigerante absorbe parte del calor producido por el motor y lo transporta hacia el radiador, donde puede ser disipado.
De esta manera se mantiene el motor dentro de un rango adecuado de temperatura de funcionamiento.
Bujías en los motores de gasolina
Los motores de gasolina utilizan bujías para iniciar la combustión.
La bujía produce una chispa eléctrica dentro de la cámara de combustión que permite inflamar la mezcla.
Un motor de cuatro cilindros convencional suele disponer de una bujía por cilindro, aunque existen excepciones.
Inyectores
Los inyectores son los encargados de suministrar combustible al motor de manera controlada.
La cantidad y el momento de la inyección son gestionados electrónicamente por la unidad de control del motor.
Dependiendo del sistema, el combustible puede inyectarse en diferentes puntos. En los motores modernos son habituales la inyección directa de gasolina y la inyección diésel common rail.
Colector de admisión
El colector de admisión distribuye el aire hacia los diferentes cilindros.
Su diseño influye considerablemente en el comportamiento del motor, ya que el flujo de aire afecta directamente al llenado de los cilindros y, por tanto, al rendimiento.
En motores sobrealimentados, el aire puede llegar previamente comprimido mediante un turbocompresor o compresor.
Colector de escape
El colector de escape recoge los gases procedentes de los cilindros y los dirige hacia el sistema de escape.
En vehículos equipados con turbocompresor, estos gases pueden utilizarse primero para mover la turbina del turbo.
Posteriormente continúan hacia diferentes sistemas de tratamiento de emisiones y finalmente hacia el exterior.
Cámara de combustión
La cámara de combustión es el espacio donde se produce la combustión.
Está delimitada principalmente por determinadas superficies de la culata, el cilindro y la cabeza del pistón.
Su geometría resulta fundamental para conseguir una combustión eficiente.
¿Cómo trabajan juntas todas las partes del motor?
Para comprender mejor la relación entre los componentes podemos utilizar como ejemplo un motor gasolina de cuatro tiempos.
Durante la admisión, el pistón desciende mientras se abre la válvula de admisión y entra aire —y combustible según el sistema de inyección—.
Durante la compresión, las válvulas permanecen cerradas y el pistón asciende comprimiendo la carga.
Cerca del final de la compresión, la bujía produce la chispa. La combustión aumenta rápidamente la presión y empuja el pistón hacia abajo durante la fase de expansión o trabajo.
Finalmente, durante el escape, el pistón vuelve a subir mientras la válvula de escape permite expulsar los gases quemados.
Las bielas transmiten continuamente este movimiento al cigüeñal, convirtiéndolo en rotación.
Todo sucede de manera extremadamente rápida y sincronizada.
Principales partes de un motor resumidas
Para memorizar inicialmente la arquitectura de un motor de combustión interna podemos quedarnos con estos componentes fundamentales:
- Bloque motor: estructura principal.
- Culata: cierra los cilindros por la parte superior y alberga buena parte de la distribución.
- Cilindros: espacios por los que se desplazan los pistones.
- Pistones: reciben la presión generada durante la combustión.
- Segmentos: proporcionan sellado y control del aceite.
- Bielas: conectan pistones y cigüeñal.
- Cigüeñal: convierte el movimiento alternativo en rotación.
- Árbol de levas: controla la actuación de las válvulas.
- Válvulas: regulan la entrada y salida de gases.
- Distribución: sincroniza cigüeñal y árbol de levas.
- Volante motor: ayuda a regularizar el giro y transmite el movimiento hacia la transmisión.
- Cárter: aloja generalmente el aceite del motor.
- Bomba de aceite: distribuye el lubricante.
- Bomba de agua: hace circular el refrigerante.
- Inyectores: dosifican el combustible.
- Bujías: generan la chispa en motores de encendido provocado.
Conclusión: conocer las partes del motor es la base para aprender mecánica
Aprender las partes del motor de un coche es uno de los primeros pasos para comprender realmente la mecánica del automóvil.
El funcionamiento puede resumirse en una cadena de acontecimientos: la combustión genera presión sobre los pistones, estos transmiten su movimiento mediante las bielas, el cigüeñal convierte ese movimiento en rotación y el sistema de distribución sincroniza las válvulas con la posición de los pistones.
Al mismo tiempo, los sistemas de lubricación, refrigeración, alimentación y gestión electrónica permiten que todo el conjunto pueda funcionar de manera eficiente y fiable.
Lo interesante es que, una vez entendida esta arquitectura básica, resulta mucho más sencillo estudiar cuestiones más avanzadas como la distribución, lubricación, refrigeración, inyección, turboalimentación, sensores, diagnosis electrónica o averías del motor.
En definitiva, conocer cada pieza de forma aislada es importante, pero comprender cómo se relacionan entre sí todas las partes del motor es lo que realmente permite empezar a entender la mecánica de un automóvil.