ESTRUCTURA DE UN MOTOR

EL MOTOR
El motor térmico de combustión interna esta formado básicamente por una serie de elementos estáticos y dinámicos, clasificados, en función de la misión que cumplen dentro del motor, en tres grupos esenciales, que serian:

Elementos fijos

En este grupo están encuadrados aquellos elementos estáticos necesarios para el funcionamiento del motor. Forman el armazón del motor y de los cilindros, en cuyo interior tiene lugar el proceso de combustión.
Bloque motor

El bloque constituye el cuerpo estructural donde se alojan y sujetan todos los demás componentes del motor.
La forma y disposición del bloque está adaptada al tipo de motor correspondiente, según sea de cilindros en "linea", horizontales opuestos o en "V".
El bloque motor contiene los cilindros, los apoyos del cigüeñal y la culata, las canalizaciones de refrigeración y engrase etc.

Bloque con refrigeración por agua

Los motores refrigerados por agua llevan situados en el interior del bloque unos huecos y canalizaciones, denominadas "camisas de agua", que rodean a los cilindros y a través de los cuales circula el agua de refrigeración.

Bloque con refrigeración por aire

En los motores enfriados por aire, para que la refrigeración se realice en las debidas condiciones en toda la periferia del cilindro, es preciso que éstos sean independientes, por lo que esta disposición se emplea generalmente para motores monocilindricos.

Bloque de motor de dos tiempos
En pequeños motores de dos tiempos, debido a su sistema de alimentación y escape por lumbreras laterales situadas en el cilindro, no es preciso hacer la culata desmontable. Se fabrican generalmente de un solo cuerpo, del tipo monoblock, con lo que resultan más compactos y evitan puntos de unión entre sus elementos.

En otros casos, en los motores de 2 tiempos la culata si esta separada del bloque como podemos ver en le figura inferior.

Fabricación del bloque
Los bloques se fabrican de una sola pieza y completamente huecos para eliminar peso muerto en el motor. Todos los cilindros van dispuestos en uno o dos bloques, según el tipo de motor, unidos por su bancada, formando así un cuerpo único.
Esta disposición de un solo bloque tiene la ventaja de dar mayor rigidez al conjunto, simplifica la refrigeración del motor y facilita el proceso de fabricación.
Formación de los cilindros

• Bloque integral
  Los cilindros se mecanizan sobre el propio material del bloque. Para ello, el orificio destinado a formar el cilindro se obtienen en bruto, de fundición, con la sobremedida necesaria para el mandrinado Este tipo de bloque es muy utilizado en la actualidad.

• Bloque con camisas
  Las camisas son unos cilindros desmontables que se acoplan al bloque motor. Tienen la ventaja de que se pueden fabricar de materiales distintos al del bloque motor, por lo que pueden ser mas resistentes al desgaste y mas eficientes a la hora de evacuar el calor. En caso de avería o desgaste de los cilindros pueden ser sustituidas las camisas sin que el bloque motor se vea afectado.
  Las superficies interiores de las camisas se obtienen por mecanizado de precisión, rectificado y pulido. A continuación, reciben un tratamiento superficial, que en muchos casos es un cromado con el fin de reducir el desgaste de segmentos y cilindros, estando controlado es proceso de forma que resulte una superficie finamente porosa capaz de retener el lubricantes.

Hay dos tipos de camisas en los bloques:

• Camisas secas: se llaman camisas "secas" por que no están en contacto directo con el liquido de refrigeración
• Camisas húmedas: se llaman camisas "húmedas" por que están en contacto directo con el liquido refrigerante

Camisas secas
Estas camisas van montadas a presión, en perfecto contacto con la pared del bloque, para que el calor interno puede transmitirse al circuito de refrigeración. Estas camisas se fabrican de materiales mas resistentes que los del bloque por lo que pueden utilizarse en motores que soporten mayores presiones internas como son los motores Diesel. Las camisas se montan en el bloque a presión por medio de una prensa, de esta forma se consigue que queden fijas sobre el bloque sin que puedan moverse.
Las camisas secas pueden ser con pestaña de asiento y sin pestaña.

Camisas húmedas
Las camisas húmedas son unos cilindros independientes que se acoplan al bloque que es completamente hueco. Se ajustan al bloque por medio de unas juntas de estanqueidad, para evitar que el agua pase al cárter de aceite. Estas camisas sobresalen ligeramente del plano superior del bloque de forma que quedan fijadas una vez que se aprieta la culata.

Esta disposición del motor ofrece una mejor refrigeración del motor, y se emplea generalmente en motores de gran potencia, donde se necesita una mayor evacuación de calor. Tiene el inconveniente de su mayor costo de fabricación y una cierta dificultad de montaje, ya que, al estar la camisa en contacto directo con el liquido de refrigeración, existe el riesgo de que se produzcan fugas a través de las juntas de estanqueidad.

La culata
Es la pieza que sirve de cierre de los cilindros, formandose generalmente en ella las cámaras de combustión. En la culata se instalan las válvulas de admisión y escape, los colectores de admisión y escape, los balancines, el árbol de levas, también los elementos de encendido o inyección, según el tipo de motor de que se trate. Ademas de las cámaras de combustión la culata tiene cámara para el liquido de refrigeración y conductos para los gases de escape y aire de admisión.

Culata para motor de cuatro tiempos

Debido a los esfuerzos a que está sometido y a las altas temperaturas que tiene que soportar, este elemento es una de las piezas mas delicadas y de difícil diseño del motor. La cantidad de huecos y orificios de paso que posee pueden hacer que su estructura quede debilitada. Se fabrica hueca para que pueda circular por su interior el agua de refrigeración.

Culata para motores de dos tiempos 

Esta culata es mas simple que la de cuatro tiempos, ya que solo necesita un orificio para instalar la bujía o inyector. Resulta aún mas sencilla si la refrigeración se realiza por aire.
No obstante, la refrigeración de esta culata es de suma importancia, ya que, al producirse en ella las combustiones con mayor rapidez, se dispone de menos tiempo para la evacuación del calor interno. Por esta razón su material alcanza mayor temperatura limite durante su funcionamiento. Estas culatas utilizan materiales de aleación ligera como el aluminio y tienen una serie de aletas externas que ayudan a la evacuación del calor del motor.

Colectores de admisión y escape 
Estos elementos van situados lateralmente en la culata y, como su nombre indica, son los conductos por los cuales entran las gases frescos al interior del cilindro y salen al exterior los gases quemados.
Colector de admisión

El colector de admisión suele fabricarse de aluminio, ya que al no estar expuesto a las elevadas temperaturas del motor no sufre apenas dilataciones, reduciendo así el peso del mismo.
La principal características de este colector, es su perfecto diseño en cuanto a distribución y diámetro interior, a fin de que la mezcla o aire de admisión llegue sin perdidas de carga a cada uno de los cilindros. Para que esto se cumple la longitud de los tubos debe ser lo mas corto posible y equidistante del carburador o en sistemas de inyección monopunto, con una superficie interior perfectamente lisa, para evitar retenciones de la mezcla durante la admisión.

Para favorecer el arranque en frío evitando que el combustible se condense en las paredes, se utilizan sistemas de calentamiento situados en los colectores por debajo de la mariposa de gases. Estos sistemas pueden aprovechar el calor del agua de refrigeración o bien utilizar una resistencia eléctrica de calentamiento.
En sistemas de inyección multipunto, los colectores se pueden optimizar mejor, ya que cada cilindro tiene su inyector al lado de la válvulas de admisión, por lo que podemos dar una longitud a los tubos de admisión lo mas optimo a las características del motor (cilindrada, nº r.p.m.)

En motores Diesel se utilizan colectores como los utilizados en los sistemas de inyección multipunto ya que tienen un inyector por cada cilindro independientemente del sistema de inyección utilizado. En estos motores se buscan colectores de admisión que consigan una elevada turbulencia de aire en el interior del cilindro.

Colector de escape

Se fabrican de hierro fundido con estructuras perlítica, ya que tiene que soportar altas temperaturas y presiones durante la salida de los gases. Como en el caso del colector de admisión, debe estar diseñado para evitar toda contrapresión en el interior del cilindro y facilitar la salida rápida de los gases.
Existen varios modelos que se adaptan a cada tipo de motor. Se emplea el sistema de tubos múltiples en los motores de altas prestaciones.

Disposición de los colectores en el motor
Los colectores se sitúan uno a cada lado de la culata, lo cual favorece el arrastre de gases quemados debido al flujo de entrada de los gases frescos de admisión.
Otras veces, ambos colectores se colocan en el mismo lado de la culata, con lo cual el calor de los gases de escape se transmiten al colector de admisión. Esta disposición favorece la perfecta carburación de la mezcla en los motores Otto y evita la condensación de los gases en el colector de admisión en tiempo frío.

Juntas en el motor
En todo acoplamiento de elementos fijos se interpone una junta de unión, la cual hace de cierre estanco entre ellos. El material empleado para cada tipo de junta debe ser el adecuado a la función que tiene que cumplir y a la posición que ocupa en el motor, ya que algunas de estas juntas han de soportar elevadas presiones y temperaturas. La junta mas importante del motor es la junta culata, por las duras condiciones en las que tiene que trabajar y por su enorme importancia en el normal funcionamiento del motor.

Las juntas en general utilizadas en el automóvil están fabricadas en materiales como papel, corcho, caucho, metal o la combinación de alguno de ellos (juntas de acero recubiertas de elastómeros).
Atendiendo a su aplicación, pueden dividirse en juntas de culata, juntas de sellado de cárteres de aceite, colectores de admisión y escape, bomba de agua, bomba de aceite, etc.