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Abrir el simulador

Un motor de gasolina en 3D, de un cilindro o V8, con el ciclo Otto dibujándose en el diagrama p-V.
Dentro del motor de un coche, miles de veces por minuto, una mezcla de aire y gasolina se aspira, se comprime, explota y se expulsa. Son los cuatro tiempos que Nikolaus Otto puso a funcionar en 1876. Este simulador muestra el motor por dentro, con el pistón, las válvulas y el cigüeñal moviéndose a la vez que se dibuja el ciclo en el diagrama presión-volumen.

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Lo que vas a aprender

  • Las piezas de un motor: pistón, biela, cigüeñal, válvulas y bujía.
  • Qué ocurre en cada uno de los cuatro tiempos.
  • Cómo se representa el ciclo Otto en el diagrama p-V.
  • Calcular la cilindrada, la relación de compresión y el rendimiento ideal.
  • Para qué sirven varios cilindros y el orden de encendido.

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Cómo se usa el simulador

  • Motor: 1 cilindro o V8. Arrastra para girar el motor en 3D.
  • Régimen: de 600 a 7000 rpm. Velocidad de la animación: ×1/50, ×1/10 o real.
  • Ángulo del cigüeñal: de 0° a 719° (un ciclo son dos vueltas). +15° avanza paso a paso.
  • Se ven el diagrama p-V del cilindro 1 y una gráfica de la altura del pistón y la apertura de las válvulas.
  • El panel da la cilindrada, el rendimiento ideal, la presión máxima, la potencia ideal, las explosiones por segundo y la velocidad media del pistón, con una explicación del tiempo actual.

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Fundamentos teóricos

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Las piezas

  • Pistón: sube y baja dentro del cilindro.
  • Biela y cigüeñal: convierten el movimiento de vaivén en giro (mecanismo biela-manivela).
  • Válvula de admisión: deja entrar la mezcla. Válvula de escape: deja salir los gases quemados.
  • Bujía: hace saltar la chispa que enciende la mezcla.
  • Volante de inercia: guarda energía para pasar los tiempos que no dan trabajo.

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Los cuatro tiempos

Cada tiempo dura media vuelta del cigüeñal: un ciclo completo son dos vueltas. Solo el tercer tiempo da trabajo.

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Cilindrada y relación de compresión

El volumen barrido por un pistón es: Vb=π4 D2 sV_b = \frac{\pi}{4}\,D^2\,s La cilindrada del motor es VbV_b multiplicado por el número de cilindros. La relación de compresión: r=Vb+VcVcr = \frac{V_b + V_c}{V_c} donde VcV_c es el volumen de la cámara de combustión que queda con el pistón arriba (punto muerto superior).

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El ciclo Otto ideal

En el diagrama p-V, el ciclo ideal tiene: una compresión adiabática, una combustión instantánea a volumen constante, una expansión adiabática y un escape a volumen constante. El área encerrada es el trabajo de cada ciclo. Su rendimiento ideal: η=1−1rγ−1\eta = 1 - \frac{1}{r^{\gamma - 1}} Comprimir más mejora el rendimiento, pero si se comprime demasiado la mezcla detona sola antes de la chispa (picado). Por eso los motores de gasolina se quedan entre 9 y 13.

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Varios cilindros

Con un solo cilindro hay una explosión cada dos vueltas y el giro es irregular. Con más cilindros, las explosiones se reparten: en un V8 con orden de encendido 1-8-4-3-6-5-7-2, explota un cilindro cada 90° de cigüeñal y el motor gira mucho más suave.

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Ejemplos resueltos

Ejemplo 1 · Cilindrada y rendimiento

Un motor de 4 cilindros tiene 86 mm de diámetro, 86 mm de carrera y r=10r = 10.Un cilindro: π4⋅8,62⋅8,6=499,6\dfrac{\pi}{4} \cdot 8{,}6^2 \cdot 8{,}6 = 499{,}6 cm³. Total: 4⋅499,6=19984 \cdot 499{,}6 = 1998 cm³: un 2.0.Rendimiento ideal: 1−1/100,4=60,2 %1 - 1/10^{0{,}4} = 60{,}2\,\%.
Un monocilíndrico a 800 rpm da 800/60=13,3800/60 = 13{,}3 vueltas por segundo y una explosión cada dos vueltas: 6,7 explosiones por segundo. Un V8 a la misma velocidad, 53.
Con 500 cm³ por cilindro y r=10r = 10: Vc=Vb/(r−1)=500/9=55,6V_c = V_b/(r - 1) = 500/9 = 55{,}6 cm³.

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Experimenta con el simulador

1

Paso a paso

Con la animación a ×1/50, avanza de 15° en 15° e identifica en qué ángulo empieza cada tiempo.
2

El diagrama p-V

Sigue el punto en el diagrama p-V mientras el pistón se mueve. ¿En qué tiempo sube bruscamente la presión?
3

Más compresión

Sube la relación de compresión de 8 a 12. ¿Cómo cambian el rendimiento y la presión máxima?
4

V8

Cambia al V8 y mira cuántos cilindros están en explosión a la vez.

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Errores frecuentes

  • Pensar que cada tiempo es una vuelta. Es media vuelta; el ciclo, dos vueltas.
  • Confundir cilindrada con el volumen total del cilindro. La cilindrada no incluye la cámara de combustión.
  • Creer que el rendimiento real es el ideal. Un motor real aprovecha entre el 25 % y el 40 %.

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Preguntas frecuentes

Las dos posiciones en las que el pistón se para un instante y cambia de sentido. La distancia entre ellos es la carrera.
El diésel no tiene bujía: comprime solo aire mucho más (r de 15 a 22), tanto que al inyectar el gasóleo se enciende solo por la temperatura.
En el de dos tiempos hay una explosión en cada vuelta, porque la admisión y el escape se hacen a la vez que la compresión y la expansión. Da más potencia para su tamaño, pero gasta y contamina más.

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Última modificación el 6 de octubre de 2026