> ## Documentation Index > Fetch the complete documentation index at: https://apuntes.simulab.es/llms.txt > Use this file to discover all available pages before exploring further. # Motor de cuatro tiempos: admisión, compresión, explosión y escape > Cómo funciona un motor de gasolina de cuatro tiempos: pistón, biela, cigüeñal y válvulas, ciclo Otto en el diagrama p-V, cilindrada, relación de compresión, rendimiento y orden de encendido. 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. ## 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. ## 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. | Cilindro | Qué es | Rango | | - | - | - | | **D · diámetro** | Diámetro del cilindro | 50 – 110 mm | | **s · carrera** | Recorrido del pistón | 50 – 110 mm | | **r · relación de compresión** | $V_{\text{máx}}/V_{\text{mín}}$ | 6 – 14 | * 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. ## Fundamentos teóricos ### 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. ### Los cuatro tiempos | Tiempo | Pistón | Válvulas | Qué pasa | | - | - | - | - | | 1. Admisión | Baja | Admisión abierta | Aspira la mezcla aire-gasolina | | 2. Compresión | Sube | Cerradas | Comprime la mezcla | | 3. Explosión | Baja | Cerradas | Salta la chispa, la mezcla arde y empuja el pistón | | 4. Escape | Sube | Escape abierta | Expulsa los gases | Cada tiempo dura **media vuelta** del cigüeñal: un ciclo completo son **dos vueltas**. Solo el tercer tiempo da trabajo. ### Cilindrada y relación de compresión El volumen barrido por un pistón es: $$ V_b = \frac{\pi}{4}\,D^2\,s $$ La **cilindrada** del motor es $V_b$ multiplicado por el número de cilindros. La **relación de compresión**: $$ r = \frac{V_b + V_c}{V_c} $$ donde $V_c$ es el volumen de la cámara de combustión que queda con el pistón arriba (punto muerto superior). ### 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: $$ \eta = 1 - \frac{1}{r^{\gamma - 1}} $$ 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. ### 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. ## Ejemplos resueltos Un motor de 4 cilindros tiene 86 mm de diámetro, 86 mm de carrera y $r = 10$. **Un cilindro:** $\dfrac{\pi}{4} \cdot 8{,}6^2 \cdot 8{,}6 = 499{,}6$ cm³. **Total:** $4 \cdot 499{,}6 = 1998$ cm³: un 2.0. **Rendimiento ideal:** $1 - 1/10^{0{,}4} = 60{,}2\,\%$. Un monocilíndrico a 800 rpm da $800/60 = 13{,}3$ 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 $r = 10$: $V_c = V_b/(r - 1) = 500/9 = 55{,}6$ cm³. ## Experimenta con el simulador Con la animación a ×1/50, avanza de 15° en 15° e identifica en qué ángulo empieza cada tiempo. Sigue el punto en el diagrama p-V mientras el pistón se mueve. ¿En qué tiempo sube bruscamente la presión? Sube la relación de compresión de 8 a 12. ¿Cómo cambian el rendimiento y la presión máxima? Cambia al V8 y mira cuántos cilindros están en explosión a la vez. ## 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 %. ## 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. ## Simuladores relacionados Otto, Diesel, Carnot y más. Vatios y caballos de vapor. Rpm y velocidad angular. This documentation is built and hosted on [Mintlify](https://mintlify.com), a developer documentation platform.