1. Tipos y características de los motores de vehículos. TEMA 7. CONDUCTOR – GRUPO IV – JCCM

TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE VEHÍCULOS.

Contenido.
MECÁNICA DE VEHÍCULOS: MOTORES, TIPOS Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. ALUMBRADO: TIPOS Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. NEUMÁTICOS: TIPOS, FACTORES DE DESGASTE Y MOTIVOS DE SUSTITUCIÓN. MANTENIMIENTO PERIÓDICO DE LOS VEHÍCULOS.
1. Tipos y características de los motores de vehículos.
1.1. Motores de combustión.
1.2. Características del motor de combustión de un automóvil.
1.3. motores eléctricos.
1.4. Tipos de vehículos en función de su motorización.
2. Alumbrado: tipos y características principales.
2.1. Sistema de alumbrado de iluminación delantera.
2.2. Faros frontales, laterales y traseros de señalización.
2.3. Luz interior de cortesía y otros dispositivos lumínicos.
3. Neumáticos: tipos, factores de desgaste y motivos de sustitución.
3.1. Tipos de Neumáticos.
3.2. Factores de desgaste en un neumático.
3.3. Motivos de sustitución de un neumático.
4. Mantenimiento periódico de los vehículos.
4.1. Libro de mantenimiento.
5. Bibliografía.

1. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE VEHÍCULOS.

Se pueden realizar numerosas clasificaciones de tipos de motores. Nosotros vamos a establecer dos grandes grupos atendiendo a su forma de funcionamiento o al tipo de energía utilizada para la generación de movimiento, así distinguimos entre motores de combustión, que transforman la energía térmica en movimiento y los motores eléctricos, los cuales transforman la energía eléctrica en movimiento.

1.1. MOTORES DE COMBUSTIÓN.

Es un tipo de máquina que obtiene su energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. El sistema de alimentación de combustible de un motor de combustión interna consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. Su mayor precisión en la dosificación de combustible inyectado permite reducir las emisiones de CO2, y asegura una mezcla más estable.
Este tipo de motores, con independencia del tipo de combustible empleado, gasolina, gasóleo, propano, gas natural, biocombustibles, hidrogeno, etc., transforman la energía térmica del combustible en enérgica mecánica que utilizaremos para la propulsión del vehículo.

1.1.1. Estructura y funcionamiento.

En cuanto a su estructura, el motor de pistones alternativos es el que en su práctica totalidad equipa a los automóviles actuales. Existen otros tipos de motores de carácter rotativo, como el motor Wankel e incluso turbinas, pero de escasísima o nula aplicación práctica en la actualidad.

1.1.1.1 Estructura.
Para su estudio diferenciaremos dos grandes grupos:

• Elementos estáticos
• Elementos dinámicos
  Los elementos estáticos son aquellos que no tiene movimiento y son:
• Bloque de cilindros
• Culata
• Carter inferior

Bloque de cilindros: Este es un bloque metálico, normalmente de fundición gris o aleación de aluminio al que se le ha practicado unos orificios longitudinales, llamados cilindros, a los que se les dota de una pieza rectificada y endurecida llamada camisa, Además de los cilindros, se practican orificios por donde se hará correr los fluidos de refrigeración y engrase que mantendrán los elementos mecánicos dentro de los límites de temperatura y lubricación adecuados al trabajo que se le demanda. A este mismo bloque motor se fijarán todos aquellos elementos que constituyen los
diferentes sistemas que integran el conjunto motor (distribución, alimentación y escape, alternador, compresor del aire acondicionado, elementos del sistema de refrigeración, etc.).

En la parte inferior del bloque motor, se hallan los apoyos del cigüeñal,
donde se fija este, siendo el encargado de transformar el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotatorio que será dirigido a las ruedas.
En el interior de los cilindros se deslizan los pistones, los cuales
están conectados al cigüeñal mediante las bielas. Estas, por un
lado, pie de biela, se unen mediante un bulón al pistón y por el otro,
cabeza de biela, al cigüeñal.

Culata: La parte superior del bloque está rectificada y será donde se fije la culata al bloque, con la interposición de una junta para asegurar la estanqueidad, tanto de los gases procedentes de la combustión, como del líquido de refrigeración.
En este elemento van instaladas las válvulas que regulan el flujo de alimentación y escape del motor, así como la cámara de combustión, donde se realiza la ignición de la mezcla combustible que da la energía que permite el movimiento del vehículo.
La culata se cierra por su parte superior con la tapa de balancines, la cual protege la distribución e impide que el aceite salpique y se pierda. En esta tapa de balancines suele estar dotada de un tapón para el llenado del aceite de lubricación del motor.
Carter Inferior: Cerrando el conjunto por su parte inferior se halla el Carter, cerrando el conjunto con la llamada tapa del Carter. Aquí encontramos el sistema de engrase, con su correspondiente bomba y siendo el lugar donde se recoge el aceite utilizado para la lubricación del motor.

Elementos Dinámicos.
Los elementos dinámicos que nos podemos encontrar en un motor de combustión interna de pistones
alternativos son:

• Pistones
• Bielas
• Cigüeñal
• Volante de inercia

Pistones: Es un embolo que se desliza por el interior de los cilindros. Es el encargado de cerrar el cilindro, aspirar y comprimir los gases y recibir la fuerza de la combustión. Se asegura la estanqueidad del conjunto mediante el alojamiento en su periferia de unos anillos metálicos elásticos, denominados segmentos.
Bielas: Estos elementos unen el pistón al cigüeñal, transmitiendo los movimientos entre sí y siendo, junto con el cigüeñal, los encargados de convertir el movimiento longitudinal del pistón en movimiento rotativo.
Cigüeñal: Este elemento recoge el movimiento longitudinal del pistón y lo transforma en movimiento rotatorio. Junto con la biela (como veremos más adelante) es el órgano que define el par motor.
Proporciona movimiento al resto de los elementos mecánicos del motor y los de transmisión del movimiento al resto de sistemas. Por uno de sus extremos dará movimiento al sistema de distribución y por el otro se instala un sistema antivibración (Dámper) y el volante de inercia.
Volante de inercia: Es una pesada masa metálica, cuya misión es acumular energía durante el tiempo de trabajo para cederla en el resto de los tiempos del ciclo, de tal manera que regulariza el movimiento del motor. Alrededor de esta masa inercial se instala un engranaje que nos servirá, mediante el motor de arranque, para iniciar el movimiento en el motor. Esta unido a la caja de cambios mediante la interposición del embrague, transmitiendo el giro del cigüeñal a las ruedas, con la colaboración del sistema de transmisión¹.

¹ https://youtu.be/5t9ctRyygHs

1.1.1.2. Funcionamiento.
Es necesario exponer el funcionamiento de un motor de combustión en el temario, ya que ello nos dará pie a estudiar el sistema de distribución, estableciendo las bases teóricas necesarias para comprender los diferentes tipos de motores según su ciclo de funcionamiento.

Video de funcionamiento de un motor de explosión https://youtu.be/3pM0ZFbmlgw

En cualquier motor de combustión se establecen unas fases claramente diferenciadas y siempre comunes para este tipo de motor, con independencia de su arquitectura, funcionamiento o combustible utilizado. Estas fases son:

• Admisión: El aire o la mezcla de combustible es introducida en el interior del motor. Si el motor utiliza algún tipo de aceite como combustible (gasóleo, biodiesel, fuel pesado, etc.) lo que se introduce en el interior del motor es únicamente aire. Por el contrario, si el combustible utilizado es altamente volátil como la gasolina, alcoholes o gases, lo que se introduce en el motor es una mezcla de aire y combustible.
  Según el tipo de motor, la entrada del fluido estará controlada bien por unas válvulas de entrada y salida de estos fluidos, mandada por el llamado sistema de distribución o bien por unas toberas u orificios practicados en el interior de los cilindros que canalizan estos fluidos combustibles.
  En cualquier caso esta fase de admisión es común a todos los motores incluidos los motores de turbina al igual que el resto de las fases, con ligeras variantes también son comunes a todos estos tipos de motores².
• Compresión: El fluido es comprimido (tanto el aire como la mezcla combustible), para reducir al máximo su volumen, en una cámara, la cual, en esta fase, está completamente cerrada, bien porque las válvulas de entrada y salida de gases, situadas en ella, están cerradas o porque esta cámara en ciertos tipos de motores (dos tiempos) no tienen válvulas. Es necesario reducir el volumen de los gases, para aprovechar al máximo su expansión posterior cuando estos sean quemados.
  Los fluidos al comprimirse alcanzar una temperatura proporcional a la compresión que sobre ellos se realiza, por lo que estos se encuentran al final de la fase de compresión a altas temperaturas. Ello será adecuado para que el combustible introducido en ese momento combustione, como ocurre en los motores diésel.
• Fase de trabajo: En este momento se produce la ignición de la mezcla combustible en los motores de gasolina o la inyección y quemado del combustible en los motores que solo aspiran aire, el cual debido a la alta compresión a la que se ve sometido, aumenta espectacularmente de temperatura (hasta 600º), lo que permite la ignición del combustible a ser inyectado en el seno de la masa de aire caliente. Los gases del interior del motor, al combustionar, aumentan considerablemente de volumen. Esta expansión de los gases es utilizada para mover los elementos mecánicos del motor, siendo la esencia del funcionamiento de este y de la producción de trabajo.
• Escape: Los gases una vez quemados son expulsados al exterior, para permitir la entrada de gases frescos y reanudar el ciclo.

² https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_reacci%C3%B3n

1.1.2. Según el tipo de ciclo.
Dependiendo de cómo se realizan los ciclos termodinámicos tenemos: motores de 4 tiempos, motores de dos tiempos y motores de turbina.
Cada ciclo termodinámico tiene sus características, pero los tres primeros tienen en común cuatro fases principales: admisión, compresión, trabajo y escape. Las principales diferencias entre ellos se centran en cómo se realiza la fase de trabajo y la forma de regular los flujos de entrada y salida de gases a través de los sistemas de distribución.
Los motores de turbina no se estudian en este temario por su nula incidencia en el sector de la automoción. Para más información sobre estos http://www.aviaco-va.es/WP/motor_de_turbina.pdf
La distribución es un sistema, que, conectado al cigüeñal del motor, sincroniza el movimiento de los pistones con las puertas (válvulas) de entrada y salida de gases y el momento idóneo de combustión de los gases en el interior del cilindro para el mejor aprovechamiento del combustible. Antaño mediante la conexión mecánica del distribuidor y bombas de inyección al árbol de levas y actualmente mediante sensores electrónicos.

1.1.2.1. Ciclo 4 tiempos (Otto y Diesel).

El ciclo de cuatro tiempos es prácticamente idéntico tanto para los motores de gasolina (ciclo otto) como los motores de gasóleo (ciclo Diesel). Las diferencias se dan en la composición de los gases que se aspiran y de la forma de quemar el combustible.
Cada uno de los tiempos del ciclo coincide con un desplazamiento longitudinal del pistón a lo largo del cilindro, llamada “carrera”, el cual desde la posición más elevada (Punto muerto superior o PMS) se desliza hasta la parte más baja de la carrera (Punto Muerto Inferior o PMS). De este modo el ciclo completo consta de cuatro carreras del pistón que equivalen a dos vueltas del cigüeñal.
El primer tiempo es el llamado tiempo de “admisión”, en este el pistón se desplaza desde el PMS hasta el PMI. Al mismo tiempo durante todo ese recorrido la válvula de admisión está abierta, poniendo en comunicación el interior del cilindro con la atmosfera. La succión creada por el desplazamiento del pistón (a semejanza del funcionamiento de una jeringuilla) aspira gases. En el caso de los motores de gasolina, una mezcla de aire y combustible en las proporciones (estequiométrica) idóneas para una adecuada combustión. En el caso de motores Diesel lo aspirado es simplemente aire.
El segundo tiempo “compresión”, se cierra la válvula de admisión, quedando el cilindro estanco. El pistón se desplaza desde el PMI hasta el PMS, comprimiendo la mezcla, reduciéndola hasta una fracción de su volumen original. En el caso de los motores de gasolina, esa proporción llega hasta aproximadamente 1/10 de su volumen original. En los motores Diesel la relación de compresión puede llegar hasta 1/23. Estas diferencias vienen dadas por los distintos modos de funcionamiento y que caracterizan a estos.
Los motores de gasolina (ciclo otto) queman una mezcla de aire y combustible volátil, si la compresión fuese muy elevada la mezcla detonaría por el propio aumento de temperatura derivado de la compresión, sin poder controlar el momento idóneo para ello. El momento de la ignición se determina por el salto de una chispa eléctrica en el seno la mezcla.
Los motores Diesel aspiran solo aire. La compresión puede y debe ser muy elevada, ya que el aire comprimido en la cámara de combustión llega hasta los 600º y esta temperatura quema el combustible que en el momento adecuado será inyectado en el interior del cilindro para realizar la fase de trabajo.
Una vez finalizada la fase de compresión y estando el pistón en el PMS se produce el momento de trabajo, “explosión o combustión” quemándose el combustible en la cámara de combustión. Esta combustión produce una rápida expansión de los gases que impulsan el pistón en su carrera descendente, generándose en esta fase el momento de trabajo. Durante esta fase, igual que en la anterior, las válvulas permanecen cerradas para evitar pérdidas de presión.
Una vez el pistón ha llegado al PMI en esta fase, “escape”, se abre la válvula de del mismo nombre, poniendo en comunicación el interior del cilindro con la atmosfera. El pistón se desliza desde el PMI hasta el PMS, barriendo en su desplazamiento los gases quemados y limpiando el interior del cilindro.
Una vez el pistón llega al PMS al termino de esta fase, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión iniciándose en este momento un nuevo ciclo.
El ciclo de cuatro tiempos descrito anteriormente, llamado teórico, en la práctica no se realiza exactamente como se ha indicado, en cuanto a los momentos de apertura y cierre de las válvulas, existiendo en la realidad un desfase con respecto a los momentos en que el pistón alcanza los puntos muertos. Con este desfase se consigue no solamente un mejor llenado del cilindro y mejor vaciado de los gases quemados, sino que se mejora la potencia y el rendimiento del motor, debido a que con estos desfases se palian los tiempos necesarios para vencer las inercias de los gases y el tiempo necesario para la total combustión del combustible aportado.
El ciclo del motor de 4 tiempos, en el que la apertura y cierre de las válvulas no coincide en los puntos muertos del pistón se denomina Ciclo práctico reglado.
Vamos a ver en qué momento se abren y cierran en el ciclo practico las válvulas de admisión y escape en relación con el momento en que el pistón se encuentra en sus puntos muertos.
En el ciclo teórico la válvula de admisión abría en el momento en que el pistón iniciaba durante el primer tiempo su descenso desde el PMS al PMI. En el práctico, lo hace un momento antes de alcanzar el P.M.S., existe pues un avance de apertura a la admisión (A.A.A) para aprovechar la inercia que tienen los gases en el colector de admisión desde donde son aspirados en el conjunto de los cilindros y que en el momento oportuno se dirigirán hacia el cilindro interesado, el cual tendrá su válvula de admisión abierta. En cuanto a su cierre, ocurre lo contrario; se retrasa. El cierre se produce cuando el pistón ya ha iniciado la compresión (segundo tiempo); pasado el P.M.I. existe un retraso al cierre de la admisión (R.C.A). Con ello se consigue aumentar el llenado aprovechando la inercia de los gases. En determinados ciclos especiales como el Atkinson, Miller o ciclo Budock, la válvula de admisión sufre retrasos considerables al cierre o se mantiene cerrada durante la admisión, lo veremos más adelante, en este mismo tema.
También el momento de la ignición o de la inyección del combustible experimenta una variación respecto del ciclo teórico. Tanto en motores de gasolina, donde la generación de una chispa eléctrica inflama la mezcla combustible, como la inyección en los motores Diesel, se realizan antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, llamado avance al encendido (AE) o avance a la inyección (AI). La combustión no es instantánea, sino que necesita un tiempo para quemar la totalidad del combustible introducido. Lo que se pretende es conseguir que la total combustión de la mezcla se produzca en el momento de que el pistón alcance el PMS y que la expansión de los gases se aproveche en el momento de mayor compresión de la mezcla, aumentando el rendimiento del motor. Este avance a la ignición es variable según el régimen de funcionamiento del motor, siendo menor a bajas revoluciones y aumentando progresivamente con las revoluciones del motor.

El tiempo de escape es objeto de ajustes para un mejor barrido de los gases quemados y permitir un llenado más eficiente (a determinados regímenes de motor y según las circunstancias este efecto no es tan deseado, buscando un llenado parcial de gases quemados en cilindro para reducir la emisión de óxidos de nitrógeno, de ahí la utilización de la válvula EGR, de la que hablaremos en el tema 11).
Para conseguirlo, la válvula de escape se abre antes de que el pistón alcance el punto muerto inferior (PMI). Es el llamado Avance a la Apertura de Escape (AAE), poniendo los gases en comunicación con la atmosfera y facilitando el desplazamiento del pistón hasta el Punto Muerto Superior (PMS).
Este movimiento del pistón barre los gases residuales expulsándolos y para facilitar el llenado de gases frescos, que a su vez empujan a los gases quemados, la válvula de escape retrasa su cierre (Retraso Cierre de Escape, RCE) hasta que el pistón ha rebasado el PMS. En este momento y durante breve tiempo, las válvulas de admisión y de escape están abiertas, fenómeno conocido como “cruce de válvulas”.
Es importante indicar que actualmente existen distribuciones variables, que en función del régimen de giro del motor o de los momentos determinados por el diseñador del motor, los calados de la distribución pueden variar, ampliando o reduciendo el momento de apertura y cierre de las válvulas, para mejorar el rendimiento o reducir emisiones contaminantes.

Para más información.
https://www.actualidadmotor.com/diferencias-entre-ciclo-practico-y-teorico-de-un-4t/
https://youtu.be/Ft-3Fm2xRmU
https://youtu.be/bdfkj6Gpih0

1.1.2.2. Ciclo de dos tiempos.
Los motores que funciona bajo este ciclo de funcionamiento presentan sustanciales diferencias respecto a los de cuatro tiempos.
En este caso, el ciclo de funcionamiento se realiza en una sola vuelta del cigüeñal, a pesar de que los cuatro ciclos de funcionamiento se conservan, pero realizándose en un único giro competo del cigüeñal y generándose, por lo tanto una explosión o ciclo de trabajo en cada revolución de los elementos móviles.
La entrada y salida de gases al interior de la cámara de combustión se realiza mediante unas aberturas, denominada lumbreras, situadas en el interior del cilindro, que a su vez comunican con el sistema de alimentación, lumbrera de admisión y con el exterior, lumbrera de escape, por lo tanto en este tipo de motores no existen un sistema de distribución mediante la apertura y cierre de válvulas.
Esto permite que la construcción del motor sea más sencilla y compacta.
Funcionamiento:
Como indicamos, este ciclo conserva los cuatro tiempos del ciclo Otto, pero reduciéndolos a una sola vuelta:
Tiempo 1: Admisión – compresión.
En esta primera fase, el pistón se desplaza verticalmente hacia la culata desde su PMI (punto muerto inferior) y, durante su recorrido ascendente, va abriendo la lumbrera de admisión a la altura del cárter, lo que permite que entre la mezcla de aire, aceite y combustible. Al mismo tiempo, comienza la compresión de la mezcla en la parte superior del pistón.
Para que este proceso sea eficaz, es necesario que el cárter esté sellado. De esta forma, la admisión y la compresión se realizan simultáneamente.
https://www.autonocion.com/wp-content/uploads/2018/11/Motor-2T-1.gif
Tiempo 2: Combustión – Escape.
El segundo tiempo comienza cuando el pistón alcanza el PMS (punto muerto superior), momento en el que concluye la fase de compresión y la bujía lanza una chispa eléctrica que inicia el proceso de combustión. Esto genera una enorme cantidad de energía térmica que impulsa el pistón hacia abajo, produciendo energía cinética -movimiento- al cigüeñal a través de la biela.
Durante la carrera descendente del pistón, se produce la liberación de la lumbrera de escape, que es por donde se expulsan los gases procedentes de la combustión, el calor y las ondas acústicas al exterior. Una vez que el pistón vuelve a alcanzar el PMI, se vuelve a iniciar el movimiento ascendente, repitiéndose el ciclo y facilitando la extracción de los pocos gases quemados que quedan (barrido).

Como podemos ver, existen sustanciales diferencias, tanto en el funcionamiento como en la construcción de ellos, entre los motores de cuatro tiempos y los de dos.
A pesar de que estos motores son más compactos y con una potencia especifica mayor, mantenimiento más económico y poder trabajar en cualquier posición, no resultan especialmente utilizados en automoción, debido a varios factores:

• Imposibilidad de actuar sobre los elementos de la distribución para adecuar las entradas y salidas de combustible a los distintos regímenes de motor, algo que es posible realizar actualmente con los modernos sistemas de distribución variable.
• En estos motores, el combustible pasa por todas las partes del motor, el cual se mezcla con aceite, para permitir el engrase del cigüeñal y de las paredes del cilindro. Este mismo aceite, es quemado junto con el combustible, lo que genera humos en el escape y una mayor contaminación atmosférica, requiriendo doble lubricación para engrasar la camisa del cilindro y los elementos móviles del motor. lo que origina un aumento de las emisiones indeseables.
• Están sometidos a un mayor desgaste, debido precisamente a la forma de realizar el engrase, y trabajar a un numero de revoluciones mucho mayor.
• Debido a que los gases frescos, se mezclan con los gases quemados, el consumo específico es mayor, además de ser más frecuentes las detonaciones en el escape.

Ampliar información.
https://www.autonocion.com/motores-dos-tiempos-funcionamiento/
https://www.motoscoot.net/blog/como-funciona-motor-dos-tiempos/
https://youtu.be/eKY31VPWi-E

1.1.2.3. Ciclo Atkinson.
El motor de ciclo Atkinson es un tipo de motor de combustión interna, inventado por James Atkinson en 1882. El ciclo Atkinson se diseñó para ofrecer mayor eficiencia a expensas de la potencia y se está empezando a utilizar en las aplicaciones híbridas modernas.
Hemos de diferenciar entre el motor diseñado originalmente, (https://youtu.be/YnXptb8-X1s) el cual presentaba importantes diferencias constructivas y de funcionamiento con el motor de cuatro tiempos, y los motores actuales que utilizan el ciclo Atkinson.
En la actualidad no existen diferencias constructivas sustanciales entre un motor de ciclo Otto y otro de ciclo Atkinson, salvo por los desfases (mucho mayores en este ciclo) en las aperturas y cierres de las válvulas de admisión, en el cual estas pueden estar abierta hasta la mitad del recorrido de compresión.

Funcionamiento:
Los motores actuales que utilizan el ciclo Atkinson tienen los mismos cuatro tiempos (hay autores que hablan de un quinto tiempo) que los motores de ciclo Otto. Admisión, compresión, explosión y escape.
La diferencia aparece en el momento de la compresión. En los motores de ciclo Otto la válvula de admisión se cierra al llegar el pistón al PMI, (realmente la válvula, en la práctica, se cierra unos pocos grados mas tarde del PMI, una vez iniciado ligeramente el ascenso del pistón, para facilitar el llenado del cilindro aprovechando la inercia de los gases). Sin embargo en la fase de compresión en el ciclo Atkinson, la válvula de admisión permanece abierta una gran parte del recorrido del pistón en su carrera ascendente, pudiendo llegar a estar abierta hasta la mitad del recorrido del embolo (los autores que cito anteriormente hablan en este caso de dos tiempos en la carrera de compresión, una post admisión mientras esta válvula está abierta y la fase de compresión propiamente dicha a partir del momento de su cierre). El resto de los tiempos son idénticos en ambos ciclos.

Con este procedimiento se consiguen dos efectos:

1. Reducir la relación de compresión, lo que limita la potencia especifica de este motor.
2. Reducir el esfuerzo mecánico del motor en la fase de compresión, ya que la mitad del recorrido del pistón no encuentra oposición de los gases comprimidos.

Las ventajas que aporta esta disposición mecánica son:

• Cuando termina la carrera de compresión la relación existente es de 8:1, y tras la explosión de la mezcla y debido a la expansión de los gases esta relación aumenta hasta 13:1 en el tiempo de trabajo. Resultado de esta diferencia es que cuando termina el ciclo de trabajo la presión en el interior del cilindro es prácticamente la atmosférica, aprovechando en su totalidad el trabajo realizado y por ende el combustible empleado en ello.
• Mejorar el llenado de los cilindros, ya que, al empujar la mezcla desde el interior de los cilindros al colector de admisión, crea una sobrepresión ligeramente superior a la atmosférica en los colectores.
• Un esfuerzo mecánico inferior, lo que repercute asimismo en el consumo y durabilidad de los motores.

Ver video: https://youtu.be/zHhiBZg31Fc

Pero no todo son ventajas. Estos motores no son suficientemente eficientes si no se montan en vehículos híbridos. Debido a que no alcanzan un gran número de revoluciones (poca más de 5000 rpm) unido a la baja relación de compresión, entregan una menor potencia especifica, en comparación con motores Otto con menor cilindrada.
En los vehículos híbridos, la sensación de potencia y aceleración la proporciona la adición del motor eléctrico en combinación con la caja de cambios, manteniendo la inercia el motor térmico, al tiempo que se encarga de recargar las baterías.

Ampliar información.
https://www.actualidadmotor.com/ciclo-atkinson-que-es-como-funcionan-motores/
https://www.motorpasion.com/tecnologia/motor-de-ciclo-atkinson

1.1.2.4. Motor Miller.
El motor Miller, patentado por Ralph Miller 1957. Puede ser utilizado en motores de dos y cuatro tiempos y tanto Diesel como gasolina.
Su modo de funcionamiento es como el del motor Atkinson, prolongando el cierre de la válvula de Admisión hasta un tramo importante de la carrera de compresión (30% de la carrera), presentando la novedad de contar con un compresor y un enfriador (intercooler) que fuerza la entrada de gases al interior del cilindro.
Las características son las mismas que el motor Atkinson, en cuanto a consumos, esfuerzos del motor y menor potencia del motor, los cuales son compensadas con un mejor llenado de los cilindros debido a la entrada forzada de aire.

1.1.2.5. Ciclo Budack de Volkswagen.
Este es una versión ligeramente alterada del ciclo Atkinson en el que la válvula de admisión se mantiene abierta durante parte del tiempo de compresión. Sin embargo, el ciclo B o ciclo de Budack, usa el mismo concepto con la diferencia de que cierra antes la válvula de admisión, por tanto, a medida que el pistón baja con la válvula cerrada, la presión dentro de la cámara de combustión disminuye y luego aumenta radicalmente durante la carrera de aplastamiento.
Esto produce una relación de compresión efectiva más baja, lo que facilita que la carrera de expansión haga bajar el pistón más rápido con una mayor eficiencia, si bien esto penalizaría, teóricamente, la potencia de salida. Por descontado, esto no sería posible sin un pasador deslizante accionado hidráulicamente que cambiase el perfil de las levas (Distribución variable, patente de Honda en su VTEC, que veremos en el tema 11).

Saber más:
Así funciona el nuevo motor ‘Budack by VolkswagMotor en Ven’ | SoyMotor.com
Así funciona el nuevo motor de ciclo B de Volkswagen

1.1.3 Según su arquitectura.
Motores en línea: son aquellos en los que los cilindros se disponen uno a continuación del otro en una misma línea.
Aunque en los coches antiguos es probable ver hasta 8 cilindros en línea, en la actualidad no es frecuente que existan motores de más de 6 cilindros en línea. Su principal ventaja es que son más sencillos de fabricar y tienen menos número
de piezas. Su inconveniente es que para motores de más de 4 cilindros empiezan a ocupar mucho espacio y el cigüeñal es demasiado largo y sufre muchas torsiones.
Motores en V: para hacer más compactos los motores, muchos fabricantes colocan los cilindros en dos líneas formando una V. De esta forma se reduce prácticamente a la mitad su longitud y es más fácil acomodarlos en el vano motor.
Cada una de las líneas de cilindros se llama bancada y ambas bancadas pueden formar diferentes ángulos. Existen motores con ángulos muy pequeños, de apenas 10 o 15 grados. Estos motores se denominan de V estrecha (VR). Son muy compactos y la idea tras ellos es utilizar una única culata para abaratar costes y peso. Para mejorar el equilibrado, los ángulos más comunes son de 60º y 120º para los motores V6 y de 90º y 180º en motores V8 y V12, pero se pueden fabricar en prácticamente cualquier ángulo. Suelen ser más compactos, equilibrados y refinados que los motores en línea.

Motores bóxer: Este tipo de propulsor es poco común, siendo coto casi exclusivo de Porsche y Subaru. En los motores bóxer los cilindros se disponen en dos bancadas opuestas y horizontales.
Se diferencian de los motores en V a 180º en que en los bóxer cada biela y pistón tiene su muñequilla en el cigüeñal y los pistones enfrentados se mueven simétricamente en direcciones opuestas respecto al eje horizontal, mientras que en los motores en V a 180º, como las bielas de un cilindro y su opuesto están sujetas a la misma muñequilla, los pistones se desplazan en el mismo sentido.
Motores en W: esta disposición es la que se obtiene al unir dos motores en V formando 3 bancadas. No es una disposición frecuente por su complejidad. Volkswagen produjo un W8 para poder meter un motor de 8 cilindros transversalmente en el vano motor del VW Passat. En la actualidad, sólo los W12 de Bentley y los W16 de Bugatti usan esta arquitectura.
Motores en estrella: se emplean principalmente en aviación. Los cilindros se colocan radialmente formando una estrella. Tienen la ventaja de que de esta forma se puede exponer toda la superficie de los cilindros a la corriente de aire para su refrigeración.

Motores Deltic: este tipo de motor es muy peculiar. Está formado por tres cigüeñales colocados en los vértices de un triángulo equilátero. Cada cigüeñal tiene
varios cilindros en V y su gran diferencia es que la cámara de combustión está en el centro del
cilindro y los pistones se mueven desde los extremos del cilindro hacia el centro. Una versión simplificada de este tipo de motor emplea sólo dos cigüeñales y los
cilindros en un único plano con los pistones en movimiento enfrentado.
Estos motores suelen emplearse para vehículos que necesiten mucha potencia, como barcos rápidos, locomotoras o vehículos militares.

Motor Rotativo Wankel: Inventado por Félix Wankel, presenta la novedad de que los pistones con
movimiento alternativo son sustituidos por un rotor, que gira en el interior de una cámara con forma de ocho. La forma triangular del rotor girando de forma
excéntrica en el interior de esta cámara, crea los
diferentes tiempos de admisión, compresión,
explosión y escape que en los ciclos de cuatro tiempos pero en un solo giro del rotor, el cual transmite el movimiento a un eje que gira en el interior y que es el encargado de llevar el
movimiento a las ruedas.
Tiene la ventaja de ser un motor más pequeño y compacto, con muy pocas piezas móviles y muy equilibrado, pero no ha alcanzado una gran difusión debido a problemas de estanqueidad y emisiones contaminantes a la atmósfera debido a la necesidad de lubricar el interior de las cámaras con aceite disuelto en gasolina, como el motor de dos tiempos.

Saber mas : https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Wankel

1.1.4. Según el tipo de combustible utilizado.

1.1.4.1. Gasolina.

Motor de explosión a gasolina -motor Otto-.
Este motor se caracteriza por aspirar la mezcla de aire-combustible (gasolina dispersa en el aire), es decir, se trata de un sistema pistón-cilindro con válvulas de admisión y válvulas de escape. El funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos consiste en que cada cilindro contiene dos válvulas, la válvula de admisión A y la válvula de escape E; el mecanismo conocido como árbol de levas abre y cierra las válvulas, este movimiento de vaivén del émbolo se transforma en otro de rotación por una biela y una manivela. La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.
Estos motores requieren de una chispa – generada por la bujía- para encender el combustible, por lo que son denominados motores de explosión. Pueden ser de dos o cuatro tiempos, siendo esta segunda opción la más común en los vehículos, aunque la primera sigue siendo una alternativa habitual en ciclomotores y máquinas industriales.

Motor de carga estratificada.
Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada, diseñado con el fin de reducir emisiones sin la necesidad de un sistema de
recirculación de los gases resultantes de la combustión y
sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una
cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura máxima que se logra alcanzar es suficiente como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno, mientras que la temperatura media es la suficiente para limitar las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos.

Saber más. Video https://youtu.be/AEfgWoPCfRA

1.1.4.2. Diésel.

Es un motor térmico que tiene combustión interna producida por el autoencendido del combustible debido a altas temperaturas que se derivan de la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel. Se diferencia con el motor de gasolina porque utiliza gasóleo, o gasoil como combustible. Ha sido uno de los más utilizados desde su creación. Este motor
funciona mediante la ignición de la mezcla aire-gas sin chispa. El combustible diésel se inyecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de manera que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Este proceso es lo que se llama la autoinflamación. Además, este tipo de motor consume menos combustible comparado con un motor a gasolina.
Este tipo de motores utilizan gasóleo, que no puede prenderse con chispa y, por tanto, utiliza la presión para encender la mezcla de aire y combustible. Debido a ello, la relación de compresión (número que determina la proporción de compresión de la mezcla dentro del cilindro) es muy superior a aquellos que determinan la ignición mediante chispa. En ellos el combustible se inyecta al final del recorrido de compresión.

Los motores diésel suelen ser más eficientes que los de gasolina, aunque como contrapartida requieren sistemas de reducción de emisiones más eficientes. Expulsan más óxidos de nitrógeno (NOX) y generan más carbonilla (hollín resultante de una quema ineficiente del combustible).

1.1.4.3. Gas.

Cada vez es más común ver coches con motor de gasolina y GNC (gas natural comprimido) o GLP (gas licuado de petróleo). Generan menos óxidos de nitrógeno, aunque su poder calorífico es menor y por ello tienen un consumo algo mayor para igualar la potencia a la gasolina. En la actualidad se utilizan dos tipos de gases de modo generalizado, el Gas Licuado del Petróleo (GLP) y el Gas Natural Comprimido (GNC), asimismo se está estudiando la utilización del hidrogeno como fuente energética para los motores.

Gas Licuado del Petróleo (GLP):
Es una mezcla de butano y propano, en proporciones adecuadas para su uso como combustible.
Cuenta como importantes ventajas:

• Precio inferior a la gasolina, menor debido principalmente a incentivos fiscales,
• Fácil repostaje con la adición de una boquilla especial para el llenado de gas a presión,
• Menos emisiones contaminantes y menos residuos en los motores. Etiqueta ECO
• Fácil instalación en motores de gasolina
  Inconvenientes:
• Menor potencia debido a un rendimiento térmico menor que la gasolina
• Mayor consumo necesario para mantener los niveles de potencia deseados.
• Puede tener problemas con las válvulas y sus asientos a ser un combustible seco, sin aditivos.
• Sigue dependiendo de la gasolina, El arranque siempre se realiza con gasolina. Necesita un doble sistema de alimentación, ya que es un sistema dual, gas/gasolina, con duplicidad de sistemas de alimentación, incluidos depósitos.

Saber más: ¿Qué es el GLP? Historia, ventajas e inconvenientes

Gas Natural Comprimido (GNC):
Existen dos variedades de este tipo de combustible (metano, básicamente): Gas Natural Comprimido (GNC), utilizado en vehículos ligeros y algunos autobuses y Gas Natural Licuado (GNL) que permite almacenarse en estado líquido y proporcionar mayor autonomía, siendo utilizado en transporte pesado para largas distancias:
Ventajas:

• Reducción de emisiones contaminantes y residuos en el motor. Etiqueta ECO
• Precio menor que gasolina o gasoil, aunque algo mayor que el GLP.
• Fácil repostaje. No necesita adaptador como en el caso del GLP.
• Poder antidetonante mayor que la gasolina, permitiendo una relación de compresión mayor y una menor rumorosidad
  Inconvenientes:
• Limitada red de estaciones de servicio
• Menor espacio de carga, ya que los depósitos de GNC son complejos y al ser también un motor con un sistema de alimentación dual (gas/gasolina) se duplican los sistemas.
• Los depósitos tienen fecha de caducidad.

Saber más: GNC o GNL: historia, ventajas e inconvenientes

Hidrógeno:
Es la gran alternativa a otras fuentes de energía en el sector de la automoción. Este puede ser utilizado de dos modos diferentes:

• Como combustible en motores de explosión
• Como elemento productor de electricidad al combinarse con el oxigeno en las llamadas pilas de Hidrogeno.
  

Actualmente ambas formas de generación de energía están en fase de estudio y desarrollo, por lo que no hay vehículos comercializados actualmente que lo utilicen.
El problema principal que encontramos a esta fuente de energía son los costes de producción, caros y contaminantes.

Ventajas e inconvenientes del hidrógeno como combustible alternativo (nationalgeographic.com.es)

1.1.5. Sobrealimentados o atmosféricos.
Otra clasificación de los motores puede darse entre los motores sobrealimentados o los atmosféricos. En el primero lo que se realiza es una sobrepresión del aire que se introduce en los cilindros mediante algún tipo de dispositivo al efecto, turbocompresores, compresores volumétricos o soplantes.
En los motores atmosféricos, no se utilizan ningún dispositivo para forzar la entrada de aire a los cilindros, sino que la misma succión de los pistones en su carrera descendente aspira el aire de la atmósfera.
La mayor entrada de aire conlleva un mayor volumen de oxígeno disponible, esta circunstancia permite aumentar la potencia y la respuesta del motor a bajo y medio régimen. Ello se debe a que la mayor presencia de oxígeno permite quemar más combustible en la cámara de combustión de igual o menor tamaño que en un motor atmosférico.
La presión de soplado habitual en los motores turbo es de entre 0,7 y 0,9 bares superior a la atmosférica. En cualquier caso, cuanto más prestacional sea el vehículo, mayor será la presión de soplado del motor.

1.2. CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN DE UN AUTOMÓVIL.
Las dimensiones y otras particularidades de los componentes del motor nos dan sus características, las cuales dan personalidad y configuran el rendimiento del motor.

1.2.1. Presentación de las características del motor.

• Diámetro del cilindro o calibre del cilindro. (D)
• Carrera del pistón. Recorrido del pistón desde el PMI hasta el PMS en mm
• Cilindrada unitaria y total, Capacidad de cada uno de los cilindros y la suma de todos los cilindros
• Relación de compresión. Relación existente entre el volumen del cilindro y el volumen de la Cámara de compresión.
• Velocidad lineal del pistón, Velocidad a la que el pistón recorre el cilindro, que dependerá directamente del número de revoluciones del motor en cada momento.
  

Algunas de estas características son dimensionales y otras de relación entre varias de estas y resultado del rpm del motor y su funcionamiento.

Ver video https://youtu.be/fpG542LhN9E

1.2.1.1. Diámetro y Carrera.

• Diámetro D, es el del cilindro, se mide en mm.
• Carrera C, es el recorrido del pistón a lo largo del cilindro también se mide en mm.

Ver video https://youtu.be/ULiUpzN_RVcer

1.2.1.2. Cálculo de la cilindrada de un motor, unitaria y total.

Ver videos https://youtu.be/W0FkTXtE8zg , https://youtu.be/G76D669T6dg

La cilindrada de un motor de un cilindro es el volumen que queda comprendido entre el PMS y el PMI del recorrido del pistón. Por lo tanto, para motores de más de un cilindro, el total será el de uno de ellos multiplicado por el número total de cilindros, ya que todos son de las mismas dimensiones.
Las unidades que nos vamos a encontrar son:

• Cilindrada: litros o centímetros cúbicos (cc)
• Carrera del pistón: milímetros (mm)
• Calibre o diámetro del cilindro: milímetros (mm)
  Según las dimensiones de la carrera y el calibre:
• Carrera igual al calibre: motor «cuadrado»
• Carrera inferior al calibre: motor «supercuadrado»
• Carrera superior al calibre: motor «alargado»
  

Actualmente se tiende a la fabricación de motores con mayor calibre que carrera. Si damos mucha carrera al cilindro, la velocidad hacia arriba y abajo del pistón será más variable, aumentando la fuerza de inercia y el rozamiento. Si disminuimos la carrera en exceso, para obtener una buena cilindrada debemos aumentar el calibre, aumentando el tamaño del pistón, y por tanto, su masa. Por lo tanto, hay que tener en cuenta estas consideraciones a la hora de diseñar. Aunque también tenemos que considerar que los continuos avances en materiales permiten fabricar piezas cada vez más ligeras y resistentes.
Dicho esto, para calcular la cilindrada emplearemos las siguientes ecuaciones:

Esta ecuación es muy sencilla de recordar. Hemos denominado V a la cilindrada, ya que se trata del cálculo de un volumen. Para calcular dicho volumen, hemos empleado la fórmula del volumen de un cilindro, por lo que calcularemos la superficie del cilindro en función de su diámetro (calibre) y lo multiplicaremos por la profundidad (carrera). De esta forma obtenemos la cilindrada unitaria (para un cilindro). Si queremos obtener la cilindrada total, simplemente multiplicamos por el número de cilindros.
Entendidas las ecuaciones, vamos a resolver un ejemplo de «andar por casa», la cilindrada del Bugatti Veyron 16.4. Los datos que necesitamos son:

• Diámetro: 86 mm
• Carrera: 86 mm
• Cilindros: 16 (Motor W16, 16 cilindros, disposición en W)
  

Podemos deducir que se trata de un motor cuadrado, ya que el diámetro y la carrera coinciden.
Tenemos que recordar que todas las unidades que vamos a utilizar son milímetros, por lo tanto, el resultado final será de milímetros cúbicos y tendremos que pasarlos a centímetros cúbicos, que son las unidades que nos vamos a encontrar en las fichas técnicas de los vehículos.

1.2.1.3. Relación de compresión.
De gran importancia en el rendimiento del motor, sobre todo antes de la sobrealimentación.
Ver video https://youtu.be/70ZEpdkIx40
Las dimensiones que entran en juego son:

• El Volumen de Admisión Va, y es el volumen del cilindro cuando el pistón está en el PMI más el volumen de la cámara de combustión.
• El volumen de compresión Vc; es el volumen sobre el pistón cuando está en el PMS y coincide con el volumen de la cámara de combustión.
• Relación de compresión R y es la relación entre el volumen de admisión y el de compresión Rc=Va/Vc.
• Considerando que la Rc de un motor es 9´5 significa el volumen de compresión es 9,5 veces más pequeña que el volumen de admisión.
  

Antes de la sobrealimentación en el motor de gasolina a mayor relación de compresión mejor rendimiento, pero con gasolina de mayor índice de octano.
En motores diésel la relación de compresión determina la capacidad de iniciar la combustión del gasóleo.
A la hora de calcular la relación de compresión hay que tener en cuenta la forma de la cabeza del pistón, ya que su geometría puede aumentar o disminuir el volumen de la cámara de combustión.
Una forma de calcularla es medir los volúmenes afectados experimentalmente, midiendo con fluidos los diferentes volúmenes.

1.2.1.4. Potencia y par Motor.
Estos dos conceptos, expresan características muy diferentes entre si.
La potencia es la capacidad de generar trabajo en un tiempo determinado. En motores se expresa bien en Caballo de Vapor CV o más técnicamente en kW.
La relación existente entre ambos es 1 Kw=1,34102 CV, o bien un CV es igual a 0,736 kW. Por lo tanto si queremos conocer los CV de un motor que están expresados en kW, tendremos que multiplicar estos por 1,34102 y si queremos obtener el número de kW que tiene un CV, multiplicaremos el número de CV por 0,736.
75 Kw x 1,34102= 100,5765CV
125 CV x 0.736= 92 kW
Los factores que influyen en la potencia desarrollada por un motor dependen:

• De su cilindrada.
• Del grado de llenado y riqueza de mezcla combustible en los cilindros. Así a mejor llenado y respiración, más potencia entregará.
• De la relación de compresión.
• Del número de cilindros
• De las revoluciones del motor.

Así podemos deducir que la potencia de un motor es variable, dentro del régimen de funcionamiento de este. Los datos que los fabricantes aportan, es la potencia máxima que puede proporcionar el motor en unas condiciones determinadas.
El Par Motor o torque, es la fuerza que debe ser aplicada a un eje para que este gire sobre sí mismo y determina la fuerza necesaria para hacer girar el cigüeñal, transmitiendo así ese movimiento al vehículo y haciendo posible su desplazamiento.
El par motor así se determina por la fuerza que impulsa al pistón y que a través de la biela ejerce sobre la muñequilla del cigüeñal. Cuanto mayor sea la distancia entre la muñequilla del cigüeñal y el eje de este mayor será el par motor, también condicionado por la presión que se ejerce sobre esa muñequilla.
Por lo tanto a ser el par motor el resultado de multiplicar la fuerza de la explosión aplicada en el apoyo biela-cigüeñal Fe, por la distancia entre dos puntos de giro del cigüeñal C/2; (Par =Fe*C/2) y ser esta distancia constante, las variaciones de par se darán dependiendo de la fuerza de la explosión que impulsa el pistón, que a su vez estará condicionada por la calidad y riqueza de la mezcla. Esta se da en determinados regímenes de giro del motor, donde el llenado de los cilindros es más eficiente.

Así, podremos obtener la potencia máxima del motor a un régimen de giro diferente al que obtendremos el par máximo. Esto se puede observar en las gráficas de par y potencia, donde nos muestran estos valores visualmente.
En la figura podemos ver los valores de potencia (línea
verde) que vemos cómo va incrementándose en función
de rpm del motor, hasta un momento que a pesar de
elevarse el número de revoluciones, la potencia decae, debido al resto de factores que ya no son favorables, entre ellos las mismas limitaciones que la mecánica pone al funcionamiento del motor.
Por otro lado observamos como el par motor (línea azul) se eleva hasta alcanzar un nº de rpm determinado,
manteniéndose en este valor durante un alto rango de
régimen de giro, para decaer, debido principalmente a la dificultad al llenado óptimo de los cilindros a un concreto régimen de giro del motor.
Estas gráficas nos dan una idea de elasticidad del motor y durante que régimen de revoluciones podemos obtener la mayor eficiencia en el consumo de combustible, uso de la caja de cambios y eficiencia de la conducción.

Ver videos https://youtu.be/TXaBTyeqa4M, https://youtu.be/wVbTbejs520

1.2.1.5. Consumo específico de combustible.
Es la cantidad de gramos de carburante (compuestos -líquidos o gaseosos- cuya combustión en presencia de aire permite el funcionamiento de los motores de combustión interna) necesaria para obtener un kilovatio durante una hora. Se expresa en g/kWh.

1.3. MOTORES ELÉCTRICOS.
Los motores eléctricos han irrumpido poderosamente en el sector de la automoción, siendo una realidad cada vez más presente. Para comprenderlos es necesario conocer sus principios de funcionamiento, basados en los fenómenos electromagnéticos.

1.3.1. Funcionamiento de un motor eléctrico.
Todos conocemos los efectos magnéticos de los imanes, los cuales ejercen unas fuerzas magnéticas que permiten atraer o rechazar a otros imanes en función de la polaridad de estos. Podemos observar cómo enfrentando dos imanes entre sí, cuando estos poseen la misma polaridad se repelen, sin embargo, si la polaridad entre ellos es distinta ejerce una fuerza de atracción. Estas fuerzas son susceptibles de generar trabajo.
Los motores se basan en este principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor, por el que circula una corriente eléctrica, se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. Así entonces, en los motores, la electricidad crea campos magnéticos opuestos entre sí, que provocan que la parte giratoria de éste (el rotor) se mueva.
Actuando sucesivamente sobre la polaridad de los campos magnéticos (frecuencia en los motores de corriente alterna), permite realizar cambios de velocidad en los motores, incluso el cambio de sentido de giro de estos, lo que resulta muy útil en el automóvil, ya que permite prescindir de la caja de cambios.
En un dispositivo de este tipo, donde un conductor gira en el interior de un campo magnético, puede también generar electricidad. Si este conductor lo conectamos a una fuente de electricidad, generará movimiento (motor), pero si este mismo conductor le proporcionamos movimiento, producirá electricidad (generador). Aprovechado este fenómeno, en bajadas y retenciones del motor en el que este es arrastrado por el movimiento del vehículo, se inducirá una corriente eléctrica en el rotor que nos permitirá recargar las baterías.

Saber más:
https://www.areatecnologia.com/EL%20MOTOR%20ELECTRICO.htm
https://youtu.be/MuNEI1b1F4w

1.3.2. Tipos de motores eléctricos utilizados en automoción.

³ Este motor y el de corriente continua sin escobillas (brushless) son prácticamente idénticos.

1.3.3. Características de los motores eléctricos.
Las características principales de un motor eléctrico, además de las dadas por sus características constructivas, como es el uso de imanes permanentes, electroimanes y forma de conexionado de sus bobinas, no son tan diferentes de las de los motores de combustión, pudiendo también ser representadas mediante gráficos y curvas.

• Potencia: Energía (capacidad de crear trabajo) que rinde un motor en una unidad de tiempo (kW)
  o Potencia continuada: A la que el motor puede trabajar de modo continuado sin sufrir peligro.
  o Potencia máxima: La que puede proporcionar un motor en un momento dado, pero por poco tiempo.
• Par motor: Fuerza del motor en giro multiplicado por el radio del rotor (Nm, newton metro).
• Intensidad de corriente consumida: se mide en Amperios (A).
• Rendimiento: Cociente entre la energía que consume y la que aporta. Se mide en %.
• Velocidad de giro: Referencia para medir el resto de magnitudes y se expresa en rpm.

1.4. TIPOS DE VEHÍCULOS EN FUNCIÓN DE SU MOTORIZACIÓN.
En función del tipo de motorización, los vehículos actuales pueden distinguirse en estos tres grupos:

• Vehículos con motores de combustión interna.
• Vehículos Eléctricos.
• Vehículos Híbridos.

1.4.1. Vehículos con motores de combustión interna.
Son todos aquellos vehículos que están dotados de un motor de combustión interna, de cualquier tipo de los expuestos en este mismo tema con anterioridad en el punto 7.1.1 y que no vamos a reproducir en este apartado, por considerarse ya estudiado.

1.4.2. Vehículos eléctricos (VE).
Según RGV: Vehículo propulsado al menos por uno o más motores eléctricos.
Entendemos por coche eléctrico todo aquel vehículo que está impulsado por uno o varios motores alimentados por una fuente de energía eléctrica posteriormente transformada en energía cinética, sea recargada o no a través de la red. Estos son:

• Vehículos completamente eléctricos a baterías (BEV)
• Eléctrico de pila de hidrógeno (FCEV)
• Eléctrico de batería extendida (EREV)

1.4.2.1. Vehículos completamente eléctricos a baterías (BEV).

Este tipo de vehículo, denominado Battery Electric Vehicle, (BEV) se mueve únicamente gracias a la intervención de uno o varios motores eléctricos alimentados por una batería que puede recargarse directamente a través de la red.
Suelen estar dotados de un sistema de recuperación de energía cinética en las frenadas o deceleración, que se almacena para su posterior utilización. Durante su funcionamiento no generan emisiones contaminantes.

1.4.2.2. Eléctrico de pila de hidrógeno (FCEV).

Los vehículos de este tipo, denominados Fuel Cell Electric Vehicle, (FCEV) utilizan una pila de combustible de hidrógeno que no requiere energía de una batería, sino la procedente de una reacción química que se produce en su interior. El hidrógeno se oxida perdiendo electrones que son capturados para generar una corriente eléctrica que impulsa el motor.
Algunos adicionalmente llevan una batería de menores dimensiones que los BEV para almacenar el exceso de energía producida por la pila o a través de la red.

1.4.2.3. Eléctrico de batería extendida (EREV) o (REEV, según el Reglamente General de vehículos).

Los Extended-range Electric Vehicles (EREV) cuentan con dos tipos de motor: uno eléctrico y otro de combustión de gasolina. Es importante destacar que en ningún caso este segundo tipo es el encargado de mover las ruedas del coche, sino que funciona como generador eléctrico encargado de recargar la batería, que a su vez alimenta el motor eléctrico que sí mueve las ruedas.
La batería puede conectarse a la red y solo cuando está agotada, el motor térmico se pone en funcionamiento para recargarla y alimentar al motor eléctrico.

DGT – Publicado el Manual de características técnicas de los vehículos de movilidad personal

1.4.3. Vehículos Híbridos (VH).

Los coches híbridos son aquellos cuentan con dos tipos de motores: de combustión interna y eléctrico. En la actualidad, representan la opción más evolucionada y asequible a la hora de realizar la transición desde el vehículo tradicional al eléctrico.
Por lo general, este tipo de coches combinan un motor de gasolina y otro eléctrico, pero también existen versiones con motores diésel y eléctrico, o de gas natural comprimido (GNC) o gas licuado del petróleo (GLP), a los cuales la DGT también los considera híbridos. Sea como fuere, todos ellos gozan de la etiqueta ambiental ECO de la DGT (a excepción de algunos híbridos enchufables con más de 40 km de autonomía en modo eléctrico, que portan la etiqueta 0 Emisiones).
Su sistema de propulsión ofrece tres opciones diferentes de funcionamiento: el motor de gasolina mueve las ruedas, el motor eléctrico mueve las ruedas, o ambos al mismo tiempo se encarga de mandar energía a las ruedas. También disponen de una caja de cambios, en este caso automática, ya sea de doble embrague, convertidor de par o de tipo CVT (muy usadas en Toyota y Lexus).
El sistema de propulsión es autónomo, es decir, él mismo se encarga de gestionar las transiciones entre el motor térmico y eléctrico, sin que el conductor tenga que interferir en su funcionamiento. De este modo, determina cómo funciona un vehículo híbrido.
El modo eléctrico puro (recibe diferentes nombres dependiendo de la marca: EV, ECO…) funcionará siempre y cuando la batería híbrida tenga carga suficiente y se cumpla con el límite de velocidad máxima a la que el motor eléctrico puede enviar potencia a las ruedas. Si alguno de estos dos parámetros no se cumple (poca carga eléctrica o excesiva velocidad), el modo no entrará en funcionamiento y será siempre complementado o incluso reemplazado por el motor de combustión interna.
Ahora bien, dependiendo del tipo de híbrido, el sistema de propulsión está compuesto por más o menos elementos. Si se trata de un híbrido no enchufable (autorrecargable), por ejemplo, un Toyota Prius, su sistema está compuesto por un motor de gasolina, un motor eléctrico y una batería híbrida.
El motor de combustión también puede ser diésel, como es el caso del Mercedes E 300 híbrido enchufable. Los vehículos a gas tienen un solo motor, que puede funcionar con dos combustibles diferentes.
Un coche híbrido tiene dos baterías: la batería híbrida, que es la que se encarga de alimentar al motor eléctrico, y la batería tradicional de 12 voltios, que es la responsable de mandar energía para los faros o sistemas básicos del coche. También es la responsable de arrancar el motor de combustión, aunque este trabajo, dependiendo de la configuración del sistema, la puede realizar el motor eléctrico o incluso obtener energía de su batería híbrida.

Estas baterías se recargan dependiendo del tipo de vehículos. Los híbridos no enchufables (HEV) cargan las baterías mediante sus propios sistemas de generación de energía eléctrica:

• Frenada regenerativa: esta tecnología aprovecha la energía generada mediante la frenada para convertirla en electricidad que se almacena en la batería.
• Inercias: el motor es bidireccional, es decir, puede emplear la energía eléctrica para mover las ruedas o recuperarla cuando levantamos el pie del acelerador, convirtiendo la energía cinética en electricidad.
• A través del motor térmico: este es el último de los casos. Si un coche híbrido no tiene electricidad almacenada en la batería y no tiene otra forma de recargarla (por ejemplo, cuando circulamos a velocidad sostenida en autopista), el motor térmico, además de mover las ruedas, actuará como un generador que recargará la batería. Este es el último caso debido a que el consumo de gasolina se dispara, por lo que el sistema de propulsión se encargará de
  que no suceda (o suceda lo menos posible).
  

En un vehículo hibrido enchufable (PHEV) además de los medios descritos anteriormente, puede recargar sus baterías mediante una toma externa de alimentación. El tamaño de las baterías de estos vehículos está en un estado intermedio entre los eléctricos puros y los híbridos no enchufables.
Existen diversas configuraciones de hibridación, en cuanto a su disposición en el vehículo:

Híbrido en serie. Estos vehículos son impulsados por el motor eléctrico, que es el encargado de mover directamente las ruedas. El objetivo del motor de combustión es proporcionar electricidad al motor eléctrico y cargar las baterías. Cuando estas están totalmente cargadas el motor de combustión deja de funcionar.
Híbrido en paralelo: En los coches híbridos en paralelo, los dos tipos de motores, tanto el eléctrico como el de combustión, trabajan para impulsar al vehículo. Pueden hacerlo de manera individual o al mismo tiempo, por lo que también se les conoce como semi-híbridos.
Híbrido combinado: Los coches híbridos combinados son aquellos que se mueven con el impulso de cualquiera de sus dos motores, pues tanto el motor eléctrico como el motor de combustión están conectados a las ruedas. Se les conoce también como full-hybrid.
En cualquier caso esta tecnología, necesita de un inversor de corriente, que transforme la energía eléctrica continua, que almacena la batería, a corriente alterna que es la utilizada por los motores eléctricos y a su vez, que también transforme la corriente alterna, generada por el vehículo, mediante los sistemas estudiados anteriormente (inercias, frenada regenerativa, el propio generador del vehículo, tomas externas etc.) en corriente continua que almacena las baterías.

Este mismo dispositivo inversor, cuenta con un dispositivo variador de frecuencia que será el encargado de imprimir la velocidad deseada a los motores eléctricos que impulsan al vehículo⁴.

⁴ En bibliografía se puede acceder y consultar material adicional proporcionado por el formador

Ver video https://youtu.be/OUero19TQlg
Saber mas : https://www.motor.es/noticias/como-funciona-motor-coche-hibrido-202068269.html

Todos estos vehículos poseen algún tipo de electrificación en su funcionamiento y en virtud de ello se clasifican en:

• Híbrido enchufable (PHEV).
• Híbrido no enchufable (HEV).
• Hibridación suave de 48 voltios o microhíbridos (MHEV).

1.4.3.1. Híbrido enchufable (PHEV).

El Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) es un tipo de híbrido que cuenta con un motor de combustión interna, generalmente de gasolina, asociado a un motor eléctrico. Ambos propulsores pueden mover el coche por sí mismos y la parte eléctrica dispone de una batería de mediano tamaño que suele tener una autonomía de unos 50 kilómetros para recorridos urbanos.
La batería puede recargarse mediante el motor de combustión o con el sistema tradicional de enchufado a la red eléctrica, permitiendo por tanto su uso completamente eléctrico para trayectos de corto recorrido. En cualquier caso, el conductor puede elegir el modo que desea utilizar e, incluso, optar por una combinación de ambas tecnologías.

1.4.3.2. Híbrido no enchufable (HEV).

El Hybrid Electric Vehicle (HEV) es similar al enchufable, pero con la particularidad de que la batería no puede recargarse a través de la red eléctrica, sino que utiliza el motor de combustión o un sistema de recuperación de energía cinética, que aprovecha las fases de frenada y desaceleración. La autonomía eléctrica es muy corta y, en esencia, la parte eléctrica contribuye a reducir los consumos en recorridos urbanos.

1.4.3.3. Híbrido suave de 48 voltios (MHEV).

Los sistemas eléctricos suelen funcionar a 12 voltios, pues son suficientes para alimentar la iluminación, los sistemas multimedia o los elevalunas. Pero las tecnologías actuales implementadas en los coches demandan cada vez más energía y para satisfacer las mismas surgen los sistemas de 48 voltios o «Mild Hybrid Electric Vehicle». (MHEV)
Estos son un concepto de vehículo híbrido que está ganando presencia en los últimos años. En lugar de equipar un motor eléctrico separado del motor térmico, cuenta con un generador-motor eléctrico que hace las veces de motor de arranque y de alternador. De hecho, este componente reemplaza a los tres elementos antes mencionados y los unifica en uno solo. Éste es accionado por la correa distribución del vehículo y aporta un impulso eléctrico en determinadas situaciones, además de fortalecer el efecto del Start-Stop y de mantener los sistemas del vehículo activos cuando el motor térmico se desconecta al aprovechar, por ejemplo, la inercia obtenida al bajar un desnivel. También cuenta con una batería, pero ésta tiene un menor tamaño.
En estos casos, el sistema eléctrico puede detener el motor de combustión en situaciones en las que es posible disminuir el consumo y las emisiones, como por ejemplo en frenada o desaceleración, aprovechando el momento para almacenar la energía generada por el movimiento del motor “en vacío”. Su mayor voltaje permite además suspensiones activas o pequeños motores eléctricos que pueda incorporar el vehículo.
El ahorro energético y reducción contaminante se consigue con las desconexiones del motor térmico, por ejemplo, en ciudad y aprovechando las inercias en autovía y en pendientes.