El documento describe los principales elementos de un motor de explosión, incluyendo el bloque, la culata y las cámaras de combustión. El bloque constituye el cuerpo estructural del motor y puede tener cilindros integrales o camisas. La culata sirve para cerrar los cilindros y alojar las válvulas y bujías. Las cámaras de combustión pueden tener diferentes formas como hemisférica, de bañera o cilíndrica.

1. Estructura del motor de explosión
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:

2. 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.

3. 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.
Para conseguir la refrigeración se dispone alrededor del bloque una serie de aletas que aumentan
la superficie radiante y eliminan mejor el calor interno.
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.

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

5. 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.
El material empleado en la fabricación de los bloques es, generalmente, fundición de hierro con
estructura perlítica, aleado con pequeñas proporciones de cromo y níquel, que proporcionan una
gran resistencia al desgaste y protección a la corrosión. Este material además resiste muy bien las
altas temperaturas que tiene que soportar.
En la fabricación de bloques se emplean también las aleaciones ligeras a base de aluminio-silicio,
que tienen las ventajas de su menor peso y gran conductibilidad térmica, con lo que se mejora la
refrigeración. Estas características permiten aumentar el grado de compresión en los motores de

6. gasolina, con lo que se obtiene una mayor potencia útil y un menor peso especifico para una
misma cilindrada.
Formación de los cilindros
El orificio circular que sirve de cilindro puede practicarse sobre el propio material del bloque, o bien
puede obtenerse ajustando en este unas piezas postizas en forma de tubo llamadas "camisas".
Estas piezas se fabrican independientemente y se montan sobre el bloque con un buen ajuste.
Según el procedimiento empleado para obtener los cilindros hay que distinguir tres clases de
bloques:
 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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

11. 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.
Todo ello hace muy difícil a la hora de proyectar una culata, fijar matemáticamente sus
dimensiones y espesores de material, los cuales deben adaptarse a las características del motor,
con un espesor en sus paredes lo mas uniforme posible para evitar desequilibrios térmicos en la
misma, lo cual originaria la aparición de grietas en la estructura.
Las zonas de la culata que soportan más calor son: la cámara de combustión y el conducto de
salida de los gases quemados. Por tanto, se debe estudiar con detalle la correcta circulación del
liquido de refrigeración, para que todo el conjunto quede térmicamente equilibrado.
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.
Material de las culatas
El material para la fabricación de las culatas es:
 Aleación de aluminio: la culata se construye de aleación de aluminio, silicio y magnesio.
Sus principales cualidades son una buena resistencia, peso reducido y gran transferencia
de calor, lo que permite alcanzar rápidamente la temperatura de funcionamiento y facilita la
refrigeración.
Estas culatas son mas caras de fabricar y son mas frágiles porque sufren mayores
deformaciones. Pero tienen la ventaja de su menor peso y su mayor capacidad de
refrigeración del motor. Estas características hacen que las culatas de este tipo sean la
mas utilizadas actualmente. Se pueden montar tanto en motores con bloque de fundición
como de aleación de aluminio.
 Hierro fundido: la culata se construye con una aleación de hierro, cromo y níquel, que la
hacen mas resistente y menos propensa a las deformaciones. Estas culatas admiten un

12. mayor par de apriete y es mas resistente a las deformaciones y tiene la desventaja de su
mayor peso y su menor capacidad de refrigeración del motor.
Montaje de la culata
Una de las características a tener en cuenta de las culatas es su amarre al bloque motor, ya que, al
estar sometida a la fuerza de empuje de los gases de la combustión, tiende a separarse del
bloque. Por esta razón, el sistema de amarre y el numero mas conveniente de puntos de unión, se
estudia cuidadosamente, así como la calidad y dimensiones de los espárragos empleados para
ello.
El número de puntos de amarre depende de las dimensiones de la culata ya que si se emplean
muchos espárragos, mayor es el número de agujeros que hay que practicar en la misma, lo que
debilita su estructura y aumenta las dificultades de moldeado. Por otra parte se disminuye el
peligro de flexión y la dilatación de la misma, al ser menor la separación entre puntos de amarre,
asegurando así el cierre estanco de los cilindros.
El par de apriete establecido para cada culata viene indicado por el fabricante en función de la
presión interna y del material empleado en su fabricación. Este par de apriete se logra con el
empleo de llaves dinamométricas. Se debe seguir el orden de apriete establecido por el fabricante,
comenzando normalmente por el centro y terminando por los extremos.

13. Formas y características de las cámaras de combustión
Una característica importante de las culatas es el tipo de cámaras de combustión que llevan
mecanizadas. La cámara de combustión es el espacio que existe entre la cabeza del pintón en el
PMS y las diferentes formas que se mecanizan en la culata. En la cámara de combustión se
comprime la mezcla o el aire en su grado máximo.
La cámara de combustión se construye principalmente en la culata, y en ella se alojan las válvulas
de admisión y escape y la bujía o el inyector dependiendo del motor sea Otto o Diesel.
Cámaras de combustión para motores Otto
En los motores de gasolina los mejores resultados se obtienen con una forma de cámara
semiesférica; pero debido a la disposición y dimensionado de las válvulas, cuyo asiento debe ser
plano, la configuración de la cámara se aleja de su forma ideal.
Las diferentes formas de la cámara de combustión pueden ser:
 Cámara de bañera y en cuña
Se emplean generalmente con las válvulas situadas en la culata y la bujía situada
lateralmente, lo cual facilita el acceso a este elemento. Tienen la ventaja de que el
recorrido de la chispa es muy corto y de limitar el acceso de turbulencia en el gas,
produciendose, a la entrada de gases, un soplado sobre la cabeza del émbolo que reduce
el picado.
La cámara en forma de cuña tiene las válvulas colocadas en paralelo, lo que simplifica su
sistema de mando.
La cámara en forma de bañera tiene una configuración que facilita un gran alzado de
válvulas y también se simplifica el sistema de mando.

14.  Cámara hemisférica
Es la mas parecida a la forma ideal, las válvulas se disponen una a cada lado de la cámara
y la bujía en el centro. Esta disposición favorece la combustión y acorta la llama desde la
bujía a la cabeza del émbolo.
Este tipo de cámara se emplea mucho actualmente, ya que permite utilizar válvulas de
mayor sección o bien situar mas válvulas para la admisión y escape (3, 4 y hasta 5
válvulas).
 Cámara cilíndrica
Esta cámara es muy utilizada por su sencillez de diseño y fácil fabricación, lo cual abarata
el costo de la culata.
 Cámara de combustión en motores de inyección directa
La cámara en estos motores desempeña un papel muy importante ya que en alguna fases
de su funcionamiento se utilizan mezclas pobres. Los pistones en estos motores utilizan
unos deflectores en su cabeza (figura inferior), cuya forma orienta convenientemente el
torbellino del gas de manera que se concentra una mezcla rica en torno a la bujía y por
otra parte tenemos una mezcla pobre en la periferia.
Cámaras de combustión para motores Diesel
En el funcionamiento de los motores Diesel, la combustión se realiza comprimiendo solamente el
aire de admisión e inyectando a continuación el combustible, el cual, al contacto con el aire

15. caliente, se inflama y produce la combustión. Esta inflamación no es instantánea sino que se
produce cuando la temperatura del mismo se comunica al liquido. Es decir, que si el aire esta en
reposo, las primeras gotas de combustible enfrían el aire circundante, lo cual retrasa la combustión.
Por otra parte, la combustión en estos motores no se realiza en un frente único, como ocurre en los
motores Otto, sino en diferentes puntos a la vez y se transmite a toda la mezcla. Si todos estos
puntos de aire, en el interior de la cámara, no están a la misma temperatura se produce un efecto
de picado, al no inflamarse la mezcla homogéneamente.
Para tener una combustión optima en los motores Diesel es necesario tener una relación de
compresión alta y conseguir que el aire de admisión adquiera una turbulencia para que el calor se
transmita por igual en todos los puntos de la cámara.
La turbulencia del aire dentro del cilindro se consigue dando a la cámara de combustión la forma
mas adecuada. Según la disposición adoptada, existen los siguientes tipos de cámaras:
Cámaras de inyección directa
En este sistema el combustible es inyectado directamente en la cámara de combustión a través de
varios orificios del inyector. Al chocar el combustible contra la cabeza del émbolo, que es la zona
mas caliente, se consigue una mejor mezcla y varios puntos simultáneos de ignición.
La cámara de combustión esta constituida en la cabeza del émbolo y la turbulencia se consigue
dando a esta cámara una forma toroidal. Durante la admisión entra el aire con una inclinación
adecuada e incide lateralmente en la cámara y, siguiendo la forma de la misma, crea un torbellino
en el centro que sube hasta chocar contra la culata y se une al que sigue entrando para formar el
torbellino tórico. El torbellino, durante la compresión, aumenta de velocidad, consiguiendo así
mantener el aire en movimiento y su temperatura homogénea en toda la cámara.
Este sistema, al tener menor superficie de cámara de contacto con el circuito de refrigeración,
proporciona una mayor temperatura interna, lo cual facilita el arranque en frío y supone un menor

16. consumo de combustible. El rendimiento del motor es más elevado ya que se produce una
combustión completa.
Cámaras de inyección indirecta
Este tipo de motores utilizan una cámara de combustión principal y otra auxiliar. La inyección de
combustible se realiza en la precamara o cámara auxiliar que esta unida a la principal por un
estrechamiento, cuya función es provocar una gran turbulencia del aire y el combustible inyectado.
La cámara auxiliar se fabrica de acero especial y va montada de manera postiza sobre la culata. La
relación de compresión es mas alta que en los motores de inyección directa del orden de 18 - 22/1.
El uso de cámara auxiliar suaviza el funcionamiento del motor Diesel y como desventaja tiene que
aumenta el consumo de combustible. El arranque en frío del motor es mas difícil,s por lo que se
utilizan sistemas de precalentamiento de la cámara auxiliar.

17.  Cámara de precombustión
La cámara de combustión esta dividida en dos partes; una en la propia cámara del cilindro
y la otra en una antecamara o cámara auxiliar. Ambas cámaras se comunican entre si a
través de unos finos orificios, llamado difusores.
Durante la compresión casi todo el aire pasa de la cámara principal a la antecámara a
través de los difusores y adquiere gran velocidad debido a la estrechez de los orificios. Una
vez que se inyecta el combustible se produce la combustión en contacto con el aire
caliente, de modo que se crea una sobrepresión que expulsa los gases inflamados a través
de los orificios calibrados a gran velocidad. Esto provoca una turbulencia en la cámara
principal que hace posible una combustión progresiva.
 Cámara de turbulencia
Esta configuración se compone de una cámara auxiliar de forma casi esférica anexa a la
cámara de combustión principal, que tiene casi el 50% del volumen de la compresión total.
La cámara auxiliar está conectada con la principal por una canal que desemboca
tangencialmente orientado hacia el centro del pistón. En la cámara auxiliar están ubicadas
también el inyector y la bujía de incandescencia. En la cámara de turbulencia se produce
en el tiempo de compresión una fuerte turbulencia, en la cual el combustible es inyectado
sobre el aire caliente que provoca la combustión total en el interior de la cámara auxiliar. La
violencia de la expansión de los gases en la combustión es frenada por el canal tangencial,
con lo que se consigue una expansión suave y progresiva.
Los motores con cámara de turbulencia son los mas utilizados en los motores Diesel para
automóviles. Esto fue así hasta la aparición de los motores de inyección directa que son
los mas utilizados actualmente.

18. 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.

19. 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 este
tipo de motores se pueden utilizar sistemas de admisión variable que pueden variar la longitud de
los tubos del colector de admisión o bien utilizar tubos divididos que se utilizan parcialmente o en
su totalidad utilizando mariposas de paso.

20. 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.

21. 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

22. 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.

23. Junta culata
La junta de culata es la junta plana sometida a las mayores exigencias de trabajo en el interior de
un motor. Tiene la función de sellar las cámaras de combustión, los conductos de refrigerante y
lubricante, y los agujeros de los tornillos entre sí.
Dependiendo del diseño del motor, una junta de culata consta de varias láminas de acero. Así por
ejemplo, los motores Diesel de elevada carga de funcionamiento precisan de unas juntas de culata
con un diseño constructivo mucho mayor que los motores Otto de escasa potencia y poca carga.
Las prestaciones de las juntas culatas deben resistir todo tipo de requerimiento químico, físico y
estructural de los motores y deben ser construidas con una elevada resistencia a: los gases de
combustión y a diversos fluidos agresivos, las altas temperaturas y rápidas variaciones térmicas de
hasta 240ºC, y las altas presiones de combustión extremadamente variables y puntuales de hasta
120 bar en motores Otto y más de 200 bar en los motores Diesel, por citar algunos datos.
Datos para elegir la junta culata
Para elegir el tipo de junta culata que montaremos sobre el motor hay una serie de datos que hay
que tener en cuenta. Uno de los datos es la distancia entre la superficie del pistón (C) en el punto
muerto superior (PMS) y la superficie de separación del bloque motor. Otro dato importante es el
espesor de la junta que viene determinado por el "número de entalladuras" o muescas.

24. © 2014 Aficionados a la Mecánica. Pagina creada por Dani meganeboy.