1. INTRODUCCIÓN: EL MOTOR COMO GENERADOR DE MOVIMIENTO

El motor es el conjunto encargado de producir la energía mecánica necesaria para desplazar el vehículo o, dicho de otro modo, de proporcionar el movimiento que finalmente llega a las ruedas a través de la transmisión. Durante muchas décadas, cuando en automoción se hablaba simplemente de «motor», se hacía referencia casi siempre al motor térmico de combustión interna, alimentado fundamentalmente por gasolina o gasóleo. La evolución tecnológica obliga hoy a ampliar el concepto: junto a los motores térmicos conviven sistemas híbridos, en los que se combinan máquinas térmicas y eléctricas, y vehículos cuya propulsión se realiza exclusivamente mediante uno o varios motores eléctricos.

Para el/la celador/a-conductor/a no se exige el nivel de intervención de un mecánico profesional, pero sí es necesario comprender los principios básicos de funcionamiento. Esta comprensión permite interpretar correctamente un testigo del cuadro de instrumentos, reconocer un ruido anormal, identificar una pérdida de aceite o refrigerante, comprender por qué un motor Diesel no necesita una chispa para iniciar normalmente la combustión o saber qué riesgos adicionales aparecen cuando el vehículo dispone de un sistema eléctrico de alta tensión. También ayuda a transmitir al taller una incidencia con precisión: no es lo mismo comunicar «el coche va mal» que indicar que se ha encendido el testigo de presión de aceite, existe una pérdida visible bajo el motor o se percibe humo negro anormal por el escape.

Un motor térmico transforma la energía química del combustible en calor mediante la combustión y, posteriormente, parte de ese calor en trabajo mecánico. En el motor alternativo utilizado tradicionalmente en automoción, la presión de los gases de combustión empuja uno o varios pistones dentro de los cilindros. El movimiento rectilíneo alternativo de los pistones se transforma después en movimiento de rotación mediante el conjunto formado principalmente por pistón, bulón, biela y cigüeñal. El giro del cigüeñal se transmite al embrague o al elemento de acoplamiento correspondiente y, desde allí, al sistema de transmisión.

El temario oficial dedica especial atención al motor de cuatro tiempos. La denominación procede de los cuatro recorridos o carreras sucesivas del pistón que forman un ciclo completo: admisión, compresión, expansión o trabajo y escape. En los temarios tradicionales, el tercer tiempo aparece con frecuencia denominado «explosión», «explosión-expansión» o «encendido». Conviene comprender el concepto y no quedarse únicamente con el nombre: lo verdaderamente importante es que, una vez preparada y comprimida la carga, se produce la combustión y la expansión de los gases genera el trabajo útil que impulsa el pistón.

Cada carrera del pistón corresponde a media vuelta del cigüeñal. Como son cuatro carreras, un ciclo completo de cuatro tiempos necesita dos vueltas completas del cigüeñal. El árbol de levas que gobierna las válvulas debe completar, en un sistema convencional de cuatro tiempos, una vuelta durante ese mismo ciclo. De esta relación deriva el sincronismo básico de la distribución: el cigüeñal gira al doble de velocidad que el árbol de levas.

La distinción entre gasolina y Diesel se apoya sobre todo en la forma de preparar e iniciar la combustión. En un motor de gasolina de encendido provocado se utiliza una chispa producida por la bujía. En un Diesel convencional, en cambio, se comprime intensamente aire y se inyecta posteriormente el combustible, que se inflama por las elevadas condiciones de presión y temperatura alcanzadas. Los motores modernos incorporan sistemas de gestión electrónica, inyección y control muy evolucionados, pero el principio físico que diferencia ambos tipos se mantiene.

Los sistemas híbridos añaden uno o varios motores eléctricos al motor térmico y gestionan el empleo de ambas fuentes de energía. El vehículo eléctrico puro elimina por completo el motor de combustión para la propulsión y utiliza una batería de tracción, electrónica de potencia y uno o varios motores eléctricos. Esta evolución no elimina la necesidad de conocimientos mecánicos: cambia los elementos que el conductor debe vigilar y añade nuevos riesgos, particularmente los relacionados con circuitos eléctricos de alta tensión.

Para preparar este tema resulta útil estudiar siempre cada órgano mediante cuatro preguntas: qué es, dónde se encuentra, qué función realiza y qué ocurre cuando falla. Esa forma de razonamiento permite responder mejor a los distractores del examen que la simple memorización de una lista de piezas.

2. ARQUITECTURA GENERAL Y COMPONENTES FIJOS DEL MOTOR TÉRMICO

El motor alternativo de combustión interna está constituido por un gran número de componentes. Para facilitar su estudio se suelen clasificar en elementos fijos o estructurales, elementos móviles o motrices, elementos de la distribución y sistemas auxiliares. Las clasificaciones pueden variar ligeramente entre manuales, pero esta división resulta especialmente útil en el temario del celador/a-conductor/a porque permite comprender la relación entre las distintas piezas.

2.1. Bloque motor

El bloque constituye la estructura fundamental del motor térmico. En él se encuentran los cilindros o las superficies donde se montan sus camisas y sirve de soporte a numerosos elementos. Debe ofrecer elevada resistencia mecánica, porque recibe las fuerzas generadas durante la combustión, y debe conservar con precisión la geometría necesaria para que pistones, cigüeñal y demás órganos trabajen correctamente.

En los motores refrigerados por líquido, el bloque dispone además de conductos internos por los que circula el refrigerante alrededor de las zonas sometidas a mayor temperatura. En motores refrigerados directamente por aire, la evacuación de calor depende en gran medida de las superficies y aletas destinadas a favorecer el intercambio con la corriente de aire.

2.2. Cilindros y camisas

El cilindro guía el desplazamiento alternativo del pistón. Su superficie debe soportar rozamiento, presión y altas temperaturas manteniendo una adecuada estanqueidad con los segmentos del pistón. Dependiendo del diseño, la superficie de trabajo puede estar mecanizada directamente en el bloque o utilizar una camisa independiente. En las clasificaciones clásicas se distingue entre camisas secas y húmedas según su relación con el refrigerante, aunque los detalles constructivos corresponden más a mecánica específica que a la intervención ordinaria del conductor.

El correcto estado de cilindros, pistones y segmentos es esencial para conservar la compresión. Un desgaste excesivo puede provocar pérdida de estanqueidad, aumento del consumo de aceite, humo por el escape y reducción de prestaciones. La comprobación profesional de estos defectos requiere instrumental y procedimientos de taller; al conductor le corresponde detectar los síntomas y comunicar la incidencia.

2.3. Culata

La culata se monta en la parte superior del bloque y cierra los cilindros. Junto con la cabeza del pistón y las paredes del cilindro delimita la cámara donde se desarrolla la combustión. La culata aloja o soporta numerosos órganos: válvulas, asientos y guías de válvula, conductos de admisión y escape y, según el tipo de motor, bujías, inyectores y otros elementos.

Entre el bloque y la culata se intercala la junta de culata. Su función no se limita a realizar un simple cierre mecánico: debe mantener estanca la cámara de combustión y evitar comunicaciones indebidas entre gases, aceite y refrigerante. Una avería en este punto puede ocasionar pérdidas de compresión, contaminación entre circuitos, sobrepresión en el sistema de refrigeración, consumo de refrigerante o sobrecalentamiento.

2.4. Cárter

El término cárter puede utilizarse con diferentes alcances según el diseño del motor. En el lenguaje habitual del mantenimiento se identifica especialmente con la parte inferior que cierra el motor y, en los sistemas de cárter húmedo, actúa como depósito de aceite. Sobre él o dentro del conjunto inferior se encuentran elementos relacionados con el circuito de lubricación. Un golpe en el cárter puede originar una pérdida de aceite capaz de provocar daños graves si el motor continúa funcionando sin lubricación suficiente.

2.5. Colectores de admisión y escape

El colector de admisión conduce y reparte hacia los cilindros el aire necesario para la combustión o, en determinados sistemas, la mezcla aire-combustible. El colector de escape recoge los gases quemados que salen de los cilindros y los dirige hacia el resto del sistema de escape. Confundir la misión de ambos es un error típico de test: admisión significa entrada de carga fresca; escape significa evacuación de gases de combustión.

En motores actuales, tanto admisión como escape incorporan numerosos elementos complementarios: turbocompresores, intercoolers, sistemas de recirculación de gases, sensores y dispositivos de tratamiento de emisiones. El conductor no debe intervenir en ellos salvo las comprobaciones expresamente previstas por el fabricante. Su papel consiste en reconocer síntomas anormales y facilitar la revisión técnica.

3. CONJUNTO MÓVIL Y MECANISMO BIELA-MANIVELA

El trabajo generado por la combustión debe transformarse en un movimiento aprovechable. En el motor alternativo, esta función corresponde principalmente al denominado mecanismo biela-manivela, formado por pistón, bulón, biela y cigüeñal. El pistón se mueve en línea recta dentro del cilindro; el cigüeñal debe girar. La biela constituye el enlace que permite realizar esa transformación.

3.1. Pistón

El pistón es una pieza móvil que se desplaza alternativamente entre dos posiciones extremas dentro del cilindro: el punto muerto superior y el punto muerto inferior. Durante el tiempo útil, recibe sobre su cabeza la presión de los gases de combustión y transmite el esfuerzo a la biela.

El pistón debe soportar importantes esfuerzos mecánicos y térmicos manteniendo una masa razonablemente reducida. En su zona lateral presenta ranuras destinadas a los segmentos. Aunque existen diseños diversos, para el estudio básico interesa distinguir especialmente los segmentos de compresión y los segmentos de control o engrase.

Los segmentos de compresión colaboran en la estanqueidad entre pistón y cilindro, dificultando que los gases de combustión pasen hacia el cárter. Los segmentos de engrase controlan la película de aceite de la pared del cilindro, retirando el exceso y favoreciendo que quede la lubricación necesaria. Si los segmentos están muy desgastados, puede aumentar el paso de gases, reducirse la compresión y elevarse el consumo de aceite.

3.2. Bulón

El bulón es el pasador que une articuladamente el pistón con el extremo pequeño de la biela. Gracias a esta articulación, la biela puede cambiar continuamente su inclinación mientras el pistón mantiene su desplazamiento esencialmente rectilíneo por el cilindro.

3.3. Biela

La biela conecta el pistón con el cigüeñal y transmite los esfuerzos entre ambos. Su extremo superior se articula con el bulón, mientras el extremo inferior se relaciona con una muñequilla del cigüeñal. Durante el funcionamiento soporta fuerzas variables y cambia continuamente de inclinación.

En la carrera de expansión, el pistón desciende y la biela transmite el esfuerzo al cigüeñal. En otras fases, el movimiento almacenado en los elementos giratorios y el trabajo producido por otros cilindros hacen que el cigüeñal mueva de nuevo el pistón mediante la biela. Por ello, el sistema no trabaja únicamente en una dirección.

3.4. Cigüeñal

El cigüeñal es uno de los componentes fundamentales del motor. Recibe los esfuerzos procedentes de las bielas y los convierte en un movimiento de rotación. Dispone de apoyos, muñequillas y contrapesos adaptados a la arquitectura del motor. El giro del cigüeñal constituye la salida mecánica básica que después será aprovechada por la transmisión.

3.5. Volante de inercia

El motor de cuatro tiempos no produce trabajo útil durante las cuatro carreras. En un cilindro, la fase que aporta principalmente energía al cigüeñal es la expansión. Para suavizar las variaciones de velocidad de giro existe el volante de inercia, unido al cigüeñal, que almacena energía cinética cuando el motor entrega trabajo y la devuelve durante otras partes del ciclo.

Cuantos más cilindros posee un motor y más uniformemente se distribuyen sus tiempos útiles, más regular puede ser la entrega de par. Por ese motivo, el número y disposición de cilindros influyen en las necesidades de regularización del giro.

Desde el punto de vista del celador/a-conductor/a, ninguno de estos elementos es susceptible de una reparación ordinaria en carretera. Ruidos internos fuertes, golpeteos, pérdida súbita de presión de aceite, bloqueo o funcionamiento extremadamente irregular obligan a detener el vehículo en condiciones seguras y solicitar asistencia técnica, evitando continuar la marcha si existe riesgo de agravamiento.

4. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS

El ciclo de cuatro tiempos constituye uno de los contenidos centrales del tema. Para comprenderlo debe relacionarse siempre el movimiento del pistón, el estado de las válvulas y la función que se realiza. Un ciclo completo exige cuatro carreras del pistón y dos revoluciones del cigüeñal. Cada carrera supone, idealmente, media vuelta del cigüeñal.

4.1. Primer tiempo: admisión

El pistón parte de las proximidades del punto muerto superior y desciende hacia el punto muerto inferior. La válvula de admisión se encuentra abierta y el aumento del volumen del cilindro favorece la entrada de aire o de la carga correspondiente. En un esquema tradicional de motor de gasolina con formación externa de mezcla se habla de entrada de mezcla aire-combustible. Sin embargo, en motores modernos de inyección directa esta explicación debe matizarse: el combustible puede introducirse directamente en el cilindro en otro momento, por lo que es más correcto hablar de entrada de aire o carga fresca según el sistema.

En el Diesel, durante la admisión entra esencialmente aire. El gasóleo se incorpora posteriormente mediante la inyección. Este detalle permite entender por qué no debe aplicarse exactamente la misma descripción del proceso de admisión a todos los motores.

4.2. Segundo tiempo: compresión

Una vez finalizada la admisión, el pistón asciende desde el punto muerto inferior hacia el superior. En el modelo elemental, las válvulas permanecen cerradas. El volumen disponible disminuye y aumenta la presión de la carga. También se eleva su temperatura.

La compresión es imprescindible tanto en gasolina como en Diesel, pero desempeña un papel especialmente importante en este último. El Diesel utiliza una compresión suficientemente elevada del aire para obtener las condiciones necesarias para que el combustible inyectado pueda autoencenderse.

4.3. Tercer tiempo: combustión, expansión o trabajo

Cerca del final de la compresión se inicia la combustión. En el motor de gasolina convencional, el sistema de encendido provoca una chispa en la bujía. En el Diesel, el combustible se inyecta en aire comprimido y caliente y se produce el autoencendido.

La combustión eleva intensamente la presión y la temperatura de los gases. Estos empujan el pistón desde las proximidades del punto muerto superior hacia el punto muerto inferior. Esta es la fase en la que el motor entrega principalmente trabajo al cigüeñal.

4.4. Cuarto tiempo: escape

Después de la expansión, el cilindro contiene gases quemados que deben evacuarse. El pistón asciende desde el punto muerto inferior hacia el superior mientras la válvula de escape permanece abierta en el esquema elemental. Los gases son empujados hacia el colector de escape. Al finalizar esta carrera puede comenzar un nuevo ciclo.

4.5. Dos vueltas del cigüeñal y una del árbol de levas

La sucesión completa de cuatro carreras requiere dos revoluciones del cigüeñal. La distribución debe abrir cada válvula una vez en el momento adecuado durante ese ciclo, por lo que el árbol de levas gira normalmente a la mitad de velocidad del cigüeñal. Esta relación de sincronización se consigue mediante correa dentada, cadena o engranajes, según el motor.

La descripción anterior representa el ciclo teórico elemental. En motores reales las válvulas no tienen por qué comenzar a abrir o terminar de cerrar exactamente en los puntos muertos. Existen anticipos, retardos y periodos de cruce destinados a mejorar el llenado y la evacuación de gases. El opositor debe conocer esta idea sin memorizar ángulos concretos que dependen de cada diseño.

5. MOTOR DE GASOLINA O DE ENCENDIDO PROVOCADO

El motor de gasolina convencional pertenece a la familia de los motores de encendido provocado. Su característica esencial es que el comienzo de la combustión se inicia mediante una chispa eléctrica producida en la bujía. Por esta razón se asocia tradicionalmente al ciclo Otto, aunque los motores actuales utilizan estrategias de inyección y control mucho más complejas que los primeros motores de este tipo.

5.1. Formación de la carga

En los sistemas clásicos con carburador o inyección indirecta, el combustible se mezcla con el aire antes de entrar en la cámara de combustión. En la inyección directa moderna, el combustible se introduce directamente en el cilindro, lo que permite estrategias de formación de mezcla diferentes. Para el nivel exigido en esta oposición, lo importante es no convertir en regla absoluta la frase «durante la admisión entra siempre mezcla aire-gasolina», porque no describe todos los diseños actuales.

El aire llega al motor por el sistema de admisión, después de atravesar el correspondiente filtrado. La unidad de control electrónica determina la cantidad de combustible que debe inyectarse a partir de múltiples parámetros. El objetivo es obtener una combustión adecuada en las distintas condiciones de funcionamiento.

5.2. Encendido por bujía

Al final de la compresión, el sistema de encendido proporciona a la bujía la energía necesaria para generar una chispa entre sus electrodos. La chispa inicia la combustión de la mezcla. En los sistemas clásicos podían encontrarse batería, bobina, ruptor, condensador y distribuidor; en los vehículos modernos la gestión electrónica ha sustituido muchos de esos órganos, pero el principio funcional permanece: producir la chispa correcta en el cilindro correcto y en el momento adecuado.

La bujía constituye por tanto una diferencia fundamental respecto al Diesel. Un Diesel convencional no necesita una bujía de encendido para comenzar cada combustión. Puede utilizar bujías de precalentamiento, especialmente como ayuda al arranque y funcionamiento en determinadas condiciones de temperatura, pero estas no desempeñan la misma función que las bujías de chispa del motor de gasolina.

5.3. Regulación de la potencia

En un motor de gasolina tradicional, la cantidad de aire que entra al motor se regula mediante una mariposa de admisión. La gestión electrónica coordina la entrada de aire, la inyección y el encendido. Los sistemas actuales pueden incorporar distribución variable, sobrealimentación y otros recursos para mejorar rendimiento, emisiones y respuesta.

5.4. Combustión anormal y síntomas

Una combustión incorrecta puede manifestarse mediante tirones, pérdida de potencia, funcionamiento irregular, consumo elevado, testigos de avería o emisiones anormales. El color del humo puede ofrecer indicios, pero nunca debe utilizarse como diagnóstico único: un mismo síntoma puede tener varias causas.

Un humo oscuro puede asociarse a una combustión con exceso relativo de combustible o insuficiencia de aire; un humo azulado suele relacionarse con la combustión de aceite; una emisión blanca persistente cuando el motor está caliente puede requerir investigación sobre presencia de refrigerante u otros problemas. La condensación de vapor durante el arranque en frío no debe confundirse automáticamente con una avería.

Para el conductor del SAS, la regla fundamental consiste en observar conjuntamente testigos, temperatura, ruidos, pérdida de fluidos y comportamiento del vehículo. Ante una anomalía grave se debe detener el vehículo en lugar seguro y comunicarla. Continuar circulando con una pérdida importante de aceite, temperatura excesiva o ruido mecánico severo puede transformar una avería inicial en una rotura de gran magnitud.

6. MOTOR DIESEL O DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN

El motor Diesel pertenece a los motores de encendido por compresión. La diferencia más importante respecto al motor de gasolina de encendido provocado se encuentra en la forma en que comienza la combustión. En lugar de utilizar una chispa de bujía, el Diesel comprime aire hasta alcanzar condiciones de presión y temperatura elevadas y posteriormente introduce el combustible mediante inyección. El gasóleo pulverizado se mezcla con el aire caliente y se produce el autoencendido.

6.1. Admisión y compresión

Durante la admisión entra fundamentalmente aire en el cilindro. En el segundo tiempo, ese aire es comprimido. Como consecuencia de la compresión aumenta su temperatura. Cerca del final de esta fase, el sistema de inyección introduce el combustible en la cámara.

Esta secuencia explica una de las preguntas clásicas de oposición: el Diesel no necesita el circuito de encendido por chispa característico de un Otto. Sí necesita un sistema eléctrico y electrónico muy complejo para arranque, inyección, sensores y gestión, pero eso no equivale a disponer de un circuito cuya función sea producir una chispa en cada cilindro.

6.2. Sistema de inyección

El sistema de inyección debe dosificar el combustible, introducirlo en el momento oportuno y pulverizarlo de forma adecuada. Los sistemas modernos utilizan presiones elevadas y control electrónico preciso. Muchos motores Diesel emplean sistemas de conducto común o common rail, en los que el combustible presurizado está disponible en un acumulador común y los inyectores son gobernados electrónicamente.

El celador/a-conductor/a no debe intervenir en componentes de alta presión de la inyección. Incluso con el motor detenido puede existir presión residual. Una fuga o avería debe ser revisada por personal cualificado.

6.3. Precalentamiento

Las bujías de precalentamiento o calentadores ayudan a generar condiciones favorables para el arranque y la combustión, especialmente con el motor frío. Su presencia no contradice el principio Diesel: no producen la chispa que inicia cada combustión como las bujías del motor de gasolina.

6.4. Sobrealimentación

Muchos motores Diesel de automoción utilizan turbocompresor. Los gases de escape impulsan una turbina solidaria mediante un eje a un compresor que aumenta la cantidad de aire suministrada al motor. Frecuentemente se utiliza además un intercambiador para enfriar el aire comprimido antes de la admisión. Estos sistemas permiten aumentar la masa de aire disponible y mejorar las prestaciones, pero añaden componentes sometidos a elevadas cargas térmicas y de lubricación.

6.5. Humo negro y combustión

Un Diesel que emite humo negro visible en condiciones en las que no debería hacerlo está expulsando una elevada cantidad de partículas procedentes de una combustión deficiente. Las causas posibles incluyen falta de aire, dosificación excesiva de combustible, problemas de inyección, admisión o sobrealimentación, entre otras. El color por sí solo no permite identificar con certeza el componente averiado.

6.6. Diesel frente a gasolina

Ambos motores comparten una gran parte de la arquitectura mecánica: bloque, cilindros, pistones, bielas, cigüeñal, distribución, engrase, refrigeración y escape. Por eso no debe estudiarse Diesel y gasolina como dos máquinas totalmente distintas. La principal diferencia conceptual está en la preparación e iniciación de la combustión y en los sistemas asociados.

7. CLASIFICACIÓN POR DISPOSICIÓN Y NÚMERO DE CILINDROS

Los motores térmicos pueden clasificarse según numerosos criterios. El programa oficial exige expresamente conocer su clasificación por disposición, número de cilindros y tipo de combustible. Conviene distinguir estos criterios, porque un mismo motor puede describirse simultáneamente como, por ejemplo, «cuatro cilindros en línea, Diesel».

7.1. Clasificación por disposición de los cilindros

Existen otras configuraciones históricas o utilizadas fuera del turismo convencional, como los motores radiales. Para el examen de esta categoría interesan especialmente las configuraciones más conocidas en automoción: en línea y en V, sin perjuicio de reconocer la disposición de cilindros opuestos.

7.2. Clasificación por número de cilindros

Según el número de cilindros, pueden existir motores monocilíndricos y motores de dos, tres, cuatro, cinco, seis, ocho o más cilindros. En turismos y vehículos ligeros son frecuentes diferentes configuraciones según las necesidades de potencia, espacio, eficiencia y coste.

El número de cilindros influye en la regularidad de funcionamiento, porque en un motor multicilíndrico se distribuyen los tiempos útiles entre varios cilindros. Cuantos más impulsos útiles se producen durante un determinado intervalo de giro, más uniforme puede ser el par entregado al cigüeñal, aunque el equilibrio real también depende de la disposición y diseño del motor.

No debe identificarse automáticamente «más cilindros» con «mejor motor». El aumento del número de cilindros puede mejorar suavidad y capacidad de entrega de potencia, pero también incrementa complejidad, rozamientos, masa, dimensiones, coste y número de componentes. La tendencia tecnológica ha permitido obtener elevadas prestaciones con motores de menor cilindrada y número de cilindros gracias a la sobrealimentación, gestión electrónica y otras mejoras.

7.3. Clasificación por combustible o fuente de energía

En motores térmicos se distingue tradicionalmente entre motores alimentados por gasolina, gasóleo y distintos combustibles gaseosos. El temario añade expresamente los motores híbridos y eléctricos. Desde un punto de vista estrictamente técnico, un vehículo eléctrico no se clasifica realmente por «tipo de combustible», porque no quema combustible en el motor de tracción. Por eso es más correcto ampliar el criterio y hablar de tipo de propulsión o fuente energética.

8. MOTORES Y SISTEMAS DE PROPULSIÓN HÍBRIDOS

Un vehículo híbrido combina dos formas de propulsión, normalmente un motor térmico de gasolina y uno o varios motores eléctricos. No debe confundirse con un vehículo eléctrico puro: el híbrido conserva una máquina térmica capaz de consumir combustible, mientras que el eléctrico de batería obtiene la propulsión exclusivamente de su sistema eléctrico.

8.1. Elementos principales

Además de los componentes propios del motor térmico, un vehículo híbrido puede incorporar una batería de tracción, uno o varios motores-generadores eléctricos, electrónica de potencia, inversor, convertidor de tensión, sistema de gestión de batería y una transmisión adaptada a la arquitectura del vehículo. También dispone habitualmente de una batería auxiliar de baja tensión para determinados servicios y sistemas de control.

La batería de tracción almacena energía eléctrica. El motor eléctrico puede utilizar esa energía para ayudar a mover el vehículo o, dependiendo del sistema, impulsarlo temporalmente sin que funcione el motor térmico. Cuando la máquina eléctrica actúa como generador puede recuperar parte de la energía que de otro modo se disiparía durante determinadas desaceleraciones.

8.2. Frenada regenerativa

Una característica importante de los vehículos híbridos es la recuperación de energía. Durante determinadas fases de desaceleración, el motor eléctrico puede trabajar como generador. Las ruedas transmiten energía mecánica a la máquina eléctrica y esta produce energía eléctrica que se almacena en la batería de tracción. El proceso genera además un efecto resistente que colabora en la desaceleración.

La frenada regenerativa no sustituye necesariamente a los frenos convencionales. El vehículo coordina regeneración y frenado por fricción de acuerdo con el diseño y las condiciones de funcionamiento. La sensación en el pedal puede diferir de la de un vehículo exclusivamente térmico, pero el conductor debe utilizar el sistema de forma normal y respetar siempre las indicaciones del fabricante.

8.3. Híbrido en serie

En una arquitectura en serie, las ruedas son impulsadas esencialmente por el motor eléctrico. El motor térmico se utiliza para accionar un generador que produce electricidad. No transmite necesariamente su par de manera mecánica directa a las ruedas. Esta disposición permite operar el motor térmico dentro de determinados márgenes eficientes, aunque exige sucesivas conversiones de energía.

8.4. Híbrido en paralelo

En un híbrido en paralelo, tanto el motor térmico como el eléctrico pueden colaborar mecánicamente en la propulsión. Según las condiciones, puede actuar uno de ellos o ambos. La arquitectura permite utilizar el apoyo eléctrico para mejorar respuesta, reducir consumo en determinadas condiciones o recuperar energía.

8.5. Sistemas combinados

Existen arquitecturas de reparto de potencia o serie-paralelo que combinan características de los dos esquemas anteriores. El flujo de energía puede variar considerablemente según la velocidad, demanda de potencia, estado de carga de la batería y estrategia del fabricante.

8.6. Híbrido no enchufable y enchufable

El híbrido convencional obtiene la electricidad necesaria principalmente mediante el propio funcionamiento del sistema y la recuperación de energía. Un híbrido enchufable incorpora una batería que también puede recargarse conectando el vehículo a una fuente externa. Esta posibilidad permite disponer generalmente de una mayor capacidad para realizar desplazamientos con propulsión eléctrica, aunque la autonomía concreta depende de cada vehículo.

8.7. Riesgo eléctrico

El híbrido introduce una diferencia de seguridad esencial para el celador/a-conductor/a: junto al circuito eléctrico auxiliar existe un sistema de tracción de alta tensión. Los cables y componentes de dicho sistema utilizan identificaciones específicas, siendo característico el empleo del color naranja en conductores de alta tensión en automoción.

Otro aspecto práctico es que el vehículo puede encontrarse preparado para desplazarse aunque el motor térmico esté detenido y no exista ruido de combustión. Por ello, antes de realizar comprobaciones alrededor del vehículo debe verificarse que el sistema está realmente desconectado y el vehículo inmovilizado conforme a las instrucciones del fabricante.

9. PROPULSIÓN ELÉCTRICA

El vehículo eléctrico de batería utiliza uno o varios motores eléctricos de tracción para producir el movimiento. No dispone de un motor térmico destinado a la propulsión y, por tanto, no realiza admisión, compresión, combustión y escape. Esta diferencia elimina numerosos componentes mecánicos característicos del motor térmico, pero introduce baterías de alta tensión, electrónica de potencia y sistemas específicos de gestión térmica y eléctrica.

9.1. Principio de funcionamiento

Una máquina eléctrica convierte energía eléctrica en energía mecánica. Cuando se utiliza como motor, genera par en su eje a partir de la interacción de campos electromagnéticos. En muchos sistemas puede funcionar también como generador, transformando parte de la energía mecánica del vehículo en electricidad durante la regeneración.

Una ventaja funcional del motor eléctrico es que puede proporcionar un par elevado desde velocidades de giro muy bajas y dentro de una amplia gama de funcionamiento. Esto reduce la necesidad de una caja de cambios con numerosas relaciones como la utilizada en muchos vehículos térmicos. Habitualmente existe una transmisión reductora y un diferencial, aunque la arquitectura exacta depende del fabricante.

9.2. Batería de tracción

La batería de tracción almacena la energía utilizada para desplazar el vehículo. Está compuesta por numerosos elementos electroquímicos agrupados y dispone de un sistema electrónico de supervisión. El sistema de gestión de batería controla parámetros necesarios para mantener el funcionamiento dentro de condiciones adecuadas.

La batería necesita trabajar dentro de un determinado intervalo térmico, por lo que el vehículo puede disponer de refrigeración y calentamiento específicos. La gestión térmica es especialmente importante durante carga, descarga y condiciones ambientales exigentes.

9.3. Inversor y electrónica de potencia

La batería proporciona energía eléctrica en corriente continua. Muchos motores de tracción funcionan mediante corriente alterna controlada electrónicamente. El inversor gestiona esa conversión y regula la energía suministrada al motor. Durante la regeneración, el flujo energético puede invertirse para devolver electricidad a la batería.

Otro componente habitual es el convertidor DC/DC, que adapta la tensión del sistema de tracción para alimentar el circuito auxiliar de baja tensión y mantener su batería. En consecuencia, que un vehículo sea eléctrico no significa que haya desaparecido el circuito de baja tensión tradicional necesario para numerosos servicios.

9.4. Cargador embarcado

Cuando el vehículo recibe corriente alterna desde un punto de recarga, un cargador instalado en el propio vehículo adapta esa energía para la batería de tracción. En determinados sistemas de recarga rápida, la infraestructura puede suministrar corriente continua de forma que la conversión principal se realiza fuera del vehículo. Los procedimientos concretos dependen del diseño del vehículo y del sistema de recarga.

9.5. Menos piezas móviles no significa ausencia de mantenimiento

El motor eléctrico posee menos piezas sometidas a movimiento alternativo y carece de aceite de motor, bujías, sistema de escape, distribución de válvulas o inyección de combustible. Sin embargo, el vehículo sigue necesitando mantenimiento. Existen rodamientos, transmisión reductora, neumáticos, frenos, circuitos de climatización y gestión térmica, suspensión, dirección y otros componentes convencionales.

Además, el mayor uso de regeneración puede modificar el patrón de trabajo de los frenos de fricción, pero no los hace innecesarios. Deben mantenerse en buen estado y revisarse conforme al programa del fabricante.

9.6. Seguridad específica

El conductor debe distinguir entre comprobaciones normales y actuaciones reservadas a personal cualificado. La alta tensión no se debe manipular. Ante daños graves, deformaciones en la batería, humo, olor anormal, calentamiento sospechoso o accidente importante, la prioridad es garantizar la seguridad, alejarse si existe riesgo y activar los recursos correspondientes.

10. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

La distribución es el conjunto encargado de controlar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape de forma sincronizada con la posición de los pistones. Su misión resulta esencial: un motor de cuatro tiempos necesita permitir la entrada de carga fresca durante la admisión, mantener suficientemente cerrada la cámara durante compresión y expansión y permitir la salida de gases durante el escape.

10.1. Válvulas

Las válvulas abren y cierran los conductos que comunican la cámara de combustión con la admisión y el escape. Las válvulas de admisión permiten la entrada de aire o carga fresca, mientras que las válvulas de escape permiten evacuar los gases quemados.

Las válvulas trabajan sometidas a elevadas temperaturas y deben cerrar adecuadamente contra sus asientos. Los muelles colaboran en devolverlas a la posición de cierre, salvo diseños específicos que utilicen soluciones distintas.

10.2. Árbol de levas

El árbol de levas contiene perfiles excéntricos llamados levas. Al girar, estas actúan sobre los elementos que gobiernan las válvulas. La geometría de cada leva determina la forma básica en que se produce la apertura y cierre.

En los motores de cuatro tiempos, el árbol de levas debe sincronizarse con el cigüeñal de forma que complete una vuelta por cada dos vueltas de este último. La relación se obtiene mediante la transmisión de distribución.

10.3. Taqués, empujadores y balancines

Dependiendo del diseño, el movimiento de las levas llega a las válvulas de forma directa o a través de elementos intermedios. Entre ellos pueden encontrarse taqués, empujadores y balancines. El balancín es una palanca que transmite o modifica el movimiento recibido para accionar la válvula.

10.4. Correa, cadena o engranajes de distribución

La sincronización entre cigüeñal y árbol de levas puede realizarse mediante correa dentada, cadena o engranajes. Cada solución presenta características propias de mantenimiento. La correa está sometida a un programa de sustitución establecido por el fabricante; la cadena tampoco debe considerarse indestructible y puede necesitar inspección o intervención ante síntomas de desgaste; los engranajes se utilizan en determinados diseños.

La pérdida de sincronización puede impedir el funcionamiento del motor y, en determinados motores, producir contacto entre pistones y válvulas con daños internos importantes. No todos los motores tienen exactamente la misma arquitectura, por lo que no debe afirmarse que una rotura de distribución siempre cause el mismo daño.

10.5. Distribución variable

Los motores modernos pueden variar el momento de apertura y cierre de las válvulas y, en algunos casos, otros parámetros relacionados con su accionamiento. La denominada distribución variable busca adaptar mejor el intercambio de gases a las condiciones de funcionamiento. Esto permite mejorar par, potencia, consumo o emisiones según la estrategia utilizada.

Para el examen básico no es necesario memorizar las denominaciones comerciales de cada fabricante. Lo importante es comprender que la distribución ya no tiene por qué utilizar un calado absolutamente fijo en todas las condiciones, aunque continúa necesitando una referencia precisa respecto a la posición del cigüeñal.

11. SISTEMA DE ENGRASE O LUBRICACIÓN

El programa incluye expresamente el engrase dentro del Tema 15, aunque el Tema 16 profundiza específicamente en aceites, sistemas de engrase, cambio, ventilación, filtrado y refrigeración. Aquí debe conocerse la función general del sistema y sus componentes esenciales para comprender cómo se protege el motor.

11.1. Finalidad de la lubricación

Dos superficies metálicas que se desplazan bajo carga no pueden trabajar correctamente durante mucho tiempo si existe contacto directo continuo entre ellas. El aceite crea una película lubricante que reduce el rozamiento y el desgaste. Además, la lubricación cumple otras funciones: contribuye a evacuar calor, arrastra partículas hacia el filtro, protege frente a la corrosión, ayuda a la estanqueidad entre segmentos y cilindros y puede utilizarse como fluido hidráulico en determinados mecanismos del propio motor.

Por ello, la ausencia de presión de aceite constituye una situación potencialmente grave. Un motor puede dañarse en poco tiempo si continúa funcionando sin lubricación suficiente. El testigo de presión de aceite no debe interpretarse como un simple recordatorio del nivel.

11.2. Componentes básicos del circuito

En un sistema convencional de cárter húmedo, el aceite se encuentra principalmente en el cárter cuando el motor está detenido. Una bomba de aceite aspira el lubricante y lo impulsa a través del circuito. El aceite pasa por el sistema de filtrado y circula por galerías hasta distintos apoyos y elementos del motor. Posteriormente retorna por gravedad hacia el cárter.

El circuito dispone de una válvula de descarga o limitación destinada a impedir que la presión supere valores perjudiciales. Cuando la presión alcanza el límite previsto, la válvula permite derivar caudal. La presión real depende del diseño, régimen, temperatura y estado del aceite y del motor; no debe memorizarse una cifra genérica aplicable a todos los vehículos.

11.3. Engrase a presión y por salpicadura

Los manuales clásicos describen distintos sistemas de lubricación: por barboteo o salpicadura, a presión y mixtos. En los motores modernos, los componentes críticos reciben normalmente aceite mediante circuitos forzados y existen además zonas lubricadas por proyección, niebla o retorno de aceite. Las denominaciones utilizadas en test históricos deben estudiarse porque forman parte del banco de preguntas, pero no debe suponerse que todos los motores actuales responden exactamente a un esquema didáctico antiguo.

En el barboteo, el movimiento de determinados órganos proyecta aceite sobre superficies que necesitan lubricación. En los sistemas a presión, la bomba impulsa directamente aceite por conductos hasta los puntos previstos. Un sistema mixto combina diferentes mecanismos.

11.4. Segmentos y control de aceite

La lubricación de la pared del cilindro exige equilibrio. Debe existir película suficiente para reducir el desgaste, pero un exceso de aceite que llegue a la cámara de combustión aumenta consumo, depósitos y emisiones. Los segmentos de control de aceite participan en esa regulación.

11.5. Comprobación del nivel

En vehículos que incorporan varilla, el nivel debe comprobarse siguiendo el procedimiento indicado por el fabricante, con el vehículo en las condiciones de horizontalidad y temperatura previstas. Otros vehículos realizan la medición mediante sensores electrónicos. Nunca debe darse por universal una única forma de medición sin consultar el manual del vehículo.

El aceite empleado debe cumplir la especificación correspondiente al motor. Añadir un lubricante inadecuado porque «todos los aceites son iguales» puede perjudicar sistemas de distribución variable, turbocompresor, tratamiento de emisiones u otros componentes. El celador/a-conductor/a debe utilizar exclusivamente el producto autorizado o solicitar intervención de mantenimiento.

El Tema 16 ampliará las clases de aceite, sistemas de engrase, cambio, ventilación y filtrado. Para este tema debes conservar la idea estructural: depósito o cárter, captación, bomba, regulación de presión, filtrado, galerías de lubricación y retorno.

12. COMPARACIÓN FUNCIONAL DE LOS DISTINTOS SISTEMAS DE PROPULSIÓN

La mejor manera de evitar confusiones entre gasolina, Diesel, híbrido y eléctrico es comparar qué fuente energética utiliza cada uno, cómo se genera el par y qué componentes necesita. No todos los vehículos denominados «híbridos» trabajan exactamente igual y no todos los motores térmicos utilizan idénticos sistemas auxiliares, pero existen diferencias fundamentales.

12.1. Gasolina: palabra clave «chispa»

Si una pregunta contrapone gasolina y Diesel, una asociación muy útil es gasolina = encendido provocado mediante bujía. La gestión moderna puede variar la forma de inyección, sobrealimentación o distribución, pero la chispa continúa siendo el principio de encendido del motor Otto convencional.

12.2. Diesel: palabra clave «compresión»

En Diesel la idea central es aire comprimido + inyección + autoencendido. Una opción que atribuya al Diesel convencional la necesidad de una chispa en cada ciclo debe generar sospecha. La presencia de calentadores no cambia este principio.

12.3. Híbrido: palabra clave «combinación»

El híbrido combina motor térmico y sistema eléctrico. La energía puede circular por distintos caminos y el vehículo puede recuperar energía en la desaceleración. Dependiendo de la arquitectura, el motor eléctrico puede asistir al térmico o impulsar directamente las ruedas.

12.4. Eléctrico: palabra clave «conversión electromecánica»

El eléctrico no necesita combustión. La batería almacena energía, la electrónica la gestiona y el motor eléctrico la convierte en movimiento. Eliminar la combustión elimina también el ciclo de admisión, compresión, expansión y escape y una larga lista de componentes térmicos.

Los vehículos del SAS pueden pertenecer a diferentes generaciones y tecnologías. Por ello, el celador/a-conductor/a debe conocer tanto los órganos clásicos que siguen apareciendo en el temario y en los exámenes como los elementos de los sistemas electrificados incorporados a las flotas modernas.

13. APLICACIÓN PRÁCTICA PARA EL/LA CELADOR/A-CONDUCTOR/A: VIGILANCIA, SÍNTOMAS Y ACTUACIÓN

Conocer la teoría del motor tiene una finalidad práctica: detectar situaciones anómalas antes de que provoquen una avería mayor o comprometan la seguridad del servicio. La revisión elemental debe realizarse de acuerdo con las instrucciones internas y el manual del vehículo, sin invadir trabajos propios del taller.

13.1. Antes de iniciar el servicio

El conductor debe observar el estado general del vehículo y comprobar las incidencias registradas. Según el vehículo y el procedimiento del centro pueden revisarse niveles accesibles, existencia de manchas bajo el vehículo, testigos del cuadro, funcionamiento de elementos básicos y presencia de ruidos anómalos al arrancar.

La inspección visual resulta especialmente útil para descubrir una pérdida. Una mancha reciente bajo el motor puede proceder de aceite, refrigerante, combustible, agua de condensación de climatización u otros fluidos. No debe identificarse únicamente por posición sin comprobar sus características y sin aplicar las medidas de seguridad necesarias.

13.2. Testigo de aceite

El testigo de presión de aceite encendido con el motor en marcha puede indicar una situación grave. No debe confundirse con el mero recordatorio de mantenimiento. Si existe falta de presión, cojinetes, cigüeñal, árbol de levas, turbocompresor y otros componentes pueden quedar insuficientemente lubricados.

La actuación prudente consiste en detener el vehículo en condiciones de seguridad y seguir el procedimiento establecido. Comprobar el nivel, cuando sea seguro y esté permitido, no demuestra por sí mismo que exista presión adecuada: puede haber nivel correcto y, sin embargo, una avería de bomba, captación, filtro, sensor o circuito.

13.3. Sobrecalentamiento

Un aumento anormal de temperatura puede tener múltiples causas: pérdida de refrigerante, problemas de circulación, termostato, ventilación, bomba, radiador o avería interna. Continuar circulando con sobrecalentamiento intenso puede producir deformaciones y daños de culata, junta y otros componentes.

13.4. Ruidos anómalos

El conductor debe diferenciar, al menos de forma general, entre un ruido accesorio leve y un ruido mecánico grave y repentino. Un golpeteo fuerte asociado a pérdida de presión, vibraciones severas o funcionamiento irregular exige especial cautela. No se debe acelerar el motor «para ver si se le pasa» cuando existe sospecha de falta de lubricación o daño interno.

13.5. Humo anormal

El humo puede proporcionar pistas, pero no constituye un diagnóstico definitivo. El humo negro suele relacionarse con combustión rica o deficiente; el azulado con presencia de aceite en la combustión; emisiones blancas persistentes pueden requerir valoración de combustible, temperatura o refrigerante según el tipo de motor y circunstancias.

13.6. Correa o cadena de distribución

El mantenimiento de la distribución debe quedar registrado y realizarse conforme a las prescripciones aplicables al vehículo. En un motor con correa dentada, ignorar el intervalo previsto puede provocar una rotura. En motores con cadena también deben atenderse ruidos o avisos anómalos. El conductor comprueba el cumplimiento documental y comunica síntomas; no desmonta el sistema.

13.7. Vehículos híbridos y eléctricos

En un vehículo electrificado desaparecen algunos controles del motor térmico, pero aparecen otros relacionados con la batería, recarga y sistema de alta tensión. Los procedimientos de la flota deben indicar cómo conectar y desconectar la carga, cómo reconocer una incidencia y qué hacer tras un accidente.

Los cables de alta tensión no se inspeccionan mediante manipulación directa. Si el vehículo ha sufrido un choque, una deformación de la batería, inundación o incendio, debe tratarse como una situación potencialmente especial. No se cortan cables ni se desmontan tapas para «comprobar» el sistema.

14. IDEAS CLAVE Y MAPA CONCEPTUAL PARA EL EXAMEN

El Tema 15 concentra varios bloques que el SAS ha preguntado de forma repetida: la secuencia de los cuatro tiempos, los componentes del mecanismo biela-manivela, la culata y el bloque, la clasificación de los cilindros, la diferencia entre Diesel y gasolina, los elementos de la distribución y el concepto de vehículo híbrido. Para obtener rendimiento en el examen es conveniente asociar cada concepto a una función concreta y no memorizar únicamente nombres.

La primera regla es recordar el ciclo sin excepciones: admisión, compresión, combustión-expansión y escape. Las direcciones del pistón se alternan: baja, sube, baja, sube. En el esquema elemental, la válvula de admisión está abierta durante la admisión y la de escape durante el escape; ambas se consideran cerradas en compresión y expansión. El ciclo completo exige dos vueltas del cigüeñal.

La segunda regla es identificar el mecanismo que transforma el movimiento: pistón, bulón, biela y cigüeñal. El pistón recibe la presión, el bulón lo une a la biela, la biela transmite el esfuerzo y el cigüeñal genera la rotación. Los segmentos realizan funciones de compresión y control de aceite.

La tercera regla consiste en diferenciar tipos de motor. Gasolina significa encendido provocado por chispa; Diesel significa encendido por compresión; híbrido significa combinación de propulsión térmica y eléctrica; eléctrico significa ausencia de combustión en el motor de tracción.

La cuarta regla es no mezclar sistemas. La distribución controla válvulas y está sincronizada con el cigüeñal. El engrase protege las superficies mediante aceite y dispone de bomba, filtrado, regulación y conductos. La refrigeración evacua calor y se desarrolla con mayor detalle en el Tema 16. La transmisión recibe el par después del motor y se estudia específicamente en el Tema 17.