Pepe Escandell. Nuestra historia se remonta al año 1876, cuando el ingeniero alemán Nicolaus Otto solicitó la patente del Gasmotor, que marcaría la estrategia a seguir en el desarrollo futuro de los motores de combustión interna. Ciertamente, no se trató de una innovación total, sino que fue el producto de una evolución anterior con ilustres precedentes, como Étienne Lenoir o Beau de Rochas, y sin duda alguna debe su existencia a la máquina de vapor, considerado como el primer sistema capaz de transformar, con un rendimiento satisfactorio, energía de una fuente natural en energía mecánica.

Pues sí, ese es el objetivo de esta historia, producir energía mecánica con el máximo rendimiento, es decir, utilizando la mayor energía posible de la fuente en producir movimiento. Para ello, el sistema teórico utilizado los motores de gasolina basado en el motor de Otto (en su caso utilizaba gas) con posteriores variaciones, consiste  en cuatro fases o tiempos: la admisión o introducción del aire para la combustión a través de las válvulas e inyectores en el émbolo, compuesto del cilindro y el pistón, que se mueve a lo largo de las paredes de aquél (carrera), ofreciendo el mayor volumen para que quepa la mayor cantidad admisible, y la del combustible, que se puede inyectar directamente en la cámara, o bien en el colector por donde entra el aire, para que se forme mejor la mezcla(inyección indirecta). Después el pistón va reduciendo el tamaño de la cámara, comprimiendo al aire y al combustible, que además, por efecto de la compresión, aumentan su temperatura (lo que servirá para el motor diésel, como veremos a continuación). Una vez alcanzado el mínimo volumen, se enciende la mezcla (mediante una chispa creada por la bujía) produciéndose un aumento de la presión, que actúa sobre el pistón, expansionándose la mezcla inflamada. Cuando el pistón llega al final de la carrera, con el máximo volumen de la cámara, se abre una válvula de escape, por la que salen los gases quemados, expulsados también por el pistón al ascender de nuevo por el cilindro. Una vez expulsados, se renueva la carga de aire y combustible, volviendo a empezar de nuevo el proceso.

Imagen ilustrativa de los procesos de un motor 4T

Hay infinitas modificaciones posibles a este proceso, como ya vieron en su época Karl Benz, que fue el primero en patentar un automóvil con un MCIA, e inventor del primer carburador, para realizar la mezcla aire-combustible, o bien Louis Renault, quien consiguió la patente de un compresor para sobrealimentar el motor (aumentar la densidad del aire para introducir mayor cantidad en el motor, y por tanto hacer una explosión mayor y obtener más potencia). Pero sin duda, el mayor adelanto se produce cuando Rudolf Diesel, en 1892, presentó su patente en varios países del motor que lleva su nombre:

El motor Diésel difiere del de Otto (a grandes rasgos) en que el combustible no se mezcla con el aire, sino que es el aire el introducido en la fase de admisión y comprimido, y entonces es cuando se inyecta el combustible, que al entrar en contacto con el aire a muy alta temperatura por efecto de la compresión (que es mayor que en los motores de gasolina), se autoinflama produciendo un aumento de la presión sobre el cilindro, que se mueve. Hay algunas características que diferencian este ciclo con el de gasolina: el combustible debe autoinflamarse a altas temperaturas, por eso se utiliza el diésel, la mezcla aire-combustible es heterogénea, debido al corto tiempo que está en contacto con el aire. Consecuencia de esto es la necesidad de inyectar el diésel a altas presiones, para que, en tan poco tiempo, se forme una buena mezcla que permita obtener el máximo rendimiento del combustible. En los primeros años de desarrollo de este motor, no había inyectores capaces de alcanzar presiones tan altas, así que lo que se hacía era crear una cámara más pequeña (precámara), conectada con la cámara principal de combustión por un conducto, diseñada de tal forma que el aire formase un torbellino (swirl) cuyo movimiento permitiese hacer la mezcla con el combustible. Sin embargo, en cuanto el avance en los inyectores permitió inyectar el diésel a presiones suficientes, se desechó la inyección indirecta debido a que se producen muchas pérdidas en el conducto que la conecta con la cámara del cilindro.

Cilindro con precámara de combustión motor Diésel

Tras ver esto, la primera pregunta que se nos viene a la cabeza es: ¿cuáles son las ventajas respectivas de los dos motores?

Pues bien, debido a la forma de obtener la mezcla aire-combustible de los gasolina y diésel, en éstos últimos, al inyectar el combustible en muy poco tiempo, cuando ya se ha comprimido el aire, es muy complicado conseguir que todo el aire participe en la combustión. Por lo que, para una misma cantidad de aire admitido, los de gasolina obtienen mayor trabajo por ciclo, y por tanto mayor potencia (cuando trabajan a plena carga). Por la misma razón, los de gasolina tienen mayor facilidad para trabajar a alto número de revoluciones. Sin embargo, al trabajar los motores diésel con compresiones más altas y menor cantidad de combustible (como acabamos de mencionar), el rendimiento global que obtienen es superior al de los motores de gasolina.

Estos son los dos motores principales de combustión interna utilizados hoy día, no obstante, existe algún otro tipo de motor, como el motor Wankel, que tuvo cierta utilización (p.ej. en el Mazda RX8), aunque bastante limitada. Se basa en el giro de un rotor triangular en una cámara con forma de ocho, de manera que permite realizar las cuatro fases simultáneamente, ya que el rotor, al tener forma triangular, divide a la cámara en tres compartimentos, donde se realiza la admisión, la compresión mediante el giro, la combustión y el escape. En la imagen se podrá apreciar más detalladamente:
 

Imagen y esquema de funcionamiento motor Wankel