Los automóviles se impulsan y se controlan a través de una complicada interacción entre diversos sistemas. Este diagrama muestra las partes de un automóvil con motor de gasolina y transmisión manual (el filtro del aire y el carburador fueron extraídos para mostrar las partes que hay debajo, pero suelen estar en el hueco sobre el colector de entrada). Los principales sistemas del auto son el sistema de energía, la transmisión, y el tren de rodaje y el control.

      Cada una de estas categorías incluye subsistemas, como se muestra en el dibujo. El sistema de energía incluye los subsistemas del motor, del combustible, eléctrico, de escape, de lubricación y de refrigeración. El sistema de transmisión incluye los de cambio y transmisión, incluyendo el embrague, el diferencial, y el cigüeñal. La suspensión, los amortiguadores, las ruedas y los neumáticos, son todos parte del tren de rodaje. La dirección y los frenos son los componentes principales del sistema de control, con el que el conductor dirige el automóvil.

Motor

 

El motor es el que consigue mover al vehículo. Al comienzo había variedad de motores devapor, de combustión interna, eléctricos. Actualmente solo se usan los de combustión interna, pero están apareciendo coches híbridos como el Toyota Prius, que usan también uno eléctrico.

        Alrededor de los motores se han desarrollado multitud de subsistemas para mejorar su funcionamiento. El carburador se sustituyó por los diferentes sistemas de inyección de combustible. La inyección permitió mejoras como el corte de inyección en reducciones y en el límite de r.p.m (Revoluciones por minuto)

        Desde 1940 se fabrican motores "Wankel", de mayor rendimiento. Consisten en un rotor casi triangular que gira sobre un eje excéntrico dentro de una cámara elíptica. Consiguen una potencia mucho mayor, igual de fiable y con un par motor más constante que en un motor de pistones. Está basado en la idea original de motor de Otto, pero que no se pudo desarrollar por no existir unos materiales que aguanten la potencia y rozamiento que generaban; además de pecar de un exceso de consumo de aceite.

        El motor a gasolina convierte un fenómeno químico (la expansión que se produce al comprimir y explotar con la chispa de una bujía, a la mezcla de aire y gasolina dentro del cilindro herméticamente sellado) en uno mecánico que es el empuje que recibe el pistón y que lo trasmite a la biela y esta al cigüeñal, produciendo finalmente un movimiento de giro que será aprovechado por el sistema de transmisión del vehículo para hacer que las ruedas se muevan.

        Esta basado en una ingeniosa distribución de las carreras del pistón (movimientos ascendentes y descendentes) aprovechando cuatro tiempos o movimientos para recibir el combustible, comprimirlo, explotarlo y finalmente expulsar los gases que deja la combustión. Esos cuatro pasos (Admisión, Compresión ,Explosión y Escape) los utiliza el motor de explosión de cuatro tiempos.

LOS CUATRO TIEMPOS

SISTEMA DE ALIMENTACION

• CON CARBURADOR:  La gasolina enviada por la bomba llena el depósito del carburador donde permanece hasta que una corriente de aire succionada por el pistón en el tiempo de admisión,  crea un vacío en el vénturi lo que hace que una masa de gasolina salga y se mezcle con el aire pulverizándose y precipitándose al interior del cilindro.

De la cantidad de mezcla que ingresa al cilindro depende la potencia del motor. A mas aire mas mezcla y por tanto mas potencia, estando controlado este ingreso por la abertura de la mariposa que a su vez es accionada por el pedal del acelerador.

La alimentación es el sistema por el cual el motor toma el combustible y lo prepara para quemarlo y transformarlo en movimiento.

• EN EL SISTEMA DE INYECCION, la bomba envía la gasolina a los inyectores que están ubicados en el múltiple de admisión cercanos a la entrada donde se aloja la válvula de admisión. El momento y la cantidad de combustible están controlados  por un microcomputador.

    Este método aporta una pulverización muy fina asegurando una distribución ideal lo que hace funcionar óptimamente todo el conjunto,  dando mayor potencia, economizando combustible y asegurando una menor contaminación ambiental.

    El sistema de alimentación consta de los siguientes elementos, el deposito de combustible donde se almacena el mismo, los sistemas de conducción hasta el carburador o sistema de inyección del mismo a través del cual se introduce en el/los cilindro/s del motor.

De forma general el combustible con la bomba de combustible o directamente extrae del deposito el carburante y lo mezcla en el carburador o en la inyección con aire para su combustión dentro de los cilindros. Dentro de los cilindros, por medio de una chispa en motores de gasolina o por los quemadores en los motores diesel, se produce una explosión que hace que se empiece a mover una serie piezas.

    Este es el principio de los sistemas de alimentación. Las proporciones y las condiciones particulares de la mezcla carburante dependen del motor.

 SISTEMA DE LUBRICACION

Como todos los mecanismos que tienen partes móviles, necesitan para evitar el desgaste de estar lubricados.

      Los motores tiene un sistema de lubricación que internamente reparte a los distintos elementos que lo necesitan la cantidad necesaria de aceite para evitar el desgaste y el calentamiento de los mismos.

      Por esto es fundamental en los vehículos revisar periódicamente el nivel de aceite del motor y cambiarlo cada ciertos kilómetros según indica el fabricante.

      Dicho sistema de lubricación dispone también de un filtro de aceite, que se cambia también cada ciertos kilómetros, en el cual se van acumulando las impurezas del desgaste normal de un vehículo para evitar así que se produzcan otros desgastes prematuros en los elementos del vehiculo.

SISTEMA DE REFRIGERACION

En la mayoría de los autos se utiliza el agua como refrigerante, aunque algunos como el volswagen lo hacen con el aire.

En el momento que el motor enciende, las explosiones que lo hacen posible, generan una altísima temperatura en el interior. Si esta temperatura subiera exageradamente, produciría una deformación de las piezas que dejarían inservible al motor.

Para evitar este fenómeno, cuando la temperatura llega a su máximo permitido, el termostato se abre, permitiendo que la bomba haga circular el agua hacia el radiador donde por efecto del movimiento del ventilador se hará la transferencia de calor,  regresando luego ya refrigerada al motor para completar su ciclo.

      El sistema de refrigeración de los vehículos consiste en un circuito cerrado de agua que discurre por el motor calentándose y que pasa por un radiador que hace que el agua se enfríe.

      De esta manera las piezas en movimiento de un motor, que por el movimiento se calientan y la parte del motor que transforma el combustible en movimiento con pequeñas explosiones que también se calientan, son refrigeradas para mantener una temperatura constante de funcionamiento en torno a los 90º.

      Este circuito de refrigeración también se utiliza para hacer funcionar la calefacción del vehículo con un pequeño radiador que calienta el aire procedente del exterior.

      Cuando el vehículo esta en zonas con temperaturas bajo cero, debe cambiarse el agua de este circuito por liquido anticongelante, que resista temperaturas bajo cero,  ya que de lo contrario cuando el agua se congela aumenta de volumen y puede causar roturas en el circuito de refrigeración del vehículo.

El radiador, por efecto del movimiento del vehículo hace que el aire frió de fuera pase entre sus rejillas, enfriando el agua que discurre por su interior. Pero si nuestro vehículo está parado, el aire no puede pasar por el radiador y en consecuencia enfriar el agua con el consiguiente aumento de temperatura y peligro de que se estropee el motor.

Para ello, está el electroventilador, que automáticamente detecta que el agua pasa de una determinada temperatura y se activa para refrigerar de forma forzosa el sistema.

SISTEMA ELECTRICO

El sistema eléctrico de un automóvil se encarga principalmente se poner en funcionamiento el motor con el sistema de arranque y de, a través del sistema de encendido suministrar la chispa o dar energía a los calentadores para que mantengan en funcionamiento el motor.

La batería del vehículo es donde se va almacenando la electricidad para luego poder accionar el motor de arranque (pequeño motor eléctrico muy potente), y arrancar el motor de gasolina o de gasóleo. Esta batería esta constantemente cargándose por medio del alternador, que suministra cuando el motor esta funcionando carga eléctrica a la propia batería, evitando que se descargue. La batería utiliza para su funcionamiento agua destilada desionizada y ácido. Periódicamente hay que revisar su nivel, ya que si la falta agua puede estropearse, perdiendo su efectividad.

El sistema eléctrico de un vehículo también realiza otras funciones, como son dar electricidad a las luces, al cuadro de instrumentos y todos los dispositivos eléctricos y electrónicos del vehículo.

CAJA DE CAMBIOS

La caja de cambios de un vehículo es la encargada junto al embrague de transmitir la potencia y el movimiento generado por el motor a las ruedas del vehículo.

Consta del embrague y de una serie de engranajes que corresponden a las marchas, las cuales se utilizarán para que el vehículo desarrolle mas o menos potencia y menos o mas velocidad respectivamente.

También incluye una serie de engranajes que constituyen la marcha atrás, para mover el vehículo en sentido inverso.

SUSPENSION

La suspensión tiene el objetivo de mantener las ruedas pegadas al suelo y evitar en lo posible que las irregularidades del suelo las reciban los pasajeros. Al principio los vehiculos no llevaban amortiguadores y los elementos elásticos utilizados tienden a rebotar, con lo que las ruedas se despegan y pueden llegar a hacer saltar al coche. Evitar esto es la misión de los amortiguadores.

Al principio solo eran dos discos que rozaban entre ellos para frenar el rebote de muelle. Hoy en día, son hidráulicos o de gas, incluso regulables en dureza como los reologicos útiles en suspensiones activas Normalmente se han usado elementos elásticos metálicos para sostener el peso del vehículo: ballestas, barras de torsión o muelles helicoidales. Pero el aire o el gas habitualmente nitrógeno, absorbe las oscilaciones del suelo de forma más suave o no rebota, como por ejemplo, los muelles. Esta suspensiones neumáticas se suelen regular fácilmente, la altura, añadiendo más gas y la dureza reduciendo el tamaño de la cámara de gas que sostiene el peso del coche.

La suspensión de los vehículos esta en el chasis del mismo poniendo en contacto este con las ruedas. Su función es evitar que los baches y las irregularidades del terreno repercutan incómodamente en el habitáculo interior y como consecuencia a los viajeros.

Un estado óptimo de las suspensiones garantiza a parte de confort en marcha, que los neumáticos cumplan mejor su cometido de adherencia, ya que el mal funcionamiento de esto hace que los neumáticos voten y no estén siempre pegados al pavimento.

SISTEMA DE DIRECCION

El sistema de dirección es el que se controla con el volante y permite cambiar de "dirección" nuestro vehículo.

Este sistema a través de un volante, un eje central en este, y una serie de engranajes, normalmente una "cremallera" permiten que el vehículo mueva a la vez las ruedas delanteras para así posibilitar el cambio de dirección.

FRENOS

Los frenos deben tener capacidad para detener el vehiculo  en el menor espacio posible. Además deben tener una buena resistencia a la fatiga y ser fácilmente dosificables. A la hora de un frenada de emergencia lo más habitual es frenar todo lo posible (sobre todo al final), aunque no siempre es lo adecuado, especialmente si no se tiene ABS, que evita que se bloqueen la ruedas, aumentando la distancia de frenado y sobre todo perdiendo la capacidad de dirección.

Otro sistemas que sí aumentan la capacidad de frenado son el BAS y el reparto electrónico de frenada.

Fuera de las ayudas electrónicas los sistemas mecánicos de frenada también han avanzado. Antes se usaban tambores y actualmente se tienden a poner discos de freno incluso en las ruedas traseras. Un gran mejora de los discos de freno son discos de carbono y cerámicos que poseen un resistencia inigualable. Los que se usan en Formula 1 se llegan a poner incandescentes y siguen frenando sin problemas. Porsche los incluye en algunos de su deportivos, y superan con creces su prueba específica de resistencia a la fatiga, 25 frenadas seguidas desde el 90% de la velocidad máxima hasta la parada.

Actualmente para trasmitir la orden de frenar se utiliza un circuito hidráulico pero MercedezBenz está pensando en sustituirlo por un sistema eléctrico.