El motor de cuatro tiempos es un motor de combustión interna alternativo, esto es un motor térmico en el que los gases generados en la reacción exotérmica resultante de un proceso de combustión, en una cámara dentro de la propia máquina, empujan un émbolo o pistón en un movimiento alternativo, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, con lo que, finalmente, se obtiene un movimiento de rotación. Los cuatro tiempos del ciclo de este motor son: la admisión de la mezcla aire-combustible, la compresión de dicha mezcla, la expansión o explosión de la mezcla mediante ignición por la chispa de la bujía, y el escape de los gases quemados. Para completar el ciclo termodinámico de la combustión se precisan cuatro carreras del pistón con dos vueltas completas del cigüeñal.
El origen de este motor se remonta a 1876, cuando el ingeniero alemán Nikolaus A. Otto (1832-1891) construye un motor de explosión de cuatro tiempos en que la mezcla de combustible y aire se comprimía previamente —ignorando que, en 1862, ya lo había concebido el francés Alphonse E. Beau de Rochas (1815-1893)—, primeramente de gas, y luego mejorado, ya con gasolina y carburador, por los alemanes Gottlieb W. Daimler (1834-1900) y Karl F. Benz (1844-1929) en 1885. Y en 1897, el alemán Rudolf C. K. Diesel (1858-1913) construye un motor de autoencendido de cuatro tiempos con gasóleo, en el que la explosión no se consigue con la chispa de bujías, sino por compresión del aire.
Esta maqueta, con finalidad demostrativa para el alumnado, representa la sección de un cilindro del motor y, mediante la acción manual de una manivela, se produce en él la apertura y cierre de las válvulas, el ascenso y descenso del pistón y el giro del cigüeñal. Además, mediante un contacto deslizante, se enciende una pequeña bombilla de 3 V para simular la ignición por la chispa eléctrica. Así, según se va girando la manivela, se van observando las fases consecutivas: admisión (el pistón desciende, la válvula de admisión se abre para la entrada de la mezcla gasolina-aire y la válvula de escape está cerrada); compresión (el pistón sube y la válvula de admisión se cierra; el escape continúa cerrado con lo que el pistón comprime la mezcla de aire y combustible); explosión (el pistón alcanza el máximo de su recorrido; la bujía produce una chispa eléctrica, simulada mediante una bombilla, y se produce la explosión, que impulsa hacia abajo al pistón); y escape (el pistón nuevamente sube, pero la válvula de escape ya no se encuentra cerrada, con lo que se produce la salida de los gases calientes quemados).
La maqueta está realizada en hierro fundido, pintado en gris, y con los conductos de entrada y salida en azul (entrada fría) y rojo (salida caliente), todo montado sobre una base circular metálica negra y con manivela en madera negra. Las dimensiones de este modelo son 19,0 cm x 19,0 cm x 34,5 cm.
El modelo fue fabricado y comercializado por la prestigiosa empresa alemana de material didáctico PHYWE, probablemente hacia 1965, en Göttingen (por entonces aún en la DDR, República Democrática Alemana o Alemania Oriental, bajo control militar soviético). Esta firma, que aún sigue suministrando material de laboratorio a los centros educativos de todos los niveles, nació en 1913 cuando el Dr. Gotthelf Leimbach (1883-1957), experto en la técnica de georradar, funda la compañía “Gesellschaft zur Erforschung des Erdinnern mbH” (Asociación para la Investigación del Interior de la Tierra) y, ya en 1918, se produce el cambio de nombre de la compañía a “Physikalische Werkstätten mbH”, comenzando la producción de material de enseñanza de Física.
Catalogación, documentación, texto y fotografía: Prof. A. Vitores (2021)
