Circuito de marcha lenta | ||||||||||||||||||
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También conocido como circuito auxiliar, de ralentí o circuito de mínima y tiene por objeto conseguir una mezcla adecuada exclusivamente para mantener el motor en marcha a la menor revolución posible para que pueda mantenerse funcionando mientras la motocicleta está parada.
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En estas condiciones el motor exige una mezcla rica que en condiciones de marcha normal regulada por la cortina no sería posible satisfacer. Es así que los carburadores vienen dotados de un sistema especial para cumplir con este objetivo.
Como puede observarse el carburador dispone de una boquilla localizada en la cuba o vaso donde se rosca el chicler de mínima o surtidor por el que penetra la gasolina regulándose al paso de la boquilla. Un orificio en la parte trasera del carburador permite la entrada de aire y a través de un conducto lo pasa a emulsionar provocando la salida de la gasolina de la boquilla y extrayéndola por un orificio en la parte delantera del carburador. Es de anotar que la entrada de aire se realiza a un nivel extraordinariamente pequeño por debajo de la cortina, la cual se encuentra en su posición de reposo, es decir lo más bajo posible. Sin embargo el carburador está provisto de un tornillo regulador de la cortina disponiéndose en una dirección perpendicular al recorrido de la cortina y provisto de una punta cónica que impide a la cortina cerrarse completamente dejando el paso del aire necesario para el funcionamiento del circuito de marcha lenta. El último elemento de dicho circuito es el tornillo con la punta afilada y un resorte que le mantiene en el lugar indicado llamado tornillo de regulación de baja y si se intercala en el circuito antes del pulverizador, regulará la riqueza de la mezcla en baja. En alguna ocasiones el tornillo está provisto de una junta tórica o arandela de caucho que impide la entrada de aire. Con este tornillo, se adecua la carburación en baja al caso particular de cada motor, que no ha de ser necesariamente igual que el de otro exacto a este, pero con su uso y unas condiciones de trabajo distintas. El punto de partida para su regulación ha de ser fijado por el fabricante, que lo expresará en las especificaciones de la motocicleta, haciendo referencia al número de vueltas que se ha de aflojar el tornillo de baja desde su posición de cerrado. Estos son en términos generales los principales dispositivos de los que se compone un carburador, cabe mencionar por último algunos aspectos importantes a la hora de desmontar, repara y montar un carburador. Antes de empezar a desmontar un carburador hay que tener la precaución de cerrar los grifos de paso de gasolina, para que esta no se derrame. Se pueden verificar algunos elementos del carburador sin necesidad de desmontarlo, como por ejemplo el estado de la cortina, la aguja, el nivel de gasolina, etc. En general todos los elementos del carburador se pueden limpiar utilizando aire a presión, con el fin de no variar su calibrado. En el desarmado del carburador hay que tener especial cuidado con aflojar los tornillos de sincronización, se recomienda anotar el número de vueltas que es necesario dar al tornillo para su extracción, pues con esto se facilita la localización del punto de sincronización a la hora del montaje. Finalmente regular muy bien la marcha lenta, y para ello recordemos que hay que asegurar muy bien los tornillos de regulación de la cortina y el del aire de mínima. Esta puesta a punto debe hacerse con el motor en marcha y caliente.
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CONOCIMIENTOS BASICOS PARA PREPARAR UN CILINDRO
admision:la admision tiene lugar, generalmente a traves de una abertura del cilindro
que esta comunicado con el carburador y se llama 'admision en la tercera abertura
' entendiendo como 1ª y 2ª abertura la expulsion y el trasvase.
en la admision en la tercera abertura, es el piston el que hace de valvula y
controla la entrada de la mezcla al carter, por lo tanto la duracion de la admision
es proporcional a la altura de la abertura y a su posicion en el cilindro.
con este sistema de control, solo se puede efectuar un intervalo de admision
'simetrico' y esto es una limitacion porque no permite realizar el mejor diagrama
de distribucion posible para el motor 'diagrama asimetrico' , sino que permite
realizar el mejor diagrama simetrico que casi nunca coincide con el anterior
(con un diagrama simetrico no se puede por ejempl, aumentar solo un avance
de admision, porque a cada avance de apertura le sigue un retraso de cierre
indeseado. este problema solo se resuelve en motores de valvula rotativa que
generalmente es el arbol motor o cigüeñal en motores sencillos por ejemplo la
tipica vespa).
otro sistema es la valvula de laminas que simplemente se trata de una o varias
laminas que se abren por efecto de la depresion creada por el piston en fase
ascendente y se cierra por el efecto de su elasticidad cuando dicha depresion
cesa (estado inactivo) y permanece cerrada golpeandose contra su asiento cuando
el piston en fase descendente hace aumentar la presion en el carter.
el tipo de material de las laminas es lo que favorece su elasticidad y el cierre
en su fase de inactividad
cilindro:
para preparar un motor, hay que saber cual es la cilindrada podemos saberlo
por medio de una formula muy sencilla:
desgaste del cilindro
en el desgaste influyen: el calor, el roce de los materiales y la velocidad
del piston
velocidad del piston:
la velocidad del piston se calcula facilmente empleando la siguiente formula
:
vp = c . n / 30000 donde:
vp = velocidad del piston en m/s
c = carrera en mm
n = nº de vueltas del motor r.p.m
30000 = unidad fija dependiente de las unidades empleadas
ejemplo: motor con carrera 58 que gira a 9000 r.p.m entonces:
vp = 58 x 9000 / 30000 = 522000/30000 = 17,4 m/s (esta formula nos va a ser
util para la carburacion).
VENTAJAS E INCOVENIENTES
ventajas:las ventajas frente a un 4t son principalmente su sencillez de funcionamiento y piezas que se limita al arbol motor (cigüeñal) , biela y
piston . No existen arbol de levas, correa o piñones de distribucion, valvulas etc...
inconvenientes:
como hemos dich, ocurre que en una fase se mezclan gases quemados y mezcla fresca, por lo que no toda la mezcla se quema para dar potencia porque una pequeña parte de la mezcla fresca sale al exterior con los gases quemados sin producir trabajo.
otro punto negativo es el enfriamiento o refrigeracion, debido en parte al gran nº de explosiones y al menor efecto refrigerante de la mezcla aire- gasolina-aceite
.
otro inconveniente relacionado con el anterior es el excesivo desgaste de la bujia y la creacion de carbonilla producida en su mayoria por el aceite de la mezcla (los aceites sinteticos tiene aditivos que reducen la formacion de carbonilla).
el otro gran inconveniente es que a escasa apertura de la valvula de gas (carburador)el lavado se efectua de manera incompleta por lo que durante la combustion se queda cantidad de gases quemados del ciclo anterior
TIPOS DE CAMISAS SEGUN EL ROCE DE MATERIALES
los cilindros, ya vimos que estaban rodeados de un material que favorece elenfriamient, este material normalmente es aluminio, por su ligereza y por su
facilidad de enfriamiento.
la construccion puede ser do tres tipos:
1º camisa de hierro (fundicion) y cuerpo de aluminio
se confeccionan las dos piezas por separado , se preparan y se coloca la camisa
en el interior del cuerpo para ello se coloca el cuerpo en un baño de aceite
,superior a 200º aproximadamente para que dilate y la incrustacion del cilindro sea mas
sencilla aunque es necesario el uso de una prensa.
2º fundicion centrifugada
se funde el cuerpo de aluminio directamente sobre la camisa .
3º cilindro de aluminio cromado
actualmente es el mas utilizado se realiza el cuerpo y la camisa en una unica
pieza fundida y se le aplica por medio de un baño electrolitico , un baño o
capa de cromado duro llamado asi para distinguirlo del tipico cromado decorativo
que es brillante este baño es como minimo de 1 decima de espesor. Estos cilindros
no son faciles de rectificar, ya que habria que darles un nuevo baño electrolitico
y eso a lo mejor no nos es rentable.
el motivo por el cual se da el baño de cromo es porque dos materiales iguales
no pueden rozarse ya que por afinidad atomica a altas temperaturas tienden a
'engancharse' llegando casi a una fundicion . por lo tant, nunca se debe deslizar
un piston de aluminio sobre una camisa de aluminio, al igual que en un cilindro
cromado no deben usarse segmentos (aros) cromados y en una camisa de hierro
fundido tampoco segmentos de hierro fundido. aqui es donde entra a formar parte
la dureza de los distintos materiales, si tienes cilindro cromado y segmentos
de hierro fundido. El cilindro de cromo es mas duro que los segmentos, por lo
tant, se gastaran los segmentos mucho mas rapido y habra que cambiarlos mas
amenudo pero el cilindro dura mas, por el contrario si la camisa es de hierro
fundido y los segmentos cromados, los segmentos estarian nuevos y el cilindro
se gastaria antes y habria que rectificarl, por eso los cilindros cromados
duran, si se cuidan, mas que los cilindros convencionales. aunque los convencionales
tienen otras ventajas como son el rectificado y en la mayoria de los casos
el poder desarmarse, detalle este ultimo a tener en cuenta a la hora de poder
modificar o incluso poder construir una camisa con una distribucion diferente.
COMO PULIR LOS TRANSFERS
hay que tener claro, lo que es pulir y lo que es limar: pulir es quitar asperezas y limar es rebajar o quitar material . cuando queremos adelantar o retrasar la entrada y salida de gases, es decir variar la distribucion de un motor, se pue como una opcion, agrandar las lumbreras del cilindr, tanto la de admision como la del escape. Los transfers de trasvase, son los pequeñitos que comunican el carter con el cilindro y cuya funcion es efectuar el barrido de gases, normalmente casi nunca se agrandan y solo se cambia el angulo para que el barrido sea mas o menos rapido y direct, como ya se explico en el funcionamiento motor de 2t.
en las imagenes 1 y 2 se puede ver la operacion para cambiar el angulo de los transfers de trasvase.
en la imagen 3 se puede ver la operacion del enfrentamiento entre los conductos de comunicacion de los transfers de trasvase y el carter, asi como el afilado del tabique central
normalmente los cilindros suelen ser de dos piezas, una la camisa por donde roza el piston y otra el bloque que es la parte exterior que recubre al cilindro que suele ser de aluminio y que puede llevar aletas, si es de refrigeracion por aire o una cavidad por donde circula el liquido refrigerante (el agua ensucia el aluminio y lo corroe, se pueden hacer mezclas de agua destilada mezclada con glicerina neutra, pero no vale la pena, sale quizas mas caro que los productos comercializados) .
el pulido consiste en quitar todas las impurezas o rugosidades que quedan en la fundicion del bloque del cilindro para evitar que se acumule la carbonilla y favorecer el fluido de gases. hay preparadores que dice que no es aconsejable pulir los transfer de trasvase, porque esas rugosidades crean unas turbulencias que favorecen el barrid, creo que eso son gustos y teorias, a mi particularmente me gustan pulidos.
para pulirlos, es necesario tener un micro-motor o un mini-taladr, al que se le instalan unas fresas cuya punta pueden ser de piedra o de diamante (se aconsejan las de diamante aunque las de piedra son mucho mas baratas ) estas piedras las hay de varios gruesos de grano es decir para desgastar o para afinar, al igual que de diferentes formas y tamaños. una vez repasado y afinad, se pasa una lija fina para quitar todas las rayas que hayan dejado las fresas y ya que estamos en faena, te puedes coronar si haces la terminacion con fresas de goma, que tambien las hay para desgastar y para dar brillo. El resultado final depende del tiempo que emplees y lo esmerado que seas.'si te esmeras mucho te puedes hasta peinar porque te reflejas en el pulido por eso se llama 'pulido de espejo'.
en estas imagenes, se puede apreciar como se contorneo todo el conducto y al igual que en los transfer de trasvase, se afila el tabique central para evitar interferencias de los gases y de la mezcla si solo se efectua el pulido de las lumbreras, se aconseja no tocar los bordes de la camisa por donde circula el piston para evitar que queden redondeadas las aristas y se enganchen los segmentos o 'aros', tambien es recomendable colocar un carton pegado al cilindro para evitar posibles rayazos en caso de escapar el taladro
como habiamos mencionado anteriormente, una de las cualidades del cilindro con camisa de fundicion, es la posibilidad de poder desarmarla para efectuar las operaciones de preparacion, la construccion de una nueva si ya esta al limite de rectificados o la construccion con otra distribucion.
la idea general que tienen todos los ' preparadores principiantes' es que agrandando los agujeros, se consigue mayor potencia y rendimiento del motor, esta teoria es en parte cierta y digo en parte, porque algunas veces perjudica y empeora el funcionamiento del motor.
hay que tener muy claro los conceptos del funcionamiento del motor y saber que rendimiento queremos del motor y asi poder determinar su tamaño o posicion.
en los diferentes articulos publicados, iremos mas o menos, dando una explicacion sobre el funcionamiento de los diferentes organos del motor y en algunos de ellos haremos una introduccion al tema de preparacion de esa pieza concreta, aunque intentare hacer una recopilacion sobre la modificacion de piezas en un apartado especifico.
en la figura de la derecha podemos observar dos camisas del mismo motor, la camisa de la izquierda, es la camisa original y la de la derecha una camisa hecha y modificada para obtener un mejor rendimiento del motor. puede observarse que lo que se queria conseguir era un buen barrido y atrapado de los gases y por eso se opto por hacer unos transfer mas pequeños para que la presion y velocidad de la mezcla fuese superior y efectuase un mejor barrido y adelantar el cierre para cortar el barrido y poder mantener mas cantidad de gases. este tipo de operaciones requieren una serie de calculos para que el funcionamiento sea optim, porque sino podemos correr el riesgo de atrapar muchos gases ya quemados y no expulsados, produciendo problemas de detonacion e ignicion.
se puede observar la altura o disposicion en el cilindro distinta ya que estan ligeramente mas altos con respecto al p.m.i ,es decir, se mantiene la apertura pero se acorta o adelanta el cierre. (recordar que la apertura de la lumbrera de escape como de los transfers, se realiza cuando el piston esta descendiend, tambien se puede observar el rebaje de asentamiento de la camisa esta mas alta, precisamente para favorecer la dilatacion. )
SQUISH Y EL MOTOR DE DOS TIEMPOS
una traduccion un tanto personal de esta palabra podria ser: 'separacion y angulo de salpicadura'.Squish tiene una traducción al español, que es laminado, o sea, cuando una capa de gas la comprimen un par de superficies sólidas de forma que dejan un espacio muy pequeño entre ellas y expulsan esa capa de gas a más presión y velocidad que algo adyacente, también lo llaman en inglés quenching.
La palabra squish, se esta convirtiendo actualmente, en un termino bastante usado aunque algunos no sepan exactamente cual es su importancia en los motores actuales, tanto de 2 como de 4 tiempos.
El squish, se refiere a la distancia existente entre la boveda del piston y la banda o pista que existe antes de la camara de compresion propiamente dicha. esa banda puede ser plana o tener un angulo determinado y junto con el piston, hacen una funcion de empuje del aire atrapado hacia la camara de compresion.
este empuje hacia la camara de compresion, permite que el proceso de compresion sea mas rapido favoreciendo menos trabajo de la compresion, presiones de compresion mas altas, mas expansion de trabajo, coordinacion en la ignicion ... Es decir mas potencia.
hay que saber que aunque el squish es beneficios, no siempre es mejor, si hay mucho angulo de squish, se causa mayor turbulencia que nos puede producir una detonacion causando golpes bruscos en el motor o un agujero en la cabeza del piston.
para evitar estos problemas, debemos de tener una velocidad de los gases ' meansquish (msv)' con valores entre 0--25 m/s obteniendo buenos resultados con valores entre 15- 20 m/s. (para un motor de 250 cc, la separacion entre el piston y la banda de salpicadura, no debe ser inferior a 1mm, en motores de menor cilindrada, se pueden utilizar separaciones mas pequeñas.
la separacion de la banda de salpicadura, es importantisima para la velocidad de los gases y es frecuente caer en el error de no mantener esa separacion cuando rebajamos la culata para aumentar la relacion de compresion.
para efectuar esta medida, se procede de la siguiente manera:
1º .- desarmamos el encendido y la culata
2º.- colocamos en la cabeza del piston 4 trocitos de soldadura de plomo o de estaño en una posicion opuesta entre sï, es decir a 0º, 90 grados. 180º y 270º,que los sujetaremos a la cabeza del piston con un poco de grasa
3º.- montamos la culata con la junta correspondiente y apretamos con la presion de apriete que le vamos a dar (este punto es importante, ya que si damos menos presion, nos puede variar la medida porque despues, cuando le demos mas presion la junta cede y la culata queda mas cerca de la cabeza del piston).
4º.- colocamos la tuerca del encendido y con una herramienta grande para poder hacer fuerza, giramos el motor hasta que los trozos de estaño colocados en la cabeza del piston toque con la culata y seguimos con cuidado haciendo fuerza hasta que el piston supere el p.m.s y descienda. (esta operacion hay que hacerla con cuidado porque si colocamos un estaño muy grues, es posible que no tengamos fuerza suficiente para aplastarlos)
5º.- desarmamos la culata y anotamos en la posicion que estaban los estaños y los medimos.(normalmente suele tener la misma distancia en todo el perimetro de la cabeza del piston, pero en algunos casos varian las medidas, por eso es importante anotarlo)
6º.- se mide con un micrometro los estaños y podemos observar que por un lado estan mas aplastados (la parte que coincide pegada a la camisa) y otro lado menos. midiendolo en toda su superficie podemos saber cual es el angulo exacto con respecto a la boveda de la cabeza del piston).
7º.- esa medida, se deberia de respetar a la hora de rebajar la culata y solo se reducira la altura y el angulo cuando se hayan hecho los calculos adecuados para tener una buena velocidad de gases (msv).
BIELAS
las bielas se componen de tres parte: pie de biela (que es la parte superiordonde se aloja el bulon del piston) la cabeza de biela (que es la parte inferior
donde se aloja el bulon del cigüeñal) y el cuerpo de biela (que une estas dos
parte). La longitud del cuerpo de biela que une estas dos partes, no influye
para nada a la carrera, ya que la carrera la da el alojamiento del cigüeñal
con la biela, que este mas o menos alejado del centro de la circunferencia del
cigüeñal. Lo que si hace, es que el giro sea mas rapido o mas lento, segun su
longitud.
la biela solo transmite ese movimiento circular del cigüeñal y lo transforma
en uno lineal (recto) del piston.
la longitud de la biela, influye en que ese motor sea mas o menos rapid, pero
no solamente porque tenga que efectuar mas recorrid, sino porque al tener menor
recorrido las lumbreras estan mas proximos unas de otras consiguiendo una distribucion
con barridos mas rapidos.
esta ilustracion se puede apreciar la preparacion de una biela basada en el
aligeramento
tanto la cabeza de biela como el pie de biela estan confeccionados con un metal
'antifriccion' o 'babbitt' que generalmente es una aleacion de plomo estaño
y antimonio con pequeñas cantidades de cobre y niquel, son metales bastante
blandos y es necesario que esten bien preparados y lubricados. Tambien se usan
aleaciones de bronce y plomo (cobre plomado) y otras de zinc, cobre y aluminio
con mejor resistencia mecanica que el babbitt convencional.
entonces si el babbitt es mas resistente que las piezas originales , podemos
decir que esta pieza es reforzada.
hay que tener en cuenta que los motores vienen preparados para soportar unas
revoluciones y una carga determinada en definitiva un roce y un calor determinad
pero las piezas no vienen al limite de su resistencia, tienen que garantizar
una fiabilidad y ese margen suele ser bastante ampli, por es, es ahi donde
nosotros tenemos que aprovechar ese margen , preparando la piezas para sacar
el maximo rendimiento y por supuesto crear el engrase suficiente para que el
aumento de revoluciones no genere un exceso de calentamiento,
CULATA
AUMENTAR LA RELACIÓN DE
va a cambiar de volumen dentro del cilindr, al comprimirse. Cuando el motor
esta girando a un numero determinado de rpm, cada vez que el piston desciende
desde el pms (punto muerto superior) hasta el pmi (punto muerto inferior) entra
en el cilindr, teoricamente, tanto volumen de mezcla como cilindrada tiene
el motor.
llegados a este punt, el piston va a empezar a ascender desde el pmi hasta
el pms, pero durante la ascension , en los motores de 2 t , se encuentra con
que la lumbrera de escape esta abierta durante un tiempo, mientras el piston
no la cierra. durante ese tiempo la mezcla va a escaparse sin quemar ni comprimir
por lo que no empezara la compresion de la mezcla hasta que la lumbrera de escape
se cierre por completo. (mas adelante se hara un comentario sobre este punto)
aumentando la relacion de compresion se consigue un aumento de potencia pero
hay que tener cuidado de no pasarse para que no se produzca laexplosion incontrolada
llamada detonacion (ver gasolinas). para ello es recomendable no pasar de una
relacion de compresion superior al 12:1 en motores pequeños.
un motor cuanta menos cilindrada tiene, mas relacion de compresion admite. esto
es debido a que el efecto de detonacion aparece con mas facilidad en los motores
de mayor cilindrada . hay unos valores universales a los que conviene llegar
por ser los que maxima potencia van a proporcionar sin problemas. Estos valores
son adecuados utilizando gasolina sin plomo de 98 octanos y los podeis ver en
la tabla. Si el octano de la gasolina es mayor, se puede incluso llegar a 17:1
como los famosos 'dragsters'
| cilindrada | relacion de compresion |
50 cc
|
12,0:1
|
70 cc
|
11,7:1
|
80 cc
|
11,5:1
|
100 cc
|
11,2:1
|
125 cc
|
11,0:1
|
250 cc
|
10,0:1
|
cuanta mas relacion de compresion tenga un motor, la mezcla estara a mas presion
cuando el piston esta en el pms y lanzara al piston con mas fuerza y velocidad.
esta gran presion provocara un aumento muy rapido de la temperatura y con ello
las moleculas de la gasolina se agitaran rapidamente. esta gran agitacion producira
una rapida inflamacion de la mezcla produciendo una combustion de gran calidad
y de gran velocidad.
este es basicamente el motivo por el que aumentando la relacion de compresion
vamos a obtener una potencia maxima superior (tambien conseguiremos mas potencia
a cualquier numero de r.p.m, no solo en las r.p.m de maxima potencia).
en el grafico de la derecha, podemos observar como., varia el rendimiento de
la combustion en funcion de la relacion de compresion. A medida que aumenta
la relacion de compresion se mejora en el rendimiento de la combustion, dentro
de unos limites.
por eso al pasar por ejemplo desde una relacion de compresion de 7:1 hasta 10:1
aumento de 3 puntos, se nota mucha mejora en la potencia ofrecida por el motor
pero sin embargo al pasar desde 10:1 hasta 13:1, aumento tambien de 3 puntos
no se nota tanta mejora.
para determinar la relacion de compresion utilizaremos la siguiente
formula
rc=v+vc/vc donde:
re = es la relacion de compresion.
v = es la cilindrada del motor. segun la formula del apartado
cilindros v = ? · d · d · c / 4000
vc = es el volumen de la camara de compresion de la culata.
por ejemplo supongamos que tenemos un motor con una cilindrada de 125 cc y con
un volumen de compresion de la culata de 10 ce .aplicamos la formula:
rc= 125+12/12 //
rc= 137 / 12 // re = 11,42 entonces la relacion de compresion
es: rc = 11,4:1
1° ¿como calcular el volumen de la camara de compresion?
2° ¿como calcular el volumen del cilindro desde que se cierra
el escape?
ambas, son muy sencillas de calcular si seguimos las siguientes indicaciones
:
como calcular el volumen de la camara de compresion de la culata.-
para calcular el volumen de la camara de compresion de la culata
existen dos metodos:
a- desarmar la culata y ponerla totalmente horizontal boca arriba y con la
bujia colocada y rellenar la cavidad con aceite fluido. este metodo
tiene un inconveniente y es que hay que calcular tambien el volumen desde
que el piston esta en el p.m.s y esta operacion si la boveda
de la cabeza del piston sobresale por encima del cilindro es complicado
de medir y ademas, habria que restar ese volumen, el de la boveda
del piston, al volumen de la culata.
b,- el segundo metodo es mucho mas sencillo ya que se coloca el piston
en el p.m.s y se introduce con una probeta calibrada la cantidad de fluido hasta
que llegue al borde de la rosca de la bujia (en este caso habria
que restarle el volumen que ocupala bujia, pero ese volumen es
minimo y solo seria necesario para motores de alta competicion
donde tiene que estar todo al milimetro)
en estas imagenes se aprecia el procedimiento a seguir:
imagen1. En la imagen 1 se halla el p.m.s del piston
imagen2. Se rellena con liquido para saber el volumen exacto. esta clar, que la forma de aumentar la relacion de compresion es reduciendo el volumen de la camara de la culata, para ello se utilizan dos metodos que son el rebajar la base de la culata con lo cual se reduce el volumen y el segundo metodo es rellenar la culata con el mismo material con el que esta construido la culata, normalmente alumini y despues darle la forma y el volumen desead, este metodo es mucho mas complicado pero se puede dar a la boveda de la culata la forma deseada para conseguir un barrido mas eficaz.
imagen3. Se puede apreciar una culata con la boveda normal
imagen4. Se ve una culata con la boveda desplazada tambien llamadas de alta turbulencia
COMO CALCULAR EL VOLUMEN DEL CILINDRO CUANDO SE
CIERRA EL ESCAPE.
como habiamos mencionado anteriormente, hasta que la lumbrera de escape no este
cerrada por complet, no empezara la compresion real.
el volumen de mezcla que habia en el cilindro en el momento del cierre de la
lumbrera de escape ira cada vez siendo menor debido al ascenso del piston. cuando
el piston se encuentre en el pms, la mezcla habra pasado a ocupar el minimo
volumen: el volumen de la camara de combustion labrada en la culata.
asi pues la relacion de compresion se define como se puede ver en la imagen
5.
medir la altura de compresion es facil como vemos
en la imagen 5. simplemente hace falta un pie de rey, medir la altura de la
lumbrera de escape, desde la cabeza del piston cuando esta en el p.m.i hasta
la parte superior que es cuando se cierra y restar esa medida a la carrera del
motor.
conociendo el diametro del motor y la altura de compresion podemos calcular
el volumen de compresion utilizando la formula que utilizamos para calcular
la cilindrada con la modificacion de que en vez de utilizar la carrera completa
se utiliza la medida de la carrera desde que la lumbrera de escape esta cerrada:
volumen = (volumen altura compresion x 3.1416 x diametro x diametro)/4000
(medidas en mm)
vamos a ver un ejemplo
el motor italiano competicion-cliente accossato mx125 de 1986.
carrera de 52 mm
diametro de 32 mm
altura de la lumbrera de escape de 27.5 mm (recordar: desde la cabeza del
piston hasta que se cieña el escape)
camara de combustion de 7,2 cm cubicos.
la altura de compresion es la diferencia de la carrera menos la altura
es decir, ac = (38—27.5 ) = 30,5 mm
aplicamos la formula de la cilindrada con la modificacion de la carrera:
v= %. d2. c / 4000
carrera = 30,5
el diametro =52 mm
volumen =3.1416x 52* x 30,5 /4000 // v = 259094,04 / 4000 //v=64,77cc.
teniendo el volumen de la altura de la compresion, aplicamos la formula
de la relacion de compresion: rc = v2 + v3 / y3
donde:
v2 = 64,77 ce
v3 = 7,2 ce
rc = 64,77 + 7,2 ii£11 rc = 71¿i7 ii£ //rc =9,99 rc
=94)9:1
esta es la relacion de compresion original del motor, si
nosotros queremos variarla y aumentarla
¿como calculamos la medida de lo que queremos rebajar para aumentar
la relacion de compresion?
pues muy sencillo. Lo primero de todo es calcular la relacion de compresion
que deseamos obtener, para ello probaremos con la formula variando solo
el volumen de la relacion de compresion de la culata (disminuyendo
ese volumen si queremos tener una relacion de compresion mayor
y aumentandolo si queremos tener una relacion de compresion
menor) y asi podremos calcular cuanto hay que rebajarla culata para reducirla
al volumen deseado.
lo vamos a ver con el ejemplo del motor anterior:
supongamos que queremos aumentar la relacion de compresion desde
los 10:1 iniciales hasta 10,5:1, deberemos reducir el volumen de la camara
de combustion desde los 7.2 cc iniciales hasta 6.82 cc
rc = 64,77 + 6,82 / 6,82 // rc = 10,49
esto significa que si antes teniamos un volumen en la culata de
7,2 y ahora un volumen de 6,82, hemos reducido el volumen en 0.38 cc.
utilizando la misma formula que venimos utilizando para el calculo de
volumenes pero invirtiendola podemos calcular la medida
a planificar en la culata para obtener esa relacion de compresion:
altura = (4000 x volumen ) / (3.1416 x diametro² ) donde:
volumen: es el volumen a reducir segun el ejemplo 0,38 cc
diametro: es el diametro del cilindro 52 mm
altura: es la distancia en mm a eliminar de la culata.
altura = 4000 x 0,38 / 3.1416 x 52 ² // a = 1520 / 84,95 // a = 0,17 mm
esto quiere decir que hay que rebajar la parte superior del cilindro 0,17 mm
. asi obtendremos los 6,82 cc de volumen en la culata si el cilindro lo permite.
CUESTIONES A TENER EN CUENTA A LA
HORA DE AUMENTAR LA RELACION DE COMPRESIÓN
atrapado en el cilindro cuando la lumbrera de escape esta cerrada, por eso se
calcula a partir de ese moment, pero eso es cierto en teoria ya que influyen
otros factores para mejorar ese atrapado de volumen .
¿ podriamos realmente empezar a comprimir el combustible antes de que la lumbrera
de escape este cerrada?
eso esta bien claro que n, pero sin embargo cuando el motor gira a revoluciones
elevadas, el piston se esta moviendo tan rapidamente que manda el combustible
a tanta velocidad y el escape esta menos tiempo abiert, debido a esa velocidad
el del volumen estatico del cilindr, atrapad, es mayor .
esto engaña la eficacia que mejora con mas rpm. asi, bajo las condiciones del
funcionamiento reales, nuestra verdadera relacion de comprension dinamicamente
mejora con ¡el aumento de rpm!
es raro acercarse 100% de eficacia del motor , pero con las modificaciones de
la lumbrera de escape y un sistema con una 'succion' adecuada y una descarga
bien diseñada, (bien recogiendo los gases o aprovechando el barrido para efectuar
una evacuacion completa por el escape) y con la presion negativa creada en el
carter para empujar el combustible a traves de los transfers del trasvase........
entonces podemos reducir las perdidas del ' llenando' (o presion) antes de que
la lumbrera de escape se cierre, en una gama determinada de rpm de funcionamient
en ese cas, nosotros podemos incluso superar el 100% de la eficacia del atrapado
de gases!.
esto significa que por ejemplo un motor 125 de c.c, realmente pueden atrapar
mas de 125 c.c.. del combustible , superior al volumen del cilindro y entonces'
comprimirlo' en un volumen mucho mas pequeño sobre el piston antes de que salte
la chispa.
el problema aqui es que esto requiere una succion y presion del sistema, sincronizado
con el escape y eso solo ocurre en una gama determinada de potencia ,el motor
cuando acelera fuera de esa banda de potencia, los pulsos en la succion y los
sistemas de la descarga estan fuera de fase y realmente contribuiran a una perdida
en el atrapado de la eficacia.
ahora, sabiendo lo que ocurre realmente cuando el motor esta en la banda de
potencia deseada, quiza podremos empezar a ver cuales son realmente los puntos
a tener en cuenta a la hora de obtener una buena relacion de compresion:
1º.- como es de grande el motor. Es decir el volumen en el cilindro con el piston
en el p.m.i (en ingles se denomina bdc)
2º.- cual es el volumen cuando el piston esta en el p.m.s (tdc) es decir el
volumen en el cual se comprimiran los gases atrapados o lo que es lo mism
el volumen de la camara de compresion.
3º.- que tipo de eficacia dinamica del gas atrapado se consigue segun el diseño
del motor. La gama aqui puede ser tan baja como 75% o incluso un poco superior
del 110% en un equipo optimamente puesto a punto.
4º.- como son de grandes los transfers y la lumbrera de escape. Los transfers
de trasvase grandes, tienden a ser menos eficaces en el llenado porque los gases
circulan con menos velocidad y presion haciendo un barrido escaso provocando
el atrapando de gases residuales de la ultima descarga de la combustion no expulsados.
debido a esto tambien , tienden a dificultar el control del proceso de la combustion
sin la detonacion y / o - los problemas de la ignicion. principalmente por estas
razones, no se pueden obtener relaciones de compresion altas en los motores
con lumbreras grandes sin arriesgarse a tener estos problemas.
5º.- cual es el nivel del octano del combustible que usara el motor. El octano
alto y los combustibles especiales como el metanol tienen mayor resistencia
a soportar la combustion espontanea 'detonacion'' y pueden soportar relaciones
de compresion mas altas y pueden esperar por la chispa de la bujia para ponerlos
ardiendo en lugar de' detonando'. Si vamos a utilizar una mezcla estricta de
combustible de octano alt, podemos plantear una relacion de compresion mas
alta.(las relaciones de compresion tipicas suelen ser del 10:1 a 11.5:1 o incluso
en algunos casos algo superior . con combustible de 100 octan, en cilindros
con un diametro de 70 mm frecuentemente puede tolerar un 13.5:1 . Los dragsters
que usan un combustible de 110 octano con las camaras de la combustion bien
diseñadas pueden tolerar 15.5 o 16:1 y a veces superior. El metanol en automoviles
y en aquellos motores que usan una mezcla de metanol y nitro-metano pueda alcanzar
los 17:1)
una cuestion muy a tener en cuenta a la hora de rebajar la culata, es la distancia
que hay entre la cabeza del piston y la pared de la culata antes de que comience
la boveda de la culata que se denomina squish para que la cabeza del piston
no tropiece creando un destrozo importante en el motor. para evitar esto, debemos
antes de rebajar la culata , efectuar la medida que tiene originalmente y su
angulo.
CIGUENAL
el cigüeñal es importantisimos en el motor de 2 tiempos, ya que de su forma
y diseñ, vamos a obtener la presion necesaria en el carter para un funcionamiento
optimo de nuestro motor. Como ya habiamos mencionado anteriormente en el apartado
'funcionamiento del motor 2 t' , el espacio o volumen no ocupado por los organos
del motor, se llama ' espacio nocivo' por eso se intenta que ese espacio sea
minimo y para ell, se dota al arbol motor, de unas ruedas que hacen de volante
contrapesos y de relleno para reducir ese espaci, ademas el carter esta diseñado
para que el cigüeñal casi roce y ese volumen sea minimo.
una de las modificaciones que normalmente surten mas efecto en un motor, es
el aligeramiento de sus piezas, como ilustraremos mas adelante en el apartado
'mejoras'.
en la ilustracion podemos ver dos cigüeñales, uno aligerado y otro normal
si nosotros decidimos aligerar un cigüeñal, esta claro que tendremos que rellenar
el espacio que hemos rebajado de alguna manera, para que el espacio nociv
no sea excesivo y no perder el efecto presion del carter.
ese relleno se puede hacer rellenando el carter o dotando al cigüeñal de unas
especies de tapas.(se ilustrara mas adelante en el apartado mejoras.
cuando hablamos de un cigüeñal reforzad, no quiere decir que sea mas gordo
o grues, sino mas fuerte o mejor dicho mas resistente.
en todo tipo de preparaciones , lo que se hace es aligerar piezas, no solo en
el motor, sino tambien el chasis, pero si aligeramos de mas, podemos conseguir
unas piezas fragiles. Los vehiculos de alta competicion (mundial de rallyes
formula 1, mundial motociclismo...) utilizan materiales de ultima generacion
(fibra de carbon, titanio..) materiales que son carisimos y que solo utilizan
una elite, consiguiendo una gran resistencia y poquisimo peso.
CARBURACION
diametro del difusor
el diametro del difusor es importantisimo para el funcionamiento del motor
algunos creiamos que al aumentar el diametro de difusor, el motor corria mas
porque aspiraba mas aire y mas gasolina. El razonamiento es logico pero no es
del todo ciert, porque hay que tener en cuenta varios factores.
lo principal es saber que la fuerza util del piston a la que corresponde el
maximo `par de fuerzas, se consigue cuando en el difusor hay una velocidad de
flujo de al menos 90 mtros /segund, o lo que es lo mismo, una velocidad de
324 km/ hora que permite una vaporizacion y una combustion optima.
para obtener esta velocidad, es necesario que el diametro del difusor no sea
excesivo porque:
1º la cantidad de flujo de aire que aspira el piston cuando desciende tiene
que ser el mismo que el que pasa por el difusor para conseguir una continuidad
de flujo.
2º los dos volumenes del cilindro y del difusor tienen que ser iguales.
para eso hay que tener en cuenta que:
1º el volumen es siempre el producto de la velocidad del flujo por el area (seccion)
2º la velocidad de paso en el difusor se obtiene multiplicando la velocidad
del piston por la relacion de las secciones del cilindro y del difusor o bien
de los cuadrados de sus respectivos diametros .
es decir se aplica la formula:
vd= vp . d² . / d²
donde:
vd = velocidad de difusor.
vp = velocidad del piston.
d = diametro del cilindro.
d = diametro del difusor.
supongamos un motor con:
diametr, d = 47 mm
carrera c = 39,2 mm = 0,039 metros.
difusor d = 21 mm
r.p.m , n = 11000
calculamos la velocidad del cilindro (recordar que la carrera se coloca en
metros)
vc = c. n / 30 // 0,039 x 11000 / 30 = 14,3 m/s
calculamos la velocidad del difusor:
vd = vc . d² / d² // 14,3 x 47² / 21² // 14,3 x 2209 / 441 // vd= 31588,7 /
441 = 71,6 297052m/s
como el area de la circunferencia es a= 3,1416 x r²
entonces:
area del cilindro = 3,14 x 23,5² = 1734,94454
area del difusor = 3,14 x 10,5² = 346,36059.
como dijimos que el volumen es el producto de la velocidad por el area entonces
tenemos que:
volumen del cilindro = 14,3 x 1734,94454 = 24809,7069
volumen del difusor = 71,6 297052 x 346,36059 = 24809,7069
entonces el volumen del cilindro es igual al del difusor por lo tanto estamos
cumpliendo el requisito fundamental, el diametro es correcto.
vamos a hallar el nº de r.p.m correspondiente a la velocidad de 90 m/s con la
siguiente formula:
n= 30.v. d² / c.d²
en donde:
30 = numero fijo (segun medidas utilizadas)
v = velocidad aire optima de 90 m/s
d = diametro del cilindro en mm
.d = diametro del difusor en mm
c = carrera del piston en metros.
n= 30 x 90 x 21² / 0,039 x 47² // 2700 x 441 / 0,039 x 2209 // n = 1190700 /
86,15 // n= 13 821 r.p.m
esto quiere decirnos, que cuando el motor gira a 13821 r.p.m en el carburador
hay el flujo optimo de 90 m/s
teniendo este nº de r.p.m vamos a comprobar si el motor girando a esas revoluciones
, la velocidad del difusor corresponde con los 90 m/s optimos.
velocidad cilindro
vc = 0,039 x 13821 / 30 // vd = 539,019 / 30 // vd = 17,9673 m/s
velocidad difusor
vd = 17,96 x 2209 / 441 // vd = 39673,6 / 441 // vd = 89,9994.....
ahora vamos a hacer la misma operacion pero intercambiando lo que es el diametro
y la carrera
diametro piston d = 39,2
carrera del piston c = 47 mm = 0,047 metros
diametro difusor d = 21 mm
r.p.m n = 11000
entonces
velocidad cilindro vc = 0,047 x 11000 / 30 // vc = 17,2333 m/s
velocidad difusor vd =17,2333 x 1536,6 4/ 441 // vd = 60,0484m/s
area del cilindro ac= 3,14 16 x 384,16 // a = 1206,8742
area del difusor ad= 3,1416 x 110,25 // ad = 346,3605
velocidad de flujo:
del cilindro: vc = 17,2333 x 1206,8742 // vc = 20798,4251
del difusor: vd = 60,04 84 x 346,3605 // vd = 20798,3938
hallamos las r.p.m con flujo de 90 m/s
n= 30 . v . d² / c. d² // 2700 x 441 / 72,222 // n = 16486,66 r.p.m.
comprobamos la velocidad del cilindro hallando la velocidad del cilindro::
velocidad cilindro:
vc = 0,047 x 16486,66 / 30 // vc = 25,8291 m/s
velocidad del difusor:
vd = 25,8291 x 1536,6 4/ 441 // vd = 90 m/s
conclusion:
observamos que el diametro del difusor no va en funcion de la cilindrada, sino
en funcion de los volumenes , esto queda clar, ya que la cilindrada de los
motores aqui expuestos son diferente ya que el motor a, tiene una cilindrada
de 68 cc y el motor b , tiene una cilindrada de 56,72 cc.
si aplicamos la formula de la cilindrada (ver cilindros)
cilindrada motor a = 3,1416 . d² . c / 4000 // 3,14 x 47² x 39,2 / 4000 // c
= 68 cc
cilindrada motor b = 3,1416 . d² . c / 4000 // 3,14 x 39,2² x 47 / 4000 // c
= 56,72 cc
deducimos:
velocidad piston
a = 14,3 m/s
b = 17,23 m/s
revoluciones por minuto:
a = 13821 r.p.m
b= 16491 r.p.m
vemos claramente como influye la construccion del cilindro (diametro y carrera
) en el rendimiento del motor
el motor de menor cilindrada tiene el mismo diametro de difusor y gira mucho
mas rapid, al mismo pase de gasolina tiene mas roce entre cilindro y piston
porque gira a mayor nº de revoluciones por lo tanto mas desgaste y mas calor
producido por el roce , por lo tanto mas dilatacion
¿porque el tamaño del carburador va a influir tanto en la potencia maxima? (articulo
de top_racing)
para contestar a esto hemos de tener en cuenta dos factores:
1. atomizacion de la gasolina. cuanto mas rapido circule el aire por el carburador
mejor va a ser la atomizacion de la gasolina . En carburadores de poco diametro
la velocidad del aire sera alta y por lo tanto mejor sera la atomizacion de
la gasolina en el aire
2. resistencia al paso. cuanto mas rapido circule el aire por el carburador
mayor va a ser el rozamiento del aire con las paredes. En carburadores de poco
diametro la velocidad del aire sera alta y por lo tanto el aire va a tener grandes
dificultades de circular.
como vemos aqui ocurren dos fenomenos que son opuestos. podremos
mejorar la atomizacion de la gasolina con un carburador muy pequeñ
pero al mismo tiempo estaremos ofreciendo gran resistencia al paso. hemos pues
de llegar a un compromiso. hace tiempo se hicieron estudios rigurosos sobre
todo esto y se llego a la conclusion de que para obtener el maximo
rendimient, el aire debe circular por el carburador a una velocidad media de
90 m/s. existe una grafica que plasma la relacion entre la velocidad
del aire a traves del carburador y la potencia maxima relativa
que nos va a ofrecer el motor
en la grafica se ve claramente que el punto de potencia maxima corresponde
a los mencionados 90 m/s. Si utilizamos un carburador con diametro mas
grande tendremos el aire circulando a menor velocidad y la potencia maxima
sera menor, pero solo un poco. imaginemos un motor de 125 cc, cuando
circula el aire a 90 m/s a traves de su carburador , el motor ofrece
un rendimiento optimo de 34 cv.
si el aire circulara a 70 m/s ,carburador de mayor diametr, la potencia
maxima que ofreceria seria de 30 cv aproximadamente.
si utilizamos un diametro mas pequeño de carburador, tendremos
el aire circulando a mayor velocidad y la potencia maxima sera
menor, decreciendo de forma bastante brusca. En el ejemplo anterior si hicieramos
circular el aire a 140 m/s la potencia maxima que ofreceria pasaria
a ser de unos escasos 17 cv.
como vemos en la grafica y en el ejempl, tan malo es un carburador demasiado
grande como uno demasiado pequeñ, aunque siempre es mejor pasarse un
poco de grande que de pequeño., aunque queda claro que siempre sera
mejor utilizar un carburador que haga circular el aire a exactamente 90 m/s,
ya que asi conseguiremos el funcionamiento optimo del motor
CALCULO DEL TAMANO OPTIMO DE CARBURADOR
ya sabemos que hemos de elegir un carburador que proporcione una velocidad del
aire circulando a 90 m/s.
para calcular el diametro de carburador ideal para que la circulacion de aire
sea de 90 m/s, podemos aplicar la siguiente formula:
donde:
cil = cilindrada real del motor .(ver cilindros)
r.p.m = revoluciones del motor
vel = velocidad de circulacion del aire (para maximo rendimiento 90 m/s)
para evitar hacer calculos se ha plasmado en una tabla los valores mas corrientes
de diametro de carburador en funcion de la cilindrada y las r.p.m del motor
siempre para una velocidad de 90 m/s
una cosa muy importante que creo necesario recalcar, es que las r.p.m a las
que gira el motor cuando hacemos el calcul, deben de ser las r.p.m a las que
hemos optimizado anteriormente tanto el cilindro-piston como el tubo de escape.
de nada sirve tener un cilindro-piston y tubo de escape optimizados por ejemplo
a 12000 rpm y luego tener el tamaño de carburador calculado para que este optimizado
a 15000 rpm
atencion: hay que tener en cuenta, que si un motor alcanza un nº determinado
de revoluciones en vaci, (acelerando en punto muerto a tope) no quiere decir
que ese sea el nº de revoluciones al que esta optimizado el motor, ya que la
optimizacion se hace con el motor en marcha con los respetivos rozamientos
por es, como calculo sencillo debemos dividir ese nº de revoluciones del motor
en vacio por 1,25.
es decir, si un motor esta optimizado a 12000 r.p.m, quiere decir que en vacio
puede llegar a alcanzar unas 15000 r.p.m.
por el contrari, si en vacio da 12000 r.p.m quiere decir que el motor esta
optimizado a unas 9600 r.p.m
¿como influye el tipo de carburador? (articulo de top_racing)
en el mercado podemos encontrar carburadores basicamente de dos tipos: los de
compuerta plana y los de compuerta redonda.
estos ultimos son los mas comunes y baratos.
¿que diferencia hay entre unos y otros?
los de compuerta plana no tiene protuberancias internas, por lo que el flujo
es mejor que en los de compuerta redonda (aproximadamente un 8% mejor).
esto no significa que los de compuerta redonda sean malos, simplemente tendremos
que aumentar el diametro en un 3,9% (multiplicar por 1.039) para obtener el
mismo flujo que tendria un carburador de compuerta plana.
veamos un ejemplo:
si haciendo el calculo obtuviesemos un diametro adecuado de 24 mm deberiamos
utilizar o bien un carburador de compuerta plana de 24 mm o bien uno de compuerta
redonda de 25 mm. ambos tendrian en la practica el mismo flujo. teniendo en
cuenta que los carburadores de compuerta plana suelen costar el doble aproximadamente
que los de compuerta redonda.
la formula para calcular el diametro del carburador, al igual que la tabla detallada
de la pagina anterior, nos dan el diametro para un carburador de compuerta plana
por lo que habria que aplicarle el aumento del 3,9 %
EL FLOTADOR
la funcion del flotador, es mantener un nivel adecuado
de combustible en la cuba, para que cuando se abre la campana a tope y de repente
el combustible que pasa de la cuba por el porta-pulverizador sea la cantidad
adecuada para crear la mezcla adecuada.
si el nivel de combustible es baj, el motor no tendra una respuesta inmediata
e ira a saltos, ya que no tendra gasolina suficiente.
si el nivel es muy alt, puede provocar el desbordamiento del carburador, con
la posibilidad de producirse un incendio
la regulacion de la altura del flotador se realiza con un calibre o pie de rey
midiendo como refleja la ilustracion de la izquierda, la altura debe darla el
fabricante, en caso de no poder conseguirla, se optara por ponerlo lo mas horizontal
posible con el cuerpo del carburador, hay que poner los dos flotadores a la
misma altura.
la regulacion se hace abriendo o cerrando la pletina que acciona a la aguja
del carburador, con un alicate.
aguja del flotador.-
la aguja del flotador es la encargada de cerrar el orificio
de entrada del combustible procedente del deposit, cuando el flotador llega
a su altura determinada.
para que la aguja cierre ese orific, la parte que esta en contacto con el agujero
es de forma conica y de goma, debemos de examinar que dicha goma se encuentre
en perfecto estado para que obture el orificio cuando el flotador llega a su
altura, sin, la gasolina seguira entrando llenando la cuba en exceso y desbordando
el carburador. (imagen de la izquierda)
toma de carburador.-
la toma del carburador es el tubo que une el carburador con el cilindro o carter
segun el caso.
al igual que en las lumbreras del cilindr, para mejorar el rendimiento se puede
proceder a pulir la superficie de asperezas, e incluso si el espesor de la pared
lo permite, proceder a agrandar el diametro para obtener un mayor llenado. esta
operacion de agrandad, se puede hacer tambien en el carburador, asi podremos
convertir un carburador de por ejemplo 19 a un 19,5 o un 20 e incluso llegar
a un 21.
CAJA DE LAMINAS
la valvula de laminas aunque pueda parecerl, no es un invento moderno. A principio
de los años 60's ya se utilizaban en motores lentos.
antiguamente, se usaba una lengüeta plana que estaba accionada por un muelle
muy liger, que permitia la apertura a la mas ligera depresion en el carter
y que se cierra al tender a volver los gases. El sistema fue abandonado por
no tener los resultados esperados y la causa del fracaso fue debido principalmente
a los materiales que se disponia en aquella epoca que por su rigidez, obligaron
a utilizar un sistema de muelles, los cuales con uso y la suciedad que acumulaban
producian, con el us, producia un empeoramiento en el funcionamiento del motor.
en 1961, el motor velocette- viceroy (g.b , con dos cilindros horizontales opuestos)
retomo el sistema empleando como lengüetas laminas de acero inoxidable sin resortes
que se abren y cierran segun las diferencias de presion citadas anteriormente.
el sistema mejoro notablemente.
pero fue en 1978 cuando yamaha perfecciono completamente el sistema , haciendo
ensayos y estudios complejos aplicables todavia en la actualidad.
en la valvula de laminas se distinguen dos partes: la caja de laminas y las
laminas.
la caja de laminas, es como su nombre indica, una caja que va alojada entre
el carburador y el carter o cilindro segun el tipo de motor. esta provista de
unos orificios los cuales permiten el paso de la mezcla del carburador al motor.
estos orificios estan recubiertos por unas laminas que se cierran y abren permitiendo
el paso de la mezcla. Estas laminas pueden ser de acero inoxidable (actualmente
en desuso) o de materiales sinteticos (plasticos) anticorrosivos a la exposicion
de la gasolina. actualmente en motores de altas prestaciones se generaliza el
uso de laminas de fibra de carbono.
laminas
caja de laminas
vista interior con la caja de laminas
mejoras .
en este apartad, nos vamos a centrar en mejorar las prestaciones de nuestra
vehicul, para obtener un mayor rendimiento con respecto a su funcionamiento
de origen.
estas mejoras, seran tanto a nivel cicl, como a nivel mecanic y se ira ampliando
siguiendo un orden, pero sin dividirlo en apartados concretos, siendo una extension
de lo comentado en las paginas anteriores.
existen dos formas, por asi decirl, de preparar un motor:
1º- efectuar cambios y modificaciones en la distribucion para conseguir mas
potencia o velocidad, actuando sobre las lumbreras del cilindro o sobre las
valvulas, agrandandolas o haciendo que se abran o cierren en un ciclo diferente.
2º- efectuar cambios o modificaciones en las piezas, normalmente aligerandolas
para conseguir un menor peso total del motor y de la motocicleta, con lo cual
sin aumentar la potencia del motor modificando la distribucion, conseguiremos
una mayor aceleracion y potencia del mismo, ya que la potencia depende en parte
del peso a mover.
esta es quizas una de las partes realmente importantes en la preparacion de
un motor y de la cual el preparador aficionado no le da la importancia que realmente
tiene, por eso nos vamos a centrar en este tema como principal, sin olvidarnos
del otro apartad, ilustrando con fotografias, la forma de efectuar este aligeramiento
para evitar debilitar en exceso las piezas y asegurarnos una fiabilidad.
ALIGERAMIENTO EN EL CIGUENAL
ya habiamos mencionado en el apartado de cigüeñales, que una de las intervenciones
mas comunes , es el aligeramiento de los volantes del cigüeñal, con eso conseguimos
que el motor coja las revoluciones con mayor rapidez, ya que la fuerza centrifuga
a vencer es menor.
pero la reduccion de esta pieza es realmente complicad, ya que al reducir los
volantes del cigüeñal, se aumenta el volumen del espacio nociv, perjudicando
al funcionamiento del motor, por es, hay que reducir en igual medida ese espacio
nocivo.
existen dos metodos para reducir es espacio nocivo:
1º.- disminuir el espacio modificando el carter.
2º.- disminuir el espacio colocando una especie de 'arandelas espaciadoras
la disminucion del espacio en el carter, es la mas recomendada aunque tambien
es la mas complicada, para es, debemos de reducir su espacio con pastas en
fri, que aguanten la temperatura a la que esta sometida el carter, que aproximadamente
ronda sobre los 200º ya que es una zona apartada de la combustion y donde fluye
mezcla fresca constantemente .
una forma de hacerl, manteniendo el mismo espacio nocivo que de origen, es
medir , antes de rebajar el cigüeñal, la distancia entre el carter y el volante
del cigüeñal . despues de rebajarl, podemos hacer en teflon, para no estropear
el cigüeñal, un volante de cigüeñal de la misma medida que el volante rebajad
el cual previamente recubierto de un aislante para que no se adhiera a la pasta
de relleno, lo usaremos como plantilla, una vez seca la pasta, torneamos los
carters a la medida tomada anteriormente o a otra separacion deseada.
el segundo metod, es el uso de unas 'arandelas espaciadoras' que consiste en
hacer unas piezas cuyo espesor es la medida exacta del rebaje del volante del
cigüeñal, las cuales van alojadas a presion en el carter para que queden fijas
y el cigüeñal giren sobre ellas.
este metod, se puede ver ilustrado en la fotografia de la derecha. Si el espesor
es poc, se puede hacer con el agujero del brazo del cigüeñal, del tamaño del
rodamient, asi nos facilitara la tarea a la hora de tener que sustituir un
rodamient, ya que sino , esta pieza quedaria por encima del rodamient, tapandolo
y obligandonos a tener que remover estos separadores para desalojar el rodamiento.
personalmente creo que es un metodo mucho menos laborioso y mas sencillo a la
hora de dejarlo perfectamente ajustado.
BIELA
otra de las intervenciones tipicas en el cigüeñal, es el aligeramiento de la biela.
antes de aligerar la biela debemos de pesar en una bascula de precision el peso exacto para efectuar el equilibrado del cigüeñal como explicaremos mas adelante.
el aligeramiento hay que hacerlo de una forma determinada para no debilitar en exceso este componente y como estamos consiguiendo que nuestro motor gire mas rapido de vueltas, tendremos tambien que favorecer el engrase de la jaula de agujas que se encuentran tanto en la cabeza como en el pie de biela, sustituirla por una jaula de calidad que aguante el aumento de las revoluciones a las que vamos a someter nuestro motor .
si no tenemos en cuenta estos detalles, puede ocurrir que la biela rompa, bien por dejarla debilitada en exceso o por agarrotamiento por falta de engrase.
la causa fundamental de la fractura normalmente se debe al agarrotamiento por falta de engrase, ya que por debilitamiento habria que rebajarla de una forma inadecuada o en exceso.
en la imagen podemos ver dos bielas, la inferior es la biela de origen y la superior la biela rebajada en el cuerpo en forma de cuchillo para evitar el rozamiento y en la cabeza y pie de biela un rebaje para aligerar el pes, como se puede apreciar con mayor detalle en la imagen de la derecha
si el motor tiene mas de una biela, debemos de conseguir el mismo peso en cada una de ellas .
el engrase de la jaula de agujas, lo podemos favorecer de dos maneras:
1º.- agrandando la ranura de engrase, tarea delicada porque podemos dañar el babbitt .
2º.- efectuar unos rebajes en la cabeza y pie de biela como se muestra en la imagen inferior. tenemos que tener tambien cuidado de no hacer estos rebajes excesivamente grandes, el tamaño ideal puede ser aquel que al poner las arandelas de separacion, se puedan ver ligeramente las cabezas de las agujas
si se rebaja de mas, corremos el riesgo de que los rodillos de las agujas tengan muy poca superficie de contacto y con el giro excesiv, se produzca un desgaste precipitado en esos puntos, ademas la jaula de agujas puede producir ruido o silbido que nos indica un mal ajuste o funcionamiento de dicha pieza.
EQUILIBRADO DEL CIGUENAL
para el equilibrado del cigüeñal hay que tener en cuenta la diferencia del peso
de los componentes aligerados, como el piston y la biela.
si se ha limado el piston tambien hay que hacer la misma operacion que con la
biela, anotar el peso de origen y el peso aligerad y siempre que se sustituya
el piston por otro nuevo, para que el funcionamiento sea al 100%
la importancia de esta intervencion no es mucha en los mono-cilindricos, pero
es fundamental en los pluri-cilindric, ya que la diferencia de peso de los
componentes al encontrarse a alturas diferentes de giro del cigüeñal provoca
vibraciones que se trasmiten a otras partes del motor provocando roturas o desgastes
prematuros por eso el equilibrado es fundamental e importantisimo.
el taponado de los agujeros del cigüeñal, es tipico para conseguir una velocidad
de giro mas rapida.
el taponado se puede efectuar con un corch, ligeramente mas grande que el tamaño
del agujero del volante, que se introducira a presion. El corcho pesa poquisimo
y ademas con la humedad aumenta de tamaño quedando aprisionado contra el alojamiento.
este metodo es muy antiguo y ya lo usaban nuestros abuelos en las preparaciones
de sus motores y es totalmente valido.
actualmente, hay otros materiales como el teflon que tambien pesan poco y hacen
la misma funcion solo que personalmente queda mucho mas ajustado y tiene una
terminacion mejor, este trabajo debe de realizarlo un tornero ya que hay que
hacer el teflon a la medida e insertarlo con una prensa hidraulica
al efectuar el equilibrad, debemos de calcular los pesos de las piezas aligeradas
y colocar unas del mismo peso siempre que se sustituyan .
si taponamos los agujeros del volante del cigüeñal con unos corchos, debemos
de calcular el peso y colocar ese peso en el pie de biela para efectuar el equilibrado.
si el corcho peso 2 grmos, como suelen ser cuatro agujeros, nos dara un peso
total de 8 grmos, que sera el peso total junto con la masilla que colocaremos
en el pie de biela.
si simplemente aligeramos la biela, tendremos que equilibrar el cigüeñal sin
colocar ningun peso en el pie de biela, ya que no estamos aportando peso como
en el caso de los corchos, sino quitando peso.
al efectuar el equilibrad, debemos de calcular los pesos de las piezas aligeradas
y colocar unas del mismo peso siempre que se sustituyan .
si taponamos los agujeros del volante del cigüeñal con unos corchos, debemos
de calcular el peso y colocar ese peso en el pie de biela para efectuar el equilibrado.
si el corcho peso 2 grmos, como suelen ser cuatro agujeros, nos dara un peso
total de 8 grmos, que sera el peso total junto con la masilla que colocaremos
en el pie de biela.
si simplemente aligeramos la biela, tendremos que equilibrar el cigüeñal sin
colocar ningun peso en el pie de biela, ya que no estamos aportando peso como
en el caso de los corchos, sino quitando peso.
una vez calculado el peso se coloca en el pie de biela como podemos apreciar
en la imagen de la izquierda y pasaremos a colocar el cigüeñal en el aparato
de equilibrado como el de la imagen de la derecha. (existen otros aparatos
que consisten en dos punteros que aprietan los brazos del cigüeñal por los orificios
de centrado y es el que se usa para centrar el cigüeñal y que podemos tambien
utilizar para el equilibrado)
una vez colocado en el aparato de equilibrad, se procede a hacerlo girar y
nos fijaremos en que posicion se detiene. hacemos la operacion varias veces
y si se para siempre en el mismo siti, entonces tenemos que quitar material
en ese punto con un taladr, haciendo una pequeña marca en la base del volante
del cigüeñal.
repetimos la operacion tantas veces como sea necesario.
el equilibrado sera correcto cuando el cigüeñal no se pare siempre en el mismo
sitio.
el equilibrado no es complicad, pero requiere de una mano experta, por eso
es recomendable que si no hicimos nunca un equilibrad, nos dirijamos a un taller
especializado y observaremos como se hace para coger la dinamica del trabajo.
el aparato de equilibrado de la imagen es sencillo de construir, solo necesitamos
dos chapas afiladas en sus extremos y que sean de la misma altura y perfectamente
paralelas. este aparto nos servira tambien para equilibrar los piñones del cambi
campana del embrague, volante del encendido ...
en estas imagenes, se puede ver tres procesos de intervencion en el cigüeñal:
la imagen de la izquierda se muestra como hay que posicionar el cigüeñal a la
hora de quitar o colocar el bulon de la biela, para que no sufra ninguna deformacion
durante el prensad, ya que ocasionaria problemas serios e irreparables.
la imagen del centr, nos muestra el control de equidistancia de las masas del
volante en todos los puntos de su circunferencia. Es decir, que los volantes
del cigüeñal esten a lo largo de todo el perimetro de su circunferencia a la
misma distancia entre si.
la imagen de la derecha , hacemos el control del equilibrado con una maquina
especial con un micrometro incorporad, el cual nos facilitara el maximo control
de las oscilaciones verticales. este control es importantisim, ya que gran
parte de las roturas de los brazos del cigüeñal se producen por un equilibrado
inadecuado produciendo muchas vibraciones verticales provocando la rotura del
brazo y el destrozo de los rodamientos del cigüeñal.
LUBRICACION
ya hemos mencionado con anterioridad, la importancia que tienen el engrase o
lubricacion de las piezas preparadas, ya que al modificarlas, el motor cogera
mas revoluciones y el rozamiento de las piezas, sera mayor, produciendo un mayor
desgaste y calentamient, llegando al gripaje o agarrotamiento de esas piezas.
la lubricacion evita que esto ocurra.
es importante por lo tant, favorecer en todo lo posible esa lubricacion al
igual que montar los rodamientos y jaulas de agujas adecuadas a esos giros nuevos
de motor, en este cas, debemos sobrepasar el nº de revoluciones que soporta
el rodamiento con respecto al giro del motor, para evitar que esos rodamientos
trabajen al limite. Es decir, si nuestro motor va a girar a 10.000 r.p.m, seria
conveniente el instalar unos rodamientos que soporten 12.000 r.p.m . aproximadamente
un 20% mayor al giro del motor.
una de las piezas que debemos preparar son los carters, agrandando los agujeros
de engrase de los rodamientos del cigüeñal y crear unos reservorios para que
el aceite de la mezcla quede colocado en ese alojamiento y los rodamientos
dispongan siempre del engrase que necesitan.
en la imagen de la izquierda, podemos apreciar la modificacion del engrase del
carter. este motor disponia de un solo agujero de engrase, en vez de agrandarl
se decidio hacer un agujero mas, ya que el aumento de revoluciones en este motor
era importante y quizas el aumento del diametro del agujero fuera insuficiente.
como se puede apreciar, se ha avellanado la cabeza del agujero y se ha construido
un surco o canal que comunica los dos agujeros y se amplia hasta la pared del
carter, eso es el reservori, ahi es donde el aceite queda colocado esperando
su circulacion hacia el rodamiento.
si al motor no se le aumenta en exceso el nº de revoluciones, es suficiente
con agrandar el agujero que trae de fabrica, para es, con el rodamiento sacad
miraremos si el agujero es conic, es decir con mayor diametro en uno de sus
extremos, en ese cas, mediremos el diametro menor y pasaremos una broca de
una medida superior a ese agujero. En la parte superior se procedera a hacer
la misma operacion que en la imagen, es decir, avellanado del agujero y construccion
del canal del reservorio (la profundidad del canal del reservorio tiene una
ligera inclinacion hacia los agujeros de engrase, es decir mayor profundidad
en los agujeros y mas suave en su parte final)
tambien se puede observar en la cabeza de biela, el rebaje hecho para el engrase
de la jaula de agujas que esta hecho en cruz. fijaros en las arandelas de separacion
apreciareis un rebaje bien visible que coincide con el cuerpo de la biela y
otro que coincide paralelo al engrase propio de la biela. (marcado con las flechas)
ya comentamos anteriormente, que una de los puntos fundamentales a modificar
en un motor, aparte de la lubricacion, es el apartado de rodamientos y jaulas
de agujas, que aparte de tener que contar con esa lubricacion extra, deben de
ser de las caracteristicas adecuadas al nuevo giro del motor.
en la imagen vemos como se quita un rodamiento del carter para sustituirlo por
otro nuevo. una vez colocado el carter sobre una superficie completamente plana
se golpea firmemente pero con cuidado con un botador como se aprecia en la imagen.
para la insercion existen tres metodos:
1.- colocarlo en frio en una prensa.
2.-colocarlo en frio golpeandolo con cuidado (debemos de prestar atencion a
que no se tuerza en el alojamiento y debemos golpearlo con el rodamiento viejo
que es del mismo tamaño y se ajustaran perfectamente en el casquillo interior
y exterior para no deformar el rodamiento.
3.- colocarlo con calor. esta opcion se hace con un simple soldador de fontaner
dando calor con muchisimo cuidado al carter para que no se deforme, una vez
dilatado ligeramente el alojamiento del rodamient, este entrara solo. (esta
operacion no se debe hacer si en el carter hay retienes instalados ya que podrian
deformarse y causar fugas.
en la foto de la izquierda, se puede apreciar el rodamiento de altas revoluciones
de pistas desarmables. Estos rodamientos se caracterizan porque se componen
de tres piezas, el casquillo interior que va alojado en el brazo del cigüeñal
la jaula de bolas y la pista exterior que va alojada en el carter.
la caracteristica de poder desarmarse, es importante en los motores de competicion
que requieren un mantenimiento constante ya que nos facilita enormemente la
separacion de los carter sin tener que golpear los brazos del cigüeñal con el
posible desequilibrado del mismo.
se puede apreciar marcado con la flechas, la pista exterior alojada en el carter
y en el brazo del cigüeñal la jaula de bolas alojada en el casquillo interior.
EMBRAGUE
la funcion del embrague, es transmitir el giro y la fuerza del arbol motor (cigüeñal)a la trasmision, para es, debe de bloquear mediante la friccion , dos superficies
. esa funcion de bloqueo la realizan los discos de embrague gracias a los ferodos
.
si al motor le aumentamos el giro y la fuerza, puede ocurrir que los discos de embrague no lleguen a bloquear, resbalando. Si ocurre esto, nuestro motor perdera muchisima eficacia ya que parte de la fuerza y giro del motor no se trasmite a la trasmision. Al resbalar los discos de embrague, se aumenta la falta de eficacia ya que con el roce, los ferodos se desgastan mas rapidamente y adquieren mas calor perdiendo su funcion de adherencia o bloqueo.
para solucionar este problema, debemos de mejorar nuestro embrague para que no patine, colocando si es posible y si el embrague lo permite, uno o dos discos mas de embrague, si esta operacion no es posible, debemos recurrir a colocar unos discos de embrague con un ferodo mejorad, mas resistente y aumentar la presion de los muelles para evitar que patinen. La presion de los muelles se consigue colocando unos muelles ligeramente mas largos o colocando unos espaciadores en los muelles originales para comprimirlos y que tengan mas fuerza (con esta operacion del suplemento puede ocurrir que la maneta de embrague quede demasiado dura y con poco tact, ya que los muelles al estar ligeramente comprimidos, tienen menor recorrido)
otra de la modificaciones del embrague y siguiendo la misma linea, es el aligeramiento
del mismo.
para hacer el aligerad, debemos de medir cuidadosamente los espesores de las
paredes para saber cuanto podemos rebajar las paredes para que no queden debilitadas.
para hacer los agujeros, debemos de hacer una plantilla para que queden totalmente
simetricos y facilitar el equilibrad, ademas si el embrague es de baño de aceite
los agujeros favorecen el engrase de los discos y una mayor lubricacion, si
son en seco, favorece la refrigeracion.
tambien se puede apreciar que se rebajo la longitud de los dientes del engranaje.
esta operacion hay que hacerla con mucho cuidado y fijarnos hasta donde engranan
los piñones, porque sino puede ocurrir que engranen muy poco llegando a redondear
los dientes. Si se hace con cuidado podemos favorecernos en que el engranaje
de los dos piñones al ser menos profund, ofrezca menor resistencia y roce entre
si. (se debe de rebajar un poco en cada piñon).
ENGRANAJES
una de las piezas a las que normalmente no se presta mucha atencion son los
engranajes o piñones. Sin embarg, son las piezas que normalmente roban mas
potencia al motor, ya que el motor tienen que vencer las fuerzas de rozamiento
que producen los engranajes entre si, con los rodamientos y con el aceite.
por eso el aligerado de estas piezas es importantisim, pero debemos hacerlo
con cautela para evitar que queden excesivamente debilitado.
para evitarl, debemos hacer las perforaciones en un lugar idoneo y perfectamente
colocadas a la misma distancia para que la fuerza sea distribuida uniformemente
a lo largo de todo el engranaje.
debemos de hacer una plantilla en papel con el diametro exterior y el diametro
interior de la superficie en donde haremos las perforaciones, medimos la distancia
comprendido entre los dos diametros , es decir la superficie donde perforaremos
y lo dividimos por 2 para determinar el centro exacto de esa superficie, que
sera en donde ira el centro de cada agujero
para que los agujeros queden distribuidos a la misma distancia entre si y lo
mas simetric, dividiremos la longitud de la circunferencia en grados (360º)
por el nº de agujeros que deseamos hacer y el resultado obtenid, es la distancia
en grados a los
que debe de ir colocado cada agujero. con un goniometro o transportador de angulos
marcamos sobre la plantilla la distancia que nos dio y solo queda pegar esa
plantilla sobre el engranaje y perforar.
supongamos que en un engranaje queremos colocar 8 agujeros. entonces dividimos
360º (longitud de la circunferencia) por el nº de agujeros, en este caso 8
dandonos un resultado de 45 . Es decir que tenemos que colocar un agujero cada
45º. Si quisieramos colocar 12 agujeros, nos daria un resultado de 30, es decir
un agujero cada 30º. etc.
en esta imagen podemos apreciar las posibilidades del aligerado de un piñon
de salida.
puede apreciarse como los agujeros estan perfectamente centrados entre si y
la diferencia en el nº de agujeros y el tamañ, dependiendo del espacio y el
grado de aligeramiento.
la operacion es similar para todo tipo de engranajes (embrague, cambi, catalina
distribucion ...)
otra de las modificaciones mas comunes para obtener un mejor rendimiento del
motor con la minima perdida de potencia , es la sustitucion de los engranaje
con dientes helicoidales por los engranajes con dientes rectos.
los engranajes de dientes helicoidales tienen un mayor rozamiento que los que
tienen los dientes rectos y por lo tanto una mayor perdida de potencia.
en la imagen de la izquierda, se puede ver dos engranajes del mismo motor, el de la izquierda helicoidal , el que montaba el motor de origen y el de la derecha con los dientes rectos que fue montado como modificacion
el cambio de este tipo de engranajes se nota considerablemente y si aun encima se aligera, el cambio es brutal
no debemos de olvidarnos de hacer el correspondiente equilibrad, para evitar las vibraciones indeseadas.
EL FILTRO
el filtro del aire es tambien un elemento importante que interviene en la carburacion
ya que impide que pasen impurezas del aire, arenillas y polv, que al pasar
al cilindro con el roce del piston, actuarian como si se tratar de un esmeril
rayando el camisa del cilindr, con la consiguiente acortamiento de la vida
del motor causado por perdida de compresion y la necesidad del rectificado de
la camisa si es posible, o la sustitucion del piston o el cilindro. por es
es importantisimo mantener en perfecto estado de conservacion el filtro del
aire, haciendo revisiones periodicas para mantenerlo perfectamente limpio.
tambien influye en el flujo del aire, permitiendo que pase mas o menos cantidad
de aire, dependiendo de su diseño.
en esta imagen se puede apreciar tres tipos de filtros directos, llamados filtros
' trompeta' por su forma similar a las salidas de esos instrumentos musicales.
los hay mas cortos, mas anchos, mas largos, sin filtr, con filtro etc. segun
su forma, se consigue que el aire circule con mas velocidad, con mas flujo etc.
cuando se coloca un filtro de este tip, la entrada de aire en el carburador
es mayor, se produce una mezcla muy pobre, por lo que hay que aumentar el surtidor
principal entre 5 y 10 puntos como minim, segun el tipo de filtr, para conseguir
una carburacion equilibrada.
tambien reciben el nombre de filtros de potencia, porque al aumentar la cantidad
de aire y tener que aumentar el paso de gasolina, en el cilindro , se produce
un aumento de la mezcla a comprimir en el mismo volumen, aumentando por tant
la compresion y como consecuencia la potencia.
LAMINAS
yamaha, en sus experimentos descubrio que el area de la caja de laminas debia ser alrededor del 80-90% del area del carburador.
esto quiere decir que si por el carburador circula aire a 90 m/s, por la caja
de laminas ha de circular la mezcla aire-gasolina entre 112.5 y 100 m/s.
vamos a ver como dimensionar una caja de laminas una vez que ya hemos calculado
el carburador adecuado a las caracteristicas del motor.
la reduccion en la seccion provoca un aumento de velocidad en la mezcla (por
tanto aumenta la energia cinetica) que va a provocar una mejor apertura y cierre
de las laminas. Esto a su vez producira un mejor flujo a traves de la caja de
laminas.
hemos de recordar que las laminas son una obstruccion al fluj, un obstaculo
a vencer y como tal, necesitamos que la mezcla aire-gasolina tenga una alta
energia cinetica que produzca grandes fuerzas capaces de vencer las fuerzas
que oponen las laminas.
los preparadores de motores aficionados siempre suelen pensar del modo 'preparar
un motor significa hacer mas grandes todos sus agujeros' y este es uno de los
errores mas comunes.
¿por que y como se mide el area de una caja de laminas?
existen motores que originalmente montan unas cajas de laminas enormes, otros
muy pequeñas, ... Cuando el fabricante utiliza originalmente cajas de laminas
muy pequeñas es normalmente porque estan calculadas pensando en el carburador
original. Cuando el motor se prepara y se hace necesario utilizar un carburador
mayor, la caja de laminas queda excesivamente pequeña. Tambien se da el caso
de que originalmente la caja de laminas sea demasiado grande. Esto suele ocurrir
en motores de poca cilindra debido a que el fabricante por ahorrar costes utiliza
la misma caja de laminas que en los modelos inmediatamente superiores.
un ejemplo podria ser los motores minarelli, derbi y honda (de cambio manual
de velocidades) de inicio de los años 90's. Estos motores nacieron a partir
de motores de 80 cc al que se cambiaron las cotas de diametro y carrera para
reducir la cilindrada a 50 cc.
por es, debemos de conocer el area de una caja de laminas para saber si debemos
de agrandarla o reducirla.
calcular el area de una caja de laminas, es muy sencillo siguiendo los siguientes
pasos:
1º.-desmontaremos las laminas y los topes
2º.-con un pie de rey o bien una regla mediremos los conductos de la siguiente
forma
una vez calculado el area de la caja de laminas, pueden ocurrir los siguientes
supuestos:
1º.- que el area calculado sea correcto con respecto al flujo deseado.
2º.- que el area calculado sea mas inferior con respecto al flujo deseado.
3º.- que el area calculado sea mas superior con respecto al flujo deseado.
en el primer supuest, logicamente no habra que modificar la caja de laminas.
en el segundo supuest, es decir que el area sea inferior, sera necesario agrandar
la caja de laminas. generalmente la operacion mas comun es eliminar o rebajar
los diferentes tabiques existentes.
esto provocara una perdida de duracion de las laminas al eliminar su base de
apoy, pero es la mejor solucion y sabiendo el problema añadid, solo es cuestion
de revisar periodicamente el estado de las mismas.
en el tercer supuest, es decir que el area sea superior, sera necesario reducir
el area de la caja de laminas, rellenando o taponando los conductos.
para ello utilizaremos una resina especial que sea capaz de soportar temperaturas
de 75º c grados como minimo. Las marcas mas conocidas en españa de este tipo
de productos son nural o poxipol.
se procedera a reducir el area siguiendo el siguiente esquema:
preparacion de las laminas. (articulo top_racing)
modificando las dimensiones y materiales de las laminas vamos a poder variar
las caracteristicas de entrega de potencia del motor de forma sencilla y economica.
una lamina, cuanto mas rigida es, dispondra de una mayor frecuencia natural
y viceversa.
la frecuencia natural de una lamina es la frecuencia a la que puede vibrar por
si sola si no se aplican fuerzas exteriores. Si coges con una mano una lamina
por uno de sus extremos y con la otra mano la doblas y la sueltas de repente
podras ver como la lamina vibra hasta pararse. La frecuencia con que vibra en
ese caso es la frecuencia natural de la lamina.
esto no significa que la lamina no pueda vibrar a mas frecuencia, de hecho lo
hara si aplicamos una fuerza sobre la lamina de frecuencia mayor a la natural.
yamaha en sus experimentos descubrio que una lamina de baja frecuencia natural
(muy poco rigida) aumentaba la potencia a altas rpm y disminuia la potencia
a bajas rpm.
con laminas de alta frecuencia natural (muy rigidas) ocurria lo contrario.
la teoria dice que si la lamina es menos rigida, abrira y cerrara con mayor
facilidad, por lo que supondra un obstaculo menor al flujo al entrar facilmente
en resonancia con el motor.
al mismo tiempo esta lamina a pocas rpm tardara mucho en cerrarse debido a la
poca rigidez y provocara retornos de mezcla hacia fuera del carter empeorando
la potencia. utilizando laminas de alta frecuencia natural (muy rigidas) obtendremos
una mejora a bajas rpm debido a la gran rapidez en el cierre de la caja de laminas
sin embargo a altas rpm el flujo sera peor y perderemos potencia.
como modificar una lamina para aumentar o disminuir su rigidez, osea su frecuencia
natural?
una lamina es mas rigida (mayor frecuencia natural) si es:
1.mas corta.
2.mas gruesa.
3.mas ancha.
por lo tanto en motores altamente revolucionados utilizaremos laminas largas
estrechas y finas.
yamaha (agosto de 1978) usaban por motivos de duracion laminas con una frecuencia
natural de 0.8 veces la frecuencia natural del motor (que es igual a las rpm
de giro del motor dividido por 60).
en cuanto usaban laminas de menor frecuencia natural, aunque daban mas potencia
maxima, se rompian pronto.
hoy en dia se utilizan laminas de fibra de carbono de hasta 0.5 veces la frecuencia
natural del motor, es decir, laminas muy poco rigidas que producen aumentos
de potencia considerables con una vida practicamente ilimitada. (yamaha en aquella
epoca usaba 'prehistoricas' laminas de acero
ADMISION POR VALVULA ROTATIVA
La admision por valvula rotativa, efectua la misma funcion que el piston, cerrar y abrir la lumbrera de admision, pero con la diferencia de que podemos conseguir una distribucion asimetrica, que por otra parte, en la admision por falda de piston no podemos conseguir, ya que va en funcion de la posicion del piston.
En la valvula rotativa no influye tanto la posicion y la longitud del piston y no nos condiciona tanto a la hora de hacer una preparacion, aunque si hay que tener mas conocimientos y las ideas mas claras de lo que realmente queremos conseguir.
se puede apreciar en la imagen de la derecha, como los bordes encargados de efectuar la apertura y el cierres, tienen una forma ligeramente redondeada para favorecer la admision, no estan completamente rectas como en la imagen de la izquierda. Tambien podemos observar como se practico un pequeño rebaje a todo lo largo de la pieza para aligerarla y favorecer la admision.
a la hora de desarmar la valvula, debemos de hacer una marca para ponerla en su misma posicion con respecto al estriado dentado del cigüeñal para no alterar la distribucion.
COMO CONSTRUIRSE UN COMPROBADOR DE PRESION
que es la prueba de presion?
esta basado en la maquina que tienen los fontaneros y los instaladores de gas parar comprobar si tienen fugas.
en un motor de dos tiempos, la prueba de presion se realiza para asegurarse de que el motor no tiene ninguna fuga de aire. una fuga o escape de aire en un motor de dos tiempos puede causar una mezcla inapropiada del aire-combustible de los motores, provocando un daño serio al motor,(gripaje del piston, detonacion, etc.)
nota: no hay manera de asegurarse de que el motor no tiene una fuga de aire sin la ejecucion de esta prueba antes de encender el motor. por eso antes de terminar de montarlo se puede hacer esta comprobacion y saber si tenemos alguna fuga por los retienes de cigüeñal u otra parte y solucionar el problema .
¿como se efectua la prueba?
para la prueba de presion del motor, necesitaremos algunos mecanismos especiales y sencillos. (mas abajo detallaremos las instrucciones para la construccion de tu propio comprobador para poder efectuar la prueba de la presion.
para probar el motor: el cilindr, la culata ,la caja de lamina, la bujia etc..
debe de estar todo instalado y apretado correctamente , excepto el tubo de escape y el carburador. (tambien dejaremos sin montar la parte del embrague y del
encendido para tener los retienes de cigüeñal a la vista)
1.- debemos de fabricar una placa de acero o de aluminio del tamaño exacto del
alojamiento del escape y fabricar tambien una junta de goma de la medida que
se alojara en la base del cilindro para evitar fugas. Si el motor tiene mas
de un cilindr, se tienen que tapar todas las salidas de escape con este sistema.
2.- en la toma del carburador se colocara el comprobador de presion.
el manometro de presion ira enroscado en una pieza de teflon u otro material
y se puede construir para que se introduzca ajustado en la toma del carburador
recordar que no puede tener fugas.(se puede colocar con una toma de goma con
abrazaderas como si fuese un carburador quizas, mas eficaz y sencillo .)
si el motor tiene mas de un cilindro hay que taponar las otras tomas de carburador.
en algunos motores puede ser necesaria taponar la manguera del respiradero de
la transmision.
3 .- el aire se introduce con un bombin de mano a una presion de aire de 6 libras.(1
psi = 0,07 kgcm²)
cuatro .- una vez que el manometro tiene 6 libras de presion se fija y se espera
durante unos 6 minutos y al cabo de ese tiempo no debe de haber bajado nada
la presion.
cinco .- si la presion baja, hay que mojar con agua jabonosa las juntas y uniones
de las partes del motor (carter-carter, cilindro-carter, cilindro-culata, retienes
bujia etc..) donde haya una fuga de aire saldran burbujas.
seis .- si despues de 6 minutos no hay muestras de perdida en la presion, se desarma
el equipo de presion y se continua con el montaje del motor.
todas las piezas se pueden encontrar en cualquier almacen dedicado a la venta
de materiales neumaticos (compresores, mangueras para pistolas etc...) y el
precio es pequeño lo mas caro es el manometro pero como es de baja presion no
es caro , por menos de 5000 pts se debe de poder hacer dependiendo de la marca
del manometro.
1 .- hoja pequeña del acero o del aluminio para hacer la tapa del escape.
dos .- hoja del material de goma para la junta
cortar la chapa a la medida y hacer los agujeros de los pernos para atornillarla
en el cilindro.
hacer lo mismo con la junta de goma.
colocar la placa en su lugar. utilizar una cantidad pequeña de grasa en la junta
para ayudar al sellado y hacer el apretado final. (si teneis un escape viejo
inservible, lo podeis aprovechar cortando el codo lo mas cerca posible del cilindro
,unos 2 cm como much y taponarlo con una chapa soldada asi tendreis asegurado
que no tendreis fugas y servira en ese motor para efectuar todas las comprobaciones
que queramos)
comprobador de presion.
materiales
1.- un tubo de pvc que quede ajustado dentro de la toma de admision (o del
diametro exterior de la toma de admision para poder unirlos con una toma de
goma apretado con abrazaderas , personalmente prefiero esta forma porque un
tubo dentro del otro es mas facil que tenga fugas y ademas la realizacion es
mas sencilla)
2.- una entre-rosca plastica del tubo de 3/4 x 1 pulgada. mostrado en negro.
3.- un racor en tubo de 3/4 (el cuerpo) que tiene el alojamiento roscada hembra
de 3/8 pulgada para el manometro y un alojamiento para la valvula de aire en
el otro extremo (la valvula tiene que tener anti-retorn, la valvula de un neumatico
vale perfectamente o sin, comprar una con el cierre mecanico a traves de una
tuerca para poder sacar el aire del motor mas facil,(con valvula de neumatico
tendremos que tener apretado el “obus” o desarmarl, seria el unico
inconveniente)
4. - un manometro de baja presion de aire.
5. - teflon o sellador anaerobico de fontanero para sellar las roscas.
ensamblar todos los elementos segun la fotografia de la izquierda , usando el
sellador de rosca en todos los empalmes roscados.
en la imagen de la derecha, podemos ver un esquema de donde va colocado el manometr
(en la toma del carburador) y donde va colocada la chapa que tapona el escape.
recuerda usar solamente una bomba de mano para introducir la presion al motor.
la seguridad lo primer, utiliza siempre sentido comun.
LAMINAS
Preparación de la caja de laminasPara que nuestro motor funcione correctamente, tanto la caja de laminas como las laminas deben de estar en consonancia con el resto de los componentes del motor.
yamaha, en sus experimentos descubrio que el area de la caja de laminas debia ser alrededor del 80-90% del area del carburador.
esto quiere decir que si por el carburador circula aire a 90 m/s, por la caja
de laminas ha de circular la mezcla aire-gasolina entre 112.5 y 100 m/s.
vamos a ver como dimensionar una caja de laminas una vez que ya hemos calculado
el carburador adecuado a las caracteristicas del motor.
la reduccion en la seccion provoca un aumento de velocidad en la mezcla (por
tanto aumenta la energia cinetica) que va a provocar una mejor apertura y cierre
de las laminas. Esto a su vez producira un mejor flujo a traves de la caja de
laminas.
hemos de recordar que las laminas son una obstruccion al fluj, un obstaculo
a vencer y como tal, necesitamos que la mezcla aire-gasolina tenga una alta
energia cinetica que produzca grandes fuerzas capaces de vencer las fuerzas
que oponen las laminas.
los preparadores de motores aficionados siempre suelen pensar del modo 'preparar
un motor significa hacer mas grandes todos sus agujeros' y este es uno de los
errores mas comunes.
¿por que y como se mide el area de una caja de laminas?
existen motores que originalmente montan unas cajas de laminas enormes, otros
muy pequeñas, ... Cuando el fabricante utiliza originalmente cajas de laminas
muy pequeñas es normalmente porque estan calculadas pensando en el carburador
original. Cuando el motor se prepara y se hace necesario utilizar un carburador
mayor, la caja de laminas queda excesivamente pequeña. Tambien se da el caso
de que originalmente la caja de laminas sea demasiado grande. Esto suele ocurrir
en motores de poca cilindra debido a que el fabricante por ahorrar costes utiliza
la misma caja de laminas que en los modelos inmediatamente superiores.
un ejemplo podria ser los motores minarelli, derbi y honda (de cambio manual
de velocidades) de inicio de los años 90's. Estos motores nacieron a partir
de motores de 80 cc al que se cambiaron las cotas de diametro y carrera para
reducir la cilindrada a 50 cc.
por es, debemos de conocer el area de una caja de laminas para saber si debemos
de agrandarla o reducirla.
calcular el area de una caja de laminas, es muy sencillo siguiendo los siguientes
pasos:
1º.-desmontaremos las laminas y los topes
2º.-con un pie de rey o bien una regla mediremos los conductos de la siguiente
forma
una vez calculado el area de la caja de laminas, pueden ocurrir los siguientes
supuestos:
1º.- que el area calculado sea correcto con respecto al flujo deseado.
2º.- que el area calculado sea mas inferior con respecto al flujo deseado.
3º.- que el area calculado sea mas superior con respecto al flujo deseado.
en el primer supuest, logicamente no habra que modificar la caja de laminas.
en el segundo supuest, es decir que el area sea inferior, sera necesario agrandar
la caja de laminas. generalmente la operacion mas comun es eliminar o rebajar
los diferentes tabiques existentes.
esto provocara una perdida de duracion de las laminas al eliminar su base de
apoy, pero es la mejor solucion y sabiendo el problema añadid, solo es cuestion
de revisar periodicamente el estado de las mismas.
en el tercer supuest, es decir que el area sea superior, sera necesario reducir
el area de la caja de laminas, rellenando o taponando los conductos.
para ello utilizaremos una resina especial que sea capaz de soportar temperaturas
de 75º c grados como minimo. Las marcas mas conocidas en españa de este tipo
de productos son nural o poxipol.
se procedera a reducir el area siguiendo el siguiente esquema:
preparacion de las laminas. (articulo top_racing)
modificando las dimensiones y materiales de las laminas vamos a poder variar
las caracteristicas de entrega de potencia del motor de forma sencilla y economica.
una lamina, cuanto mas rigida es, dispondra de una mayor frecuencia natural
y viceversa.
la frecuencia natural de una lamina es la frecuencia a la que puede vibrar por
si sola si no se aplican fuerzas exteriores. Si coges con una mano una lamina
por uno de sus extremos y con la otra mano la doblas y la sueltas de repente
podras ver como la lamina vibra hasta pararse. La frecuencia con que vibra en
ese caso es la frecuencia natural de la lamina.
esto no significa que la lamina no pueda vibrar a mas frecuencia, de hecho lo
hara si aplicamos una fuerza sobre la lamina de frecuencia mayor a la natural.
yamaha en sus experimentos descubrio que una lamina de baja frecuencia natural
(muy poco rigida) aumentaba la potencia a altas rpm y disminuia la potencia
a bajas rpm.
con laminas de alta frecuencia natural (muy rigidas) ocurria lo contrario.
la teoria dice que si la lamina es menos rigida, abrira y cerrara con mayor
facilidad, por lo que supondra un obstaculo menor al flujo al entrar facilmente
en resonancia con el motor.
al mismo tiempo esta lamina a pocas rpm tardara mucho en cerrarse debido a la
poca rigidez y provocara retornos de mezcla hacia fuera del carter empeorando
la potencia. utilizando laminas de alta frecuencia natural (muy rigidas) obtendremos
una mejora a bajas rpm debido a la gran rapidez en el cierre de la caja de laminas
sin embargo a altas rpm el flujo sera peor y perderemos potencia.
como modificar una lamina para aumentar o disminuir su rigidez, osea su frecuencia
natural?
una lamina es mas rigida (mayor frecuencia natural) si es:
1.mas corta.
2.mas gruesa.
3.mas ancha.
por lo tanto en motores altamente revolucionados utilizaremos laminas largas
estrechas y finas.
yamaha (agosto de 1978) usaban por moti
ESCAPE MOTOR DE 2 TIEMPOS
diseño de la camara de expansion de un escape.-toda la informacion presentada esta extraida de los libros: ' el diseño basico del motor de dos tiempos' y ' diseño y simulacion de los motores de dos tiempos' escritos por el profesor gramosp. blair de la universidad de belfast y publicados por la sociedad de ingenieros de automocion.
si consideras este documento de interes, deberias de leer al menos uno de estos dos libros porque contienen la experiencia academica del autor sobre el conocimiento del motor de 2 tiempos.
objetivo.
para obtener un diseño de la camara de expansion , este depende de los parametros
del motor como:
velocidad del gas (velocidad de presion de honda).
uno de los principales parametros intimamente ligados con el diseño de la camara
de expansion de un escape, es la velocidad del gas, ya el diseño de esta, dirige
la velocidad de la presion del gas en los diferentes pulsos del motor, afectando
al rendimiento del motor. para ello usamos la siguiente formula
donde:
tk = temperatura del gas en grados kelving.
r = 287
y = 1,4
ao = velocidad del gas en m/s
calcular temperatura en grados kelving
para calcular esto, depende del estado del motor y de su puesta a punto y de
la compresion de los gases en el motor. Lo denominaremos bmep. este valor es
importante para el diseño de la camara del escape y se calcula segun la siguiente
formula:
donde:
kw = potencia en kw
svcc = volumen de barrido del cilindro (cilindrada en c.c)
rpm = revoluciones por minuto
bmep = presion en bares.
temperatura media del escape.
una vez calculada la presion se puede calcular la temperatura segun la siguiente
formula
tk = temperatura del escape en grados kelving
bmep= presion en bares.
esta formula es una mezcla empirica basada en lecturas sacadas de un banco de
pruebas o freno dinamometrico
longitud del tubo de escape.
cuando hablamos de la longitud del tubo de escape, nos referimos a la longitud
del tubo de escape hasta el primer cono (cono de entrada) viene determinado
por la siguiente formula:
donde:
litro = longitud del tubo en mm
ao = es la velocidad de los gases en m/s
0ep = duracion del escape en grados.
diametro del tubo de escape.
el diametro del tubo de escape esta relacionado con el area de la lumbrera de
escape y se calcula con la siguiente formula:
exd = diametro del tubo en mm
width = ancho de la lumbrera de escape del cilindro.
heigh = alto de la lumbrera de escape del cilindro
ii = 3,1416
coeficientes necesarios para calcular la camara de expansion del escape
calculo de la camara de expansion de un escape de dos etapas
la longitud del tubo lp1 incluye la distancia que hay en el escape desde la
camisa hasta el borde del cilindro señalado como lp0
medidas camara de expansion de un escape de dos etapas.
las longitudes son:
lp1 = 0,10 litro lp2 = 0,41. litro lp3 = 0,14. litro lp4 = 0,11. litro lp5 = 0,24. lt
lp6 = lp5
los diametros son:
d1 = k1.exd d3 = k2.exd d4 = k0.exd
diseño camara de expansion de un escape de tres etapas
medidas camara de expasion de un escape de tres etapas
d1 = k1.exd d4 = k2.exd d5 = k0.exd
vemos que aparecen dos valores nuevos kilo 12 y kilo 13 y se calculan
observamos en estas formulas que aparece un nuevo coeficiente que le llama kh
llamado 'coeficiente horn' con valores comprendidos entre 1 y 2 .
valores pequeños de kh son recomencuadrados para motores de gp con bandas de potencia
estrechos y los valores mas grandes son para motores mas flexibles con bandas
de potencia mas anchos.
las longitudes tambien son diferentes y se calculan segun los siguientes parametros:
lp1 = 0,10 litro lp2 = 0,275lt lp3 = 0,183 litro lp4 = 0,092lt
lp5 = 0,11 litro lp6 = 0,24 litro lp7 = lp6
exelente aporte mi hermano mejor imposible aunque no trabajo con 2t solo 4t super completo. muy agradecido. saludos.
ResponderEliminarexelente aporte mi hermano mejor imposible aunque no trabajo con 2t solo 4t super completo. muy agradecido. saludos.
ResponderEliminarEste comentario ha sido eliminado por el autor.
ResponderEliminargracias por la información me sirvio de mucho
ResponderEliminargracias por la información me sirvio de mucho
ResponderEliminargracias por la información me sirvió de mucho
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