Empuje lateral del pistón en los motores de motocicleta
1 julio, 2019 0

Empuje lateral del pistón en los motores de motocicleta

Cuanto más anguloso se vuelve la biela, mayor es la fricción.

Cuando un pistón se acerca al punto muerto superior en su carrera de compresión, una chispa enciende la carga de aire y combustible comprimida sobre ella. En TDC, el pistón se ha elevado tanto como puede, y la biela está vertical. La presión de combustión continúa aumentando después del TDC, alcanzando su pico de máxima aceleración a aproximadamente 11 grados después del punto muerto superior. En el motor habitual del tamaño de una motocicleta, ese 11 grados ATDC se traduce en aproximadamente 3/10 de un milímetro o aproximadamente 0.012 pulgadas de recorrido hacia abajo del pistón, no mucho.

A medida que la manivela continúa girando, el extremo grande de la biela se mueve hacia adelante (en motores de rotación hacia adelante), de modo que el vástago de la biela ya no es vertical sino que está inclinado. Esa angularidad de la varilla, combinada con la presión de combustión sobre el pistón, empuja el pistón contra la parte trasera, el lado de admisión, la pared del cilindro.

Debido a que el volumen sobre el pistón descendente ahora está aumentando rápidamente, la presión en el gas de combustión está cayendo abruptamente. Sin embargo, a medida que gira el cigüeñal, el apalancamiento del gas de combustión que lo impulsa continúa aumentando, alcanzando el máximo cuando la biela y la biela (una línea que atraviesa los centros del cigüeñal y la biela) forman ángulos rectos entre sí. Esto ocurre en los motores de longitud normal de biela a 76 grados ATDC.

Aunque el apalancamiento en la manivela aumenta, lo que es más importante es la caída de la presión del gas de combustión en el pistón, por lo que el par máximo (apalancamiento de la presión de combustión) ocurre bastante temprano en la carrera de potencia, aproximadamente 30 grados después del centro superior, cuando El pistón se ha movido solo 4 mm o casi 0.160 pulgadas.

Los hot-rodders hablan de “relación de varillas”, que es la longitud de ojo a ojo de la biela, dividida por la mitad de la carrera.

Probablemente porque fueron los franceses los que adoptaron más rápidamente el motor de combustión interna, a pesar de que sus principales inventores eran alemanes, fueron los ingenieros franceses los que observaron el ángulo de la biela y el empuje y fricción del lado del pistón que producía. Sospecho que uno o más de ellos ejecutaron rápidamente un experimento para compensar el cilindro de un motor para que la varilla de soporte esté más recta durante la carrera, reduciendo así la angularidad de la varilla, el empuje del lado del pistón y la pérdida de fricción que causó. Sospecho además que se ahorró algo de energía, ya que la práctica de la compensación de cilindros de esta manera se generalizó. El francés llamó a esto desaxe (por ejemplo, “días axay”), que significa fuera de eje.

Otra forma de disminuir la angularidad de la biela durante el golpe de potencia es alargar la biela.

Los hot-rodders hablan de “relación de varillas”, que es la longitud de ojo a ojo de la biela, dividida por la mitad de la carrera. Cuando los fabricantes japoneses ofrecían los kits de carrera de Superbike, las varillas de acoplamiento un poco por ciento más largas que las acciones eran un artículo que se incluía comúnmente. Esto fue posible eliminando el segundo anillo del pistón y elevando el pasador de la muñeca tanto como sea posible en el pistón, a veces lo suficiente como para requerir la extracción del anillo del raspador de aceite antes de poder quitar el pasador de la muñeca.

La relación de la barra generalmente está en el rango de 2.0 a 2.2, pero puede haber razones para usar otras relaciones.

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En la era intensa de las correcciones de fábrica de AMA Supersport a partir de 1988, se habló de “personas sin escrúpulos” que compensan cilindros separados para reducir la fricción.

Durante la última era del V-10 de 20,000 rpm en la F1, las relaciones de las varillas tenían que subir a 2.5 o más para que las faldas del pistón despejaran el cigüeñal en la parte inferior central.

En la era intensa de la roadracing de AMA Supersport de fábrica que comenzó en 1988, se habló de “personas sin escrúpulos” que compensan cilindros separados para reducir la fricción, y hoy en día los grandes fabricantes de automóviles utilizan el offset de cilindros como una herramienta más para alcanzar el promedio de ahorro de combustible corporativo (CAFE).

Sin embargo, en igualdad de condiciones, los fabricantes de motores de motocicletas han tendido a terminar con relaciones de varilla en el rango 2.0-2.2 mencionado anteriormente. La gente habla de las ganancias misteriosas que se obtendrían del “aumento de la duración del pistón” como resultado del uso de relaciones de varilla más pequeñas, pero el único dato de dinamómetro publicado que he visto es de una edición anterior de Circle Track . Se probaron dos V-8 350ci, idénticos en variables tales como peso del pistón, relación de compresión, sincronización de válvulas, etc. con varillas más largas y más cortas. Aunque hubo un punto en el acelerador parcial en el que el motor de barra corta era superior, la conclusión de la prueba fue que las barras largas son las mejores en general.