Flujo de Culatas para Competencia
Cuando la válvula de
admisión se cierra, el flujo de admisión es interrumpido
en forma súbita. La inercia del aire produce una presión
adicional debido al agolpamiento de las moléculas del gas. Esta
presión genera una onda (pulso a velocidad del sonido), que
se aleja del cilindro pero sólo llega hasta donde la culata
se conecta al múltiple de admisión. En este lugar la
onda invierte su dirección y se desplaza hacia el cilindro.
Si el pasaje de la culata tiene el largo apropiado, entonces la onda
de presión llegará de vuelta justo en el momento que
abre nuevamente la válvula. Esto es una ayuda cuando se requiere
mejorar la eficiencia
de motor. Sin embargo, la modificación de culata para
conseguir este efecto y con ello una mejora en la alimentación
opera en un rango estrecho de revoluciones. Un pasaje de admisión
con su largo optimizado para 6.000 rpm. es diferente a uno de 4.000
rpm. Antes de optimizar el largo de los pasajes de admisión
es necesario determinar la velocidad del motor a la cual se desea obtener
el mejor rendimiento
volumétrico.
Flujómetro para Culatas de Competencia
El equipo que permite hacer
una lectura de la condición aerodinámica de los pasajes
de admisión (flujómetro), mide la resistencia al flujo
de aire. La máquina sopla o "succiona aire" a
través de los ductos y basa sus mediciones en el valor de las
variaciones de presión que se producen. Si el flujómetro
indica una presión mayor en los pasajes, cuando el gas
se desplaza a través de el, significa que la resistencia al
flujo es menor y por consiguiente es más eficiente.
El flujómetro es necesario para obtener la información
confiable que permita realizar modificaciones en forma científica
de los pasajes de admisión. Esmerilar la superficie interna para
acrecentar el diámetro no siempre trae beneficio. Los datos registrados
por el flujómetro son analizados mediante programas de computador
que arrojan en sus resultados las medidas y características que
deben tener los pasajes para obtener la resistencia al flujo que genere
una presión de alimentación adecuada.
Culatas de Carrera
No solamente se debe considerar la
velocidad lineal de flujo, en la puesta punto de la
culata de carrera.
La mezcla recorre el
sistema de admisión girando en forma
de torbellino. Los pasajes de admisión contribuyen a mantener
el movimiento giratorio del aire. Los medidores de turbulencia determinan
el comportamiento del gas frente a la resistencia que recibe durante
su avance.
Para mejor rendimiento del motor, el aire debe girar en forma perpendicular
al pistón (torbellino), y al mismo tiempo rodar (caída).
Cuando se inicia la carrera de compresión el aire choca con
el pistón, generando un torbellino que se aleja, aumentando
la velocidad con que se queman los gases. El fenómeno de aceleración
interna de la mezcla mejora la tolerancia a la detonación
y permite que el motor funcione con menos avance de encendido. Esto último,
facilita que el pistón se desplaze por unos milímetros
más en su carrera de compresión antes que la fuerza
de expansión de los gases se oponga.
Los efectos de torbellino y caída, mejoran la potencia de motor
sin aumentar el consumo de combustible. Sin embargo, el efecto de torbellino
y caída disminuyen la velocidad lineal que puede alcanzar la mezcla.
Un buen sistema de admisión combina apropiadamente torbellino,
caída y velocidad lineal.
En motores con relación de compresión menor a 12,5 es conveniente
utilizar la turbulencia como forma de mejorar la eficiencia. Sin embargo,
para relaciones mayores a 12,5 tiene mayor importancia la velocidad lineal
de los gases.
