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Capacitación, Asesoramiento y Desarrollo de elementos para Motores de Alta Performance |
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Esta sección está destinada a información diversa sobre la parte técnica del desarrollo de motores de alta performance. ARTÍCULOS TÉCNICOS Aerodinamica: Cuando un vehículo avanza en una masa de aire, se ve obligado a apartar las distintas particulas gaseosas que forman dicho fluido. Como consecuencia se genera sobre el automóvil una fuerza que se opone a este pasaje de aire, se pueden generar fuerzas sobre la carrocería. Si se analiza la potencia que se necesita para desplazar el auto a una determinada velocidad se tiene: Potencia necesaria = (Cx . S . V3) / 56000 Siendo Cx: Coeficiente de penetración aerodinámica. V: velocidad del vehículo en Km/hr. S: Sección maestra en m2. Nótese que la velocidad tiene una importancia extrema al estar afectada de un exponente 3. Generalmente el Cx es dato del fabricante del vehículo. La sección maestra se debe determinar y es la sección del vehículo (la que la corriente de aire tiene que atravesar). Sistema de embrague: En un motor altamente modificado es necesario dotarlo de un sistema de embrague especial dado que al ser mayor el torque a transmitir, éste sistema es uno de los mas afectados. Cuando se aumenta el torque de un motor para que el embrague no resbale se tienen dos alternativas básicas las cuales pueden funcionar tomando una de ellas o conjuntas.
Multidisco Moretti (3 discos cerámicos) Eficiencia
de un intercooler: Es una relación de
la cantidad de calor que puede evacuar un intercooler debido al calor generado
por la compresión del aire, respecto a la temperatura ambiente. Eintercooler = [(Tco - Tio)/(Tco - Ta)] * 100 Tco
: Temperatura de aire a la salida del compresor.
Tio : Temperatura de aire a la salida del intercooler.
Ta: Temperatura ambiente.
Intercooler Aire-Aire. Eficiencia 85%.
Carburación vs. Inyección electrónica: Archivo (.pdf) interesante sobre una comparación directa sobre un motor rotativo Wankel aspirado con carburador Dellorto y el mismo, pero dotado de Inyección electrónica programable Haltech y un cuerpo TWM de 50 mm. www.twminduction.com/ThrottleBody/carb_vs_fi.pdf
Sistema de admisión de bocas individuales con cuerpos TWM (48mm) con caja presurizadora para turbo.
Flujometría: La potencia del motor es proporcional a la cantidad de aire que entra al cilindro y es retenido hasta que ocurre la ignición, reduciendo la resistencia del flujo de aire en el tramo de entrada y salida, el llenado del cilindro aumenta y la potencia se incrementa en forma directamente proporcional. La experiencia ha demostrado que si se mide el caudal a una presión de prueba de 10 pulgadas de agua y en alzada máxima, la potencia del motor sería por cilindro la siguiente: Potencia (HP) = 0.43 x (cfm a 10" de agua) Para alcanzar este nivel, por supuesto el motor debe tener la máxima compresión, el árbol de levas correcto, y un sistema de escape que se adapte correctamente. También por medio de un flujómetro se pueden analizar carburadores, midiendo el caudal de aire entregado y succión a través del surtidor principal de combustible pudiendo determinar la carburación optima con bastante exactitud.
Flujómetro Saenz S-400 (Pellegrini Engineering)
Criterio
de la elección de los eventos de apertura y cierre de válvulas ADMISIÓN: Una correcta sincronización de admisión: 1) Permite a la demanda del cilindro acelerar el flujo de aire de admisión tan rápidamente como sea posible. 2) Provee suficiente flujo de aire a la demanda máxima del cilindro para alcanzar los objetivos de performance. 3) Cierra el conducto de admisión cuando la presión en el cilindro (causada por el ascenso del pistón) iguala a la presión en el múltiple de admisión ( a partir de que el aire detiene el flujo alrededor de la válvula ). Para satisfacer 1) y 2) la válvula de admisión debe comenzar a abrir antes del cruce en el PMS, y, si el sistema de escape trabaja correctamente, un pequeño vacío en el cilindro y en el tubo de escape iniciará el flujo de aire dentro del cilindro. El punto apropiado se cierre de la admisión depende en gran medida de la potencia y la sincronización en el múltiple de los pulsos resonantes. Esos pulsos pueden producir eficiencias superiores al 125%, o causar violenta “Reversión” si los pulsos arrebatan la mezcla aire-combustible fuera del cilindro después del PMI. Este problema de reversión puede ser reducido por disminución de los grados de cierre de la admisión, después del PMI, haciendo los pasajes anti-reversión en el conducto, o rediseñando el múltiple. Casi la mejor solución es rediseñar el múltiple. Además del diseño del múltiple, el correcto punto de cierre de la admisión depende de la velocidad del motor, restricciones en la admisión, relación longitud de biela/carrera, y carrera. · Cuando mas altas las revoluciones del motor, mas tarde debe ser el cierre de la admisión. · Cuando mas restrictivo sea el conducto de admisión y/o el tamaño de válvula, mas baja debe ser la presión, y mas tardío debe ser el cierre. · Cuando mas restrictivo sea el carburador y su conducto de entrada, mas baja debe ser la presión en el múltiple, y mas pronto debe efectuarse el cierre. (como el TC). · Cuanto mas grande la relación biela/carrera, mas pronto debe ocurrir el cierre, y mas sensitivo será un motor al cierre de la admisión. · Cuanto mas larga es la carrera, mas tardío debe ser el punto de cierre de la admisión. ESCAPE: En la carrera de escape hacia arriba, el pistón no empuja los gases hacia fuera del cilindro. En lugar de eso, cuando la válvula de escape se abre cerca del 60% de los gases del cilindro fluyen por el conducto de escape, (escapando de la alta presión del gas caliente en el cilindro), mientras el pistón se está moviendo hacia el PMI. Esta fase del ciclo de escape se llama blow-down. Después del PMI, el flujo del gas de escape, ahora moviéndose hacia los tubos de salida crean cierto vacío detrás de ellos. A su vez, este vacío ayuda a dar salida a los gases remanentes en el cilindro, suavemente arrastra el pistón hacia dentro del cilindro durante el cruce en el PMS. De ese modo se puede aumentar la performance del motor con conductos de escape que incrementan el flujo de aire desde la apertura de la válvula hasta el PMS. Buenos flujos de escape a baja alzada es imprescindible para un motor de carrera. Flujos de escape alcanzados con alzadas de válvula después del PMI no ayudan a escapar el primer 60% crítico del gas desde el cilindro. La velocidad del gas de escape fluyendo a través del asiento es determinada por la gran velocidad del sonido en el gas caliente. La cantidad de gas de escape que deja el cilindro depende de la capacidad de flujo del conducto de escape y de la cantidad de tiempo desde que la válvula abre hasta justo después del PMI. La cantidad de escape depende, por supuesto, del desplazamiento del cilindro y la eficiencia volumétrica. El retraso de tiempo hasta que el asiento de válvula se entera que el pistón ha alcanzado el PMI es una parte del tiempo para que el gas de escape deje el cilindro bajo su propia presión. Hay dos eventos mas a considerar en el ciclo de escape, el cierre de la válvula y el bombeo máximo del escape. El máximo bombeo del escape ocurre cuando la señal de presión debida a la máxima velocidad del pistón alcanza el conducto de escape. El flujo de escape no se debe restringir cuando llega este momento. Se prefiere un 10% mas de duración después del punto de máximo bombeo, esto es desde la apertura de admisión al de máxima demanda de flujo, ajustada por la diferencia entre los requerimientos de alzada de admisión y escape. Esto le permite cerrar a la válvula cerrar mas lentamente que en su apertura. Diseño de levas para motores turboalimentados Para poder desarrollar perfiles de levas para motores turboalimentados hay que conocer perfectamente que sucede en los conductos de admisión, cámara de combustión y conducto de escape. Es importante conocer las velocidades de los gases y las presiones, en función del giro del cigüeñal. La variación de la presión en el cilindro en función del giro del cigüeñal es bastante diferente a la misma variación en un motor de aspiración normal. Hay que tener en cuenta que en este tipo de motores las presiones medias en la admisión y escape suelen no ser las mismas que en los motores normalmente aspirados. Generalmente existe mas presión en el escape que en la admisión, debido principalmente a la restricción en la evacuación de gases de escapes provocada por la turbina. Por supuesto esto se ve fuertemente afectado por las dimensiones de la turbina y A/R de escape. Además ha de tenerse en cuenta que las presiones y velocidades no son constantes sino que son ondas que van cambiando en función del giro del cigüeñal y del régimen de giro. Hay que estudiar principalmente el problema de Reversión de gases producido en el cruce de levas. Durante este período la presión instantánea en el escape es mayor que en la admisión lo que implica tener un muy bajo valor de cruce de levas. La disminución de presión en el cilindro a medida que el pistón va desde su PMS a su PMI es menor, lo que implica tener un valor acotado en lo que se refiere al anticipo de apertura de la válvula de escape. También el diseño del motor juega un papel muy importante en este rol como por ejemplo la longitud de biela usada, etc. Como no hay un diseño específico de levas para motores turbo, ello nos llevó a desarrollarlas con ese objetivo, ya que en el mercado no encontramos una leva que satisfaga nuestra necesidad. No es lo mismo una leva para aceleración que una leva para motor de calle o para velocidad máxima. Desde hace tiempo se está trabajando en estos desarrollos con éxito. Nuestros desarrollos son personalizados dado que generalmente las preparaciones que realizamos no se basan en kits sino en requerimiento de nuestros clientes. Se han realizado levas para Ford Sierra turbo que tienen una alzada de 13 mm en válvulas, con balancines originales y con 15mm de alzada en válvulas con balancines a rodillo. También desarrollamos perfiles para fiat (turbo). En lo referente al mecanizado del árbol de levas confiamos en Levas Martore, quienes nos garantizan una gran resistencia al desgaste.
Sistemas de medición y adquisición de datos de rendimiento para automóviles GTECH-PRO Hemos adquirido recientemente este dispositivo y creemos importante mostrar de manera muy sintética las posibilidades del mismo, como así su alcance en lo referente a la medición y adquisición de datos. Es de fundamental importancia el poder medir ciertos parámetros de un automóvil como la potencia, torque y valores de aceleración, etc. cuando se realiza cualquier tipo de potenciación. Este dispositivo ayuda a poder hacer muchas mediciones con el fin de evaluar los resultados de las distintas modificaciones efectuadas tanto al motor para poder obtener mas potencia como al chasis de un automóvil para mejorar su comportamiento en salida como en curva. El Gtech-pro RR puede dar datos de aceleración de 0 a 100km/hr. tiempo de aceleración entre 0 a 400 metros en intervalos a elección y también puede evaluar el comportamiento de un automóvil en un circuito pues al poseer dos acelerómetros, uno para la aceleración longitudinal y otro para la transversal, se puede tener datos muy preciso del comportamiento de un automóvil en una curva de un circuito dado
La posibilidad de la grabación de datos y el posterior análisis en una pc dan una mayor facilidad para la comprensión de los datos obtenidos. El software del Gtech-pro RR tiene dos modos uno para las evaluaciones en lo que respecta a la aceleración en lo derecho, llamado modo Drag racing. En el cual se pueden hacer comparaciones entre varias pruebas tanto sea del mimo vehículo o no. Se puede graficar datos como la potencia y torque en función de las rpm. La potencia en función del tiempo. Las rpm en función del tiempo. La velocidad instantánea en función del tiempo. Distancia en función del tiempo y distancia de frenado.
También el software posee un modo llamado road race el cual toma valores instantáneos de rpm, aceleración longitudinal y aceleración transversal, pudiendo graficar todos estos datos en función del tiempo y también mostrar el circulo G-G al que se lo conoce como circulo de adherencia del automóvil. Este tipo de grafico es fundamental para conocer mas sobre el comportamiento del automóvil en pista.
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