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 un onda (pulso
a velocidad del sonido), que se aleja del cilindro pero sólo llega
hasta el punto donde la culata se conecta al múltiple de admisión.
En este lugar la onda debe invertir su dirección y desplazarse
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 de motor el aire
gira en forma paralela al
cilindro (torbellino), es decir su eje de giro es perpendicular al pistón
y al mismo tiempo rueda en dirección hacia la cabeza del émbolo
(caída).
El aire se desplaza en dirección al pistón y luego cuando
se inicia la carrera de compresión forma un torbellino que se
aleja favoreciendo 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.
