Como es bien sabido, una de las maneras de aumentar la potencia de un motor, (junto con otras modificaciones) es subir el límite de rpm, para ello es esencial el aligeramiento de los internals del motor. En este post vamos a detallar las piezas que podemos modificar en un motor para rebajar peso al tren alternativo. Por supuesto, hay decenas de modificaciones adicionales posibles, sin embargo nos vamos a centrar en las principales (Las que podríamos decir que mayor potencia aportan, o mejor dicho, mayor potencia roban debido a la inercia provocada por su movimiento alternativo o rotativo).
- Pistones
- Bielas
- Cigüeñal
- Volante motor
- Poleas de accesorios
Pistones:
Los pistones son unos de los elementos de mayor importancia en un motor de combustión interna debido a que como sabemos, son los que soportan toda la presión de la combustión y la “linealizan” para poder transmitirla a través de la biela al cigüeñal. Tienen una limitación en la velocidad que alcanzan debido a las leyes de la física, es decir, el movimiento alternativo provoca unas inercias muy importantes que se oponen al movimiento del mismo pistón. Su aligeramiento es importante para evitar dichas inercias y para facilitar el aumento de revoluciones del motor sin afectar tanto a la fiabilidad.
A la hora de preparar un motor, existen diversas marcas que nos proporcionan pistones aligerados y con mayor resistencia (Forjados). Esos pistones tienen ventajas muy evidentes, en primer lugar estamos comprando y pagando un producto diseñado por un fabricante con la maquinaria, tecnología e ingenieros necesarios para proporcionar la mayor calidad posible (Prestaciones que dependen principalmente del precio que estemos pagando). En segundo lugar, pese a que la garantía no es algo muy presente en las piezas aftermarket, siempre nos aseguramos que ese elemento haya sido probado por cientos de personas anteriormente, por lo que nos da una relativa seguridad. Con el tema de la garantía me refiero a que en un alto porcentaje de ocasiones el montaje va a ser efectuado por un el propietario del vehículo, el cual difícilmente contara con taller que pueda realizar reclamación si una pieza ha provocado daños inesperados. Por ese motivo, en el momento en el que nosotros montamos las piezas en el motor, se vuelve muy complicado realizar cualquier tipo de reclamación por defecto de fábrica, a no ser que sea demostrable al 100% que el fallo ha sido provocado por la fabricación.
Si nuestra idea es aligerar unos originales, deberemos trabajar únicamente en su falda, ya que es el punto en el cual tendremos menores problemas de fiabilidad en un futuro. La parte de la cabeza puede ser modificada puliéndola o rebajando la rugosidad del material (Sin excedernos en el rebaje). De esa manera ganaremos en prestaciones ya que el pulido de la cabeza permitirá que se soporten mayores temperaturas, un material pulido absorbe menos temperaturas y evita la concentración de calor en puntos no deseados.
Como hemos comentado, el rebaje se podrá hacer en la zona de la falda. Este post no pretende ser un tutorial de preparación o modificación de pistones, es extremadamente importante conocer al detalle las zonas a modificar, ya que es muy probable que se termine gripando el motor si no se poseen los conocimientos necesarios. Una vez el pistón haya sido modificado procederemos al pesaje, siempre deberemos tener especial cuidado en que todos los pistones pesen exactamente lo mismo para favorecer el equilibrio dinámico del motor. Pese a parecer de poca importancia, este aspecto puede hacer que el motor no funcione de manera correcta, o incluso si la diferencia es notable, que la fiabilidad se reduzca drásticamente.
Es importante saber cómo modificar los pistones, ya que es contraproducente eliminar material de las faldas. Es cierto que conseguimos un rebaje de material y de inercias en el movimiento alternativo del pistón, pero también se pierde conductividad térmica hacia la camisa (refrigeración) además de crear más rozamiento y fricción.
Bielas:
Las bielas también son un componente que influye mucho en las inercias. Como en el caso anterior, podemos conseguir infinidad de ellas ya aligeradas. Si queremos aligerar una original, deberemos trabajar en la cabeza y en los laterales. Una manera sencilla de rebajar peso es pulir la pieza para ir poco a poco disminuyendo la cantidad de material (Cantos vivos, rugosidad,…). Por otro lado, se pueden hacer modificaciones más complejas, modificando la curvatura de los bordes, de esa manera se conseguirá rebajar más material.
También es imprescindible que todas pesen lo mismo, para evitar vibraciones y pérdidas de fiabilidad. Por otro lado, las bielas no pueden ser debilitadas en exceso, ya que son elementos que sufren mucho físicamente debido a las presiones y cargas a las que están sometidas.
Cigüeñal:
El cigüeñal puede considerarse como el elemento más importante y cuenta con una significativa complejidad. Su rebaje puede hacerse de diferentes maneras, algunos preparadores realizan pequeños agujeros en los contrapesos, para conseguir eliminar parte del material que no está sometido a las cargas. La manera más fiable y sustancial de rebajar peso a un cigüeñal es haciendo que los contrapesos sean más estrechos y afilados. Además de disminuir las inercias permite reducir el rozamiento debido a que cuando el contrapeso pasa por el aceite contenido en el cárter ofrece menor resistencia debido a su forma afilada.
Debemos tener muy en cuenta el equilibrio y fiabilidad conseguidos por el fabricante del mismo antes de proceder a su modificación. El cigüeñal, pistones, bielas y volante motor mantienen una estrecha relación de equilibrio mediante los esfuerzos repartidos y la relación matemática de los pesos. Es de vital importancia que todas las piezas estén equilibradas estáticamente y que todo el conjunto se equilibre dinámicamente. Si dicho equilibrio no se consigue, el motor perderá considerablemente fiabilidad y manejabilidad. Si aligeramos de manera desigual y descontrolada, obtendremos un funcionamiento irregular del motor.
El desequilibrio dinámico de funcionamiento vine dado principalmente porque en un motor de 4 tiempos, la potencia se consigue con fuertes impactos en la fase de explosión. Esto hace necesario un volante de inercia que reparta la energía cinética y la colocación de varios cilindros para que sus impactos sean repartidos de una manera más equitativa al eje cigüeñal.
Por otro lado, el pistón no recibe la fuerza de una manera progresiva, sino que en el momento exacto de la explosión (máxima compresión y salto de chispa) la presión es varias veces mayor que a mitad de carrera.
Debemos tener en cuenta que si aumentamos la relación de compresión, la presión máxima también aumenta, por lo que no podemos debilitar en exceso el tren alternativo. El aligeramiento de piezas nos beneficia para conseguir un aumento de rpm con el objetivo de conseguir mayor potencia (Como sabemos la potencia depende directamente de la presión máxima obtenida en el cilindro y del número de revoluciones del motor), sin embargo nos perjudica a la hora de conseguir mayor par, ya que las piezas soportaran peor la carga.
Volante de inercia:
El siguiente elemento del que hablaremos es el volante de inercia. De una manera sencilla diremos que es el encargado de recibir la energía de la explosión. Este elemento absorbe esa energía “frenando” el pistón, y en los demás tiempos restantes cede la energía cinética almacenada para que haya equilibrio.
En los motores 4 tiempos de pocos cilindros, tiene una importancia fundamental. Los aligeramientos tanto en volante como en cigüeñal, se realizan en la parte más exterior al centro de giro, para reducir las inercias que se provocan en el movimiento de rotación (Estas dependen del radio de giro). Si nos excedemos, el motor no tendrá fuerza suficiente para el momento de compresión y producirá vibraciones importantes.
Poleas de accesorios:
Por último nombraremos a las poleas del cigüeñal, bomba de agua, dirección asistida, aire acondicionado y alternador. Estas poleas suelen ser de fundición, un material muy pesado. No soportan unas cargas extremas, por lo que pueden ser reemplazadas por unas de aluminio que tiene una densidad mucho menor. De esa manera bajaremos la inercia y la resistencia que ejercen al movimiento. De la misma manera, podemos aprovechar para montar unas de un diámetro diferente. Con la modificación del diámetro se consigue modificar la resistencia que ejerce al motor, pese a perder mínimas prestaciones en la dirección, carga de la batería o bombeo del aire acondicionado.
Estas poleas se pueden conseguir a un precio relativamente barato y son una buena modificación que se puede realizar sin poner en peligro la fiabilidad del motor y sus componentes internos.
Esperamos haber aportado un poco más de conocimientos sobre la dinámica básica de un motor de cuatro tiempos, pero es importante recordar que este tipo de modificaciones son de extrema complejidad, y no deben ser realizados por personal inexperto ya que peligra la vida del motor.
escrito por escape directo.com
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