Tapas de Cilindros

7/15/2019 Tapas de Cilindros

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O bien, si la cabeza del pistón describe una superficiecuya figura esta formada por encima del plano delpistón, lo cual disminuiría el volumen de la cámara decombustión (ver Fig.13).

Como se deja ver para cada caso de tipo de cabezade pistón, el volumen de la cámara de combustiónvariara, y será necesario tener en cuanta otros

factores.

También será necesario tener en cuenta que la alturadel pistón respecto al plano del block de cilindro,denominada afloramiento del pistón, debe ser lamisma para todas las bocas de cilindros;independientemente del tipo de cabeza de pistón quese utilice. Esta medida puede estar por debajo de la línea del plano del block, por encima o bien en la mismalínea del plano del block, según lo requiera el motor.

Ahora bien, si volvemos a la definición de relación de compresión, hasta el momento conocemos, por un lado elvolumen del cilindro, el volumen que describe la junta de tapa de cilindros y el volumen de la cámara decombustión; y para completar el calculo debemos tener en cuenta el volumen que describe la cabeza del pistón,

ya que esta variara el volumen de la cama de combustión final.

4.3- VOLUMEN DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN PARA MOTORES DE PISTONES PLANOS:

Si la cabeza del pistón es completamente planaentonces no influirá volumétricamente sobre la cámarade combustión.

Pero si nos tendremos que preocupar por la medidadel afloramiento del pistón, por lo anteriormentedescripto. Procedimiento que bien se puede realizar con un calibre de profundidad, o bien un comparador montado sobre un 'caballete' de medición. Llegado el

caso si fuese necesario corregir la medida de la alturadel pistón se puede llegar a mecanizar la cabeza delos pistones para igualarlas. Pero si la cabeza delpistón posee un recubrimiento cerámico, seránecesario trabajar sobre el buje del perno de pistón,fabricándolo de forma excéntrica (ver Fig.14).

Tomando todas estas precauciones estamos en condiciones de realizar el cálculo del volumen de la cámara decombustión resultante cuando el motor utiliza pistones planos, en la misma linea del plano del block, que seriade la siguiente manera:

Donde el Vcc representa la volumen de la cámara de combustión, Vt representa el volumen de la cámara decombustión en el cielo de la tapa de cilindros (medida con probeta milimetrada anteriormente) y Vj es elvolumen de la junta de tapa de cilindros (también medida anteriormente).

4.4- VOLUMEN DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN PARA MOTORES DE PISTONES CÓNCAVO:

Ahora bien, existe la posibilidad que el motor a desarrollar tengamontados pistones cuya cabeza posea una superficie que describaun volumen por debajo del plano del pistón.

Esto se ve mucho en los pistones que están troquelados para dejar el pasaje libre de las válvulas, cuando el pistón alcanza el PMS.También nos encontraremos con este caso de pistones cuando lacabeza esta diseñada para conformar una cámara de combustióntipo esférica, por lo tanto tendríamos que trabajar en la cabeza por debajo de la línea del plano del pistón.

Vcc = Vt + Vj

Fig.13

Fig.14



José J. PassanitiConsultoría Técnica Automotriz

www.josepassaniti.com.ar

Es decir, como conocemos el volumen de la cuba, simplemente tenemos que restarle el volumen resultanteque haya entrado en la cuba al estar sobre el pistón. Es decir:

Donde Vcp es el volumen de la cabeza del pistón, Vm el volumen de la mascara o cuba (volumen conocido), yVrmp el volumen resultante de la masa del pistón (volumen medido en la probeta).

De lo expresado anteriormente resultaría que en este caso el volumen del pistón será necesario restarlo, paraobtener el volumen de la cámara, es decir:

5- CALCULO DE RELACIÓN DE COMPRENSIÓN:

En este momento estamos en condiciones de afirmar que hemos llega a cubrir todos los casos posibles deinfluencia de cabezas de pistones sobre cámaras de combustión.

Es decir que para cualquier tipo de motor ya podemos calcular el volumen del cilindro, el volumen que describela junta de tapa de cilindros y el volumen de la cámara de combustión. Datos más que suficiente como parapoder medir la Relación de Compresión de cada Cilindro.

Ahora bien, teniendo todos los datos a mano simplemente tenemos que realizar la siguiente operación, paraencontrar nuestra relación de compresión:

Es necesario realizar todo este proceso en todos los cilindros, simplemente porque es la base de sustentaciónpara que nuestro motor se mantenga lo más armónico posible, pues si un cilindro comprime mas que otroconsecuentemente entregara un rendimiento distinto que otro y producirá un desequilibrio, que influenciadodirectamente con el régimen del motor nos provoca una merma de potencia.

Existen otros métodos para llegar a conocer si la compresión de los cilindros es pareja en todas las bocas.Mediante el uso de una cantidad de material plástico deformable que representa un volumen conocido y que dehecho es el volumen de la cámara de combustión.

Si bien ya hemos tomado todos los recaudos necesarios para calcular y equilibrar la compresión de los cilindrosentre todos ellos, el paso final es controlar la compresión alcanzada con el instrumento de medición decompresión.

Lógicamente antes de medir la relación de compresión con el compresometro será necesario realizar un periodo

de prueba y asentamiento del motor, para así dejar que los aros de los cilindros se asienten.

Si bien vamos a pretender logra un equilibrio total entre cilindros la realidad es que se generara una pequeñadiferencia, producto del sello de los aros contra el cilindro y la estanqueidad de los asientos de válvulas.

Tengamos en cuenta que un índice de relación de compresión de 10:1, corresponde a un valor de presión de2 2

13 kgf/cm = 185 lb/pulg = 1275 kPa.

Este y otros temas de fundamental importancia para la Potenciación de Motores lo podrán encontrar en nuestroManual de Técnicas de Competición.

Vcp = Vm - Vrmp

Vcc = Vt + Vj - Vcp

Rc = Vc + Vcc

Vcc



En estos casos también tendremos que medir el afloramiento de la cabeza del pistón y tomar los mismosrecados que en caso anterior. Y, además, será necesario medir el volumen que esta representado sobre lacabeza del pistón ya que el mismo hace que resulte una cámara de combustión más grande (ver Fig.15). Para realizar dicha medida nos valdremos nuevamente de una placa acrílica, es decir desplazaremos el pistónhasta el PMS, y colocaremos por encima la placa acrílica (la misma que usamos para medir la tapa de cilindros)luego se llena con liquido la cavidad conformada sobre la cabeza del pistón, mediante la utilización de unaprobeta milimetrada (ver Fig.16).

Es decir que dicho volumen medido sobre la cabeza del pistón será necesario tenerlo en cuenta para poder saber cual es el volumen de la cámara de combustión total, es decir:

Donde Vcc representa el volumen de la cámara de combustión, Vj el volumen de la junta de la tapa de cilindrosy Vcp representa el volumen de la cabeza el pistón, medido con la probeta milimetrada.

Como se deja ver fue necesario medir el volumen que representa la cabeza del pistón para poder agregárseloal volumen de la tapa de cilindros y el volumen de la junta de tapa para poder determinar el valor total de lacámara de combustión.

4.5- VOLUMEN DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN PARA MOTORES DE PISTONES CONVEXO:

Por lo tanto nos resta analizar el caso donde el pistónposee una cabeza cuya superficie describe un volumenformado por encima de la línea del plano del block, locual disminuiría el volumen de la cámara de combustión.

En este caso en particular, el volumen de la cámara de

combustión en la tapa de cilindros se vera altamenteinfluenciado por la masa del pistón que se introduce enella. Obviamente, también en este caso, será necesariocontrolar el afloramiento de los pistones (ver Fig.17).

Además será necesario conocer el volumen de esamasa que sobresale del plano del block.Para ello tendremos que construir una cuba o mascarade volumen conocido con la cual nos ayudaremos por medio de una probeta milimetrada.

En este procedimiento primero fijaremos el pistón en el

PMS exactamente y luego colocaremos la mascara por encima del pistón. Ahora estamos en condiciones depoder medir el volumen de la masa de pistón quesobresale del plano del block (ver Fig.18).

Vcc = Vt + Vj + Vcp

Fig.15 Fig.16

Fig.17

Fig.18

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