El motor de combustión interna de cuatro tiempos necesita mezclar una cantidad importante de oxígeno con el combustible para permitir que la combustión se realice en el interior de la cámara de combustión.
Para aumentar la potencia es necesario conseguir aumentar el consumo de aire mezclado debidamente con el combustible.
Por todo esto podemos aumentar la potencia solamente llevando a cabo alguna -o todas- de las siguientes posibilidades. En todas ellas existe aumento del consumo de aire

? Por aumento de la cilindrada.
? Por aumento de la presión media efectiva.
? Por aumento del régimen de giro.

1? Alternativa: Por aumento de la cilindrada

Por el aumento de cilindrada se consigue mayor potencia porque cuanto mayor sea la capacidad volumétrica de un motor, mayor será la cantidad de aire y combustible que llenará las cámaras de combustión, por lo tanto tendremos mayor consumo de aire.

Para aumentar la cilindrada existen tres caminos:

? Aumentar el diámetro del cilindro.
? Aumentar la carrera del pistón.
? Aumentar el número de cilindros.

En cualquiera de los tres casos obtendremos mayor consumo de aire a igualdad de régimen de giro, de modo que en todos ellos podemos esperar el aumento de potencia con respecto al motor del que se parte.
Ahora bien, el aumento de la cilindrada no siempre es aplicable fácilmente en todos los motores, ya que habrá que modificar el block del motor y/o el cigueñal, para lo cual sería necesario analizar cada motor en particular.

2? Alternativa: Por aumento de la Presión Media Efectiva

La presión media efectiva se puede definir como el valor promedio de las presiones que se establecen en el interior de la cámara de combustión mientras ésta se esté produciendo.
Dadas las características básicas que determinan el funcionamiento de un motor de explosión, la cantidad de energía calórica liberada en el momento de la explosión es tanto mayor cuanto mayor es la temperatura absoluta alcanzada en el momento del encendido de la mezcla.
Si se obtiene una considerable elevaci?n de la presi?n en el interior de la c?mara de combusti?n, se consigue como resultado un aumento considerable de potencia en el motor.
Generalmente para aumentar la presi?n media efectiva se utilizan los siguientes procedimientos:

? Aumentar la relaci?n de compresi?n.
? Aumentar la entrada de la mezcla.
? Mejorar las condiciones de funcionamiento de las v?lvulas y sus conductos.

3? Alternativa: Por aumento del R?gimen de Giro

Para lograr aumentar la potencia del motor tambi?n se lo puede someter a un aumento en el r?gimen superior al que est? dise?ado.
Esto dar? como resultado un mayor consumo de aire, porque si en un minuto es capaz de girar 1.000 R.P.M. m?s r?pido de lo estipulado habr? consumido mayor cantidad de la mezcla aire -combustible, y de esta forma habremos obtenido una notable mejora en la potencia con la misma cilindrada.
Para aumentar el r?gimen de giro el m?todo m?s usado es de aligerar las masas que est?n en movimiento en el funcionamiento del motor, desde el volante de ?ste, cig?e?al, bielas y pistones, hasta la distribuci?n y las v?lvulas.

Sin embargo esto es muy comprometido, porque consiste en el rebaje y eliminaci?n de todas las partes de material que son m?s susceptibles de desecharse o despreciarse y que hacen que la pieza pese menos, por lo tanto que est? mas sometida a los esfuerzos de inercia, efecto que crece extraordinariamente con el aumento de rotaci?n.

Pero tambi?n presenta el peligro de debilitar las piezas si no se hace el rebaje de material en los lugares adecuados para lo cual existen piezas construidas en otros materiales m?s livianos con mayor resistencia como son las bielas de titanio, pistones forjados m?s livianos, etc.

TAPAS DE CILINDROS

El trabajo realizado en una tapa de cilindros, es una de las fases m?s importantes en la preparaci?n de un motor de explosi?n.
En esta pieza, en la que se produce la entrada, control y salida de los gases, es donde podemos hacer m?s cosas y con mayor efectividad para obtener un considerable aumento de potencia.

En la tapa de cilindros se pueden hacer modificaciones en:

La c?mara de combusti?n
Las v?lvulas
Los conductos de admisi?n y escape

C?mara de Combusti?n

La c?mara de combusti?n es donde se produce el fen?meno de la conversi?n de la energ?a t?rmica que contiene el combustible en energ?a cin?tica de la tapa de cilindros cedida al pist?n, por lo que esta zona es la m?s importante del motor, sin la cual cualquier otro mecanismo, dispositivo mec?nico o el?ctrico no tiene sentido.

Esto da una idea de la respuesta tan importante en el rendimiento y la potencia, al modificar y mejorar este punto.

Aumentar la potencia de nuestros motores

La c?mara de combusti?n de un motor a explosi?n naftero de cuatro tiempos se compone de un sistema de v?lvulas para determinar en cada momento la entrada y salida de los gases, adem?s de disponer de un sistema el?ctrico de chispa que controla el inicio de la explosi?n.

Por lo tanto, debe hallarse precedido de un buen sistema de carburaci?n y un sistema de encendido de alta tensi?n para iniciar el completo quemado de la mezcla.
Todos estos elementos trabajan con exclusividad para el mejor rendimiento del motor.

La forma interna de la c?mara de combusti?n tiene mucha importancia en lo que respecta al aumento de la relaci?n de compresi?n.
Toda c?mara dotada de una forma interna en donde la mezcla pueda realizar r?pidos giros de turbulencia, estar? en las mejores condiciones para conseguir un m?s r?pido quemado de la mezcla, por lo que se puede admitir unas relaciones de compresi?n m?s elevadas.

Relaci?n de Compresi?n

Es un tema muy importante a tener en cuenta en la c?mara de combusti?n, pues al tener mayor ?ndice de compresi?n, tanto mayor es el rendimiento del motor, porque mayor es el aprovechamiento energ?tico del combustible y tanto mayor son los HP que se pueden extraer de una misma cantidad de combustible.

Sin embargo, cuanto mayor es la relaci?n de compresi?n, mayores son las tensiones que se forman en el interior de la tapa de cilindros, mayor la temperatura del conjunto mec?nico y mayores son los problemas con la mezcla explosiva que tiene tendencia al picado o pistoneo. Por eso la relaci?n de compresi?n m?xima aconsejada para los tipos de combustibles de surtidor es de 11:1, mientras que para los motores sobrealimentados es por lo general de 8,5:1 como m?ximo.

Para darle mayor compresi?n a la c?mara de combusti?n, lo que se hace comunmente es rebajar la tapa de cilindros o tambi?n colocar pistones m?s altos, de manera que al ser m?s altos reducen la c?mara de combusti?n, con lo que aumenta la compresi?n.

Las V?lvulas

Para lograr aumentar la potencia del motor, se debe conseguir que circule por la c?mara de combusti?n la mayor cantidad de mezcla explosiva posible.
En este sentido, los conductos por los que pasa la mezcla son controlados por las v?lvulas.

La mayor circulaci?n de gases frescos depende del di?metro que posean las copas o cabezas de las v?lvulas porque de ellas depende la mejor respiraci?n de cada uno de los cilindros, as? como la cantidad y velocidad de los gases que circulan a trav?s de la c?mara.

Para lograr aumentar la potencia se colocan v?lvulas m?s grandes previa modificaci?n de los asientos en tama?o y ?ngulos.
Normalmente la v?lvula de admisi?n es aproximadamente un 15% m?s grande en di?metro que la de escape.

En buena parte, ello se debe a que resulta m?s sencillo expulsar los gases del cilindro que hacerlos ingresar a ?l.

La velocidad media que deben tener los gases en el conducto para lograr el mejor llenado, no puede ser cualquiera. Para m?ximo par est? en el orden de los 40-50 m/seg, mientras que para m?xima potencia en 65-75 m/seg.

Esto condiciona el di?metro de las v?lvulas, si son grandes el motor tender? a rendir a altas R.P.M. y si son chicas, ocurrir? lo contrario.

Cuando las R.P.M. no presentan un problema, la limitaci?n en potencia con dos v?lvulas ocurre por no poder poner v?lvulas m?s all? de un determinado di?metro, sobrepasado el cual, la v?lvula de admisi?n y escape se tocar?an.

La soluci?n viene de la mano de colocar m?s de dos v?lvulas, generalmente dos de admisi?n y dos de escape, tecnolog?a de la que disponen los autos de ?ltima generaci?n.

La mejor distribuci?n de superficies en la c?mara, permite una mayor ?rea para el pasaje de gases y una mejor distribuci?n del flujo entrante en la c?mara de combusti?n.

El hecho de disponer de v?lvulas m?s peque?as y consecuentemente m?s livianas permite lograr perfiles de levas m?s favorables y que pueden operar sin inconvenientes a altas R.P.M.

Los Conductos de Admisi?n y Escape

Lo m?s efectivo que se puede realizar en los conductos para conseguir m?s potencia es que el aire de la gasolina gasificada que adquiere a la entrada del filtro de aire pierda la menor cantidad de velocidad posible en el momento de entrar, a trav?s de su v?lvula (o v?lvulas) de admisi?n al interior de la c?mara de combusti?n. Lo que se trata de lograr es aumentar la presi?n de ingreso de la mezcla en la c?mara es decir, la presi?n de admisi?n. Ante muy peque?os aumentos de valores de presi?n de admisi?n se obtienen aumentos considerables de potencia. Sin embargo, esta misma situaci?n no se da en los conductos de escape porque aumentando la depresi?n en ?ste, s?lo conseguiremos una mayor y m?s larga llama de salida.

Es por eso que el mayor inter?s debe centrarse sobre los conductos de admisi?n.
Estos deben permitir el paso de la mezcla a la mayor velocidad y con la menor resistencia posible a su paso.

Adem?s, han de tener una geometr?a que propicie la turbulencia de la mezcla cuando ?sta penetra en el interior de la cámara de combustión a través de la válvula de admisión.

Es por eso que la forma y pulido de los conductos, de manera que orienten debidamente el paso de la mezcla, conforman lo de mayor importancia para lograr más potencia.

Para que la mezcla se queme lo más rápido posible, es necesario que esté dotada de un movimiento intenso de revolución sobre sí misma en el momento en que salte la chispa de encendido, porque esto hace que el frente de llama avance de manera fulminante. Este movimiento es posible gracias a la forma de los conductos de admisión en combinación con la cámara de combustión. Es por ello que se hace fundamental mejorarlos para conseguir aumentar los HP

motores

En los conductos de escape,lo que interesa es que los gases quemados salgan lo m?s r?pidamente posible y de un modo que no se produzcan turbulencias en las paredes ni frenos para su salida.

La prolongaci?n de estos conductos es el m?ltiple de escape, que tiene una principal importancia en los gases quemados ya que de su forma depende el rendimiento del motor, ya sea a bajas o altas R.P.M. seg?n se trate del tipo de m?ltiple del di?metro del escape y que est? sincronizado con el orden de encendido.

Por lo general, para mejor rendimiento a bajas R.P.M. se usan m?ltiples cortos del tipo 4 en 2, y para altas R.P.M. se utilizan largos del tipo 4 en 1.

En lo que hace a la elecci?n del silenciador, conviene tener en cuenta que, por lo general restan potencia por el frenado a que someten a los gases, pero esta ligera p?rdida de potencia no est? ni mucho menos, en relaci?n directa con el ruido.

?rbol de Levas

El ?rbol de levas es uno de los ejes principales del motor de explosi?n de cuatro tiempos y est? destinado a controlar los momentos de apertura y cierre de las v?lvulas ya sea por medio de ?rganos intermediarios (balancines) o bien actuando directamente sobre las v?lvulas.

El cam?n o perfil de las levas, influye decisivamente sobre el rendimiento la velocidad de giro y potencia del motor, por lo que se pueden obtener una serie de modificaciones muy importantes para mejorar la performance del motor en la alzada de las v?lvulas, el tiempo de permanencia de la v?lvula abierta y la velocidad de cierre.

Gracias al perfil se determina el diagrama de distribuci?n y las condiciones de funcionamiento de las levas. En consecuencia, para potenciar se debe modificar el perfil de levas o cambiar el ?rbol

La elecci?n del ?rbol de levas comprende un planteamiento previo sobre hasta d?nde se pretende llegar en la preparaci?n del motor.

Esto se debe a que la modificaci?n de la distribuci?n comporta, a la vez que un aumento de potencia, un traslado de los valores de par m?ximo dentro del r?gimen de giro, lo que puede hacer que el auto adquiera de forma autom?tica, unas caracter?sticas de conducci?n muy diferentes, y en ocasiones muy complicadas.

Esto es as? debido a que, a medida que se aumenta la potencia en los altos reg?menes, se desmerece la potencia a bajas vueltas del motor.

Todos estos defectos y virtudes se deben a la modificaci?n de los ?ngulos de levas, es decir, a la elecci?n del ?rbol de levas.

Generalmente, los ?rboles se denominan de acuerdo con sus valores de avance y retraso nombrando primero la admisi?n y comenzando por el avance de ?sta; y luego el escape comenzando tambi?n por el avance de apertura de escape y terminando por su retraso.

Si tenemos un ?rbol de levas de competici?n 40-80-80-40 es:

AAA= Avance Apertura Admisi?n: 40? antes del P.M.S.
RCA= Retraso Cierre de Admisi?n: 80? despu?s del P.M.I.
AAE= Avance Apertura de Escape: 80? antes del P.M.I.
RCE= Retraso Cierre de Escape: 40? despu?s del P.M.S.

La permanencia de una leva es el intervalo en grados del cig?e?al que permanece abierta una v?lvula.

Las permanencias vendr?n medidas por:

Permanencia de Admisi?n= AAA + RCA + 180?
Permanencia de Escape= AAE + RCE + 180?

El ?ngulo de cruce u overlap ser?:
Overlap= AAA + RCE.

Como referencia, digamos que una permanencia normal para un motor de calle convencional est? en el orden de los 260?; que un motor "picante" est? en los 280? y que uno de competici?n puede alcanzar los 320?.

Los ?ngulos de AAA, RCA, AAE y RCE estar?n en correspondencia a esos valores.

Un valor que es muy interesante considerar, es donde se ubican las alzadas m?ximas de cada v?lvula ya que es un valor que var?a muy poco para cualquier tipo de motor de alta performance, que por lo general es de 108? ? 2? para admisi?n y escape, despu?s y antes del P.M.S. respectivamente, porque a este valor le corresponde las proximidades de la mitad de la carrera del pist?n, donde la mezcla adquiere la mayor velocidad de pasaje.

Carburadores - Carburaci?n

Potenciar

Los carburadores son quiz?s el elemento m?s nost?lgico y rom?ntico en lo que hace a la preparaci?n de motores de alta performance se refiere.
Si bien han sido superados por la inyecci?n electr?nica, que consigue aunar todas las ventajas de la carburaci?n y ninguno de sus inconvenientes, son m?s sencillos de preparar y modificar, ya que para la preparaci?n de un motor de alta performance es necesario llevar a cabo varios reglajes para poner a punto, por lo que el carburador lo permite hacer con pocos elementos y el resultado se traduce en una mayor reacci?n y confiabilidad, aunque m?s inexacto debido a que es sensible a los cambios atmosf?ricos, los que la inyecci?n regula perfectamente y con menor consumo. Pero para tener un sistema de inyecci?n electr?nica de alta performance es necesario contar con sofisticados y costosos equipos electrónicos como los tienen los autos deportivos de primer nivel.

En los carburadores, los reglajes a grandes rasgos, el 90% de los casos se ajustará al motor en cuestión y el 10% restante será por tanteo y en función de las condiciones atmosféricas, contra las cuales el carburador está desprotegido claramente. No es que el carburador no las pueda corregir; lo que no consigue, salvo los S.U. de campana o los Mikuni, entre otros, con una cierta capacidad de autocompensación, es hacerlo de forma automática, como los equipos de gestión electrónica centralizada. No obstante, es necesario asegurar una buena progresión desde el ralent?, que debe ser estable y seco. Esto empieza por el surtidor de ralent? (gicleur de baja), los tornillos de progresión o reguladores de baja, el nivel de la cuba, el tubo de emulsión, el surtidor principal (gicleur de alta) y su corredor de aire y, sobre todo, el inyector de pique, su volumen de inyección por carrera y su orientación.

Función del Carburador

El primer objetivo de un carburador es realizar la mezcla de aire y combustible para un motor de forma rápida y completa. Lo ideal para una combustión completa es que se provea la mezcla aire - nafta en forma de vapor al interior del motor. Esto nos conduce al segundo objetivo del carburador, que es hacer pasar los gases a través de los conductos de admisión, ya que es determinante para la eficiencia de la combustión ya que la ubicación del o los carburadores tienen influencia primordial en el rendimiento y performance.

El tercer objetivo del carburador es responder a los constantes cambios de velocidad del motor, resultante de la aceleración y desaceleración del vehículo, es decir, debe ser capaz de variar la cantidad de combustible suministrado al motor con relación a las diferentes velocidades y potencias requeridas.

Esto también requiere que la cantidad de aire pueda variar de acuerdo al combustible para proveer la mezcla necesaria.

Funcionamiento del Carburador

Todos los carburadores modernos se diseñaron sobre la base de un principio básico, el efecto venturi.

En el carburador, este efecto se produce al restringir el paso de aire a través de un tubo llamado difusor, en el cual su sección disminuye progresivamente hasta un punto determinado para luego aumentar nuevamente.

fiat 128

Desde que el aire entra al difusor, su densidad va decreciendo progresivamente hasta llegar a la sección más chica del venturi, donde la velocidad aumenta y la presión es considerablemente menor a la presión atmosférica.

En el carburador, este efecto se aprovecha insertando el combustible en el venturi (difusor), es decir, la diferencia de presi?n que es menor a la atmosférica, succiona el combustible de la cuba que se mezcla con el aire, para luego dirigirse al motor a través de la admisión.

La cantidad de combustible que se provee a la cuba del carburador, se regula por medio de un flotante con una válvula de aguja llamada punsuar. Para regular la cantidad de mezcla admitida por el motor se utiliza una válvula mariposa, que de acuerdo a su apertura, varía la velocidad del motor.

Otras circunstancias que un carburador debe afrontar son: ralent? estable y progresión suave; aceleración, en la que inyecta nafta adicional, que puede ser por varios tipos de mecanismos; y el arranque en frío, que obstruye la cantidad de aire entrante por estrangulación y/o envía nafta adicional.

Para cumplir con todos los requisitos, los carburadores varían mucho en diseños y tamaños, pero el principio de funcionamiento es en todos igual.

Variación de la proporción aire- combustible

super europa

La proporción teórica de aire-combustible para una completa combustión y bajo condiciones de laboratorio es de 15:1 por peso, es decir, 15 partes de aire por cada una de combustible.

Cuando el combustible es totalmente vaporizado, la proporción en volumen es entre 50:1 y 60:1, porque el vapor es tan denso como el aire. Sin embargo, el combustible podría tolerar un amplio rango de proporción de mezcla que varía entre 8:1 y 22:1 en peso.

La proporción estequiométrica aire-combustible no trae consigo máxima potencia ? minimo consumo de nafta, estos dos requerimientos se obtienen en proporciones diferentes. Por ejemplo con proporciones de 12,5:1 y 16:1 respectivamente, como se puede ver en el siguiente gráfico.

Aumentar la potencia de nuestros motores

Una mezcla pobre se quema considerablemente lenta dentro de la cámara de combustión y como resultado puede quemar el pistón y/o válvulas.

Una mezcla rica puede causar rápidamente carbones que se forman en válvulas, pistón y cámara de combustión. Como así tambien puede empastar bujías y contaminar el aceite del motor, con el consiguiente desgaste prematuro de los cilindros.

Los dos extremos incrementan las emisiones tóxicas en los gases de escape y no producen la potencia óptima para un motor; encontrar el punto justo es un trabajo que debe realizar un carburista, y para ello tiene como ayuda el color que presentan las bujías, o bien colocando una sonda; ya que el color del escape no es parámetro desde que las naftas vienen sin plomo.


Fuente: http://www.fiat128.com.ar/foro/viewtopic.php?f=5&t=2720