El trabajo que es capaz de realizar un motor está definido por sus curvas características de Potencia y Par motor.
En el artículo anterior ya vimos los principales factores que influyen en la Potencia máxima que pueda desarrollar un motor, y uno de ellos era el régimen de giro(rpm). Esto es así puesto que cuanto mayor es la velocidad de giro del motor, menor es el tiempo que permanece abierta la válvula de admisión en cada fase de admisión y con ello la cantidad de gases que entra al cilindro es insuficiente, lo que determina una disminución del Par motor y, en consecuencia, también de Potencia. Éste es el principal motivo por el que la velocidad y Potencia de un motor no puedan aumentar indefinidamente.
En la figura 1 se ven representadas las curvas características de un motor, las estudiaremos para poder interpretarlas correctamente.
En primer lugar hay que identificar las escalas de Potencia y de Par motor, puesto que la escala horizontal inferior siempre corresponde a las rpm. En este caso, la escala vertical derecha representa el Par motor y le corresponde la curva color violeta, esto lo deducimos porque la unidad que la describe sobreimpresa es Newton.metro(Nm), la unidad de medida del Par motor.
La escala vertical izquierda representa la Potencia y le corresponde la curva azul, en este caso la unidad de medida es el Kilowatio(KW). Para la conversión a Caballos de Vapor(CV) hay que saber que 1 CV= 0,736 KW.
De este motor podemos decir en cuanto a Par motor que alcanza su valor máximo de 200 Nm a las 4200rpm pero tiene una banda útil de Par motor que va desde las 2200rpm hasta las 5800rpm durante la cual el Par motor no baja de 165Nm, no son valores precisamente altos pero podemos decir que en esa banda útil el motor es capaz de producir Trabajo de manera óptima.
En cuanto a la Potencia vemos que alcanza un valor máximo de 100 KW(136 CV) a las 5800 rpm y también observamos que a las 4200 rpm ya desarrolla aproximadamente 90 KW(122 CV), esto quiere decir que tiene una banda útil de Potencia entre 4200 rpm y 5800 rpm en la que el motor desarrolla Potencia de manera óptima.
Espero haber dejado claro la manera de analizar los gráficos de curvas, puesto que los valores máximos no son todo lo importante sino también hay que identificar las bandas útiles pues de éstas depende clasificar un motor como Plano o por el contrario decir que es de tipo Agudo. Cuando la Potencia de un motor se mantiene sensiblemente igual en un margen amplio de revoluciones, se dice que el motor es Plano o Elástico. Por el contrario, si la Potencia máxima se obtiene en un margen pequeño de revoluciones se dice que el motor es Agudo. Según el uso para el que se quiera emplear el motor, será mejor un tipo u otro.
En la figura 2 vemos otro gráfico de curvas características para que analicen y comparen con el gráfico anterior.
Ahora me gustaría introducirles en el concepto de Orden de Encendido del motor, que básicamente es la secuencia de explosiones que se producen en el motor, es decir, qué cilindro es el primero en producir la fase de explosión y cuál es el siguiente y así hasta haber explosionado todos los cilindros hasta volver al primero de ellos para empezar el ciclo de nuevo.
Esta secuencia varía según fabricante, y número de cilindros y disposición del motor, es decir, si el motor es en Línea, o en V, o Horizontal Opuesto más conocido como Boxer, o en VR, o en W, o Radial.
En la figura 3 podemos ver los diferentes tipos de disposición y número de cilindros junto con su Orden de Encendido de la fábrica Chrysler.
Podemos ver que se enumeran los cilindros empezando por los opuestos al Volante motor, esto es una norma general. Citaremos, por ejemplo, el motor más empleado en Turismos; el 4 cilindros en Línea, vemos que su Orden de Encendido es 1-3-4-2, que es el empleado por la mayoría de fabricantes para este tipo de motor. También podemos observar que para el motor de 6 cilindros en V disponen de 2 tipos diferentes de Orden de Encendido, uno para los emplazados en camionetas con cilindrada de 3,9 Litros con la secuencia 1-6-5-4-3-2. Y otro para los emplazados en Turismos y Minivans, con varias cilindradas, que es el 1-2-3-4-5-6.
Debemos saber que en el Orden de Encendido influye también el diseño del cigüeñal, es por ésto que para un mismo tipo de motor varíe el Orden de Encendido. Se puede comprender fácilmente en un motor de 4 cilindros en línea como vemos en la figura 4.
En la figura 4 vemos que los codos o muñequillas del cigüeñal de los cilindros 1 y 4 están alineadas, es decir estos 2 cilindros coinciden en el p.m.s. y en p.m.i., y los cilindros 2 y 3 están en la misma situación. Por ésto, si el primer cilindro que comienza la fase de explosión es el número 1 y por tanto comienza su carrera descendente al p.m.i., el siguiente cilindro que puede explosionar no puede ser el número 4 pues también está en carrera descendente, en fase de admisión, entonces los únicos cilindros que podrán estar en fase de compresión son el número 2 o el número 3, aquí es donde entra en juego si el fabricante, en su diseño de la Distribución, que estudiaremos en el Tema 4, dispone qué cilindro entre el número 2 y 3 es el que está en fase de compresión para ser el siguiente en explosionar. Como hemos visto, suele ser el cilindro número 3 el que sube en fase de compresión, mientras el cilindro número 2 sube en fase de escape. Y así, cuando explosione el cilindro número 3 y comience su carrera descendente al p.m.i. el cilindro número 4 comenzará la fase de compresión para ser el siguiente en explosionar, para finalmente ser el cilindro número 2 el que ascienda al p.m.s. en fase de compresión para ser el último de la secuencia en explosionar.Con esto ya completamos la secuencia del Orden de Encendido como 1-3-4-2. En este tipo de motor se producen 2 carreras útiles(explosiones) por cada vuelta del cigüeñal.
Podemos visualizarlo en el siguiente vídeo de 15 segundos.
El Orden de Encendido es muy importante en mecánica de competición, y los fabricantes prueban diferentes tipos de secuencias de encendido en un mismo motor, puesto que influye en la tracción de las ruedas del vehículo, ya sea coche o moto, llegando incluso a ser una decisión del piloto decidir con cuál se siente más seguro.
Pero por lo general, lo que busca el fabricante de un motor es que el Orden de Encendido le proporcione un funcionamiento equilibrado para que el motor vibre lo menos posible y el cigüeñal no sufra demasiados esfuerzos de torsión que puedan dañarlo a largo plazo.
En el siguiente vídeo de 15 segundos podemos ver el ejemplo de Orden de Encendido de un motor en V de 6 cilindros.
Me gustaría aclarar que el sistema eléctrico de encendido, como el de carga y arranque lo estudiaremos en profundidad en el Tema 9. Con esto damos por concluido el Tema 2, en el siguiente Tema analizaremos en profundidad el Bloque motor y los componentes del Tren Alternativo.
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