¿TE PARECE QUE ERES ADICTO a la emoción y la velocidad de conducir rápido, pero no sabes lo primero sobre lo que realmente está pasando debajo del capó? ¿Quieres saber más sobre lo que está pasando sin tener que asistir a la Tienda de Automóviles 101? ¿Te intimida la tecnología de tu tienda de performance local porque siempre está tratando de venderte líquido intermitente, cojinetes de silenciador y otras piezas que ni siquiera estás seguro de que existan? Si respondió «sí» a cualquiera de estas preguntas, aquí es donde debe comenzar. Le contaremos todo sobre el ruidoso trozo de metal conectado a sus ruedas y un poco sobre las cosas que lo hacen avanzar.

Texto de Mike Kojima y Arnold Eugenio / / Fotos e Ilustraciones del personal de DSPORT

DSPORT Issue #148

El conocimiento es poder

Para comprender completamente cómo funcionan las últimas piezas de velocidad, primero debe comprender cómo funciona un motor. La mayoría de los autos como los conocemos son impulsados por lo que se llama un motor de 4 tiempos. Un 4 tiempos se refiere a los cuatro tiempos en el ciclo de potencia; la carrera de admisión, la carrera de compresión, la carrera de potencia y la carrera de escape. Cubriremos estos con mayor detalle en la sección ENGINE 101 PARTE 2. Por ahora, lo que necesita saber es que el ciclo de 4 tiempos explica cómo una mezcla de gasolina y aire se puede encender, quemar y convertir suavemente en energía utilizable para lanzarlo por un cuarto de milla, alrededor de una pista o simplemente llevarlo al trabajo.

Un motor se compone de varios componentes principales; el bloque, la manivela, las varillas, los pistones, la cabeza (o cabezas), las válvulas, las levas, los sistemas de admisión y escape y el sistema de encendido. Estas piezas trabajan juntas de una manera precisa para aprovechar la energía química de la gasolina, convirtiendo muchos eventos de combustión pequeños y rápidos en un movimiento de giro que finalmente hace girar sus ruedas y propulsa su automóvil.

Agujero de bloque, Hijo

El bloque es la parte principal del motor que contiene los componentes alternativos que aprovechan la energía de la gasolina. Si estás mirando debajo del capó, es la gran pieza de metal que se encuentra en el centro del compartimiento del motor que parece tener un montón de otros metales, cables y tubos unidos a ella.

El bloque tiene orificios circulares en los que los pistones se deslizan hacia arriba y hacia abajo. Cada agujero se llama «agujero de cilindro». Desde un cilindro o «cilindro» tiene un pistón el número total de cilindros en el bloque es el mismo que el número de pistones; un motor de cuatro cilindros tiene cuatro perforaciones y cuatro pistones, un seis cilindros tendrá seis agujeros y seis pistones y así sucesivamente. La culata se llama culata porque se encuentra en la parte superior del bloque, cubriendo los cilindros y los pistones. Algunos motores cuentan con cilindros que se oponen horizontalmente o están en una configuración en «V». Como resultado, hay dos cabezas que cubren las áreas en el bloque que tienen pistones expuestos. Por ahora, solo necesitamos saber que la culata, o cabeza para abreviar, se encuentra en la parte superior del bloque y cubre cada uno de los cilindros que tienen pistones en ellos.

El bloque también tiene una serie de pasadizos fluidos fundidos en él. Algunos de estos se utilizan para canalizar el fluido de refrigeración llamado «refrigerante» alrededor de los cilindros para mantener la temperatura del motor y evitar el sobrecalentamiento. Los otros conductos dirigen el aceite del motor a las partes móviles para lubricar y defenderse de la fricción que roba la potencia. Dado que el bloque debe contener enormes presiones de cilindro, los fabricantes los desechan de hierro para obtener resistencia. Otros fabricantes funden bloques de aluminio ligeros para reducir el peso. Los bloques de aluminio utilizan un revestimiento de cilindro de aleación de acero o orificios especialmente recubiertos para que tengan una superficie más dura y proporcionen una vida útil prolongada.

Estación de rotación

Los pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo en los cilindros del bloque porque se enciende una mezcla de combustible y aire dentro del cilindro. La combustión posterior se expande rápidamente y empuja el pistón hacia abajo a lo largo del orificio del cilindro, lejos de la culata del cilindro, y con mucha presión. Esa potencia producida en un cilindro se multiplica porque los eventos de combustión se repiten en cada uno de los cilindros. Esta es la premisa básica sobre cómo funciona un motor.

Cada pistón tiene anillos de metal abiertos montados en ellos, y simplemente se les conoce como»anillos». Se trata de piezas metálicas delgadas, circulares y elásticas que encajan en ranuras alrededor de las áreas de tierra del anillo en la parte superior de los pistones. Los anillos actúan como un sello que mantiene la presión del cilindro de la mezcla de aire y combustible quemado entre la cabeza y la parte superior del cilindro, asegurando que la presión empuje el pistón hacia abajo en lugar de empujarlo más allá. Los anillos de pistón también raspan el aceite de las paredes del cilindro para que todo el aceite de su motor no se queme durante la combustión. También hay un anillo corrugado, conocido como anillo de aceite, que permite que el aceite lubrique las paredes del cilindro para que el pistón, los anillos y los cilindros no se desgasten prematuramente. Si sus pistones no tuvieran anillos o anillos que no sellaran muy bien, las combustiones no podrían empujar hacia abajo el pistón con mucha fuerza y su automóvil no produciría ninguna potencia, si es que funcionó. Además, si los anillos no fueran capaces de raspar el aceite de las paredes del cilindro, su motor eventualmente se quedaría sin aceite, se agarraría y produciría un montón de humo negro desagradable del aceite en llamas.

Pistones y varillas

Después de limpiar, medir y mecanizar el bloque, se puede instalar el cigüeñal y un conjunto de pistones y varillas llenará los orificios.

Los pistones están unidos a una pieza de metal llamada biela. El trabajo de la biela es transferir la fuerza de la presión empujando el pistón por el orificio del cilindro al cigüeñal o «manivela». Al proporcionar el enlace entre el pistón y la manivela, es comprensible cómo las bielas se ganaron su nombre.

La biela está acoplada al pistón por un tubo llamado pasador de muñeca. El pasador de muñeca se desliza a través de un orificio en el pistón y un orificio en el lado más pequeño de la biela; esa área se llama el extremo pequeño de la biela. El extremo grande de la varilla es el área que se conecta a la manivela. El extremo grande de la varilla tiene una sección extraíble llamada tapa de extremo o tapa que permite que se conecte a la manivela.

El área de superficie donde la biela gira alrededor del pasador de muñeca se denomina diario de pasador de muñeca. El área de la manivela donde la varilla se conecta y gira se llama el diario de la varilla de los cigüeñales. Los discos del cigüeñal son más grandes que los discos del pasador de muñeca porque el disco del cigüeñal gira continuamente a alta velocidad en lugar del simple movimiento de balanceo hacia adelante y hacia atrás en el extremo del pasador de muñeca de la varilla. Esta rotación de alta velocidad requiere más superficie para evitar que la varilla y la manivela se dañen por fricción. El extremo grande de la varilla gira suavemente en el diario de la manivela sobre una película de aceite presurizada que recubre un cojinete de manguito de metal blando. En la mayoría de los motores, el extremo pequeño de la varilla tiene un casquillo de bronce para el pasador de muñeca que se alimenta mediante lubricación por salpicaduras. En algunos motores, el pasador de muñeca se alimenta de aceite raspado por anillos de las paredes del cilindro a través de un pasaje desde la ranura del anillo de aceite llamado engrasador de pasadores. Es raro, pero hay algunos casos en los que el pasador de muñeca se alimenta de aceite presurizado desde el cojinete de la varilla desde un orificio perforado a lo largo de la varilla desde el extremo grande de la varilla.

Este bloque Honda de la serie B cuenta con inserciones de manguito de hierro dúctil en lugar de los orificios de los cilindros de culata para una mayor resistencia para adaptarse a aplicaciones de alta potencia.

Tiradores de manivela

La manivela en un motor es muy similar a una manivela de bicicleta. La fuerza hacia arriba y hacia abajo de su pedaleo es exactamente igual que la fuerza hacia arriba y hacia abajo de los pistones que se mueven hacia arriba y hacia abajo por el orificio. En un motor de automóvil, en lugar de la energía de las piernas que empujan los pedales para crear la fuerza, es la combustión en el cilindro y la presión que actúa sobre el pistón la que crea la energía. Si miras la imagen, verás que la manivela tiene lanzamientos descentrados exactamente como una manivela de bicicleta, por lo que las varillas y los pistones cumplen la misma función que tus piernas. En una bicicleta, cuando pedaleas hacia abajo, la bicicleta avanza y el lanzamiento de desplazamiento sube por el otro lado. Del mismo modo, cuando un pistón es empujado hacia abajo por la combustión de aire/combustible, gira la manivela y empuja otro pistón hacia arriba, listo para la siguiente combustión. Esto es lo que hace que tu auto avance. El cigüeñal está unido al bloque con piezas de metal llamadas tapas principales. La manivela en realidad está sujeta al bloque, no unida, con más cojinetes de manguito (llamados cojinetes principales) para ayudar a lubricar los cojinetes de la manivela. Los cojinetes principales también tienen orificios que permiten que el aceite presurizado del sistema de aceite del motor lubrique el cojinete y los cojinetes.Válvulas

: Las pasarelas de entrada y salida

La culata también contiene las válvulas de admisión y escape. Las válvulas de admisión y escape son piezas de metal que se asemejan a camisetas de golf. Las válvulas actúan como puertas de entrada de aire y combustible y de salida de gases de escape, respectivamente. Durante el proceso de 4 tiempos, las válvulas de admisión se abren para permitir que la mezcla de aire / combustible entre en la cámara de combustión y luego se cierran a medida que el pistón se eleva para comprimir la mezcla. Después de que la mezcla se enciende y se quema, el pistón se empuja hacia abajo en su orificio. En el camino de regreso hacia arriba del pistón, las válvulas de escape se abren para dejar salir los gases quemados y luego se cierran en preparación para su siguiente giro en el ciclo del motor.

Para abrir las válvulas, el motor tiene palos de metal llamados árboles de levas que tienen protuberancias (lóbulos) especiales que se utilizan para abrir las válvulas. Las levas se giran mediante una correa o cadena que conecta la manivela giratoria con los engranajes de levas; esto es lo que se llama correa dentada o cadena de distribución. Algunos lóbulos del árbol de levas empujan directamente sobre las válvulas para abrirlas, pero la mayoría de los motores de automóviles impulsados por la calle funcionan indirectamente a través de un brazo oscilante. Un brazo basculante es esencialmente una sierra en miniatura; un extremo del brazo basculante es empujado hacia arriba por el lóbulo del árbol de levas, lo que hace que el otro extremo empuje hacia abajo la punta de la válvula para abrir la válvula. Los resortes de válvula son, literalmente, resortes unidos a las válvulas que ayudan a mantenerlos cerrados cuando se supone que deben estar cerrados.

El Jefe de cabeza

Como se mencionó anteriormente, la culata es una gran pieza de metal que se une a la parte superior del bloque y cubre los cilindros donde se produce la combustión. Construido generalmente de aluminio, el cabezal también contiene las bujías, válvulas y el resto del tren de válvulas (resortes de válvulas, retenedores, árboles de levas).

El(los) cabezal (s) tiene (n) que ser (n) sujeto (s) al bloque para contener la rápida expansión de la mezcla de aire/combustible encendida sin distorsionar, separar o soplar completamente de la parte superior del bloque. Cuando la cabeza se tuerce hacia el bloque, crea un área encima de cada cilindro donde se libera la energía de combustión y se enfoca en el pistón. Esta área se llama cámara de combustión. Si nos fijamos en el lado de la culata que se atornilla al bloque, veremos las cámaras de combustión como los espacios en la culata que se alinean hasta la parte superior de los orificios del cilindro. Dentro de cada cámara son visibles la punta de la bujía y las partes planas de las válvulas. Es en esta cámara de combustión que la bujía crea un arco eléctrico que enciende la mezcla de aire / combustible.

La culata también tiene pasadizos que permiten que el refrigerante o el aceite (dependiendo del tipo de paso que sea) circulen a través de la culata para ayudarlo a mantenerse fresco y lubricado. Entre la cabeza y el bloque, encontrará una pieza de metal o material compuesto que tiene áreas recortadas para cada uno de los orificios y cada uno de los pasillos que van desde el bloque hasta la cabeza. Esta pieza intercalada se llama junta de culata.

El tren loco

La mayoría de los motores modernos tienen un tren de válvulas de levas superiores dobles (DOHC), lo que significa que las válvulas de admisión y escape tienen sus propios árboles de levas. La ventaja de tener árboles de levas separados es que cada leva se puede colocar muy cerca de la válvula, lo que permite que los lóbulos de la leva funcionen directamente en las válvulas o a través de un brazo basculante muy pequeño. Esto reduce la masa inercial del tren de válvulas a un mínimo, lo que facilita aún más el funcionamiento a altas rpm. Casi todos los motores modernos de alto rendimiento utilizan tren de válvulas DOHC para maximizar la cantidad de potencia de altas rpm disponible. El Mitsubishi 4B11 que se encuentra en el EVO X y el Mazda MZR 2.3 DISI que se encuentra en el MAZDASPEED3 son ejemplos principales de motores DOHC de alto rendimiento actuales.