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La potencia en el motor y el escape

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El concepto de potencia, aplicada a motores, podría definirse como la cantidad de trabajo que puede realizar dicho motor por unidad de tiempo. Por tanto, la potencia de un motor podría definirse como la cantidad de combustible que un motor puede transformar en energía cinética, por unidad de tiempo.

Por consiguiente, teniendo dos motores idénticos, cuanto mayor sea la cantidad de combustible quemada por el motor en la unidad de tiempo, mayor será su potencia.

Existen dos formas básicas de obtener potencia en un motor, la que se conoce como Sistema Americano, que aumenta la capacidad de los cilindros para incrementar la cantidad de combustible quemada por unidad de tiempo (grandes cilindradas funcionando a revoluciones bajas)  o la segunda, a la que denominaremos Sistema Europeo o Asiático, que consiste en aumentar las revoluciones del motor, con el fin de quemar más combustible en la unidad de tiempo (pequeñas cilindradas funcionando a altas revoluciones).

En ambos casos, el fin es el mismo, quemar más combustible en la unidad de tiempo, pero como es fácil de imaginar, el europeo es más económico, ya que cuando no requerimos tanta potencia; podemos circular a bajas revoluciones con una cilindrada mucho más pequeña y, por tanto, con menos consumo de combustible.

LA CONTRAPRESIÓN EN EL ESCAPE Y SU RELACIÓN CON LA POTENCIA Y EL CONSUMO

El factor determinante, a la hora de construir un sistema de escape, es el esfuerzo que deben realizar los gases para pasar a través del mismo y salir al exterior; a este esfuerzo se le conoce como contrapresión del sistema de escape o también, nivel de retenciones del sistema de escape. Las compañías fabricantes de vehículos, invierten cientos de miles de euros en el diseño de motores que ofrezcan las más altas prestaciones con el mínimo consumo, con el fin de cumplir las exigencias de las actuales normativas europeas en materia medioambiental (Euro).

La contrapresión de un sistema de escape varía en función de las revoluciones del motor, por lo que los fabricantes diseñan el sistema de escape para que mantenga la retención ideal en el rango de revoluciones en el que ese vehículo funcionará normalmente. La importancia de la contrapresión viene dada por el propio diseño del motor de 4 tiempos. En un motor de 4 tiempos se producen las siguientes fases:

Admisión: La válvula de admisión se abre y el pistón comienza a bajar para que la mezcla de aire y combustible entre a los cilindros.

Compresión: Una vez el pistón llega al punto muerto inferior, la válvula de admisión se cierra y el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla.

Explosión: Una vez el pistón llega a la parte más alta, se produce el encendido de la mezcla o explosión, que es la carrera en la que se genera la potencia.

Escape: Una vez que todo el combustible se ha quemado y por tanto, el pistón se encuentra en la parte más baja del recorrido, se abre la válvula de escape y el pistón comienza a subir, empujando los gases quemados hacia el exterior, para proceder a vaciar completamente la cámara y repetir todo el proceso de nuevo.

Cruce de Válvulas: Debido a la especial forma de la cámara donde se quema el aire y el combustible, los ingenieros se dieron cuenta que para vaciar, completamente, la cámara de combustión de gases quemados debían mantener abiertas las válvulas de escape y admisión, juntas un tiempo determinado (milisegundos), para mediante los gases limpios que entran del circuito de admisión, vaciar completamente los gases quemados de la cámara y así, empezar el ciclo de admisión, únicamente, con la mezcla limpia de aire y combustible obteniendo, de nuevo, la máxima potencia.

El árbol de levas es la pieza del motor que se encarga de mover las válvulas de escape y admisión. Esta pieza es maciza y no admite regulación manual alguna. La contrapresión total de un sistema de escape depende, directamente, del tiempo del cruce de válvulas que viene prefijado en el árbol de levas. Esto se debe a que, como hemos visto, el sistema se diseña para vaciar completamente las cámaras de trabajo de gases quemados, permitiendo obtener la máxima potencia en todas las explosiones.

 

elexperto@motores-mas.com

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