OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL MOTOR
Todo motor está diseñado con el compromiso que asegura una máquina con funcionamiento fiable, económico, duradero y fácil de utilizar a diario. Algunas veces esto se ve comprometido ante los requerimientos de los usuarios, que solicitan velocidad y agilidad de la máquina. Por ello los fabricantes y diseñadores de motores buscan el equilibrio necesario para el uso satisfactorio del vehículo.
Cuando se requiere la mejora del rendimiento de un motor, por lo general es llevado por los fabricantes y a ese procedimiento se le conoce como una “puesta a punto”. Estas mejoras se someten bajo pruebas en bancos de laboratorio, aplicando las últimas tecnologías existentes en el mercado. Estos procedimientos son tanto para motores Diésel como gasolina, pero más comunes para los últimos.
También el propietario quiere aumentar las prestaciones del motor siendo, generalmente, para uso deportivo y deberán ser llevadas a cabo por técnicos especializados. De igual manera debemos estar claros que este tipo de mejoras pueden repercutir en la fiabilidad del motor y su vida útil, por lo cual debemos definir que existen tres tipos de mejoras por analizar:
- Rendimiento térmico
- Rendimiento mecánico
- Rendimiento volumétrico
Mejora del rendimiento térmico
Existen diversos procesos para esta mejora, pero su finalidad es optimizar la eficiencia del proceso de combustión de los combustibles, llevándose a cabo mediante:
- Rediseñando la cámara de combustión: Existen diversos procesos para esta mejora pero su finalidad es optimizar la eficiencia del proceso de combustión de los combustibles, llevándose a cabo mediante:
- Se suele modificar la relación de compresión, ya sea, rebajando la culata o montando pistones de mayor alzada. Algunos técnicos recomiendan sustituir la junta de culata por una de menor espesor, es la modificación más sencilla de efectuar, pero también tiende a debilitar peligrosamente dicho componente.
- Crear áreas de “Squish”, que consisten en la disminución de la superficie de la cámara de combustión, haciendo que casi lleguen a tocarse el pistón y la culata en la parte exterior de la cámara. Estas áreas buscan favorecer la formación de turbulencias para conseguir mejor homogeneidad de la mezcla un eficaz barrido durante el solape. Debemos tener en consideración que dichas turbulencias pueden ser contraproducentes, dado que la circulación de mezcla fresca absorbe calor de las paredes, que luego es repuesto con parte del generado durante la combustión.
- Mejorando el proceso de combustión mediante la optimización del sistema de encendido; mejorando la tecnología o calidad de sus componentes o añadiendo un sistema que proporcione mayor energía. Lo más usual, hoy en día, es la reprogramación de los valores de combustión por medio del sensor de detonación, así mejorando la curva de aportación de combustible y combinándolo con la curva de avance de encendido; todo esto por medio de los sistemas auxiliares del motor.
- Diferentes pruebas realizando combinaciones en las cuales se analice la relación de compresión, diagramas de distribución y curvas de encendido.
Mejora del rendimiento mecánico
- Este procedimiento de mejora, si se realiza sin afectar o sobrepasar ciertos límites, puede contribuir a alargar la vida del motor, dando un funcionamiento mucho más suave y equilibrado.
- El técnico calificado desmonta íntegramente el motor, volviéndolo a montar con gran meticulosidad, buscando aminorar los rozamientos internos, aligerando ciertos componentes y equilibrando el tren alternativo.
- Su finalidad es eliminar todo tipo de vibraciones e imperfecciones ocasionadas por el proceso de producción, en serie de fabricación de los vehículos. Este se utiliza desde los tiempos que Henry Ford revolucionó el mercado automotriz.
Mejora del rendimiento volumétrico
Esta mejora se puede llevar a cabo con diversos procedimientos:
- Sobrealimentación: Se instala un compresor mecánico o turbocompresor. Lógicamente, con ello se aumenta la presión generada por la combustión al haber mayor cantidad de aire y combustible. Siendo más eficiente el turbocompresor por su rendimiento mecánico.
- Modificando el diagrama de distribución, adaptando el caudal de los conductos de renovación de la carga con la finalidad de que el llenado sea más efectivo a alto régimen. La potencia se mejora al tener un mayor para motor por una presión media más efectiva, siendo una modificación más extendida al sustituir el o los árboles de levas, consiguiendo una mayor alzada de levas y mayores tiempos de apertura. Su inconveniente es el mayor consumo de combustible que representa, por el incremento de aportación del mismo.
- Por medio de las distribuciones variables que optimizan el rendimiento, adaptando el caudal de los conductos a la velocidad de giro del motor, aunque no es tan efectivo con la sobrealimentación.
- Perfeccionando la evacuación de gases residuales, utilizando colectores de escape de salidas independientes, con longitudes similares para cada cilindro y tubos de menor resistencia al paso de los gases. Debe considerar utilizar silenciadores de menor retención, lo cual nos obliga a disponer de catalizadores. Con esto, mejoramos el rendimiento volumétrico, pero apenas se ve recompensado.
- Si se quiere mejorar la entrada de mezcla a alto régimen, se disponen conductos de gran diámetro, que perjudican el llenado a bajo régimen. Para evitar esto, puede utilizar admisiones variables, que permite disponer conductos para alto y bajo régimen, permitiendo mejorar la elasticidad del motor.
- Puede aprovechar pulir los conductos para mejorar la circulación de los gases, una vez que se ha desmontado el motor. También aprovechando igualar la confrontación de orificios, tales como los colectores de los conductos de la culata. Con esto evitaremos escalones que generen turbulencia en el conjunto del volumen de los gases.
Ing. Leonel Gamboa
g.tribologia@gmail.com
