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hola gente, como va, les dejo este material que escribio hace unos años mi ex preparador y gran amigo de los fierros hector pettinari, la verdad es que no tiene desperdicios para aquel que quiera leerlo con detenimiento, es bastante extenso y tecnico pero muy bueno, relata todas las vivencias del armado de un motor de competicion con lujo de detalles y que es lo que hay que tener en cuenta a la hora de armarlo, hector tiene actualmente 81 años y goza de muy buena salud gracias a dios, retirado del tema ya por su edad avanzada, pero vigente todavia cuando de hablar de fierros de carrera o picadas se trata, yo le comente de la idea de cargarlo, y el estuvo de acuerdo en colaborar con el foro para aquel que le interese, hector tiene una trayectoria muy extensa como preparador de autos de pista y picadas, entre algunos puedo nombrar alla atras en el tiempo, a las cupecitas del turismo carretera del negro polinori y el pichon luluaga, ambos de villa cañas, santa fe, entre otros, de las cuales hector siempre fue el responsable de la preparacion del motor de las mismas por aquellos años con muy buenos resultados, bueno, no los entretengo mas y a leer se ha dicho !!!, es larguisimo, pero creanme que vale la pena, saludos y este es mi humilde aporte al foro para que esto quede por siempre y en homenaje en vida a mi amigo de la vida hector, un abrazo a todos. y espero lo disfruten.
LA NOVELA DEL MOTOR DE CARRERAS dedicada a mi hijo David. Por: Hector Pettinari.
Mis maestros : Pedro Balestrini
Rafael Balestrini
Heriberto Pronello
Oreste Berta
Ing. Bianchi
Ing. Lucius
Ing. Joseph
Pocholo Carri
Hermanos Padovani
Horacio Bertucci
Desde ya espero opiniones ,sugerencias, ayuda en el tema tratado,-
Muchos hablan del porqué, del como, del cuando, del donde, pero del motor de carreras real, del verdadero, pocos saben la verdad, espero contar todas las peripecias que ocurren para que el motor de carreras pueda ser eso, un motor de carreras.
Toda la ciencia y todo el conocimiento actual hacen falta para que el motor sea el mejor, el ganador. De ninguna manera “toda la ciencia y todo el conocimiento actual” es patrimonio de una sola persona, suele ocurrir que ni siquiera es patrimonio de varias mentes, es la conjunción de muchas disciplinas llevadas a la práctica lo que puede lograr que un motor sea “ganador de carreras”.
Infinidad de factores intervienen para lograrlo, entre los factores que intervienen y están al alcance del conocimiento, de la ciencia, de la tecnificación, y del desarrollo de métodos y modelos para probar y trabajar. Tenemos la obligación de experimentar con los desconocidos, probar con los aceptados y poner en práctica los definitivamente ciertos. Descartar los de labia de café, los de orden
general, los de creencias arraigadas incomprensibles, los de “lo dijo fulano o lo hizo mengano” o los cabalísticos o milagrosos, “porque sí nomás” por la difunta o el pié izquierdo.
Todo tiene un porqué muy analizable y justificado, científico o matemático si se desea, pero nunca es “porque sí” y “no lo sé ni lo entiendo pero es así y nada más”, esto es el prode pero no conocimiento de mecánica.
El motor es una novela de aventuras, aventuras científicas funcionando a ritmo de orquesta, si algo falla, hay una causa indefectiblemente, pero esa misma causa puede no ser responsable en otro motor de la falla que sí lo es en éste, porque una falla puede ser la conjunción de factores muy difíciles de rastrear y controlar y más de evitar y comprobar. Así tenemos realidades y no
misterios en el motor, algunas realidades imposibles de comprobar, pero imposibles de descartar también, la obligación es estudiarlas y llegar a una conclusión o causa que resista todo tipo de análisis, es decir haber entendido, aprendido del problema.
El rendimiento TERMICO, el rendimiento VOLUMETRICO y el rendimiento MECANICO son las piedras de la base de esta construcción.
Cuando hablamos de energía estamos aceptando inconscientemente que la energía es un trabajo y no es así, por el contrario, un trabajo presupone el empleo de algún tipo de energía, energía que con el agregado de tiempo se transforma en trabajo con una máquina mediante; también es justo suponer que esa máquina empleada para convertir la energía en trabajo nos costará una “pérdida”, un costo
de parte de esa energía, por esa razón la efectividad de una máquina se puede medir también por el costo en energía que tiene al
producir un trabajo y por supuesto no todos los trabajos tienen un mismo costo en energía para producirlos. Llegamos así a entender que nuestro motor es una máquina de transformar y confirmamos aquello de que nada se destruye, todo se combina y se transforma,
energía en trabajo y trabajo en energía, en este caso, energía TERMICA que se produce dentro de sí mismo, por esa razón es una máquina endotérmica (interna) . . . pero que es y como podemos describir la energía térmica, el calor, la temperatura, que es lo mismo, empezaremos por decir que toda la materia y la energía es una misma cosa, ¿complicado no?. No tanto y hay más, las ondas que
acompañan a la materia es también energía, pero la energía térmica es la primera, la más importante y la más visible, está en todos lados, en la luz, en el movimiento, en los procesos químicos, en definitiva, en todos los casos que se manifiesta el calor, porque el calor
es movimiento ……..molecular y las moléculas son las partes con que está hecha la materia, cuando se mueven y vibran eso lo percibimos como calor, nunca la materia está totalmente quieta, por tanto nunca está totalmente fría, sin calor, tanto es así que un hierro caliente se pone al rojo porque sus partes o moléculas vibran y emiten radiación infrarroja, si lo calentamos más cambia de
estado, se licua, se hace liquido y se pone rojo blanco, cambia su longitud de onda (color) producto de la energía térmica y si seguimos calentándolo se transforma en plasma y luego se volatiliza, se hace vapor metálico, y sus átomos se separan de las moléculas, todo es cuestión de temperatura, de cuanto se calienta, de cuanto se mueve o vibra, esa vibración aleja cada vez más a las moléculas y
átomos entre sí hasta disociarlas por completo, liberarlos de su energía asociativa hasta cambiar la forma y las cualidades de la materia, todo por culpa de lo que llamamos calor o energía térmica y podemos asegurar que todo lo que se calienta, sus moléculas vibran y ocupan un espacio mayor, cuando dejan de vibrar o vibran poco(se enfrían) ocupan menos espacio se arriman hasta un límite natural
impuesto por las fuerzas de cohesión intermolecular e interatómica, leyes que debe cumplir la materia sin chistar, inexorablemente y volvemos a nuestro motor que la debe producir en su interior, controlarla y transformarla en trabajo, sufriendo los riesgos que implica jugar con fuego, manipular algo tan . . . caliente y peligroso que todo lo puede cambiar, esa es la novela de aventuras de nuestro pobre
motor y si es de carreras más grave aun porque hay que llegar a los limites de lo posible con el calor y el intercambio. A eso llamamos rendimiento térmico, al calor máximo que podemos transformar en trabajo mecánico y cuanto cuesta en términos de calor.
Cuando un motor se recalienta, se satura de calor, nos está diciendo que ha llegado a sus límites, que algo no hace su obligación debidamente y que el calor va a comenzar a deteriorarlo, pobre, ¡ ¡ Cuidado¡ ¡
La aventura novelesca recién comienza a formarse en nuestra mente, pero ¿cómo lo hacemos?
Mediante una reacción química exotérmica, que entrega calor, que hace vibrar las moléculas que intervienen, esto es una oxidación rápida o una combustión, una combinación de oxígeno con un carburante, algo que pueda combinarse con el oxígeno, un hidrocarburo,
alias nafta, un alcohol u otro químico que pueda combinarse o quemarse y producir calor. Todo así dispuesto, comienza la aventura, comenzamos a jugar con fuego.
Sabemos como está hecho un motor, sabemos que tiene cigüeñal, bielas, pistones, aros, etc., etc., etc., ahora vamos a comprender para que sirven y hasta donde sirven, cuáles son los límites de su utilidad.
Para producir la combustión debemos formar una mezcla bastante precisa de aire atmosférico y combustible, aclarando que del aire atmosférico solo usaremos el oxígeno que está contenido en él en una pequeña proporción y en moléculas biatómicas (2 átomos) el resto de gases pasarán por el motor sin pena ni gloria. Por cierto quien se encarga de esta mezcla es el carburador o los carburadores
en una proporción muy justa (12 a 1en peso). Al girar el cigüeñal hace que los pistones moviéndose en los cilindros al bajar producen sin poder evitarlo, por culpa de los aros, un espacio relativamente vacío, con depresión es decir presión negativa, esto hace que el peso de la atmósfera o presión atmosférica entre precipitadamente al carburador y allí por acción de éste forme la niebla de nafta/ aire que por
el tubo de admisión y la válvula del mismo nombre encuentra el camino al cilindro. Esto, contado así parece muy simple, pero tiene sus
dimes y diretes de la complicación. Primero, por el carburador el aire debe entrar con cierta velocidad mínima para que el artefacto forme la mezcla correcta. ¿Y para qué la mezcla debe ser correcta? (estequiométrica), Porque a cada molécula de hidrocarburo le corresponderá su compañera que se combinará con ella, de oxígeno, pero veremos, no tanto, porque otras razones nos obligaran a ser
generosos respecto al combustible, la razón es que el oxígeno que es muy goloso para combinarse rápidamente debe no quedar nada
libre porque sino se combinará con todo lo que está muy caliente y quemará cosas que no debe, cuidado con ser pijoteros, el señor oxígeno no perdona. Así vista la cosa, la mezcla debe ser un poco abundante en combustible, para proteger partes que se verían destruidas con el exceso de oxígeno. Bien, tenemos la mezcla dentro del cilindro y debemos acercar sus moléculas para que la
combustión se propague y producir la combinación y el calor, ojo digo combinación o combustión no explosión, no es una explosión, la diferencia es muy grande, la combustión se propaga por un frente de llama que se mueve relativamente lento para recorrer la cámara de combustión, en cambio la explosión o detonación se propaga por una onda de choque entre moléculas y su acción es mucho más rápida,
el resultado químicamente es el mismo pero prácticamente es muy distinto, cuando aparece la detonación, al motor le quedan los minutos contados, es el final, no está pensado para resistir explosiones, en verdad, nada está pensado para eso. Sólo los cañones o artefactos explosivos.
Cuando un motor se satura de calor comienza a deformarse, ablandarse, poniéndose desalineado e inservible prontamente, los golpes y vibraciones que se transfieren de las moléculas de la reciente combustión a las moléculas que forman el material del cual está hecho el motor, comienzan a vibrar al punto que ellas mismas ya no pueden mantenerse juntas, o por lo menos en la forma que estaban y todo
comienza a ablandarse como manteca que se derrite, por esa razón se debe controlar muy bien cuanto calor puede transformar en trabajo nuestro delicado motor, lo que no puede transformar deberemos entregárselo a la atmósfera a través del radiador o a algo que lo aleje de nuestro maricón motor para que conserve su integridad y siga cumpliendo las funciones encomendadas.
Imaginémoslo así: Cuando las moléculas entran mezcladas por el carburador, pero sin combinar y llegan al cilindro y lo llenan, (es una manera de decir) las válvulas se cierran y el pistón al subir comprime la mezcla, (se arriman sus moléculas para que la reacción de la combustión sea más rápida y fácil) se inicia la combustión (en nuestro caso) por una chispa y tras la combustión las moléculas en pleno
intercambio de materia y energía se mueven muy rápidamente como pelotitas de ping pong golpean todo para transferir ese movimiento a algo que esté quieto y pueda recibirlo, mientras esta frío el recinto de la cámara les absorberá el agitado movimiento, pero cuando se caliente vibrarán también sus moléculas y las que choquen rebotarán sin poder transferir su energía y ¿dónde irán con su carga de
movimiento? Irán a lo único que se mueve y agranda el lugar. El pistón, que al bajar agrandará la cámara y hará que las moléculas se comiencen a alejar unas de otras, hay más lugar, van perdiendo su movimiento, van perdiendo su calor porque lo transfirieron al pistón haciéndolo bajar y este a través de la biela al cigüeñal, haciéndolo girar, ¿lo podemos imaginar así? Así es como trabaja nuestro motor,
pero para llegar a esto falta mucho, no olvidemos que todo está en nuestra imaginación, todavía, es una novela casi de ciencia-ficción.
Cuando el pistón agrandó el recinto de la combustión lo suficiente para que las moléculas perdieran su agitado movimiento (parte del calor, que es igual ) debemos abrir la válvula de escape y allí sí que la brusca caída de la presión produce una contracción violenta del gas que se achica y enfría rápidamente, razón por la cual la válvula de escape es mucho más pequeña que la de admisión, aunque en
un instante anterior el gas era mucho mas voluminoso que no podría haber salido más que por una válvula al menos del doble tamaño que la de admisión, este fenómeno que llamaremos de termodinámica, porque se trata de gases calientes en movimiento se traslada y completa en el caño de escape, de allí la cuidada complicación de este retorcido caño. El paquete de una combustión que en primera
instancia ocupa 1 metro del interior del caño, se va enfriando muy rápidamente, va perdiendo su calor, su energía cinética, y
recuperando el menor espacio que debe ocupar sus moléculas en estado normal, por tanto se produce un lugar con menos moléculas, con menos pelotitas de ping pong que ya no se mueven rápidamente, esto es menos presión, como decir, hay más vacío que debe ocupar el próximo gas que se enfría.
Imaginado así el escape y su relativo enfriamiento produce una especie de “bombeo” que ayuda a sacar las pelotitas que ya están quietas o casi quietas, o lo que es lo mismo, más frías, esto ayuda al pistón a expulsar las pelotitas que ya debe empujarlas con menos fuerza, porque como dijimos muchas salen casi solas por el caño de escape que las “chupa”. Esta corriente de pelotitas hacia la válvula
de escape, no deja que las entrantes por la vecina admisión se mezclen, primero, porque están mas quietas, más frías, no vibran y segundo, las que entran tienen menor velocidad de traslación, las que salen van más apuradas, no le dan lugar para meterse en su
corriente, mientras una válvula cierra y la otra abre cada ves más, repitiendo el ciclo. Claro, que todo esto es imaginario, ocurre así, pero con algunas variantes, estas variantes son las que hacen a la diferencia de rendimiento de un motor a otro. Por estas razones el momento de apertura o cierre de las válvulas es tan importante, como lo es también importante la velocidad en que cierran y abren y el
tiempo que permanecen abiertas, porque eso se traduce en mayor o menor cantidad de moléculas que puedan pasar por la abertura, igual se puede decir de cuan alto abren y que esto depende de leyes físicas del movimiento, que tienen que ver con cargas inerciales ,
masas en aceleración y tiempos relacionados con el movimiento, todo mezclado, muy bien mezclado y combinado, como las notas de una partitura. Para hacer que el movimiento cumpla nuestros deseos, debemos conocer a fondo sus leyes y así conseguir que haga nuestros designios, algunos pueden lograrse otros no se pueden realizar, debemos elegir los caminos que se pueden transitar, que se
puede hacer y que no se puede hacer y conformarnos o buscar otro camino para lograr lo mismo, como por ejemplo, poner más válvulas
aunque sean más chicas más livianas no levantarlas a tanta altura, poner resortes con menos carga, más blandos, y ganar en el cambio, en una palabra, dar un rodeo para encontrar el buen camino donde lograr lo que buscamos. Bueno pero esto es hablar de
Eficiencia Volumétrica, poner más mezcla en un mismo espacio. Como decíamos antes, los pistones suben y bajan conectados por las bielas al cigüeñal y siguiendo sus órdenes, cuando bajan desde el punto muerto superior, van liberando un espacio, que prontamente se llena por razón de las diferencias de presiones con el exterior, la cantidad que se llena depende de los métodos o medios para liberar de
obstáculos en el camino de la mezcla. Si el tubo de admisión es de las medidas adecuadas y sus formas y paredes son como
corresponde, se consigue una velocidad de pasaje de alrededor de 80 metros por segundo con caudal total, esto produce un fenómeno de carga inercial que el peso y movimiento de la mezcla llega a permitir seguir ingresando al cilindro aun después que las condiciones no serían favorables para ello, cuando ya la depresión en el cilindro cambió de signo, por un momento más luchará esta carga inercial
contra la sobre presión del cilindro ya lleno y le inducirá algo más de una atmósfera que es la presión máxima que podemos pretender, en condiciones normales, claro que este fenómeno es muy puntual, pasadas las condiciones favorables se torna en onctra de darnos lo que esperábamos. Estamos hablando del muy mentado efecto ram.
El gas se mueve sobre una superficie en capas, imaginemos que un tubo que tiene rodillos en sus paredes y que lo que pasa por su interior rola por sobre ellos, cuanto más grandes son los rodillos más pequeño se hace el espacio por donde debe pasar lo que circula. La capa límite es más fina cuanto más lisa es la superficie del tubo y así queda más lugar por el centro. Como las capas límite son cada
ves más finas y se mueven más rápido una sobre la otra es como si fueran sábanas de seda con talco entre ellas, la más alejada de la pared no se podría quedar quieta y el movimiento no consumiría energía, así que por el centro correría un túnel de alta velocidad que
llevaría a la mezcla muy rápido, empujada por la presión del exterior. Si las paredes son rugosas o sin pulir demasiado, la capa límite es más gruesa y la siguiente sigue siendo menos gruesa y así hasta llegar a una capa fina, todas estas capas achicarían el pasaje y el centro no sería de gran caudal, debemos calcular lo que ocurre en cada caso para lograr la velocidad y caudal debidos para llenar y
sobrellenar el cilindro Esto es mas o menos lo que ocurre dentro del tubo de admisión durante el efecto ram se debe llegar a esto y la
velocidad debe ser de 80 a 85 metros por segundo y el caudal o cantidad de la mezcla debe ser el que alcanza para que durante el
tiempo de la depresión llene el cilindro, esto debe ser así , con o sin efecto ram, de lo contrario se deberán buscar otros caminos para hacer que el rendimiento volumétrico sea aceptable, como por ejemplo un compresor volumétrico o un turbo compresor o un “soplador”,
todos estos recursos nos sacan de la categoría de alimentación normal. Por supuesto también se puede emplear métodos químicos para aportar más oxígeno al cilindro, óxido nitroso ( N 2 O ) o también alcoholes , metanol o compuestos como el nitro metano o el
nitrobenceno, nunca el oxígeno puro, de un tubo, porque es tan inestable que se combinaría con todo lo que forma el motor y peor con lo que está caliente, como un pico cortador, de esta manera el rendimiento volumétrico es otro termómetro para medir como anda un motor. Es de especial cuidado y estudio los movimientos de las válvulas porque de ello depende cuanta mezcla va a entrar, cuando y en
que forma, este movimiento , que parece simple, que sólo tiene por función gobernar el pasaje de la mezcla, no es tan simple, primero porque este movimiento referido sólo al sistema que abre y cierra las válvulas está sometido totalmente a las leyes físicas del
movimiento, masas, aceleraciones positivas y negativas y a todas las deformaciones y deflexiones que causan la energía del movimiento en la materia, por un lado los límites de orden eminentemente del movimiento de la materia que forman todas las partes involucradas en el tema y que son partes constitutivas de nuestro delicado engendro, digamos, botadores varillas levanta válvulas balancines válvulas
platillos resortes, que están más dispuestos a cumplir estas leyes antes que nuestros deseos, que son responsables de que entre en el
cilindro la mayor cantidad de mezcla en el menor tiempo posible de acuerdo a nuestra orden o a la orden de nuestro pié derecho, pero la mezcla, también debe cumplir con sus propias leyes, choca, rebota va y viene de acuerdo con su propio sistema de ondas resonancias presiones espacios y alternancias, entonces este sistema de ordenar la apertura y cierre de válvulas, ya de entrada, es un caos
aparente, que hay que ordenar y si lo estudiamos bien veremos que el verdadero carácter, el alma del comportamiento de nuestro niño mimado está en esta complicada pieza que comanda a las válvulas y a través de ellas a toda la utilidad del trabajo que puede llegar a producir el “nene”.Donde está la máxima potencia, donde el toque, como deben ser las relaciones de caja y final y hasta las medidas de
las gomas de nuestro autito. Como el peso de todo va a tener que ver con el trabajo final y como ese peso interviene junto con la forma para el resultado de la carrera, bueno pero todo eso es soñar lejos, esperemos en nuestra novela y aclaremos otras cosas
todavía importantes, para seguir. Si tenemos que enumerar por orden de importancia los eventos que gobiernan a las válvulas, debemos decir que los movimientos de las válvulas están relacionados íntimamente con el pistón y su posición en cada instante dentro del cilindro, en cada punto de la carrera del pistón corresponde sólo una posición óptima del estado de apertura o cierre de cada válvula,
digamos que esa es la partitura que se debe respetar para poder escuchar la música. Decimos que por orden de absoluta importancia para el andar del motor, lo primero a considerar es el cierre de la válvula de admisión y el progreso del viaje del pistón hacia el punto
muerto superior, esto comenzará a delinear el carácter de nuestro niño, si demasiado tarde serramos, deberá girar a un régimen más elevado, para ganarle a la mezcla que si es lento,(este régimen de revoluciones), la mezcla tratará de retornar por la válvula y el tubo de admisión hasta el carburador y atrapando menos cantidad dentro del cilindro y poniendo patas para arriba todo lo pensado con
respecto a efecto ram y ondas y capas límites y la propia carburación. Ya de por sí este cierre, si es tardío muestra el comienzo de agresividad del motor, porque pocas diferencias en el régimen hacen que la mezcla no esté donde debe estar para un andar manso y parejo, comienza a ser sensible, luego el segundo evento a considerar en orden de importancia es el momento de apertura de la válvula
de escape, ese momento y la posición del pistón en su carrera de expansión de gases, antes ya lo explicamos, ¿para que guardar lo que
ya no se puede utilizar? Y además, el momento es útil si es el debido y la apertura de la válvula aquieta lo que debe irse por el escape, ayudando en ves de molestar. Luego le corresponde abrir a la válvula de admisión, ( en el orden que estamos estableciendo, de
importancia para el buen vivir del motor) esto es debido a que si algo debe ser pronto, que sea antes, bueno más claro, si debemos poner en movimiento la válvula para tenerla más tiempo abierta vamos a tener que abrirla antes para que el pistón la encuentre muy abierta cuando va llegando a su máxima velocidad, esto es antes de la mitad de su carrera descendente y así la mezcla encuentre libre
paso esto es así porque ya está llegando en las cercanías de su máxima abertura, cuando tiene máxima velocidad hacia el cilindro esto es luego del punto anteriormente citado para el pistón. Si queremos saber donde está este punto de máxima velocidad del pistón,
debemos razonar que cuando la línea imaginaria del centro de la biela que pasa por el centro del perno y el centro del muñón forma un ángulo de 90 grados con la otra línea imaginaria que pasa por el centro del muñón de biela y el centro del cigüeñal ese punto de la carrera del pistón es el punto donde alcanza su máxima velocidad, desde allí hasta el punto muerto inferior, va perdiendo velocidad
hasta llegar al P.M.I. donde está la máxima aceleración tanto positiva como negativa, de esta media revolución pues allí cambia de
sentido el movimiento de nuestro pistón, es el P.M.I. lugar de máxima aceleración y a la vez de mínima velocidad o velocidad nula. Estas coincidencias también lo son con las leyes del movimiento: allí el pistón tiene gran carga inercial es decir “pesa” mucho más y comprime a la biela con miles de kilos, depende del régimen, por supuesto esto origina deformaciones hasta cierto punto elásticas, depende de la
biela, es donde el cojinete de biela soporta junto con su película lubricante enorme carga, lo que obliga a que esta carga esté
distribuida uniformemente en una amplia superficie ( cojinete) para que la película protectora de aceite no se caliente y no se rompa permitiendo el toque de metales directamente, fatal para el “niño ” debe tener mucho caudal de aceite que llegue y pueda escapar por
los lados llevándose el calor, si falta este caudal por una pequeña fracción de tiempo, que está quieto, se calienta y volatiliza rápidamente y adiós motor . Todo lo anterior se repite en el P.M.S. pero con mayor intensidad a un mismo régimen y es junto con el diseño de las levas lo que limita la cantidad de revoluciones por minuto que puede aceptar nuestro motor. Ese régimen está de acuerdo
para que todo nuestro motor no llegue a enemistarse con las cargas inerciales originadas en su forma de funcionar alternativo y los
materiales que lo forman sigan teniendo su forma e integridad para lo que fueron hechos, digamos bielas, pernos pistones etc.etc.
Bueno, pero ya estamos hablando de Rendimiento Mecánico, el factor que nos indicará cuanto puede hacer nuestro pequeño monstruo, cuanto nos costará, en términos de energía, hacer que se porte heroicamente y como hacerlo para que sea capaz al máximo. Por
supuesto nuestro futuro campeón, nació en una línea de montaje y para equipar un auto estándar, muy distinto de lo que nosotros esperamos de él, si esperamos mucho debemos cambiarlo mucho y eso nos costará mucho dinero en piezas construidas especialmente para un esfuerzo mayor y de materiales de superior calidad o directamente distintos, pero si nos conformamos con menos, será posible
solamente modificando las piezas originales y su manera de armarlas para que posiblemente nos conforme y con menos costo, pero recordemos que lo bueno cuesta y lo máximo cuesta más todavía.
Convendría poner pistones forjados, por la capacidad de aguantar esfuerzos extremos, por los aros que podemos poner, extremadamente finos y de mucha carga en proporción, ojo que no todas son rosas, aquí van algunas espinas, el pistón forjado es más pesado y lleva más luz en la camisa, los aros finos, tienen desgaste prematuro, pero a cambio su fortaleza a todo tipo de maltrato es
notable, temperaturas extremas en errores de combustión o carburación , en errores de encendido o puesta a punto su punto de
“despegue” tardío por su peso y la consabida carga inercial, en definitiva diremos que son más las rosas que las espinas, con el perno del pistón haremos las mismas consideraciones, “especial”, si es posible totalmente flotante, esto es con luz en la biela y en el pistón.
La biela deberá ser del modelo más resistente obtenible y con tornillos especiales para bielas, la perfección en las medidas debe aproximarse a “0” y el balanceo, tanto estático como dinámico es al máximo, al “gramo”
Si se debe alivianar, solamente tocar las zonas para el balance preferiblemente en la parte superior, ni en broma intentar tocar la caña,
solamente pulido, sin pérdida de material. El sistema de detección de fisuras por magna flux es ideal y constantemente se debe recurrir a el .En el alineamiento de cajas de bancadas y bielas se deberá prestar extrema atención, esto no permite errores ni diferencias, igual con los 4 ejes imaginarios del cigüeñal, centro, muñones que suben juntos, volteo tanto de la carrera como angular . La
perpendicularidad del eje del cilindro con el centro del eje del cigüeñal no perdona menos que “0”. Todo debe ser armado con la luz y huelgos de un motor usado, nunca deberá pensarse en “ablandamiento” este niño al ponerse en marcha, ya es para correr y comienza su vida útil. Como las vibraciones generadas es energía destructiva y desordenada, deberá colocarse muy firmemente en el extremo del
cigüeñal alejado del volante motor un antivibrador o “Damper” de lo contrario las vibraciones torcionales acabarían rápidamente con
nuestro cigüeñal, las flexionales o vibraciones ondulatorias o de “látigo” que se mueven a lo largo, suelen aliviarse con un muy buen balanceo, pero son de diseño y poco se pueden mejorar, más que con un perfecto balanceado y uniformidad en las luces y alineación de cojinetes.
*Creo que debería hablar del mundo físico que nos rodea, de lo que nos da posibilidades de conocerlo para hacer modificaciones a nuestro entorno y de hacer cosas, generalmente para bien de todos, algunas para progreso personal otras para legado de quienes con curiosidad quieran saber nuestra forma de pensar y de cómo lo vemos todo y hallamos explicación a sucesos que pueden ser
inexplicables analizados con un pensamiento no analítico ni científico en nuestro mundo tecnológico del siglo XXI. Veamos someramente el pensamiento de quienes pretenden explicarnos cosas que parecen simples y que para que encajen como un rompecabezas con todo, se deberán ver de una manera muy especial, fuera de nuestro entorno común, en donde cada cosa tiene un nombre y la representamos
o imaginamos de una manera que no siempre, por no decir nunca, es real así como la vemos, pensamos e incluso tocamos.
¿Que es lo que más asombra¿ muchas cosas al ojo del curioso. Empezaremos por decir que el vacío no existe, no encontraremos vacío en ningún experimento. Todo está de una manera lleno, un solo átomo por metro cúbico de espacio, ya nos asegura que el vacío total no existe, si agregamos que ese metro cúbico de espacio esta lleno de energía electromagnética, en forma de ondas y radiaciones, peor
todavía nuestra aparente “verdad” del vacío no corre. ¿Y si vamos al lado opuesto? El espacio más lleno de materia ¿cuánta materia tendría el espacio más lleno? El centro de una estrella de neutrones, que es la tumba de una estrella tiene tanta cantidad de materia
que 1 mm cúbico pesaría miles de billones de toneladas, tan compactada está la materia que la materia que conocemos y tocamos, ejemplo una biela de acero, sería en ese mundo menos que un escarbadientes de algodón achicado a la milmillonésima de milímetro. No es todo esto como podría parecer cosas imaginarias, que no pueden tocarse ni comprobarse, que son imaginaciones, no estas cosas
son las verdades de una forma de razonar y comprobables, indirectamente, por supuesto, como de que la tierra es redonda y la luna está allá a 300.000 kilómetros desde hace muchos años, antes que nosotros la pudiésemos ver. ¿Pero a quien le importa todo esto? A nosotros que queremos comprender algunas cosas de nuestro frágil motor, veamos porque.
Dijimos que el calor es vibración molecular, una forma de Energía, en definitiva, un estado de la materia, entonces toda la materia que forma nuestro motor está sujeta a las leyes generales de este mundo. El calor, lo hace más duro o más blando, más retorcido o alineado, sí pero al calor lo cambiamos por menos calor y lo llamamos frío, porque el frío no es otra cosa que menos calor, no existe el
Señor Frío, es sólo menos calor y ?cuanto menos calor podemos conseguir? O sea ¿cuánto frío puede haber¿ no todo, pues siempre algo se mueve y eso tiene algo de calor, recordemos que dijimos que en el espacio está lleno de ondas, y las ondas es energía, movimiento y por tanto calor, El problema no es el frío, es el calor y manejarlo. Vamos entendiendo que toda esta manera de comprender al mundo
nos permitirá entender a nuestro motor ¿verdad? Si el calor cambia la forma de las cosas, debemos saber cuanto calor cambia definitivamente las formas labradas o mecanizadas de una manera para que deje de cumplir su función en el motor, debemos comprender que el mecanizado del metal produce calor suficiente para que las medidas de las piezas cambien, así que debemos
controlar cuanto calor podemos permitirnos cuando labramos o mecanizamos sus partes, eso es parte del control de las medidas y además cuando esta trabajando y se caliente , si no lo controlamos se pondrá inservible y deforme como casi cualquier “gordo” .
Debemos comprender que en nuestro mundo el calor es el Rey que toma todas las determinaciones de mil y una maneras para jorobarnos la vida de nuestro motor. Claro que si andamos en buenas relaciones con él obtendremos maravillosas utilidades, debemos saber medirlo, cosa por cierto muy dificultosa, porque este señor es muy esquivo, aparece y se va muy rápidamente a veces antes que
nos demos cuenta donde, hace el desastre sin avisar, escondido donde no podemos llegar a controlarlo y muy rápidamente, ganándole a
nuestra imaginación. ¡ ¡ Todas las precauciones son pocas con él ¡ ¡ ¡. Pero el peor enemigo debe ser nuestro aliado, debemos comprenderlo y mimarlo, para que sea nuestro servidor domado. Recordemos, nuestro motor es una máquina de transformación de energía “endotérmico” es el encargado de trabajar con el calor y sacarle parte de su energía para transformarla en trabajo que nosotros aprovecharemos para intentar ganar.
*Esta forma de pensar, de razonar, es muy distinta a otras formas del pensamiento, como en aceptar fuerzas ocultas, por sobre las fuerzas de la naturaleza, fuerzas de origen divino o milagroso, que disponen de los hechos de manera impredecible o poco ordenada, de manera que son manejadas por fuerzas ocultas y desconocidas, sólo comprendidas por una curiosa forma de pensar que se suele llamar “fe”
Aunque parezca mentira las dos formas de pensar se basan en la fe, en la creencia de que son verdaderas, legítimas por tanto válidas y efectivas. Desde hace muchos años el pensamiento humano no le dio lugar a la ignorancia, en su lugar puso supuestas antiguas leyes profetizadas por seres con imagen divina o profetas, decidores de verdades que debían ser aceptadas sí o sí, sin cuestionamientos, las
verdades reveladas y profetizadas todavía forman parte de numerosas culturas contemporáneas, pero si observamos atentamente estas
culturas quedaron sin cambios, en el pasado, irremediablemente las culturas de la “fe” incuestionable chocaron con las culturas que
adoptaron otras formas de pensamiento. Desde muy antiguo también pero indefensas, las mentes de unos pocos se atrevieron buscando otros caminos para el pensamiento. Descartes, Ptolomeo, Arquímedes, Galileo Galiley, Leonardo Davinci, Newton, Einstein,
Plank, por nombrar algunos que nos mostraron un nuevo método de pensamiento, en realidad es también un método de fe pero acorde con las facultades más destacadas del humano, el razonamiento, la observación la experimentación y así comenzó una nueva era para la humanidad.
¿Porqué todo esto¿ Porque si no es así, vamos a pedirle a La Difunta Correa que nos dé un motor para ganar y todo arreglado, para qué trabajar con el bocho si con solamente “fé” se puede conseguir.
Aquí llegamos a la encrucijada, a la punta del camino donde debemos optar por uno u otro. No debería ser así, los dos caminos son válidos pero cada uno nos lleva a distintos términos. Lo ideal, lo equilibrado sería explorar lo dos caminos para de esa manera llegar a elegir el que nos parece acertado, así debemos hacer, en muchos casos nos muestran un solo camino posible sin opción a retroceder, la
primera comunión, el padre nuestro, la lectura de las sagradas escrituras y con el tiempo, al llegar libros a nuestras manos leemos que
hay muchas “sagradas escrituras”, todas dueñas de la verdad, como siempre verdad no comprobable, debían ser incuestionables. La Biblia, El Corán, Libro de Buda etc. Pero también llegaron otros libros a nuestras manos como el que hablaba diferente de las mismas cosas, pero con estos lo diferente era que se podía comprobar una y mil veces las verdades que decían. Allí, en el museo están los
huesos de los hombres mitad hombres y mitad monos de 3 o cuatro millones de años antes, el viaje de Colón o Magallanes no era plana sino redonda y así miles de ejemplos más. Lo doloroso para la humanidad es que la fe anterior perdura tan ciega y fanática como para eliminar a quienes no la comparten.
Pero lo inmensamente triste es que la otra fe la que no es ciega y nació de las mentes que se alejaban del oscurantismo, llegaron a usarse para el mismo triste fin, la dominación, el hambre la miseria, pocos son los dueños de esa fe de la verdad, pocos son los que consiguen sus beneficios.
Nosotros, que tratamos al deporte como un medio digno de aprender y mejorar nuestras condiciones de seres humanos pensantes y con un venturoso porvenir, no nos está prohibido creer en una u otra “fe”, pero debe ser para el bien presente y futuro de la humanidad.... ¿ Porqué todo esto último? Porque forma parte de la novela de la vida, incluso forma parte de la novela de nuestro motor de carreras.
Creo que no se me ocurrirá pensar mal si alguien le reza a La Difunta Correa para que la rectificación del cigüeñal quede perfecta, pero que no se olvide de pasar por la mejor rectificadora y controlar, todo forma parte del juego de vivir y vivir como se desea, que es lo importante.
Volviendo al Rendimiento Mecánico: ¿como se “gasta” energía para que funcione el motor? En primer lugar los aros que raspan en las paredes del cilindro y con mucha fuerza, luego diremos que los culpables son los resortes de válvulas, le siguen todos los rozamientos y movimientos creando continuamente energía cinética y gran parte del gasto es el calor que no llega a transformarse en energía y es
disipada por el radiador y todas las partes que no importan que estén demasiado calientes.
A favor de esto diremos que debemos poner aros de fácil deslizamiento en cilindros pulidos, con juego o luz suficiente para no crear interferencias, igual entre pistón y cilindros, guías y válvulas, bielas y cigüeñal y bloque, cojinetes de levas. Etc. (como si todo el motor tuviese un desgaste de trabajo de 70.000 kilómetros en huelgos y tolerancias, por supuesto)
EL AUTO DE CARRERAS, todo está destinado a acelerar y esto es el “trabajo” final del motor. DE ESTO VAMOS A HABLAR: DE CARRERAS DE ACELERACION
Bueno, cuando empezamos a trabajar en nuestro motor, el estaba sobre un auto usado pero bien conservado, un auto que jamás había hecho otra cosa que dar una vueltita un sábado o un corto viaje el domingo. Tenía 73.000 kilómetros en su odómetro, eso es lo mejor de su vida.
Tenía lo mejor de su vida por recorrer y no soñaba con un futuro de aventuras y competencias, con una remodelación total para otros fines.
Lo elegimos para carreras de aceleración y rápidamente el motor fue a sus cambios para producir enorme energía, comparado con la que estaba acostumbrado.
Empezó como un gran campeón, ganando pero a decir verdad no tenía grandes ni poderosos rivales, fue fácil, pero poco a poco la cosa se fue poniendo complicada.
Instalamos un equipo NOS de óxido nitroso, eso nos daba en 250 metros 5 décimas de segundos menos que lo que teníamos anteriormente, como por entonces nadie conocía el empleo de oxido optamos por colocar todo oculto. Nada se podía ver desde el exterior o adivinar en una revisión sin desarme externo de todo el vehículo. A decir verdad, fue muy difícil ocultar todo, lo logramos con
mucho ingenio, esto fundamentalmente era para que otros no descubrieran la nueva tecnología americana. Ganamos todas y mientras
seguíamos la preparación convencional experimentando con levas, válvulas, compresión, combustibles y aún perfeccionando el sistema NOS que era uno de los primitivos. Inventamos un retardador de inyección porque en un momento pudimos ver la posibilidad de un
retroceso de llama que nos pondría en órbita, eso nos enseñó que el motor debe tener más de 2/3 del régimen antes de recibir la inyección luego inventamos el pico mezclador para una mejor mezcla de carburante y oxido nitroso, una inyección “brumosa” y fue en
mejoría de la combustión, luego pusimos un “retardador” de encendido, puesto que la llama se movía con mayor velocidad en esta
mezcla y debimos atrasar la chispa con un dispositivo electrónico casero y poco a poco fuimos descubriendo como lidiar con la adherencia y el traslado de cargas inerciales durante la aceleración, vimos que la temperatura , la presión y el tipo de neumáticos tenían mucha importancia y el tipo de piso o pavimento, comprobando que el muy liso se prestaba más que el rugoso y áspero.
Comprobamos que iniciar el movimiento de avance antes de la partida Sin Abortar la carrera, era la clave conductiva principal para salir con una ventaja que es fundamental al final de los 250 metros. Poco a poco nos dimos cuenta que es más importante “la maña que la fuerza”, que es igual alivianar que agregar potencia, o que agregar peso equivalía a quitar potencia.
Creemos que la energía se emplea en un 90% para acelerar y un 10% o menos se pierde en resistencia aerodinámica y resistencia al rodamiento, todo es empleado para vencer la inercia y crear fuerzas inerciales que a su vez se emplearán, como en una redundancia, a mejorar o aumentar el grado de movimiento o aceleración, ¡ ¡ ¡ Tranquilo ¡ ¡ ¡ si es difícil explicarlo es más difícil lograrlo.
**Volviendo al chivo, si el C. G. está sobre el eje trasero, intentará willy, porque, en la aceleración este C. G. se correrá a metros detrás. Es movedizo este C. G. y hay que acertar donde ponerlo cuando estático, para que nos ayude en la aceleración y cambie de lugar, esto es “carga dinámica” o peso de movimiento. Si cuando se produce el pico en la aceleración está sobre el eje, tenemos
máxima adherencia esta máxima adherencia modificará nuevamente la aceleración, y así retroalimentándose. Hallar lo correcto siempre es complicado, pero de eso se trata.
Como todas las cosas valiosas, suelen ser difíciles y costosas, pero es un desafío
Un científico, para entender hace un modelo matemático, que explica con lógica la teoría para que los demás entiendan; como yo no soy científico ni mucho menos, y no soy capaz de elaborar una teoría matemática y la mayoría de los que van a leerme supongo no la
entenderían. Por eso es que voy a intentar unos ejemplos más simples que den una idea aproximada de esto del C.G. y el peso móvil y la traslación de “cargas cinéticas”. Imaginemos un plato que en el centro del fondo tenga una pequeña depresión, imaginemos que esa
depresión es el vértice de un cono invertido, que este cono es, partiendo del centro, cada vez más curvo, digamos que es más curvo para arriba hasta el borde del plato. Ponemos en el plato una bolita grande de acero, lógico si el plato está a nivel la bolita se mete en el vértice del centro; Si movemos en una dirección el plato, pero si lo hacemos suavemente, la bolita queda en el centro, pero si lo
movemos rápidamente, según cuán rápido movamos el plato, la bolita trepará cuanto más rápido, más por el costado hasta caer fuera del plato. Se entiende que el plato es el auto, la bolita el C.G. el movimiento es la acelerada(aceleración) y la salida del plato, el “willy”.
Vemos como el C.G. se desplaza obedeciendo a la aceleración, vemos además, que la bolita en movimiento, hace que todo el equilibrio del plato cambie, debido al desplazamiento; Ahora pensemos en una frenada, todo es igual para el plato, pero con signo contrario (anti-willy) El peso del plato y la bolita nunca cambió, se cambió de lugar(el peso), acorde con la acelerada así sea negativa o positiva. Se
modificaba el equilibrio con el movimiento (acelerado o quieto). Entender cuanto se mueve y adonde se mueve el C.G. nos permite, con palancas, tensores, amortiguadores, barras de torsión, flexores, etc. mandar esta maldita carga dinámica sobre el eje de las ruedas que
transmiten su giro al piso y le impiden patinar. Supongamos, volviendo al plato, que ponemos otro plato igual sobre el primero, pero que los dos estén separados pero unidos con torrecitas para que sean solidarios, al poner la bolita en este último plato el C.G. estará más
arriba, con la misma acelerada o menos la bolita saltaría del plato, llegaríamos antes a la condición de “willy”. El C.G. más alto nos cambió todo. Quiero explicar con esto, que cualquier cambio espacial que altere la posición del C.G. altera todo el comportamiento del auto. Además, cualquier deformación o flexión que sufre el auto, por el material que se supone rígido y debe circular los esfuerzos,
influirá para que el C.G. no lo podamos encontrar donde suponemos que debería estar de esta manera será imposible controlar las reacciones que queremos utilizar, a menos que sirvan esas deformaciones y flexiones en nuestro provecho (caso karting, F 1 y toda la ciencia de C. Chapman, F. Willams o Mac Laren).
Bien, ya sabemos donde está el C.G. dinámico, ¿cómo hacemos para llevarlo sobre el eje? Muy buena pregunta, pero muy difícil de contestar, diría que cada caso es un mundo de diferencias. Para empezar ¿qué hace el auto, baja la cola, sube la trompa, levanta una rueda, “rola” o simplemente queda patinando? Como vemos son muchas las opciones o combinaciones de problemas para muchas
soluciones y mezclas de soluciones a encontrar.
Si baja la cola, amortiguadores duros a la compresión. Si levanta la trompa, amortiguadores duros a la tracción. Si se enrosca el eje de tracción, (a una acción corresponde una reacción de igual intensidad en sentido contrario). Las ruedas giran en sentido horario, si miramos desde el costado derecho, desde el suelo;
Por lo tanto el diferencial o eje querrá hacerlo en sentido anti horario (la fuerza es igual a las de las ruedas en el piso). La barra que impide que se levante la cola del piñón debe empujar al eje hacia abajo (la barra tomada en el chasis lo mas cerca posible del C.G. y usando las palancas, sistemas 1º, 2º o3º) para que la carga empuje al eje hacia el pavimento. El C.G. muy alto o muy atrás, traslada al
C.G.D.(centro de gravedad dinámico) en la acelerada; Esto levanta la trompa como un balancín donde el centro pivotante es el eje
trasero y todo el peso que levanta es carga dinámica que se pierde, es igual a lo que está por delante del eje pivotante(pensar en el
sube y baja, un solo niño en un extremo no balancea) Trasladar peso hacia delante, peso que puede trasladarse, butaca piloto, tableros, pedaleras, etc.. Fundamentalmente colgar las masas no suspendidas del eje que se levanta. Si “rola” vulgarmente la reacción de torque en un picador endurecer barra estabilizadora.
Todo lo anterior sería como si un médico ve a un paciente que está flaco, demacrado, amarillo y pierde peso día a día, le diga sin analizar más, amigo usted tiene cáncer, podría ser, pero no es así de fácil.
En autos de carreras no existen, por lo menos en forma preponderante, la suerte, la mala suerte, la ayuda de la Difunta, que salga de puro “tarro” o huevazos por el estilo. Hay que averiguar, todo está inventado, hay que descubrir en nuestro caso que tenemos que hacer, y hacerlo y ojo entendiendo todo. El “invento” es encontrar, como y porqué esto o lo otro, el conjunto de lo logrado con éxito es
“nuestro invento”. Diré a título ilustrativo que en el chevrolet la relación de puente es de 49 ·/· 12 = 4,08 (dientes corona ·/· dientes piñón ) = 4,08
¿No parece claro lo del aumento de peso producido en la aceleración?. Bueno, pongamos una balanza, de esas chiquitas del baño, sobre el piso de un ascensor, subamos y verificamos el peso, desde allí arriba apretemos el botón para subir y miremos el cursor de los kilos cuando arranca y verán, como por un instante (cuando todo pasa de la inmovilidad a la aceleración) aumentan los kilos (sólo por un
instante, el de la aceleración, luego en velocidad constante volvemos al peso inicial) Todo lo que tiene masa, en todo el universo, está sometido a estas leyes del movimiento. "E pur si muove", decía Galileo Galiley, y casi lo queman vivo. Después vinieron Newton que lo
“reglamentó” y luego Einstein que lo pulió mejor. ¡Después Colin, Frank y los genios que usaron LO QUE ESTABA DESCUBIERTO... NO INVENTARON !!!, supieron usar lo que estaba inventado para ganar carreras. Inventaron la combinación de todo lo que ya se sabía.
Claro que es sumamente difícil, se debe pensar, y eso es lo único que nos diferencia de casi todos los animales. Digo, casi todos los animales, porque algunos de nosotros nos encontramos cómodos sin pensar.
Para evitar las peligrosas corridas patinando desde la partida calentando neumáticos, se debe instalar, en la línea de frenos trasera, una llave bloqueadora, de esa manera en la partida, frenando con el pié izquierdo, solamente reciben presión las ruedas delanteras, de esa forma, con apenas un charquito bajo las ruedas traseras se inicia una patinada, sin mucho motor, espectacular y controlada para
calentar sin riesgos ni de motor ni de vehículo.
Veamos que podemos charlar con los números, que según el dicho, no se equivocan.
Avance de perno de dirección = es la inclinación en grados hacia delante en su parte inferior respecto de la vertical ( en un picador 12º, aproximadamente.-
Relación de puente = Los dientes de la corona dividido los dientes del piñón, las vueltas de la rueda y las vueltas del cardan.-
Relación de compresión = relación entre cámara de combustión y volumen del cilindro sumado el volumen de la cámara y dividido por ésta.
Rendimiento volumétrico = los h.p. dividido la cilindrada = hp/litro.
Aceleración = la variación de la velocidad con el tiempo = m/s2
Masa = peso x 9,8 = unidades técnicas de masa
Peso = cambia con la altura,( gravedad y masa)
Carga Inercial = peso producido por el cambio de estado de movimiento.-
Convergencia = ruedas en su alineación cerradas adelante picador “0”.-
Divergencia = ruedas abiertas adelante picador “0”
Comba positiva = ruedas cerradas abajo picador “0”
Comba negativa = ruedas cerradas arriba picador “0”
Sobrevirante = se va la trompa
Subvirante = se va la cola.
Desarrollo de rueda = diámetro por 3,1416. (Largo de la pisada)
Relaciones de caja = diferencia de rotación entre los ejes de engranajes de cada marcha.
Velocidad promedio = 3.600 ·/· tiempo por distancia.
Espero que las cuestiones aquí tratadas no sean vistas en forma
Tal que cambien la manera de ver las cosas de nadie, son solamente las opiniones y pensamientos de alguien que sólo pretende comunicarse para comprender mejor, por tal razón espero y desde ya acepto cualquier critica u opinión sobre todo lo expuesto.-
Único autor responsable: Héctor Pettinari.-
LA NOVELA DEL MOTOR DE CARRERAS dedicada a mi hijo David. Por: Hector Pettinari.
Mis maestros : Pedro Balestrini
Rafael Balestrini
Heriberto Pronello
Oreste Berta
Ing. Bianchi
Ing. Lucius
Ing. Joseph
Pocholo Carri
Hermanos Padovani
Horacio Bertucci
Desde ya espero opiniones ,sugerencias, ayuda en el tema tratado,-
Muchos hablan del porqué, del como, del cuando, del donde, pero del motor de carreras real, del verdadero, pocos saben la verdad, espero contar todas las peripecias que ocurren para que el motor de carreras pueda ser eso, un motor de carreras.
Toda la ciencia y todo el conocimiento actual hacen falta para que el motor sea el mejor, el ganador. De ninguna manera “toda la ciencia y todo el conocimiento actual” es patrimonio de una sola persona, suele ocurrir que ni siquiera es patrimonio de varias mentes, es la conjunción de muchas disciplinas llevadas a la práctica lo que puede lograr que un motor sea “ganador de carreras”.
Infinidad de factores intervienen para lograrlo, entre los factores que intervienen y están al alcance del conocimiento, de la ciencia, de la tecnificación, y del desarrollo de métodos y modelos para probar y trabajar. Tenemos la obligación de experimentar con los desconocidos, probar con los aceptados y poner en práctica los definitivamente ciertos. Descartar los de labia de café, los de orden
general, los de creencias arraigadas incomprensibles, los de “lo dijo fulano o lo hizo mengano” o los cabalísticos o milagrosos, “porque sí nomás” por la difunta o el pié izquierdo.
Todo tiene un porqué muy analizable y justificado, científico o matemático si se desea, pero nunca es “porque sí” y “no lo sé ni lo entiendo pero es así y nada más”, esto es el prode pero no conocimiento de mecánica.
El motor es una novela de aventuras, aventuras científicas funcionando a ritmo de orquesta, si algo falla, hay una causa indefectiblemente, pero esa misma causa puede no ser responsable en otro motor de la falla que sí lo es en éste, porque una falla puede ser la conjunción de factores muy difíciles de rastrear y controlar y más de evitar y comprobar. Así tenemos realidades y no
misterios en el motor, algunas realidades imposibles de comprobar, pero imposibles de descartar también, la obligación es estudiarlas y llegar a una conclusión o causa que resista todo tipo de análisis, es decir haber entendido, aprendido del problema.
El rendimiento TERMICO, el rendimiento VOLUMETRICO y el rendimiento MECANICO son las piedras de la base de esta construcción.
Cuando hablamos de energía estamos aceptando inconscientemente que la energía es un trabajo y no es así, por el contrario, un trabajo presupone el empleo de algún tipo de energía, energía que con el agregado de tiempo se transforma en trabajo con una máquina mediante; también es justo suponer que esa máquina empleada para convertir la energía en trabajo nos costará una “pérdida”, un costo
de parte de esa energía, por esa razón la efectividad de una máquina se puede medir también por el costo en energía que tiene al
producir un trabajo y por supuesto no todos los trabajos tienen un mismo costo en energía para producirlos. Llegamos así a entender que nuestro motor es una máquina de transformar y confirmamos aquello de que nada se destruye, todo se combina y se transforma,
energía en trabajo y trabajo en energía, en este caso, energía TERMICA que se produce dentro de sí mismo, por esa razón es una máquina endotérmica (interna) . . . pero que es y como podemos describir la energía térmica, el calor, la temperatura, que es lo mismo, empezaremos por decir que toda la materia y la energía es una misma cosa, ¿complicado no?. No tanto y hay más, las ondas que
acompañan a la materia es también energía, pero la energía térmica es la primera, la más importante y la más visible, está en todos lados, en la luz, en el movimiento, en los procesos químicos, en definitiva, en todos los casos que se manifiesta el calor, porque el calor
es movimiento ……..molecular y las moléculas son las partes con que está hecha la materia, cuando se mueven y vibran eso lo percibimos como calor, nunca la materia está totalmente quieta, por tanto nunca está totalmente fría, sin calor, tanto es así que un hierro caliente se pone al rojo porque sus partes o moléculas vibran y emiten radiación infrarroja, si lo calentamos más cambia de
estado, se licua, se hace liquido y se pone rojo blanco, cambia su longitud de onda (color) producto de la energía térmica y si seguimos calentándolo se transforma en plasma y luego se volatiliza, se hace vapor metálico, y sus átomos se separan de las moléculas, todo es cuestión de temperatura, de cuanto se calienta, de cuanto se mueve o vibra, esa vibración aleja cada vez más a las moléculas y
átomos entre sí hasta disociarlas por completo, liberarlos de su energía asociativa hasta cambiar la forma y las cualidades de la materia, todo por culpa de lo que llamamos calor o energía térmica y podemos asegurar que todo lo que se calienta, sus moléculas vibran y ocupan un espacio mayor, cuando dejan de vibrar o vibran poco(se enfrían) ocupan menos espacio se arriman hasta un límite natural
impuesto por las fuerzas de cohesión intermolecular e interatómica, leyes que debe cumplir la materia sin chistar, inexorablemente y volvemos a nuestro motor que la debe producir en su interior, controlarla y transformarla en trabajo, sufriendo los riesgos que implica jugar con fuego, manipular algo tan . . . caliente y peligroso que todo lo puede cambiar, esa es la novela de aventuras de nuestro pobre
motor y si es de carreras más grave aun porque hay que llegar a los limites de lo posible con el calor y el intercambio. A eso llamamos rendimiento térmico, al calor máximo que podemos transformar en trabajo mecánico y cuanto cuesta en términos de calor.
Cuando un motor se recalienta, se satura de calor, nos está diciendo que ha llegado a sus límites, que algo no hace su obligación debidamente y que el calor va a comenzar a deteriorarlo, pobre, ¡ ¡ Cuidado¡ ¡
La aventura novelesca recién comienza a formarse en nuestra mente, pero ¿cómo lo hacemos?
Mediante una reacción química exotérmica, que entrega calor, que hace vibrar las moléculas que intervienen, esto es una oxidación rápida o una combustión, una combinación de oxígeno con un carburante, algo que pueda combinarse con el oxígeno, un hidrocarburo,
alias nafta, un alcohol u otro químico que pueda combinarse o quemarse y producir calor. Todo así dispuesto, comienza la aventura, comenzamos a jugar con fuego.
Sabemos como está hecho un motor, sabemos que tiene cigüeñal, bielas, pistones, aros, etc., etc., etc., ahora vamos a comprender para que sirven y hasta donde sirven, cuáles son los límites de su utilidad.
Para producir la combustión debemos formar una mezcla bastante precisa de aire atmosférico y combustible, aclarando que del aire atmosférico solo usaremos el oxígeno que está contenido en él en una pequeña proporción y en moléculas biatómicas (2 átomos) el resto de gases pasarán por el motor sin pena ni gloria. Por cierto quien se encarga de esta mezcla es el carburador o los carburadores
en una proporción muy justa (12 a 1en peso). Al girar el cigüeñal hace que los pistones moviéndose en los cilindros al bajar producen sin poder evitarlo, por culpa de los aros, un espacio relativamente vacío, con depresión es decir presión negativa, esto hace que el peso de la atmósfera o presión atmosférica entre precipitadamente al carburador y allí por acción de éste forme la niebla de nafta/ aire que por
el tubo de admisión y la válvula del mismo nombre encuentra el camino al cilindro. Esto, contado así parece muy simple, pero tiene sus
dimes y diretes de la complicación. Primero, por el carburador el aire debe entrar con cierta velocidad mínima para que el artefacto forme la mezcla correcta. ¿Y para qué la mezcla debe ser correcta? (estequiométrica), Porque a cada molécula de hidrocarburo le corresponderá su compañera que se combinará con ella, de oxígeno, pero veremos, no tanto, porque otras razones nos obligaran a ser
generosos respecto al combustible, la razón es que el oxígeno que es muy goloso para combinarse rápidamente debe no quedar nada
libre porque sino se combinará con todo lo que está muy caliente y quemará cosas que no debe, cuidado con ser pijoteros, el señor oxígeno no perdona. Así vista la cosa, la mezcla debe ser un poco abundante en combustible, para proteger partes que se verían destruidas con el exceso de oxígeno. Bien, tenemos la mezcla dentro del cilindro y debemos acercar sus moléculas para que la
combustión se propague y producir la combinación y el calor, ojo digo combinación o combustión no explosión, no es una explosión, la diferencia es muy grande, la combustión se propaga por un frente de llama que se mueve relativamente lento para recorrer la cámara de combustión, en cambio la explosión o detonación se propaga por una onda de choque entre moléculas y su acción es mucho más rápida,
el resultado químicamente es el mismo pero prácticamente es muy distinto, cuando aparece la detonación, al motor le quedan los minutos contados, es el final, no está pensado para resistir explosiones, en verdad, nada está pensado para eso. Sólo los cañones o artefactos explosivos.
Cuando un motor se satura de calor comienza a deformarse, ablandarse, poniéndose desalineado e inservible prontamente, los golpes y vibraciones que se transfieren de las moléculas de la reciente combustión a las moléculas que forman el material del cual está hecho el motor, comienzan a vibrar al punto que ellas mismas ya no pueden mantenerse juntas, o por lo menos en la forma que estaban y todo
comienza a ablandarse como manteca que se derrite, por esa razón se debe controlar muy bien cuanto calor puede transformar en trabajo nuestro delicado motor, lo que no puede transformar deberemos entregárselo a la atmósfera a través del radiador o a algo que lo aleje de nuestro maricón motor para que conserve su integridad y siga cumpliendo las funciones encomendadas.
Imaginémoslo así: Cuando las moléculas entran mezcladas por el carburador, pero sin combinar y llegan al cilindro y lo llenan, (es una manera de decir) las válvulas se cierran y el pistón al subir comprime la mezcla, (se arriman sus moléculas para que la reacción de la combustión sea más rápida y fácil) se inicia la combustión (en nuestro caso) por una chispa y tras la combustión las moléculas en pleno
intercambio de materia y energía se mueven muy rápidamente como pelotitas de ping pong golpean todo para transferir ese movimiento a algo que esté quieto y pueda recibirlo, mientras esta frío el recinto de la cámara les absorberá el agitado movimiento, pero cuando se caliente vibrarán también sus moléculas y las que choquen rebotarán sin poder transferir su energía y ¿dónde irán con su carga de
movimiento? Irán a lo único que se mueve y agranda el lugar. El pistón, que al bajar agrandará la cámara y hará que las moléculas se comiencen a alejar unas de otras, hay más lugar, van perdiendo su movimiento, van perdiendo su calor porque lo transfirieron al pistón haciéndolo bajar y este a través de la biela al cigüeñal, haciéndolo girar, ¿lo podemos imaginar así? Así es como trabaja nuestro motor,
pero para llegar a esto falta mucho, no olvidemos que todo está en nuestra imaginación, todavía, es una novela casi de ciencia-ficción.
Cuando el pistón agrandó el recinto de la combustión lo suficiente para que las moléculas perdieran su agitado movimiento (parte del calor, que es igual ) debemos abrir la válvula de escape y allí sí que la brusca caída de la presión produce una contracción violenta del gas que se achica y enfría rápidamente, razón por la cual la válvula de escape es mucho más pequeña que la de admisión, aunque en
un instante anterior el gas era mucho mas voluminoso que no podría haber salido más que por una válvula al menos del doble tamaño que la de admisión, este fenómeno que llamaremos de termodinámica, porque se trata de gases calientes en movimiento se traslada y completa en el caño de escape, de allí la cuidada complicación de este retorcido caño. El paquete de una combustión que en primera
instancia ocupa 1 metro del interior del caño, se va enfriando muy rápidamente, va perdiendo su calor, su energía cinética, y
recuperando el menor espacio que debe ocupar sus moléculas en estado normal, por tanto se produce un lugar con menos moléculas, con menos pelotitas de ping pong que ya no se mueven rápidamente, esto es menos presión, como decir, hay más vacío que debe ocupar el próximo gas que se enfría.
Imaginado así el escape y su relativo enfriamiento produce una especie de “bombeo” que ayuda a sacar las pelotitas que ya están quietas o casi quietas, o lo que es lo mismo, más frías, esto ayuda al pistón a expulsar las pelotitas que ya debe empujarlas con menos fuerza, porque como dijimos muchas salen casi solas por el caño de escape que las “chupa”. Esta corriente de pelotitas hacia la válvula
de escape, no deja que las entrantes por la vecina admisión se mezclen, primero, porque están mas quietas, más frías, no vibran y segundo, las que entran tienen menor velocidad de traslación, las que salen van más apuradas, no le dan lugar para meterse en su
corriente, mientras una válvula cierra y la otra abre cada ves más, repitiendo el ciclo. Claro, que todo esto es imaginario, ocurre así, pero con algunas variantes, estas variantes son las que hacen a la diferencia de rendimiento de un motor a otro. Por estas razones el momento de apertura o cierre de las válvulas es tan importante, como lo es también importante la velocidad en que cierran y abren y el
tiempo que permanecen abiertas, porque eso se traduce en mayor o menor cantidad de moléculas que puedan pasar por la abertura, igual se puede decir de cuan alto abren y que esto depende de leyes físicas del movimiento, que tienen que ver con cargas inerciales ,
masas en aceleración y tiempos relacionados con el movimiento, todo mezclado, muy bien mezclado y combinado, como las notas de una partitura. Para hacer que el movimiento cumpla nuestros deseos, debemos conocer a fondo sus leyes y así conseguir que haga nuestros designios, algunos pueden lograrse otros no se pueden realizar, debemos elegir los caminos que se pueden transitar, que se
puede hacer y que no se puede hacer y conformarnos o buscar otro camino para lograr lo mismo, como por ejemplo, poner más válvulas
aunque sean más chicas más livianas no levantarlas a tanta altura, poner resortes con menos carga, más blandos, y ganar en el cambio, en una palabra, dar un rodeo para encontrar el buen camino donde lograr lo que buscamos. Bueno pero esto es hablar de
Eficiencia Volumétrica, poner más mezcla en un mismo espacio. Como decíamos antes, los pistones suben y bajan conectados por las bielas al cigüeñal y siguiendo sus órdenes, cuando bajan desde el punto muerto superior, van liberando un espacio, que prontamente se llena por razón de las diferencias de presiones con el exterior, la cantidad que se llena depende de los métodos o medios para liberar de
obstáculos en el camino de la mezcla. Si el tubo de admisión es de las medidas adecuadas y sus formas y paredes son como
corresponde, se consigue una velocidad de pasaje de alrededor de 80 metros por segundo con caudal total, esto produce un fenómeno de carga inercial que el peso y movimiento de la mezcla llega a permitir seguir ingresando al cilindro aun después que las condiciones no serían favorables para ello, cuando ya la depresión en el cilindro cambió de signo, por un momento más luchará esta carga inercial
contra la sobre presión del cilindro ya lleno y le inducirá algo más de una atmósfera que es la presión máxima que podemos pretender, en condiciones normales, claro que este fenómeno es muy puntual, pasadas las condiciones favorables se torna en onctra de darnos lo que esperábamos. Estamos hablando del muy mentado efecto ram.
El gas se mueve sobre una superficie en capas, imaginemos que un tubo que tiene rodillos en sus paredes y que lo que pasa por su interior rola por sobre ellos, cuanto más grandes son los rodillos más pequeño se hace el espacio por donde debe pasar lo que circula. La capa límite es más fina cuanto más lisa es la superficie del tubo y así queda más lugar por el centro. Como las capas límite son cada
ves más finas y se mueven más rápido una sobre la otra es como si fueran sábanas de seda con talco entre ellas, la más alejada de la pared no se podría quedar quieta y el movimiento no consumiría energía, así que por el centro correría un túnel de alta velocidad que
llevaría a la mezcla muy rápido, empujada por la presión del exterior. Si las paredes son rugosas o sin pulir demasiado, la capa límite es más gruesa y la siguiente sigue siendo menos gruesa y así hasta llegar a una capa fina, todas estas capas achicarían el pasaje y el centro no sería de gran caudal, debemos calcular lo que ocurre en cada caso para lograr la velocidad y caudal debidos para llenar y
sobrellenar el cilindro Esto es mas o menos lo que ocurre dentro del tubo de admisión durante el efecto ram se debe llegar a esto y la
velocidad debe ser de 80 a 85 metros por segundo y el caudal o cantidad de la mezcla debe ser el que alcanza para que durante el
tiempo de la depresión llene el cilindro, esto debe ser así , con o sin efecto ram, de lo contrario se deberán buscar otros caminos para hacer que el rendimiento volumétrico sea aceptable, como por ejemplo un compresor volumétrico o un turbo compresor o un “soplador”,
todos estos recursos nos sacan de la categoría de alimentación normal. Por supuesto también se puede emplear métodos químicos para aportar más oxígeno al cilindro, óxido nitroso ( N 2 O ) o también alcoholes , metanol o compuestos como el nitro metano o el
nitrobenceno, nunca el oxígeno puro, de un tubo, porque es tan inestable que se combinaría con todo lo que forma el motor y peor con lo que está caliente, como un pico cortador, de esta manera el rendimiento volumétrico es otro termómetro para medir como anda un motor. Es de especial cuidado y estudio los movimientos de las válvulas porque de ello depende cuanta mezcla va a entrar, cuando y en
que forma, este movimiento , que parece simple, que sólo tiene por función gobernar el pasaje de la mezcla, no es tan simple, primero porque este movimiento referido sólo al sistema que abre y cierra las válvulas está sometido totalmente a las leyes físicas del
movimiento, masas, aceleraciones positivas y negativas y a todas las deformaciones y deflexiones que causan la energía del movimiento en la materia, por un lado los límites de orden eminentemente del movimiento de la materia que forman todas las partes involucradas en el tema y que son partes constitutivas de nuestro delicado engendro, digamos, botadores varillas levanta válvulas balancines válvulas
platillos resortes, que están más dispuestos a cumplir estas leyes antes que nuestros deseos, que son responsables de que entre en el
cilindro la mayor cantidad de mezcla en el menor tiempo posible de acuerdo a nuestra orden o a la orden de nuestro pié derecho, pero la mezcla, también debe cumplir con sus propias leyes, choca, rebota va y viene de acuerdo con su propio sistema de ondas resonancias presiones espacios y alternancias, entonces este sistema de ordenar la apertura y cierre de válvulas, ya de entrada, es un caos
aparente, que hay que ordenar y si lo estudiamos bien veremos que el verdadero carácter, el alma del comportamiento de nuestro niño mimado está en esta complicada pieza que comanda a las válvulas y a través de ellas a toda la utilidad del trabajo que puede llegar a producir el “nene”.Donde está la máxima potencia, donde el toque, como deben ser las relaciones de caja y final y hasta las medidas de
las gomas de nuestro autito. Como el peso de todo va a tener que ver con el trabajo final y como ese peso interviene junto con la forma para el resultado de la carrera, bueno pero todo eso es soñar lejos, esperemos en nuestra novela y aclaremos otras cosas
todavía importantes, para seguir. Si tenemos que enumerar por orden de importancia los eventos que gobiernan a las válvulas, debemos decir que los movimientos de las válvulas están relacionados íntimamente con el pistón y su posición en cada instante dentro del cilindro, en cada punto de la carrera del pistón corresponde sólo una posición óptima del estado de apertura o cierre de cada válvula,
digamos que esa es la partitura que se debe respetar para poder escuchar la música. Decimos que por orden de absoluta importancia para el andar del motor, lo primero a considerar es el cierre de la válvula de admisión y el progreso del viaje del pistón hacia el punto
muerto superior, esto comenzará a delinear el carácter de nuestro niño, si demasiado tarde serramos, deberá girar a un régimen más elevado, para ganarle a la mezcla que si es lento,(este régimen de revoluciones), la mezcla tratará de retornar por la válvula y el tubo de admisión hasta el carburador y atrapando menos cantidad dentro del cilindro y poniendo patas para arriba todo lo pensado con
respecto a efecto ram y ondas y capas límites y la propia carburación. Ya de por sí este cierre, si es tardío muestra el comienzo de agresividad del motor, porque pocas diferencias en el régimen hacen que la mezcla no esté donde debe estar para un andar manso y parejo, comienza a ser sensible, luego el segundo evento a considerar en orden de importancia es el momento de apertura de la válvula
de escape, ese momento y la posición del pistón en su carrera de expansión de gases, antes ya lo explicamos, ¿para que guardar lo que
ya no se puede utilizar? Y además, el momento es útil si es el debido y la apertura de la válvula aquieta lo que debe irse por el escape, ayudando en ves de molestar. Luego le corresponde abrir a la válvula de admisión, ( en el orden que estamos estableciendo, de
importancia para el buen vivir del motor) esto es debido a que si algo debe ser pronto, que sea antes, bueno más claro, si debemos poner en movimiento la válvula para tenerla más tiempo abierta vamos a tener que abrirla antes para que el pistón la encuentre muy abierta cuando va llegando a su máxima velocidad, esto es antes de la mitad de su carrera descendente y así la mezcla encuentre libre
paso esto es así porque ya está llegando en las cercanías de su máxima abertura, cuando tiene máxima velocidad hacia el cilindro esto es luego del punto anteriormente citado para el pistón. Si queremos saber donde está este punto de máxima velocidad del pistón,
debemos razonar que cuando la línea imaginaria del centro de la biela que pasa por el centro del perno y el centro del muñón forma un ángulo de 90 grados con la otra línea imaginaria que pasa por el centro del muñón de biela y el centro del cigüeñal ese punto de la carrera del pistón es el punto donde alcanza su máxima velocidad, desde allí hasta el punto muerto inferior, va perdiendo velocidad
hasta llegar al P.M.I. donde está la máxima aceleración tanto positiva como negativa, de esta media revolución pues allí cambia de
sentido el movimiento de nuestro pistón, es el P.M.I. lugar de máxima aceleración y a la vez de mínima velocidad o velocidad nula. Estas coincidencias también lo son con las leyes del movimiento: allí el pistón tiene gran carga inercial es decir “pesa” mucho más y comprime a la biela con miles de kilos, depende del régimen, por supuesto esto origina deformaciones hasta cierto punto elásticas, depende de la
biela, es donde el cojinete de biela soporta junto con su película lubricante enorme carga, lo que obliga a que esta carga esté
distribuida uniformemente en una amplia superficie ( cojinete) para que la película protectora de aceite no se caliente y no se rompa permitiendo el toque de metales directamente, fatal para el “niño ” debe tener mucho caudal de aceite que llegue y pueda escapar por
los lados llevándose el calor, si falta este caudal por una pequeña fracción de tiempo, que está quieto, se calienta y volatiliza rápidamente y adiós motor . Todo lo anterior se repite en el P.M.S. pero con mayor intensidad a un mismo régimen y es junto con el diseño de las levas lo que limita la cantidad de revoluciones por minuto que puede aceptar nuestro motor. Ese régimen está de acuerdo
para que todo nuestro motor no llegue a enemistarse con las cargas inerciales originadas en su forma de funcionar alternativo y los
materiales que lo forman sigan teniendo su forma e integridad para lo que fueron hechos, digamos bielas, pernos pistones etc.etc.
Bueno, pero ya estamos hablando de Rendimiento Mecánico, el factor que nos indicará cuanto puede hacer nuestro pequeño monstruo, cuanto nos costará, en términos de energía, hacer que se porte heroicamente y como hacerlo para que sea capaz al máximo. Por
supuesto nuestro futuro campeón, nació en una línea de montaje y para equipar un auto estándar, muy distinto de lo que nosotros esperamos de él, si esperamos mucho debemos cambiarlo mucho y eso nos costará mucho dinero en piezas construidas especialmente para un esfuerzo mayor y de materiales de superior calidad o directamente distintos, pero si nos conformamos con menos, será posible
solamente modificando las piezas originales y su manera de armarlas para que posiblemente nos conforme y con menos costo, pero recordemos que lo bueno cuesta y lo máximo cuesta más todavía.
Convendría poner pistones forjados, por la capacidad de aguantar esfuerzos extremos, por los aros que podemos poner, extremadamente finos y de mucha carga en proporción, ojo que no todas son rosas, aquí van algunas espinas, el pistón forjado es más pesado y lleva más luz en la camisa, los aros finos, tienen desgaste prematuro, pero a cambio su fortaleza a todo tipo de maltrato es
notable, temperaturas extremas en errores de combustión o carburación , en errores de encendido o puesta a punto su punto de
“despegue” tardío por su peso y la consabida carga inercial, en definitiva diremos que son más las rosas que las espinas, con el perno del pistón haremos las mismas consideraciones, “especial”, si es posible totalmente flotante, esto es con luz en la biela y en el pistón.
La biela deberá ser del modelo más resistente obtenible y con tornillos especiales para bielas, la perfección en las medidas debe aproximarse a “0” y el balanceo, tanto estático como dinámico es al máximo, al “gramo”
Si se debe alivianar, solamente tocar las zonas para el balance preferiblemente en la parte superior, ni en broma intentar tocar la caña,
solamente pulido, sin pérdida de material. El sistema de detección de fisuras por magna flux es ideal y constantemente se debe recurrir a el .En el alineamiento de cajas de bancadas y bielas se deberá prestar extrema atención, esto no permite errores ni diferencias, igual con los 4 ejes imaginarios del cigüeñal, centro, muñones que suben juntos, volteo tanto de la carrera como angular . La
perpendicularidad del eje del cilindro con el centro del eje del cigüeñal no perdona menos que “0”. Todo debe ser armado con la luz y huelgos de un motor usado, nunca deberá pensarse en “ablandamiento” este niño al ponerse en marcha, ya es para correr y comienza su vida útil. Como las vibraciones generadas es energía destructiva y desordenada, deberá colocarse muy firmemente en el extremo del
cigüeñal alejado del volante motor un antivibrador o “Damper” de lo contrario las vibraciones torcionales acabarían rápidamente con
nuestro cigüeñal, las flexionales o vibraciones ondulatorias o de “látigo” que se mueven a lo largo, suelen aliviarse con un muy buen balanceo, pero son de diseño y poco se pueden mejorar, más que con un perfecto balanceado y uniformidad en las luces y alineación de cojinetes.
*Creo que debería hablar del mundo físico que nos rodea, de lo que nos da posibilidades de conocerlo para hacer modificaciones a nuestro entorno y de hacer cosas, generalmente para bien de todos, algunas para progreso personal otras para legado de quienes con curiosidad quieran saber nuestra forma de pensar y de cómo lo vemos todo y hallamos explicación a sucesos que pueden ser
inexplicables analizados con un pensamiento no analítico ni científico en nuestro mundo tecnológico del siglo XXI. Veamos someramente el pensamiento de quienes pretenden explicarnos cosas que parecen simples y que para que encajen como un rompecabezas con todo, se deberán ver de una manera muy especial, fuera de nuestro entorno común, en donde cada cosa tiene un nombre y la representamos
o imaginamos de una manera que no siempre, por no decir nunca, es real así como la vemos, pensamos e incluso tocamos.
¿Que es lo que más asombra¿ muchas cosas al ojo del curioso. Empezaremos por decir que el vacío no existe, no encontraremos vacío en ningún experimento. Todo está de una manera lleno, un solo átomo por metro cúbico de espacio, ya nos asegura que el vacío total no existe, si agregamos que ese metro cúbico de espacio esta lleno de energía electromagnética, en forma de ondas y radiaciones, peor
todavía nuestra aparente “verdad” del vacío no corre. ¿Y si vamos al lado opuesto? El espacio más lleno de materia ¿cuánta materia tendría el espacio más lleno? El centro de una estrella de neutrones, que es la tumba de una estrella tiene tanta cantidad de materia
que 1 mm cúbico pesaría miles de billones de toneladas, tan compactada está la materia que la materia que conocemos y tocamos, ejemplo una biela de acero, sería en ese mundo menos que un escarbadientes de algodón achicado a la milmillonésima de milímetro. No es todo esto como podría parecer cosas imaginarias, que no pueden tocarse ni comprobarse, que son imaginaciones, no estas cosas
son las verdades de una forma de razonar y comprobables, indirectamente, por supuesto, como de que la tierra es redonda y la luna está allá a 300.000 kilómetros desde hace muchos años, antes que nosotros la pudiésemos ver. ¿Pero a quien le importa todo esto? A nosotros que queremos comprender algunas cosas de nuestro frágil motor, veamos porque.
Dijimos que el calor es vibración molecular, una forma de Energía, en definitiva, un estado de la materia, entonces toda la materia que forma nuestro motor está sujeta a las leyes generales de este mundo. El calor, lo hace más duro o más blando, más retorcido o alineado, sí pero al calor lo cambiamos por menos calor y lo llamamos frío, porque el frío no es otra cosa que menos calor, no existe el
Señor Frío, es sólo menos calor y ?cuanto menos calor podemos conseguir? O sea ¿cuánto frío puede haber¿ no todo, pues siempre algo se mueve y eso tiene algo de calor, recordemos que dijimos que en el espacio está lleno de ondas, y las ondas es energía, movimiento y por tanto calor, El problema no es el frío, es el calor y manejarlo. Vamos entendiendo que toda esta manera de comprender al mundo
nos permitirá entender a nuestro motor ¿verdad? Si el calor cambia la forma de las cosas, debemos saber cuanto calor cambia definitivamente las formas labradas o mecanizadas de una manera para que deje de cumplir su función en el motor, debemos comprender que el mecanizado del metal produce calor suficiente para que las medidas de las piezas cambien, así que debemos
controlar cuanto calor podemos permitirnos cuando labramos o mecanizamos sus partes, eso es parte del control de las medidas y además cuando esta trabajando y se caliente , si no lo controlamos se pondrá inservible y deforme como casi cualquier “gordo” .
Debemos comprender que en nuestro mundo el calor es el Rey que toma todas las determinaciones de mil y una maneras para jorobarnos la vida de nuestro motor. Claro que si andamos en buenas relaciones con él obtendremos maravillosas utilidades, debemos saber medirlo, cosa por cierto muy dificultosa, porque este señor es muy esquivo, aparece y se va muy rápidamente a veces antes que
nos demos cuenta donde, hace el desastre sin avisar, escondido donde no podemos llegar a controlarlo y muy rápidamente, ganándole a
nuestra imaginación. ¡ ¡ Todas las precauciones son pocas con él ¡ ¡ ¡. Pero el peor enemigo debe ser nuestro aliado, debemos comprenderlo y mimarlo, para que sea nuestro servidor domado. Recordemos, nuestro motor es una máquina de transformación de energía “endotérmico” es el encargado de trabajar con el calor y sacarle parte de su energía para transformarla en trabajo que nosotros aprovecharemos para intentar ganar.
*Esta forma de pensar, de razonar, es muy distinta a otras formas del pensamiento, como en aceptar fuerzas ocultas, por sobre las fuerzas de la naturaleza, fuerzas de origen divino o milagroso, que disponen de los hechos de manera impredecible o poco ordenada, de manera que son manejadas por fuerzas ocultas y desconocidas, sólo comprendidas por una curiosa forma de pensar que se suele llamar “fe”
Aunque parezca mentira las dos formas de pensar se basan en la fe, en la creencia de que son verdaderas, legítimas por tanto válidas y efectivas. Desde hace muchos años el pensamiento humano no le dio lugar a la ignorancia, en su lugar puso supuestas antiguas leyes profetizadas por seres con imagen divina o profetas, decidores de verdades que debían ser aceptadas sí o sí, sin cuestionamientos, las
verdades reveladas y profetizadas todavía forman parte de numerosas culturas contemporáneas, pero si observamos atentamente estas
culturas quedaron sin cambios, en el pasado, irremediablemente las culturas de la “fe” incuestionable chocaron con las culturas que
adoptaron otras formas de pensamiento. Desde muy antiguo también pero indefensas, las mentes de unos pocos se atrevieron buscando otros caminos para el pensamiento. Descartes, Ptolomeo, Arquímedes, Galileo Galiley, Leonardo Davinci, Newton, Einstein,
Plank, por nombrar algunos que nos mostraron un nuevo método de pensamiento, en realidad es también un método de fe pero acorde con las facultades más destacadas del humano, el razonamiento, la observación la experimentación y así comenzó una nueva era para la humanidad.
¿Porqué todo esto¿ Porque si no es así, vamos a pedirle a La Difunta Correa que nos dé un motor para ganar y todo arreglado, para qué trabajar con el bocho si con solamente “fé” se puede conseguir.
Aquí llegamos a la encrucijada, a la punta del camino donde debemos optar por uno u otro. No debería ser así, los dos caminos son válidos pero cada uno nos lleva a distintos términos. Lo ideal, lo equilibrado sería explorar lo dos caminos para de esa manera llegar a elegir el que nos parece acertado, así debemos hacer, en muchos casos nos muestran un solo camino posible sin opción a retroceder, la
primera comunión, el padre nuestro, la lectura de las sagradas escrituras y con el tiempo, al llegar libros a nuestras manos leemos que
hay muchas “sagradas escrituras”, todas dueñas de la verdad, como siempre verdad no comprobable, debían ser incuestionables. La Biblia, El Corán, Libro de Buda etc. Pero también llegaron otros libros a nuestras manos como el que hablaba diferente de las mismas cosas, pero con estos lo diferente era que se podía comprobar una y mil veces las verdades que decían. Allí, en el museo están los
huesos de los hombres mitad hombres y mitad monos de 3 o cuatro millones de años antes, el viaje de Colón o Magallanes no era plana sino redonda y así miles de ejemplos más. Lo doloroso para la humanidad es que la fe anterior perdura tan ciega y fanática como para eliminar a quienes no la comparten.
Pero lo inmensamente triste es que la otra fe la que no es ciega y nació de las mentes que se alejaban del oscurantismo, llegaron a usarse para el mismo triste fin, la dominación, el hambre la miseria, pocos son los dueños de esa fe de la verdad, pocos son los que consiguen sus beneficios.
Nosotros, que tratamos al deporte como un medio digno de aprender y mejorar nuestras condiciones de seres humanos pensantes y con un venturoso porvenir, no nos está prohibido creer en una u otra “fe”, pero debe ser para el bien presente y futuro de la humanidad.... ¿ Porqué todo esto último? Porque forma parte de la novela de la vida, incluso forma parte de la novela de nuestro motor de carreras.
Creo que no se me ocurrirá pensar mal si alguien le reza a La Difunta Correa para que la rectificación del cigüeñal quede perfecta, pero que no se olvide de pasar por la mejor rectificadora y controlar, todo forma parte del juego de vivir y vivir como se desea, que es lo importante.
Volviendo al Rendimiento Mecánico: ¿como se “gasta” energía para que funcione el motor? En primer lugar los aros que raspan en las paredes del cilindro y con mucha fuerza, luego diremos que los culpables son los resortes de válvulas, le siguen todos los rozamientos y movimientos creando continuamente energía cinética y gran parte del gasto es el calor que no llega a transformarse en energía y es
disipada por el radiador y todas las partes que no importan que estén demasiado calientes.
A favor de esto diremos que debemos poner aros de fácil deslizamiento en cilindros pulidos, con juego o luz suficiente para no crear interferencias, igual entre pistón y cilindros, guías y válvulas, bielas y cigüeñal y bloque, cojinetes de levas. Etc. (como si todo el motor tuviese un desgaste de trabajo de 70.000 kilómetros en huelgos y tolerancias, por supuesto)
EL AUTO DE CARRERAS, todo está destinado a acelerar y esto es el “trabajo” final del motor. DE ESTO VAMOS A HABLAR: DE CARRERAS DE ACELERACION
Bueno, cuando empezamos a trabajar en nuestro motor, el estaba sobre un auto usado pero bien conservado, un auto que jamás había hecho otra cosa que dar una vueltita un sábado o un corto viaje el domingo. Tenía 73.000 kilómetros en su odómetro, eso es lo mejor de su vida.
Tenía lo mejor de su vida por recorrer y no soñaba con un futuro de aventuras y competencias, con una remodelación total para otros fines.
Lo elegimos para carreras de aceleración y rápidamente el motor fue a sus cambios para producir enorme energía, comparado con la que estaba acostumbrado.
Empezó como un gran campeón, ganando pero a decir verdad no tenía grandes ni poderosos rivales, fue fácil, pero poco a poco la cosa se fue poniendo complicada.
Instalamos un equipo NOS de óxido nitroso, eso nos daba en 250 metros 5 décimas de segundos menos que lo que teníamos anteriormente, como por entonces nadie conocía el empleo de oxido optamos por colocar todo oculto. Nada se podía ver desde el exterior o adivinar en una revisión sin desarme externo de todo el vehículo. A decir verdad, fue muy difícil ocultar todo, lo logramos con
mucho ingenio, esto fundamentalmente era para que otros no descubrieran la nueva tecnología americana. Ganamos todas y mientras
seguíamos la preparación convencional experimentando con levas, válvulas, compresión, combustibles y aún perfeccionando el sistema NOS que era uno de los primitivos. Inventamos un retardador de inyección porque en un momento pudimos ver la posibilidad de un
retroceso de llama que nos pondría en órbita, eso nos enseñó que el motor debe tener más de 2/3 del régimen antes de recibir la inyección luego inventamos el pico mezclador para una mejor mezcla de carburante y oxido nitroso, una inyección “brumosa” y fue en
mejoría de la combustión, luego pusimos un “retardador” de encendido, puesto que la llama se movía con mayor velocidad en esta
mezcla y debimos atrasar la chispa con un dispositivo electrónico casero y poco a poco fuimos descubriendo como lidiar con la adherencia y el traslado de cargas inerciales durante la aceleración, vimos que la temperatura , la presión y el tipo de neumáticos tenían mucha importancia y el tipo de piso o pavimento, comprobando que el muy liso se prestaba más que el rugoso y áspero.
Comprobamos que iniciar el movimiento de avance antes de la partida Sin Abortar la carrera, era la clave conductiva principal para salir con una ventaja que es fundamental al final de los 250 metros. Poco a poco nos dimos cuenta que es más importante “la maña que la fuerza”, que es igual alivianar que agregar potencia, o que agregar peso equivalía a quitar potencia.
Creemos que la energía se emplea en un 90% para acelerar y un 10% o menos se pierde en resistencia aerodinámica y resistencia al rodamiento, todo es empleado para vencer la inercia y crear fuerzas inerciales que a su vez se emplearán, como en una redundancia, a mejorar o aumentar el grado de movimiento o aceleración, ¡ ¡ ¡ Tranquilo ¡ ¡ ¡ si es difícil explicarlo es más difícil lograrlo.
**Volviendo al chivo, si el C. G. está sobre el eje trasero, intentará willy, porque, en la aceleración este C. G. se correrá a metros detrás. Es movedizo este C. G. y hay que acertar donde ponerlo cuando estático, para que nos ayude en la aceleración y cambie de lugar, esto es “carga dinámica” o peso de movimiento. Si cuando se produce el pico en la aceleración está sobre el eje, tenemos
máxima adherencia esta máxima adherencia modificará nuevamente la aceleración, y así retroalimentándose. Hallar lo correcto siempre es complicado, pero de eso se trata.
Como todas las cosas valiosas, suelen ser difíciles y costosas, pero es un desafío
Un científico, para entender hace un modelo matemático, que explica con lógica la teoría para que los demás entiendan; como yo no soy científico ni mucho menos, y no soy capaz de elaborar una teoría matemática y la mayoría de los que van a leerme supongo no la
entenderían. Por eso es que voy a intentar unos ejemplos más simples que den una idea aproximada de esto del C.G. y el peso móvil y la traslación de “cargas cinéticas”. Imaginemos un plato que en el centro del fondo tenga una pequeña depresión, imaginemos que esa
depresión es el vértice de un cono invertido, que este cono es, partiendo del centro, cada vez más curvo, digamos que es más curvo para arriba hasta el borde del plato. Ponemos en el plato una bolita grande de acero, lógico si el plato está a nivel la bolita se mete en el vértice del centro; Si movemos en una dirección el plato, pero si lo hacemos suavemente, la bolita queda en el centro, pero si lo
movemos rápidamente, según cuán rápido movamos el plato, la bolita trepará cuanto más rápido, más por el costado hasta caer fuera del plato. Se entiende que el plato es el auto, la bolita el C.G. el movimiento es la acelerada(aceleración) y la salida del plato, el “willy”.
Vemos como el C.G. se desplaza obedeciendo a la aceleración, vemos además, que la bolita en movimiento, hace que todo el equilibrio del plato cambie, debido al desplazamiento; Ahora pensemos en una frenada, todo es igual para el plato, pero con signo contrario (anti-willy) El peso del plato y la bolita nunca cambió, se cambió de lugar(el peso), acorde con la acelerada así sea negativa o positiva. Se
modificaba el equilibrio con el movimiento (acelerado o quieto). Entender cuanto se mueve y adonde se mueve el C.G. nos permite, con palancas, tensores, amortiguadores, barras de torsión, flexores, etc. mandar esta maldita carga dinámica sobre el eje de las ruedas que
transmiten su giro al piso y le impiden patinar. Supongamos, volviendo al plato, que ponemos otro plato igual sobre el primero, pero que los dos estén separados pero unidos con torrecitas para que sean solidarios, al poner la bolita en este último plato el C.G. estará más
arriba, con la misma acelerada o menos la bolita saltaría del plato, llegaríamos antes a la condición de “willy”. El C.G. más alto nos cambió todo. Quiero explicar con esto, que cualquier cambio espacial que altere la posición del C.G. altera todo el comportamiento del auto. Además, cualquier deformación o flexión que sufre el auto, por el material que se supone rígido y debe circular los esfuerzos,
influirá para que el C.G. no lo podamos encontrar donde suponemos que debería estar de esta manera será imposible controlar las reacciones que queremos utilizar, a menos que sirvan esas deformaciones y flexiones en nuestro provecho (caso karting, F 1 y toda la ciencia de C. Chapman, F. Willams o Mac Laren).
Bien, ya sabemos donde está el C.G. dinámico, ¿cómo hacemos para llevarlo sobre el eje? Muy buena pregunta, pero muy difícil de contestar, diría que cada caso es un mundo de diferencias. Para empezar ¿qué hace el auto, baja la cola, sube la trompa, levanta una rueda, “rola” o simplemente queda patinando? Como vemos son muchas las opciones o combinaciones de problemas para muchas
soluciones y mezclas de soluciones a encontrar.
Si baja la cola, amortiguadores duros a la compresión. Si levanta la trompa, amortiguadores duros a la tracción. Si se enrosca el eje de tracción, (a una acción corresponde una reacción de igual intensidad en sentido contrario). Las ruedas giran en sentido horario, si miramos desde el costado derecho, desde el suelo;
Por lo tanto el diferencial o eje querrá hacerlo en sentido anti horario (la fuerza es igual a las de las ruedas en el piso). La barra que impide que se levante la cola del piñón debe empujar al eje hacia abajo (la barra tomada en el chasis lo mas cerca posible del C.G. y usando las palancas, sistemas 1º, 2º o3º) para que la carga empuje al eje hacia el pavimento. El C.G. muy alto o muy atrás, traslada al
C.G.D.(centro de gravedad dinámico) en la acelerada; Esto levanta la trompa como un balancín donde el centro pivotante es el eje
trasero y todo el peso que levanta es carga dinámica que se pierde, es igual a lo que está por delante del eje pivotante(pensar en el
sube y baja, un solo niño en un extremo no balancea) Trasladar peso hacia delante, peso que puede trasladarse, butaca piloto, tableros, pedaleras, etc.. Fundamentalmente colgar las masas no suspendidas del eje que se levanta. Si “rola” vulgarmente la reacción de torque en un picador endurecer barra estabilizadora.
Todo lo anterior sería como si un médico ve a un paciente que está flaco, demacrado, amarillo y pierde peso día a día, le diga sin analizar más, amigo usted tiene cáncer, podría ser, pero no es así de fácil.
En autos de carreras no existen, por lo menos en forma preponderante, la suerte, la mala suerte, la ayuda de la Difunta, que salga de puro “tarro” o huevazos por el estilo. Hay que averiguar, todo está inventado, hay que descubrir en nuestro caso que tenemos que hacer, y hacerlo y ojo entendiendo todo. El “invento” es encontrar, como y porqué esto o lo otro, el conjunto de lo logrado con éxito es
“nuestro invento”. Diré a título ilustrativo que en el chevrolet la relación de puente es de 49 ·/· 12 = 4,08 (dientes corona ·/· dientes piñón ) = 4,08
¿No parece claro lo del aumento de peso producido en la aceleración?. Bueno, pongamos una balanza, de esas chiquitas del baño, sobre el piso de un ascensor, subamos y verificamos el peso, desde allí arriba apretemos el botón para subir y miremos el cursor de los kilos cuando arranca y verán, como por un instante (cuando todo pasa de la inmovilidad a la aceleración) aumentan los kilos (sólo por un
instante, el de la aceleración, luego en velocidad constante volvemos al peso inicial) Todo lo que tiene masa, en todo el universo, está sometido a estas leyes del movimiento. "E pur si muove", decía Galileo Galiley, y casi lo queman vivo. Después vinieron Newton que lo
“reglamentó” y luego Einstein que lo pulió mejor. ¡Después Colin, Frank y los genios que usaron LO QUE ESTABA DESCUBIERTO... NO INVENTARON !!!, supieron usar lo que estaba inventado para ganar carreras. Inventaron la combinación de todo lo que ya se sabía.
Claro que es sumamente difícil, se debe pensar, y eso es lo único que nos diferencia de casi todos los animales. Digo, casi todos los animales, porque algunos de nosotros nos encontramos cómodos sin pensar.
Para evitar las peligrosas corridas patinando desde la partida calentando neumáticos, se debe instalar, en la línea de frenos trasera, una llave bloqueadora, de esa manera en la partida, frenando con el pié izquierdo, solamente reciben presión las ruedas delanteras, de esa forma, con apenas un charquito bajo las ruedas traseras se inicia una patinada, sin mucho motor, espectacular y controlada para
calentar sin riesgos ni de motor ni de vehículo.
Veamos que podemos charlar con los números, que según el dicho, no se equivocan.
Avance de perno de dirección = es la inclinación en grados hacia delante en su parte inferior respecto de la vertical ( en un picador 12º, aproximadamente.-
Relación de puente = Los dientes de la corona dividido los dientes del piñón, las vueltas de la rueda y las vueltas del cardan.-
Relación de compresión = relación entre cámara de combustión y volumen del cilindro sumado el volumen de la cámara y dividido por ésta.
Rendimiento volumétrico = los h.p. dividido la cilindrada = hp/litro.
Aceleración = la variación de la velocidad con el tiempo = m/s2
Masa = peso x 9,8 = unidades técnicas de masa
Peso = cambia con la altura,( gravedad y masa)
Carga Inercial = peso producido por el cambio de estado de movimiento.-
Convergencia = ruedas en su alineación cerradas adelante picador “0”.-
Divergencia = ruedas abiertas adelante picador “0”
Comba positiva = ruedas cerradas abajo picador “0”
Comba negativa = ruedas cerradas arriba picador “0”
Sobrevirante = se va la trompa
Subvirante = se va la cola.
Desarrollo de rueda = diámetro por 3,1416. (Largo de la pisada)
Relaciones de caja = diferencia de rotación entre los ejes de engranajes de cada marcha.
Velocidad promedio = 3.600 ·/· tiempo por distancia.
Espero que las cuestiones aquí tratadas no sean vistas en forma
Tal que cambien la manera de ver las cosas de nadie, son solamente las opiniones y pensamientos de alguien que sólo pretende comunicarse para comprender mejor, por tal razón espero y desde ya acepto cualquier critica u opinión sobre todo lo expuesto.-
Único autor responsable: Héctor Pettinari.-
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