Todos hemos escuchado la expresión «no hay sustituto para el desplazamiento». Cuando un motor es capaz de desplazar un mayor volumen de aire, quema más combustible, lo que significa una mayor producción de energía.
Esta es la razón por la que los turbos y el óxido nitroso se han vuelto tan populares. Ambos aumentan la cantidad de oxígeno disponible en la cámara de combustión, lo que permite quemar más combustible. El desplazamiento sigue la misma regla.
Es posible aumentar la cilindrada de un motor aumentando el número de cilindros, aumentando el tamaño de su diámetro o aumentando su carrera. Se requiere un bloque de motor completamente diferente para llegar a la primera opción; Por lo tanto, el diámetro y la carrera son las únicas opciones fáciles disponibles.
Pero, ¿qué pasa con la longitud de la varilla? ¿No altera la cilindrada del motor? ¿Cómo podría afectar la longitud de la biela al rendimiento del motor? ¿Y qué significa una relación de varilla?
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¿Qué es la longitud de la varilla?
La longitud de una biela es la medida desde el orificio del muñón del cigüeñal hasta el orificio del pasador del pistón. Se puede medir en pulgadas o milímetros.
Cambiar la longitud de la varilla afectará la relación de la varilla, pero nunca afectará la cilindrada del motor. Un error común es pensar que la longitud de la varilla influye en el desplazamiento, lo cual no es cierto. La cilindrada de un motor está determinada por el diámetro del cilindro y la carrera del cigüeñal, no por ningún otro factor.
¿Qué es la relación de varillas?
La relación de vástago es la distancia a la que una varilla se desvía de una línea recta imaginaria que se extiende desde el centro de un muñón del cigüeñal hasta el centro de un pistón, lo cual es fundamental para comprender cómo los motores de altas rpm producen potencia.
La relación de la varilla también se conoce como la relación de la varilla a la carrera, y ese nombre lo describe todo. Si desea conocer la relación entre la varilla y la carrera de un motor, debe dividir la longitud de la biela por la carrera (que es la distancia que recorre el pistón dentro del cilindro). El Honda B18C1 de 4 cilindros en línea, por ejemplo, tiene varillas de 138 mm y una carrera de 87,2 mm para una relación de 1,58:1.
Influencia de la relación de la varilla en el motor
Muchos fabricantes de motores apuntan a una relación de varilla entre 1,5:1 y 1,8:1 al crear un tranvía, siendo 1,75:1 considerado óptimo en todos los casos. Para los motores de cuatro tiempos más avanzados del mundo, como los motores de Fórmula 1 y de motos, las relaciones de varilla son superiores a 2:1.
La relación de vástago influye en una serie de características del motor, incluida la velocidad y la aceleración del pistón, el tiempo de permanencia en el punto muerto superior (TDC) y el punto muerto inferior (BDC), las cargas laterales en el pistón, la carga del cilindro y las cargas de los cojinetes. La aspiración, la combustión y el desgaste del motor se ven afectados por estos factores mencionados.
Longitud de la varilla y rendimiento del motor
Longitud de varilla corta Ventajas
Dado que el pistón con un vástago corto se mueve más rápido desde el TDC a bajas RPM, crea más vacío y, por lo tanto, aumenta la velocidad de entrada de aire. Esto conduce a una mejor combustión y un mayor par (a bajas RPM).
Las varillas más cortas también significan que tendremos un motor más compacto en general.
Contras de la longitud de la varilla corta
Las relaciones de vástago más bajas a menudo implican un ángulo de vástago más alto, lo que aumenta el riesgo de un desgaste más rápido en las paredes del cilindro, los anillos del pistón y la posibilidad de temperaturas más altas en el sistema de enfriamiento debido al aumento de la fricción.
Una relación de varilla baja puede empeorar la vibración del motor. Además, debido al ángulo extremo de la varilla, una relación de transmisión baja puede hacer que un pistón se estrelle contra la pared del cilindro.
Ventajas de la longitud de la varilla larga
Las varillas más largas generalmente se usan para proporcionar un par más alto a altas RPM con la misma fuerza del pistón y, dado que son menos angulares que las varillas más cortas, minimizan la carga y la fricción en las paredes laterales. Todo esto se suma a un aumento de la potencia.
Hay más períodos de «permanencia» para los pistones cuando están en el punto muerto superior e inferior debido a las varillas más largas. Dado que el pistón se desplaza más lentamente entre las carreras ascendentes y descendentes, se mejora el flujo de gases de admisión y escape.
Más tiempo de permanencia significa más tiempo para llenar los cilindros durante la entrada y más tiempo para agotar durante la superposición. Debido a que el pistón permanece en o cerca de TDC durante un período de tiempo más prolongado, la carrera de combustión puede proporcionar una liberación más completa de energía.
Con una carrera corta y un vástago largo, el pistón acelera más lentamente desde el TDC. Esto significa que todo el extremo inferior soporta menos presión mecánica.
Contras de la longitud de la varilla larga
Los puertos de admisión tardan más en llenar y vaciar los cilindros. Se espera que esta lenta succión de aire haya reducido el par a bajas RPM.
Unas palabras adicionales
Aunque la mayoría de los fabricantes de motores sienten que las varillas más largas son superiores, a algunos fanáticos todavía les gusta el par de bajas revoluciones que proporcionan las varillas más cortas. Los constructores que buscan una relación de varilla inferior a 1,6:1 deben utilizar las varillas más fuertes del mercado de accesorios disponibles.
Dado que el ángulo de la varilla crea una tensión adicional, recomendamos utilizar manguitos del mercado de accesorios para aliviar parte de ella.
Por último, pero no menos importante, aquí tienes un vídeo de 4 respuestas que explican en profundidad la longitud de la varilla y cómo influye en diferentes puntos del rendimiento de un motor:
