Mecánica básica

[Albertini]

A mí se me parece interesante. Creo que los compresores están apareciendo en muchos capós y está muy bien saber qué te están vendiendo o que un turbo, un compresor o un motor atmosférico son distintos.

[Javi2016]

Uffff
Con el nivel de lo ya planteado, da un poco de "cosa" hablar de lo mundano, pero creo que al final es lo que nos encontramos por la calle. Espero explicarme con una claridad parecida a la de Albertini y Qasar, y que os sea de utilidad, pero no se yo...
Hasta dónde puede subir de revoluciones un motor?
El movimiento de un motor de explosión (sea Otto o Diesel), consiste en trasladar un movimiento rectilíneo (del de los pistones), a circular (a través de bielas y del cigüeñal). En su desplazamiento, los pistones (en realidad, sobre todo los segmentos) están en contacto con las paredes del cilindro.
Albertini nos contaba al principio del hilo, que la cilindrada se determina por dos parámetros: Diámetro y Carrera (por el número de cilindros).
El diámetro se corresponde con el diámetro del cilindro.
Pero la carrera no es la altura del pistón (aunque lo normal es que esté relacionado con ellas), si no la distancia entre el punto muerto superior y el inferior (determinado por la distancia entre el eje del pie de biela y el eje del cigüeñal).
Esto determina el volumen de aire (si no se sobrealimenta) que "respira" un motor: su cilindrada (si se sobre alimenta, el efecto que se produce es que con una misma cilindrada, se consigue que el motor "respire" como si fuera de mayor cilindrada, que es lo que se busca con la sobrealimentación).
Esa carrera puede ser corta o larga en relación al diámetro, pero lo que determina las revoluciones a las que puede girar un motor, es la carrera lineal que el motor hace.
El pistón, suele ser una pieza de fundición, de aluminio y "tosca", lo mismo que el cuerpo del cilindro. Lo que vale dinero es la camisa del cilindro (que reviste el hueco por el que se desplaza el pistón), y los segmentos, que son los elementos que están en permanente fricción y que permiten que el pistón pueda desplazarse generando una compresión de gases suficiente en la cámara de combustión.

Cuando la fricción alcanza determinadas cotas, el motor entra en riesgo (línea roja). Dejando a un lado los moteores especiales (cerámicos, contratamientos especiales, como los motores "nicasilados", etc), el límite se encuentra, como referencia, en 21m/s. Alcanzado este régimen, aun con un buen aceite, el psitón alcanza una temperatura tal por la fricción, que se dilata tanto que "gripa" (se queda "solado" a la camisa del cilindro), pudiendo arruinar el motor (bielas dobladas, alabeos...).

Lo corriente, es que los vehículos tengan ciertos márgenes, para que esto no ocurra, pues ese límite teórico se alcanza en condiciones óptimas de lubricación, dinámica de fluidos en la cámara de combustión, etc.
Por ello, hay un límite práctico, por debajo del teórico, que no conviene mantener (es decir, podemos entrar por un momento en la línea roja de las revoluciones, sin que lleguemos a los 21m/s, y que no arruinemos el motor).

En mi moto, por ejemplo (NC750X DCT 2016), tenemos:
El diámetro es de 77mm, y la carrera es de 80mm.
Eso quiere decir que el límite teórico de giro es de 7900rpm, pero el límite práctico lo estimo en unas 6.800rpm (18m/s), y la "línea roja" comienza en unas 6.300rpm.

[Albertini]

Pues mira, aunque obviamente entiendo que la RPM y la carrera están relacionadas nunca había visto cuantificada la velocidad lineal de un pistón. Y has metido una cosa nueva, los segmentos. Te animo a que cuentes qué son, cuantos, por qué no son el mismo número en 2 y 4T...

[Javi2016]

Asusórdenes!.

Los segmentos son unas piezas de alta calidad (mucho más que los pistones, que suelen ser "de fundición"), cuya función es compensar las diferencias entre el diámetro interior de la camisa del cilindro (más grande), y el diámetro exterior del pistón
Su función se consigue consigue porque tienen cierta capacidad de resorte.

Son unos aros (abiertos por un lado) que en reposo, tienen un diámetro mayor que el diámetro interior de la camisa, y que se alojan en unas ranuras que presenta el pistón, de modo que una vez introducido el pistón en la camisa, el acople entre las tres piezas es muy íntimo.

Los segmentos, en general, son de dos tipos, de compresión, y de engrase. Su sección es diferente (los primeros son macizos, y los de engrase llevan "huecos" para permitir el paso del aceite).
Los motores de dos tiempos, cuya lubricación se realiza, en general, a través del combustible (que lleva diluida cierta cantidad de lubricante: "mezcla"), no llevan segmentos de engrase (bajo el pistón "hay lo mismo" que encima), pero los motores de 4 tiempos, sean Otto o Diesel, bajo el pistón llevan aceite, que no pasa a la parte superior del pistón gracias al segmento de engrase, pero sí "barnizan" las paredes de la camisa.

Los segmentos de compresión pueden tener diferentes secciones, pero lo normal es que sea rectangular (a veces muy planas, casi "láminas"), o en "L", que son más caros y de mayores prestaciones. Los motores de 2 tiempos suelen llevar dos segmentos rectangulares, uno rectangular y otro en "L" (que iría encima del otro, pegadito a la cabeza del pistón), o solo uno de "L" (de alta velocidad, por tener menos superficie expuesta a la fricción).

Los pistones de 4T, bajo los de compresión tienen uno (y algunas veces dos), de engrase. A veces, estos segmentos tenían tres piezas, dos de sección plana, uno superior y otro inferior, y en medio, como un muelle que permitía el paso del aceite (el alojamiento del segmento en el pistón, cuenta en este caso con orificios de entrada y salida del aceite, extendiéndose así por todo el interior del segmento, y untando la camisa de lubricante...

Un motor sin segmentos, quizás se puede hacer funcionar, si el espacio entre pistón y camisa fuer "virtual", pero su eficiencia sería mucho menor que la de un motor con pistones con bastante más holgura, y segmentos en buenas condiciones.

Cuando un motor pierde compresión, a veces hay que poner un pistón "sobremedida" (algo mayor que el original, "rectificando la camisa, si no cabe bien), pero muchas veces, basta con cambiar los segmentos, y el motor "rejuvenece".

Releo lo escrito y me doy cuenta de que es difícil entenderme..., he buscado en Internet una imagen:
[img]http://i66. tinypic .com/9a9w84.jpg[/img]

En esta imagen, además del pistón, en el que se ven 3 surcos en la cabeza, se aprecian los segmentos, y también el bulón (que ase aloja en el agujero que se ve en el medio del lateral del pistón, y en la cabeza de la biela), y sus dos grupillas a la izquierda de la imagen.

Se trata de un pistón de 4 tiempos, ya que cuenta con tres segmentos:
- Dos de compresión, de sección rectangular (o cuadrada en este caso), pero hay 3 "aros" más, que en conjunto forman el de engrase:
- Una "lámina" superior, otra inferior, y en el medio el que se ve ondulado).
En el surco inferior del pistón, en la parte derecha, se aprecian un poco los agujeros de paso de aceite.

Algunas veces oímos que un motor "escupió" los segmentos. Esto suele querer decir que, por la razón que sea (por ejemplo, mucha holgura entre pistón y camisa), el segmento ha sido expulsado de su alojamiento. En esos casos, el segmento se rompe y, de material más duro que el pistón, lo daña, lo raya e incluso rompe (también puede rayar la camisa y las válvulas).

Y otra curiosidad, los rebajes de la cabeza del pistón, son para las válvulas (que las hemos visto en las culatas, pero el espacio de la cámara de combustión es tan "virtual", que podrían chocar con la cabeza, si no contaran con esos rebajes (o la relación de compresión sería insuficiente, generando poca eficiencia).

[Albertini]

Tema suelto. Hemos visto que los motores no funcionan todos iguales, si suben bien de vueltas no tienen bajos, si las distribución es de un tipo se pierde en otra cosa. Además tienen que funcionar a bajar y a altas revoluciones por lo que el diseño se ve obligado a aceptar un compromiso.

Qué pasaría si pudiéramos diseñar un motor que funcionara SIEMPRE al mismo régimen de giro?. Podríamos optimizar todo, la admisión, el escape, definir la carrera...todo para obtener el mejor PAR, es decir, la mayor fuerza el el punto más eficiente de consumo. Ya no tendríamos un curva de PAR porque sólo nos importaría un punto. A mi me parece una solución muy buena y a alguien también se lo pareció hace ya tiempo.

El invento se llama Transmisión Electro-Diesel. Es un motor eléctrico el que actúa sobre la transmisión final por lo que primero, aprovecha la ventaja del par instantáneo del motor eléctrico, y segundo, ahorra la caja de cambios y el embrague que necesitan los motores de combustión.

Por qué necesita una embrague un motor de combustión?. Porque a 0 RPM el PAR es 0. Es decir, tenemos que separar el separar el motor de la transmisión hasta que sube de vueltas antes de que nos de el PAR suficiente.

El sistema necesita sin embargo de un motor, un transformador y al menos otro motor eléctrico en la transmisión final. Por tanto no es un sistema aplicable a una moto y se emplea en grandes dumper, barcos o en locomotoras. También hay que decir que el funcionamiento es continuo, no se almacena, por lo que al final no es tan rentable y si lo es por la reducción de transmisiones etc...

Lo que quería es dejar la idea.

[img]http://i68. tinypic .com/260si39.jpg[/img]

[QaSaR]

Esta opcion no la conocía... que curioso!
A ver que mas se nos ocurre, que se nos acaban los temas! jajajajaja

Q.

[Abdon]

Felicidades tanto a CaSaR como Albertini, por sus explicaciones. Indicar que sobre la transmision Diesel-electrica, la empresa municipal de autobuses de Gijòn dispone de varios con transmision Diesel-electrica. Se compone de un motor Diesel que mueve un generador electrico que a su vez alimenta el motor electrico que tira por las ruedas del autobus. La ventaja esta como dice Albertini en que el motor esta diseñado optimamente para funcionar siempre al mismo numero de r.p.m.

[Albertini]

Hoy toca un motor sorprendente. Se llama motor Stirling y fue inventado a principios del siglo XIX, si diecinueve.

Técnicamente no tiene aplicaciones en coches o motos pero si en industria.

[img]http://i68. tinypic .com/2mzif55.jpg[/img]

El funcionamiento es muy sencillo. Tiene dos cilindros cerrados y unidos entre si por un conducto, dos pistones y un volante de inercia. En el primer cilindro se calienta gas que se expande hasta que el paso del pistón abre la conexión con el otro cilindro donde se contrae y se enfría. Gracias al volante de inercia, el pistón devuelve el gas frío a la cámara caliente donde se repite el ciclo.

Para calentar la cámara de calor sirve cualquier cosa, siempre que de calor, y se están empleando, por ejemplo, para crear electricidad mediante el uso del calor del sol.

Hay muchos, de todos los diseños, y además ha sido el típico juguete de inventores caseros, yo solo pongo la idea del funcionamiento.

Os ha sorprendido?

[borcha414]

Madre mia, una semana sin meterme por el foro y esto ya ha pasado de iniciación a master. En cuanto llegue a casa, me preparare algo fresquito para beber y me pondré con tranquilidad a leerlo todo que si no me pierdo.

[Abdon]

Honda NR 500 de Gran Premio de 1979, 4 cilindros en v, de pistones ovales, 32 válvulas, 8 bielas, 8 bujías y 20.000 rpm.
[img]http://i68. tinypic .com/2r5tbvn.jpg[/img]
[img]http://i64. tinypic .com/6dwwo3.jpg[/img]
[img]http://i63. tinypic .com/97nya1.jpg[/img]

[Javi2016]

Hace años me hablaron de este motor (creo que se referían a éste mismo), aunque no sabía su nombre.
Como resumen, me dijeron que se basa en dos principios termodinámicos, que un gas caliente se expande, y que un gas que se expande se enfría.
Pero me dijeron en su día (claro que hace muchos años), que era experimental, sin aplicación práctica. Me parece una idea genial para obtener energía limpia.

[Javi2016]

Honda NR 500 de Gran Premio de 1979, 4 cilindros en v, de pistones ovales, 32 válvulas, 8 bielas, 8 bujías y 20.000 rpm.

Me acuerdo de cuando salió este modelo. ¿No llevaba plástico y cerámica entre los materiales del motor?.

[Albertini]

La eterna esperanza. La llevaba Spencer pero nunca funcionó bien. Acordaos de que luego hicieron una versión de calle, preciosa por cierto.

Una de la ideas más locas, pero es que Honda es así.

[Albertini]

Por cierto, veis en ese motor cómo cuando la cámara es muy ancha hace falta una doble bujía?. La idea salió de hacer un 8 cilindros encubierto por estar limitados a 4

[Javi2016]

Freddy Spencer?
Jo, ya ha llovido
Si no recuerdo mal, batía los record de pista en la vuelta de reconocimiento, hasta que empezó a caerse.

[Albertini]

Hace años me hablaron de este motor (creo que se referían a éste mismo), aunque no sabía su nombre.
Como resumen, me dijeron que se basa en dos principios termodinámicos, que un gas caliente se expande, y que un gas que se expande se enfría.
Pero me dijeron en su día (claro que hace muchos años), que era experimental, sin aplicación práctica. Me parece una idea genial para obtener energía limpia.

Os podréis imaginar que la fuerza de expansión de un gas no da para proporcionar un PAR generoso, así que su posible aplicación es muy limitada. Tiene un óptimo rendimiento es función de su consumo así que aplicaciones tiene.

Lo he puesto como curiosidad, un motor de 1816, me parece fantástico, y ver cómo esa idea sirve ahora para algo.

[Javi2016]

Estoy de acuerdo, y gracias por recordarnos estos ingenios.
Acabo de escribir en un tema de amortiguación. Me parece muy interesante ¿te animas a tratarlo aquí?

[Abdon]

La NR 750 de calle
[img]http://i65. tinypic .com/aww6lv.jpg[/img]

[Albertini]

Quien dijo miedo.

Las suspensiones, y los distintos tipos merecen una buena parrafada. Dejemos aquí por el momento lo que nos afecta directamente. Nuestras suspensiones son hidráulicas y funcionan mediante un muelle y un amortiguador, ya sea central como en el basculante trasero, o en forma de dos barras como en el delantero.

Cuando por una frenada, un bache o lo que sea, se aplica una fuerza sobre el muelle este se comprime y el amortiguador se OPONE a este movimiento. Un amortiguador es básicamente un cilindro con un embolo dentro y relleno de un fluido que pasa de un lado al otro cuando el embolo lo recorre ofreciendo una resistencia (muchos habréis utilizado una cafetera de émbolo).

Si no existiera ese amortiguador, pues todos nos imaginamos lo que haría el muelle, oscilar sin control. El amortiguador se opone a al compresión, pero también a la extensión.

Por tanto, la regulación de la suspensión tiene tres puntos (hay más pero no somos técnicos de suspensiones de MotoGP).

PRECARGA. es la compresión inicial que le metes al muelle. Un muelle puede estar en reposo, lo que lo dejará completamente estirado, o prepacargado, le aplicamos ya una fuerza constante. Como ya creo que estaremos familiarizados con el principio de acción y reacción, el muelle (maldito él) se opone a comprimirse. Traducción, cuando llevamos peso (caso especial de la suspensión trasera) el amortiguador nos opondrá una fuerza a ese peso evitando que se baje el culo. Ni endurece la suspensión ni modifica la altura, pero eso si, reduce el recorrido máximo posible. En la suspensión delantera, si aumentamos la recarga, se hundirá menos, pero eso es todo. A cambio, será más fácil que la vibración y los golpes nos lleguen a los brazos.

HIDRAULICO EXTENSIÓN. Aquí regulamos la velocidad a la que el amortiguador se estira bajo una fuerza. Esta elimina el rebote. Un muelle al dejar de estar sometido a una carga se estira (me está enfadando este muelle) y aplicará esa fuerza sobre el asfalto, rueda delantera y este sobre la moto (acción y reacción de nuevo)

HIDRAULICO COMPRESIÓN. Lo contrario, es la velocidad a la que el amortiguador se comprime bajo una fuerza, sea de un bache o bajo el peso de una frenada. Cuanto más rápido lo haga, menos normamos un bache pero más nos hundiremos en la frenada. Dejo como apunte, que los buenos amortiguadores pueden regular estos efectos de manera independiente.

Y recordad, si aumentas la precarga de tu muelle, para tener la misma amortiguación, como el recorrido es más corto, tu velocidad en el amortiguador debe ser distinta, no?. por eso esta gente junto con la recarga cambia el aceite.

Y mi consejo, o sabes muy muy muy muy muy muy bien lo que estás haciendo con la suspensión, o no toques.

[aLeCS]

Hoy toca un motor sorprendente. Se llama motor Stirling y fue inventado a principios del siglo XIX, si diecinueve.

Técnicamente no tiene aplicaciones en coches o motos pero si en industria.

[img]http://i68. tinypic .com/2mzif55.jpg[/img]

El funcionamiento es muy sencillo. Tiene dos cilindros cerrados y unidos entre si por un conducto, dos pistones y un volante de inercia. En el primer cilindro se calienta gas que se expande hasta que el paso del pistón abre la conexión con el otro cilindro donde se contrae y se enfría. Gracias al volante de inercia, el pistón devuelve el gas frío a la cámara caliente donde se repite el ciclo.

Para calentar la cámara de calor sirve cualquier cosa, siempre que de calor, y se están empleando, por ejemplo, para crear electricidad mediante el uso del calor del sol.

Hay muchos, de todos los diseños, y además ha sido el típico juguete de inventores caseros, yo solo pongo la idea del funcionamiento.

Os ha sorprendido?

Hace años en una feria vi un puestecito de un hippie que hacia barquitas con latas de refresco.

Luego no se q hacia que le ponia aceite y prendiendo una llama la barca se movia.

Supongo q usaba algun principio termodinámico pero yo flipaba porque ademas hacia ruidito rollo 'po po po po po po' [emoji23]

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