Industria

¿Por qué las cilindradas nunca son precisas?

El lenguaje popular simplifica los tamaños de los motores y generalmente aproxima la cilindrada final por lo alto. Es decir, a un motor 1.293 le decimos que es un 1.300, a un 1.998 lo consideramos 2 litros, así en todas estas condiciones.

Por Daniel Otero

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Motor

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¿Por qué sucede que un motor nunca da la cilindrada global exacta? 

Este desplazamiento surge del diámetro del cilindro y de la cantidad de recorrido que haga el pistón entre los puntos muertos inferior y superior. 

La fórmula de la cilindrada es muy fácil. Se toman esas dos medidas con el pistón de cualquiera de los cilindros en el punto muerto inferior y regresamos a las clases de geometría del colegio que nos dicen que el volumen de un cilindro se obtiene multiplicando el área de la base por la altura de las paredes, que es el recorrido que hará el pistón. Luego ese resultado lo multiplicamos por la cantidad de cilindros de la máquina y da la capacidad total que solemos manejar.

Esas dos medidas provienen de largos cálculos y estudios para definir la proporción entre el tamaño del pistón y su carrera con varias consideraciones. Una es el recorrido que, mientras más largo, produce más palanca o torque sobre el cigüeñal, pero la máquina es menos feliz a altas revoluciones. 

En cuanto al tamaño del pistón, mientras más grande sea su diámetro, hay más área para el empuje de la combustión y es más alegre al girar a altas revoluciones. 

Sin embargo, no podemos jugar con los extremos porque si el recorrido es muy largo y vamos a muchas revoluciones la velocidad lineal del pistón puede ser tan alta que este se destruye. La razón es que el pistón es una pieza que trabaja bajo enorme estrés porque en ese recorrido pasa momentáneamente por velocidad cero, es decir, se detiene unos microsegundos cuando está arriba y cuando pasa por el punto inferior. Esas aceleraciones y paradas son muy bruscas y suceden en cada giro del motor. Por ejemplo, a 3.000 rpm lo hace 50 veces ¡cada segundo!

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De ahí que al hacer las cuentas de esos factores al diseñar el motor se busca la mejor aproximación a la capacidad máxima deseada en cada cilindro, pero nunca las dimensiones cuadran de manera tan exacta que, por ejemplo, haya cuatro cilindros de 250 cm3 precisos en un motor 1.000 cm3.

Por supuesto hay muchos otros factores que inciden en esas medidas, como la relación de compresión que se busca, el peso de los elementos, el volteo del cigüeñal, entre otros. 

Por eso, cuando le vendan un motor definido como de tamaño equis, no se sienta tumbado porque es un poco más pequeño. No es culpa del fabricante, sino de las fórmulas de la geometría que, al incluir el número PI, que tiene infinitos decimales (3,14159265358979323846…), nunca dan un resultado preciso. 

Este número irracional ya se calculaba en Mesopotamia, en los años 1900 a 1600 antes de Cristo y, por supuesto, unos 3.800 años antes del motor de combustión con pistones reciprocantes.

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