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Comparación diámetro/carrera La relación de carrera , que hoy en día se define a menudo como relación diámetro/carrera , es un término que describe la relación entre el diámetro...

Comparación diámetro/carrera

La relación de carrera , que hoy en día se define a menudo como relación diámetro/carrera , es un término que describe la relación entre el diámetro del cilindro y la longitud de la carrera del pistón en un motor de pistón alternativo . Esto se puede utilizar tanto para un motor de combustión interna , donde el combustible se quema dentro de los cilindros del motor, como para un motor de combustión externa , como una máquina de vapor , donde la combustión del combustible tiene lugar fuera de los cilindros de trabajo del motor.

Convenciones

La forma habitual de describir la relación de carrera de los cilindros de un motor de pistón es su relación diámetro/carrera . [ 1 ] El diámetro del orificio del cilindro se divide por la longitud de la carrera del pistón para obtener la relación.

La relación carrera/diámetro es una expresión menos popular, que data de los primeros días del desarrollo de los motores de combustión interna. [ 2 ]

Motores de carrera cuadrada, de carrera superior a la cuadrada y de carrera inferior a la cuadrada

Los siguientes términos se utilizan para etiquetar la relación diámetro/carrera:

Motor cuadrado

Un motor de carrera cuadrada tiene las mismas dimensiones de diámetro y carrera, lo que da como resultado una relación diámetro/carrera de exactamente 1:1.

Ejemplos de motores cuadrados

1953 – El Ferrari 250 Europa tenía un motor Lampredi V12 con un diámetro y carrera de 68,0 mm × 68,0 mm (2,7 pulg. × 2,7 pulg.) .      

1967 – Motor FIAT 125, 124Sport 125A000, 125B000, 125BC000, 1608 cc, DOHC, diámetro y carrera de 80,0 mm × 80,0 mm (3,15 pulg. × 3,15 pulg.) .      

1970 – El motor Ford 400 tenía un diámetro y una carrera de 101,6 mm × 101,6 mm (4,00 pulg. × 4,00 pulg.) .      

1973 – Kawasaki Z1 y KZ(Z)900 tenían un diámetro y carrera de 66,0 mm × 66,0 mm (2,60 pulg × 2,60 pulg) . [ 3 ]      

1982 – La Honda Nighthawk 250 y la Honda CMX250C Rebel tienen un diámetro y carrera de 53,0 mm × 53,0 mm (2,09 pulg. × 2,09 pulg.) . [ 4 ]      

1983 – Motor Mazda FE de cuatro cilindros en línea de 2.0 litros con un diámetro y carrera de 86,0 mm × 86,0 mm (3,4 pulg. × 3,4 pulg.) .      

1987 – Los motores Opel/Vauxhall 2.0  L GM Family II son cuadrados con un diámetro y carrera de 86,0 mm × 86,0 mm (3,39 pulg. × 3,39 pulg.) ; por ejemplo, C20XE C20NE C20LET X20A X20XEV X20XER Z20LET Z20LEH Z20LER A20NHT A20NFT.      

1989 – El motor SR20DE de Nissan es un motor de sección cuadrada, con un diámetro y carrera de 86,0 mm × 86,0 mm (3,39 pulg. × 3,39 pulg.) .      

1990–2002 – El motor V8 biturbo de 3.2 litros de Maserati tiene un diámetro y carrera de 80,0 mm × 80,0 mm (3,15 pulg. × 3,15 pulg.) y se utilizó en el Shamal , el 3200 GT y el Quattroporte IV .      

El motor Saab B234/B235 (1990-2010 ) es un motor cuadrado, con un diámetro y carrera de 90,0 mm × 90,0 mm (3,54 pulg. × 3,54 pulg.) .      

1991 – El motor V8 OHC de 4.6 litros de Ford tiene un diámetro y una carrera de 90,2 mm × 90,0 mm (3,552 pulg. × 3,543 pulg.) .      

1995 – El motor BMW M52 , con una cilindrada de 2793 centímetros cúbicos, es un ejemplo de un motor cuadrado perfecto con un diámetro y carrera de 84,0 mm × 84,0 mm (3,31 pulg. × 3,31 pulg.) .      

1996 – El motor AJ-V8 de Jaguar , en su versión de 4.0 litros, tiene un  diámetro y una carrera de 86,0 mm.

2000 – El motor diésel V8 OM628 de 4,0 litros ( 3996 cc; 243,9 pulgadas cúbicas ) de Mercedes-Benz es un ejemplo de motor cuadrado, con un diámetro y carrera de 86,0 mm × 86,0 mm (3,39 pulgadas × 3,39 pulgadas) .         

Motor de carrera corta

Se dice que un motor es de carrera corta o de carrera superior a la cuadrada si el diámetro de sus cilindros es mayor que la longitud de su carrera, lo que da como resultado una relación diámetro/carrera mayor que 1:1.

Un motor de carrera corta permite la instalación de válvulas más grandes y en mayor cantidad en la culata, mayores revoluciones por minuto al reducir la velocidad máxima del pistón y menor tensión en el cigüeñal debido a la menor aceleración máxima del pistón para la misma velocidad de rotación del motor. Dado que estas características favorecen velocidades de motor más altas, los motores de carrera corta suelen estar diseñados para desarrollar el par máximo a una velocidad relativamente alta.

Debido al aumento de la superficie del pistón y la culata, la pérdida de calor se incrementa al aumentar la relación diámetro/carrera. Por lo tanto, una relación excesivamente alta puede provocar una menor eficiencia térmica en comparación con otras geometrías de motor. El gran tamaño/anchura de la cámara de combustión en el momento del encendido puede causar falta de homogeneidad en la mezcla aire/combustible durante la combustión, lo que resulta en mayores emisiones.

La menor longitud de carrera permite un cilindro más corto y, a veces, una biela más corta, lo que generalmente hace que los motores de carrera corta sean menos altos pero más anchos que los motores de carrera corta de cilindrada similar .

Ejemplos de motores de carrera corta

Los motores de carrera corta (también conocidos como "motores de carrera cuadrada") son muy comunes, ya que permiten mayores revoluciones por minuto (y, por lo tanto, más potencia) sin una velocidad excesiva del pistón.

Entre los ejemplos se incluyen los motores V8 de bloque pequeño de Chevrolet y Ford; el GMC 478 V6 tiene una relación diámetro/carrera de 1,33. La versión de 1,6 litros del motor de gasolina BMW N45 tiene una relación diámetro/carrera de 1,167.

Los motores bóxer , también conocidos como motores opuestos horizontalmente, suelen tener una carrera del pistón más larga de la carrera del pistón, ya que cualquier aumento en la longitud de la carrera duplicaría el ancho total del motor. Esto se observa especialmente en la configuración de motor delantero de Subaru , donde el ángulo de giro de las ruedas delanteras está limitado por el ancho del motor. El motor Subaru EJ181 desarrolla su par máximo a tan solo 3200 rpm.

BMC fabricó los motores de la serie A de  1071 cc y 970  cc a principios de la década de 1960. Ambos eran de carrera corta y cigüeñal más corto que las versiones de 1275 cc. El 970 S, el más raro de todos los motores de la serie A, se fabricó para ganar el campeonato de turismos de 1000 cc de la época, logro que consiguió.  

Los motores RB, VQ, VK, VH y VR38DETT de Nissan son todos de carrera corta. Además, el motor SR16VE que se encuentra en el Nissan Pulsar VZ-R y VZ-R N1 es un motor de carrera corta con un diámetro de 86 milímetros (3,39 pulgadas) y una carrera de 68,7 milímetros (2,70 pulgadas) , lo que le da 175–200 caballos de fuerza (130–150 kW) pero un par relativamente pequeño de 119–134 libras-pie (161–182 N⋅m; 16,5–18,5 kg⋅m) .     

Los motores de carrera extremadamente cortos se encuentran en los coches de Fórmula Uno , donde las estrictas normas limitan la cilindrada, lo que obliga a que la potencia se consiga mediante altas revoluciones del motor. Se permiten relaciones de carrera cercanas a 2,5:1, [ a ] lo que permite alcanzar velocidades de motor de 18 000 rpm manteniendo la fiabilidad durante varias carreras. [ 5 ]

El motor de la motocicleta Ducati Panigale es extremadamente sobrecuadrado, con una relación diámetro/carrera de 1,84:1. Ducati lo denominó "SuperQuadro" , que se traduce aproximadamente como "supercuadrado" del italiano. [ 6 ]

El motor aeronáutico belga D-Motor LF26 de válvulas laterales tiene una relación diámetro/carrera de 1,4:1. [ 7 ]

Los primeros motores Mercedes-Benz M116 tenían un diámetro de 92 milímetros (3,62 pulgadas) y una carrera de 65,6 milímetros (2,58 pulgadas) para un V8 de 3,5 litros. [ 8 ]  

Motor de carrera corta

Se dice que un motor es de carrera larga o de diámetro inferior a la carrera si sus cilindros tienen un diámetro (ancho, diámetro) menor que su carrera (longitud del recorrido del pistón), lo que da como resultado una relación inferior a 1:1.

A una velocidad de motor determinada, una carrera más larga aumenta la fricción del motor y la tensión en el cigüeñal debido a la mayor aceleración máxima del pistón. El diámetro menor también reduce el área disponible para las válvulas en la culata, lo que obliga a que sean más pequeñas o en menor cantidad.

Los motores de carrera corta suelen presentar un par máximo a menores revoluciones por minuto que un motor de carrera larga debido a sus válvulas más pequeñas y a la alta velocidad de sus pistones, lo que limita su potencial para alcanzar mayores revoluciones.

Los motores de carrera corta se han vuelto más comunes últimamente, ya que los fabricantes buscan motores cada vez más eficientes y con mayor ahorro de combustible. [ 9 ]

Ejemplos de motores de carrera corta

Muchos motores en línea, especialmente los montados transversalmente en automóviles de tracción delantera, utilizan un diseño de carrera corta. El diámetro menor permite un motor más corto que aumenta el espacio disponible para la dirección de las ruedas delanteras. Ejemplos de esto incluyen muchos motores de Volkswagen , Nissan , Honda y Mazda . El motor 1KR-FE utilizado en el Toyota Aygo , Citroën C1 y Peugeot 107, entre otros, es un ejemplo de un motor moderno de carrera larga ampliamente utilizado en automóviles con configuración de tracción delantera . Este motor tiene un diámetro y carrera de 71 mm × 84 mm (2,8 pulg. × 3,3 pulg.) lo que le da una relación diámetro/carrera de 0,845:1. Algunos automóviles de tracción trasera que toman prestados motores de automóviles de tracción delantera (como el Mazda MX-5 ) utilizan un diseño de carrera corta.      

El aclamado motor S54B32 M54 de BMW tenía una relación diámetro/carrera inferior a la cuadrada, con un diámetro y carrera de 87 mm × 91 mm (3,4 pulg. × 3,6 pulg. ), ofreciendo una cifra récord mundial de par por litro ( 114 N⋅m/L, 1,38 lb⋅ft/pulg. cúbica ) para motores de producción de aspiración natural en ese momento; este récord se mantuvo hasta que Ferrari presentó el 458 Italia .         

Muchas compañías automovilísticas británicas utilizaron diseños de carrera corta hasta la década de 1950, principalmente porque tributaban según el sistema de potencia RAC , que se calculaba en función del diámetro del cilindro. Esto incluye a la mayoría de los miembros de la familia de motores BMC Serie A y a muchos derivados de Nissan . El Trojan Car utilizaba un motor de dos tiempos, dos cilindros en línea, de carrera corta y pistón dividido ; esto se debía en parte a esta ventaja fiscal y en parte a que sus proporciones permitían el uso de bielas flexibles en forma de V para los dos pistones de cada cilindro en forma de U, lo que resultaba más económico y sencillo que dos bielas unidas con un cojinete adicional.

Sus competidores franceses y alemanes de la época también utilizaban diseños de carrera corta incluso en ausencia de la justificación fiscal, por ejemplo, el motor Renault Billancourt y el motor Opel de seis cilindros en línea .

El motor Chrysler Slant-6  de 225 pulgadas cúbicas (3,7 litros ) tiene una relación diámetro/carrera inferior a la cuadrada, con un diámetro y carrera de 86 mm × 105 mm (3,4 pulgadas × 4,1 pulgadas) (relación diámetro/carrera = 0,819:1).       

El motor modular Ford 5.4L tiene un diámetro y carrera de 90.1 mm × 105.8 mm (3.55 pulg. × 4.17 pulg.) , lo que da como resultado una relación diámetro/carrera de 0.852:1. Dado que la carrera es significativamente más larga que el diámetro, la versión SOHC 16V (2 válvulas por cilindro) de este motor es capaz de generar un par máximo de 350 lb·pie a tan solo 2501 rpm.        

Los motores Willys Jeep L134 y F134 eran de carrera corta, con un diámetro y carrera de 79,4 mm × 111,1 mm (3,13 pulg. × 4,37 pulg.) (relación diámetro/carrera = 0,714:1).      

El Dodge Power Wagon utilizaba un motor Chrysler Flathead de seis cilindros en línea de 230 pulgadas cúbicas (3,8 L) con un diámetro y carrera de 83 mm × 117 mm (3,3 pulgadas × 4,6 pulgadas) , lo que resultaba en una relación diámetro/carrera sustancialmente inferior a la cuadrada de 0,709:1.        

Los motores Barra Inline 6 de 4 litros e Intech del Ford Falcon australiano utilizan un diámetro y una carrera de 92,21 mm × 99,31 mm (3,63 pulg. × 3,91 pulg.) , lo que equivale a una relación diámetro-carrera de 0,929:1.      

El motor Chevrolet I6 de 292 pulgadas cúbicas también es de carrera corta, con un diámetro y carrera de 98,4 mm × 104,8 mm (3,875 pulgadas × 4,125 pulgadas) (relación diámetro/carrera = 0,939:1).      

El motor 4G63T de Mitsubishi, que se encuentra principalmente en muchas generaciones del Mitsubishi Lancer Evolution, es un motor de carrera corta con un diámetro y carrera de 85 mm × 88 mm (3,3 pulg. × 3,5 pulg.) .      

El motor Jaguar XK6 , utilizado en todos los Jaguar de 6 cilindros desde 1949 hasta 1987, era de carrera corta. Por ejemplo, el motor de 4,2 litros tenía un diámetro y carrera de 92,08 mm × 106 mm (3,63 pulgadas × 4,17 pulgadas) , lo que proporcionaba una relación diámetro/carrera de 0,869:1.      

Prácticamente todos los motores de pistón utilizados en aeronaves militares eran de carrera larga. El PW R-2800, el Wright R-3350, el Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major , el Rolls-Royce Merlin (1650), el Allison V-1710 y el Hispano-Suiza 12Y-Z son solo algunos de los más de cien ejemplos existentes.

Todos los barcos propulsados ​​por diésel tienen motores marinos de carrera muy reducida, que suelen utilizar crucetas . Un motor diésel marino de dos tiempos Wärtsilä tiene un diámetro y una carrera de 960 mm × 2500 mm (37,8 pulg. × 98,4 pulg.) , (relación diámetro/carrera = 0,384:1).      

La mayoría de los motores de motocicletas modernos son de carrera cuadrada o de carrera superior a la cuadrada, pero algunos son de carrera inferior a la cuadrada. El motor de seis cilindros en línea de la Kawasaki Z1300 se diseñó con carrera inferior a la cuadrada para minimizar su anchura. Más recientemente, un nuevo motor bicilíndrico en línea para la serie Honda NC700 utilizó un diseño de carrera inferior a la cuadrada para lograr una mayor eficiencia de combustión y, por lo tanto, reducir el consumo de combustible. [ 10 ] [ 11 ]

Notas

  1. No existe ninguna restricción real en la relación diámetro/carrera, pero los diámetros de los cilindros están limitados a 98 milímetros o 3,86 pulgadas y la capacidad a 2400 centímetros cúbicos (150 pulgadas cúbicas ).

Referencias

  1. El término "diámetro/carrera" es el más utilizado, y se emplea en Norteamérica , Europa , Reino Unido , Asia y Australia .
  2. Ingram, Edward (abril de 1916). "En cuanto al tema del derrame cerebral" . Horseless Age . 37 (6 y 7): 275, 325. Recuperado el 12 de noviembre de 2015 .
  3. "Kawasaki 900 Super Four" . 240 hitos de la tecnología automotriz japonesa . Sociedad de Ingenieros Automotrices de Japón, Inc. Consultado el 6 de noviembre de 2013. Periodistas y motociclistas la apodaron la reina de las motocicletas, y se ganó una reputación como modelo superdeportivo en todo el mundo. La Super Four presumía de alto rendimiento y calidad. Esta motocicleta superventas ganó numerosos premios en todo el mundo a tan solo seis meses de su lanzamiento.
  4. "Especificaciones de la Honda Rebel 2013" . Sala de prensa de Honda . American Honda Motor Co. 4 de septiembre de 2012. Consultado el 25 de marzo de 2014 .
  5. "Reglamento Técnico de F1 2011" (PDF) . FIA . Consultado el 21 de julio de 2011 .
  6. "Ducati 1199 Panigale – Ducati" . www.1199panigale.ducati.com . Archivado del original el 21 de julio de 2019. Consultado el 15 de marzo de 2026 .
  7. "Precio" . Países Bajos: D-Motor. Archivado del original el 25 de abril de 2012.
  8. "Especificaciones técnicas del Mercedes Benz 350SL" . Archivado del original el 31 de agosto de 2007.
  9. "Motor Dynamic Force de 2.0 litros, un nuevo motor de gasolina de 2.0 litros, 4 cilindros en línea con inyección directa" (Comunicado de prensa). Japón: Toyota. 26 de febrero de 2018. Consultado el 11 de junio de 2018 .
  10. "Motor global de 700 cc para la próxima generación : detalles técnicos" . Honda Worldwide . Honda Motor Co. 8 de marzo de 2012. pág. 5. Consultado el 25 de marzo de 2014 .  
  11. Garrett, Jerry (14 de septiembre de 2012). "Un baño de realidad de Honda, en sintonía con la economía" . New York Times . Recuperado el 25 de marzo de 2014 .