APUCA - Asociación Pilotos U-Control Argentinos
Mejorando los
Motores para Acrobacia
Por Ricardo Arrayet



3. TRABAJANDO EL TREN ALTERNATIVO.

        En el tren alternativo (cigueñal-biela-pistón), se puede trabajar un poco, considerando las pequeñas dimensiones de estos elementos, en especial la biela y el pistón. Como regla general, estos son los cambios que se pueden realizar en dichos elementos:
        a) En la biela: Alivianado
        b) En el pistón: Alivianado.
        c) En el cigueñal:  re-balanceo y retoques en la válvula de admisión.

       
Alivianado de la biela.

        Si bien es poco el material que se pueda extraer, se aconseja sacar material de los bordes de la biela, dando a los mismos una forma redondeada.  También se puede agrandar el agujero de pase de aceite en el pié de la misma que se une al cigueñal y en la cabeza de la misma donde está el perno del pistón, para ayudar su lubricación. Este "agrande" debe ser mínimo. Si bien se puede hacer, no se aconseja agujerear la biela como se lo suele hacer en motores de competeición de motocicletas, por ejemplo y tampoco alivianar tanto que haga frágil a este elemento.

        Alivianado del pistón.

       
El alivianado del pistón solo puede realizarse de dos formas: afinando el espesor de su pared en la parte inferior y/o levantando el borde inferior del mismo en la forma que se expone en el dibujo. Afinar la pared es complejo dado que en el pistón -sobre todo si es de aluminiio-, su espesor es muy delgado. Si se "cava" la parte inferior, el material se saca del lado opuesto de donde está sostenido el perno del pistón, verificando que estando éste en el PMS, la parte donde se sacó material no debe dejar al descubierto la lumbrera en la camisa que esté en coincidencia (admisión y/o escape, según el motor).

        Este tipo de "retoque", en algunos casos (como en el Fox 35), se hace directamente cambiando el conjunto camisa-pistón (de hierro), por otros ABC, el cual es mucho mas liviano que aquel otro material.

        Trabajos en el cigueñal.

       
Nuestros motores -que son de un solo cilindro-, no pueden ser equilibrados por un solo contrapeso girando en el cigueñal. La masa reciproca (el pistón, perno del pistón y parte de la biela) producen una fuerza vibrante de arriba a abajo. Esta fuerza vertical puede reducirse con una fuerza centrífuga contraria al contrapeso del cigüeñal, pero ese contrapeso girando causa una fuerza a través de todos los 360º de su rotación. Por consiguiente el contrapeso mientras reduce la vibración vertical agrega una lateral (en la dirección de su ubicación). En general lo mejor que puede hacerse es usar un contrapeso igual a la mitad del peso reciprocado. 
        La manera más eficaz de reducir la vibración es controlar el peso reciprocado, tratando de reducir el mismo. 
        La masa eficaz del contrapeso puede encontrarse en forma relativamente simple. Un método es colocando el cigüeñal en una superficie lisa, llana y nivelada (en lo posible de vidrio) con el contrapeso que tiene el cigueñal colgando desde el borde de esa superficie. Haga rodar al cigüeñal y debería quedar con el contrapeso hacia abajo, es decir, con el perno de la biela para arriba.  Otro método es sostener el cigueñal sobre dos hojas de afeitar, colocadas sobre una base de madera tal como se muestra en la figura de abajo, también verificando que este artilugio esté perfectamente nivelado.


        Ahora cuelgue arandelas del perno de la biela hasta que el cigueñal descanse con ese perno en forma horizontal. Quite todas las arandelas, y péselas. El peso total de estos pedazos menos la mitad del peso de la biela es el contrapeso más eficaz.
        A estas alturas usted probablemente notó que el cigüeñal no puede ser equilibrado perfectamente en la superficie lisa con las arandelas debido al corte del port de la entrada de mezcla en la parte delantera del cigueñal, lo que hace que un lado del cigüeñal sea mas liviano que el otro.
       Hay dos maneras de aumentar el contrapeso (ver la Figura) La más fácil es sacar material del frente del contrapeso del cigüeñal. Usted puede recoger un gramo o dos de esta manera.
       Otra alternativa -para evitar lo anterior-, es taladrar dos agujeros en el contrapeso del cigüeñal y rellenarlos con soldadura de tungsteno. El tungsteno está disponible para soldar las tomas de electrodos de corriente. El tamaño más útil es de 3/16 pulgadas (0.5 mm) por cada agujero. Debe estar seguro de que la biela al girar no toque esos rellenos por lo que deben quedar las superficies perfectamente lisas. El tungsteno es aproximadamente dos veces y un medio más denso que el acero y un agujero de 0.5 mm de diámetro por un largo de 0.6 mm agregará aproximadamente un gramo y cuarto de peso.

       Ahora, para encontrar la masa reciproca, pese el pistón (si lo tiene, con el aro puesto), y el perno del pistón. A este peso agregue la mitad del peso de la biela. Este total es la masa reciproca.
       Para el modelo acrobático típico con un motor invertido y el fuselaje armado, el funcionamiento más suave resultará con un contrapeso del 25% al 40% de la masa reciproca. Los motores comerciales vienen con 0% al 33%. Para un modelo con fuselaje  perfil con el motor montado lateralmente usted necesita por lo menos un 50% debido a la flexibilidad del fuselaje en la dirección de la masa reciproca.
       Otro cambio que realiza Sergio Melendez (Chile) en el cigueñal, consiste en quitar el borde con filo en el port de entrada de mezcla del cigueñal, dándole un perfil mas plano. Esto evita que la mezcla ingrese en el conducto del cigueñal con excesiva turbulencia posibilitando un mejor llenado. Este "quite" de material no debe modificar la forma de dicho port de entrada ya que de ser así se anticipa la entrada de mezcla (excepto que se busque este efecto). Esta es una modificación que puede implicar un cambio en los reglajes de admisión además de un desbalanceo del cigueñal por lo que se aconseja controlar este aspecto.

4. CAMBIANDO LA PERMANENCIA Y EL CRUCE.

        La permanencia es el tiempo total de giros del cigueñal durante los cuales el transfer de admisión y la lumbrera de escape están simultáneamente abiertos. Por lo tanto, el cruce es la diferencia de grados existente entre ambas medidas.
        Como ya se mencionó, para un motor de acrobacia el mejor "cruce" es aquel que ronda los 14º. Sobre esto hay varias opiniones de gente con amplios conocimientos en el tema como lo fué George Aldrich.
        Para llegar a esa graduación (asumiendo que el motor -como la mayoría-, tiene más que eso), el método mas práctico es anticipar la apertura de la lumbrera de admisión. Si embargo, cuando los grados de permanencia del escape son muy grandes, los mismos se pueden "achicar", bajando el ingreso de la camisa en el interior del block del motor (ver vínculos con notas sobre trabajos de retoque en el Fox 40 y Supertigre 46 en la última parte de este trabajo).
        Normalmente, con solo anticipar la apertura de la admisión en el cilindro se logra el objetivo. Para esto lo que se debe hacer es levantar la lumbrera de admisión en el cilindro mediante limado de la pared interior de la misma, en forma de ángulo, hasta llegar a la altura deseada.


        Cuidado con esta tarea, un excesivo cavado altera el cruce y puede exceder los grados buscados y quitar potencia en el motor. Aquí se debe trabajar con medidas de centésimos, obtenidas antes de empezar a trabajar.

        Como saber cuanto material extraer?
        En primer lugar se deben medir los grados de permanencia del escape y de la admisión, utilizando un transportador redondo colocado en el eje del motor, donde se fija la hélice, con una guía para medir los grados de giro del mismo. Para facilitar la tarea de giro del cigueñal y a la vez observar el interior de la camisa, se debe extraer la tapa del cilindro.
       Una vez conocidos los grados del cruce, se posiciona el pistón en el borde superior del transfer de admisión exactamente en donde el mismo comenzaría a descubrir la misma en su carrera descendente. A partir de ahí, se gira el cigueñal haciendo subir el pistón la cantidad de grados deseada y en donde queda detenido es el límite de la parte superior de la nueva lumbrera.


        Un último "toque" que puede ayudar al buen flujo de los gases es pulir la parte baja del transfer de admisión tal como se muestra en la Figura.
        Normalmente la lumbrera de escape no se toca ni tampoco el "boost" de admisión trasero en los motores de barrido "schneurle".

5. VENTURI Y BARRA DE ROCIO (spraybar).

        Se han usado venturis durante mucho tiempo como dispositivos para producir la succión del combustible en los carburadores de automoviles y en medidores de flujo en la industria. Estos venturis tienen un “spraybar” o barra de rocío utilizados en la succión del combustible. La función de venturi es producir en el agujero de salida de dicho spraybar, alta velocidad de la mezcla combustible-aire. La velocidad alta significa una presión baja del fluido que atraviesa el mismo. 
        Este es el mismo principio que hace que una ala produzca succión en la superficie superior, aprovechando la velocidad de flujo de aire más alto en dicha superficie. La forma del venturi visto en sección cruzada es como dos perfiles angostados en su unión. La presión más baja ocurre en el punto del venturi dónde el aire se está moviendo más rápidamente -el punto dónde el diámetro interior es más pequeño-. 
       Con esta estructura, los “spraybar” trabajan mejor posicionados de lado que hacia abajo para obtener la mejor succión.   
       Considerando que el spraybar es un tubo que interrumpe el paso del aire, el flujo de aire es separado hacia abajo y la corriente de aire debe incrementar su velocidad, por lo que el aire abajo del spraybar está ejerciendo presión de succión. Esto significa que el combustible saldrá del agujero del spraybar que está hacia abajo pero esto también significa que el port del cigüeñal se llenará del aire a presión baja. El venturi, en contraste, tiene un diámetro suave que se estrecha hacia abajo, en diámetro más pequeño (donde se permite al combustible entrar), para prevenir las separaciones. Por consiguiente, el venturi recupera casi toda la presión atmosférica en la compresión del cárter. La analogía del ala puede usarse de nuevo.
       A mayor abertura del venturi, mas aire entra y por lo tanto hay mayor arrastre de mezcla, concluyendo en que el consumo aumenta. También, a mayor volúmen de mezcla existirá mayor llenado y por lo tanto un potencial incremento en las RPM del motor con una tendencia a funcionar en 2-2. 
       Por todo esto, al abertura del venturi debe probarse hasta encontar la adecuada a la marcha deseada por el piloto.
       Sobre este tema también aconsejamos leer notas en este sitio web, sección "Notas Técnicas".


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