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Calculo de relaciones de compresión.

           Existen dos relaciones de compresión. La Relación de compresión dinámica y relación de compresión estática. En que consiste cada una de ellas.

La relación de compresión de un motor es la capacidad de este mismo motor para comprimir un volumen de aire mezclado con gasolina un número de veces determinado. Ejemplo si un litro de aire, lo comprimimos 10 veces, esto daría una relación de compresión de 10:1 y el volumen final de el aire con gasolina seria de : 1litro= 1dm^3 si lo comprimimos 10 veces lo dividimos entre 10. entonces queda que 1dm^3/10=0,1dm^3 y para pasar de dm^3 a cm^3 multiplicamos por 100, el resultado final es 10cm^3.

O lo que es lo mismo, 10cm^3 multiplicado por 10 veces su volumen es igual a 100cm^3 que pasados a litros es 1 litro.

Esta operación de compresión la realiza el pistón en su movimiento de subida y bajada llamado carrera de pistón. La carrera de el pistón va desde el PMS ( Punto Muerto Superior ) hasta el PMI ( Punto Muerto Inferior).

 

Relación de compresión estática (teórica).

Para poder calcular la relación de compresión estática antes tenemos que conocer que volúmenes influyen en la misma. No son más que los volúmenes comprendidos entre la cámara de compresión situada entre la culata y el pistón. Hacemos la hipótesis de que tanto la válvula de escape y admisión están cerradas cuando el pistón esta en PMI y empieza a subir a PMS.

· A) volumen en la cámara de compresión.

· B) volumen junta de culata.

· C) volumen Squix.

· D) volumen situado en la corona de el pistón si este no es plano.

· E) Volumen entre segmento de explosión y corona pistón.

· F) volumen barrido carrera.

· G) volumen antes de compresión.

· H) volumen después de compresión.

· A) volumen en la cámara de compresión está situada en la culata. Este volumen como su nombre interpreta es el volumen  situado en la cámara de compresión de la culata. Normalmente estas cámaras tienes superficies rugosas y formas que no suelen ser simétricas por lo que es difícil calcular por procedimientos matemáticos este volumen. Lo normal es medir este volumen mediante una probeta. Se sitúa la culata hacia arriba con las cámaras en forma de cuenco preparadas para recibir un líquido. Situamos un policarbonato o metacrilato sobre el plano de la culata tapando las cámaras de explosión. Y practicamos un orificio en la plancha de metacrilato para poder llenarlas con parafina o alcohol metílico. “ estos fluidos no tienen apenas tensión superficial y no engañan las medidas) mezclamos una gota de tinta para colorear el fluido y seguidamente llenamos la cámara por el agujero practicado en el metacrilato. El llenado se realiza mediante una jeringuilla  con la que podamos medir el liquido que estamos introduciendo en lotes de 30 mililitros por ejemplo. Mejor obtener un resultado en centímetros cúbicos. ( 21.4 c.c para una culata de MG Metro 12G940 si esta no esta planificada) ver tabla: índice de culatas.

· B) volumen junta de culata. Este volumen se encuentra en la junta - culata y podemos calcularlo matemáticamente. Las junta de culata de mini, si medimos con un calibre tienen un orificio de 73mm de diámetro. La altura en la junta de culata varía según el modelo. “ es necesario medirlo con un calibre” . En una junta AF460 dorada este espesor es 1,07 mm. Con estos dos datos podemos calcular el volumen. Lo normal es que se sitúe entre 1,4 y 4,2 cm^3.

· La formula de volumen de un cilindro es:                         dividimos 1000 para pasar a cm^3

·                                = 4,19 cm^3 

 

· C) volumen Squix: este volumen se sitúa entre el plano de el bloque y la corona de el pistón cuando esta situado en el punto muerto superior. Se puede medir introduciendo plastilina encima de el pistón girar el motor, desmontar la culata y medir con un tornillo micrométrico el espesor de la plastilina. El mismo procedimiento se puede realizar con un alambre de estaño para fundir introduciéndolo por el agujero de la bujía. Y no hace falta desmontar el motor.

 

 

 

 

 

 

 

· D) volumen situado en la corona de el pistón. Este volumen normalmente lo da el fabricante de pistones cuando se compran pistones nuevos. Pero se puede medir por el procedimiento descrito y utilizado en la cámara de compresión de la culata. 1275cc estándar es: 6cm^3.

· E) Volumen entre segmento de explosión y corona pistón. Comprende la altura entre el segmento de fuego o explosión y la superficie superior de el pistón aproximadamente 7 mm. El diámetro es el Ø cilindro menos el  Ø pistón en la corona ( los pistones son cónicos) = 0,025, si sustituimos la formula anterior. Obtenemos un volumen de 0,78 cm^3.

· F) volumen barrido carrera. El mismo procedimiento de siempre: datos= la altura es la carrera y los cigüeñales estándar mini 1275cc tienen una carrera de 81.28 mm, el Ø cilindro es 70.61 mm al sustituir los datos en la formula el resultado es un volumen de 318,278 cm^3.

· G) volumen antes de compresión: este volumen es la suma de los anteriores.  De esta forma queda:

    Vantescomresión= Vcámaracompresión + Vjuntaculata + Vsquix +   Vcoronapistón + Vbarridocarrera + Vsegmentopistón.

Resultado =354,52c.c

· H) volumen después de compresión. Todos los anteriores menos el volumen de barrido por carrera pistón.

Vdespuésdecomresión= Vcámaracompresión + Vjuntaculata + Vsquix +   Vcoronapistón + Vsegmentopistón. 

Resultado= 36,24 c.c

Obtenido la altura de el Squix lo normal en un motor estándar es: 0.99 mm. Y como sabemos el diámetro de el pistón. 1275 cc estándar es 70.61 mm.

Introducimos estos datos en la formula de el punto anterior y obtenemos un volumen squix de: 3,87 cm^3

 

          RC = Vantesdecompresión / Vdespuésdecompresión.  = 354,52 / 36,24 = 9,7825

           Resultado= 9,78:1

· Podemos realizar el procedimiento inverso en el cálculo de relación de compresión estática. Ahora  necesitamos preparar un motor que tenga una relación de compresión de 10:1, queremos obtener el dato de cuanto tenemos que planificar la superficie de la culata donde se encuentran las cámaras de compresión. Pero en nuestra modificación hemos realizado muchos cambios. Ejemplo:

· Pistones de sobre-medida: stad+0,060¨ ver tabla

· volumen corona pistón= 6 c.c

· Nuevo diámetro es= 72,134 mm

· Junta de culata de MG metro turbo. Altura: 1,05mm diámetro 73mm.

· Carrera estándar. 81,28 mm

· Se ha planificado el bloque 0.10 mm. ( 0,99 medida estándar - 0,10 mm = 0,89 mm altura Squix).

 

· Calculamos todos los volúmenes por el método descrito.

·  volumen en la cámara de compresión. ( esta es la incógnita a despejar.) Vcc.

·  volumen junta de culata. 4,39c.c

·  volumen Squix. 3,485c.c

·  volumen situado en la corona de el pistón cuenco explosión. 6c.c

·  Volumen entre segmento de explosión y corona pistón. 0,316cc

·  volumen barrido carrera. 332,165c.

 

 Como la relación de compresión = Vantescompresión / Vdespuéscompresión.   

           Sustituimos la formula anterior e igualamos la relación de compresión que queremos que tenga nuestro motor, en este caso =10:1.

           Vantescompresión / Vdespuéscompresión = 10.

           (Vcámaracompresión + Vjuntaculata + Vsquix + Vbarridocámara  Vcoronapistón + Vsegmentopistón ) / ( Vcámaracompresión + Vjuntaculata + Vsquix +   Vcoronapistón + Vsegmentopistón ) = 10.

           La incógnita es Vcámaracompresión de ahora en adelante Vcc,  Sustituimos todos los valores restantes.

           (Vcc + 4,39 + 3,48 + 6 + 332,16 + 0,316)/(Vcc +4,39 + 3,48 + 6 + 0,316) = 10

           (Vcc +346,346)/(Vcc +14,186)=10 —————-> Vcc+346,346=10*(Vcc+14,1869) ——->  Vcc + 346,346 = 10Vcc + 141,869

           Vcc-10Vcc=141,869-346,346    ———————->    -9Vcc=-204,477  ———>    Vcc= -204,477/-9  ———->   Vcc= 22,71cc.

          

           El nuevo volumen de la cámara de compresión es 22,71cc

         Este dato es muy importante, mediante este dato podemos saber:

· si es necesario eliminar material en las cámaras de compresión alojadas en la culata,

· O si queremos modificar una cámara para incrementar su eficiencia la flujo, conocer a que cota o distancia tendremos que planificar la culata.

 

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