Hola a todos y bienvenidos a nuestra discusión sobre por qué los motores de varilla de empuje no tienden a alcanzar altas revoluciones por minuto (RPM). Para entender esto, examinemos un motor de varilla de empuje de un solo cilindro desmontado y un motor de varilla de empuje Chevy LS3 V8 impreso en 3D.
Principio de funcionamiento
Antes de profundizar en los motivos, es importante comprender cómo funcionan estos motores. El pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, lo que hace que gire el cigüeñal adjunto. El cigüeñal, a su vez, impulsa al árbol de levas en una proporción de 2:1. A medida que el árbol de levas gira, sus lóbulos abren y cierran las válvulas a través de un seguidor de leva o levantador de válvula. El elevador, conectado al árbol de levas, mueve la varilla de empuje hacia arriba y hacia abajo, que luego empuja el balancín. El balancín abre y cierra las válvulas, controlando el flujo de aire.
En resumen, el árbol de levas y los componentes asociados trabajan juntos para abrir y cerrar válvulas a medida que se mueve el pistón, lo que permite un flujo de aire adecuado.
Razones para las RPM limitadas
1. Flotador de válvula
Una limitación clave de los motores de varilla de empuje es el flotador de válvula. A altas RPM, la masa alternativa del conjunto de válvula comienza a moverse rápidamente hacia adelante y hacia atrás. Sin embargo, el resorte que mantiene el contacto entre el grifo y el árbol de levas tiene dificultades para seguir el ritmo de estos rápidos movimientos. En consecuencia, puede haber momentos en los que la válvula pierda contacto con el perfil de la leva, lo que resultará en un flujo de aire ineficiente y posibles daños al motor.
Si bien los resortes más rígidos pueden mitigar este problema, tienen sus propias ineficiencias. Las aplicaciones de carreras, como NASCAR, pueden usar motores de varilla de empuje a altas RPM con resortes rígidos, pero vale la pena señalar que alternativas como los sistemas de doble árbol de levas en cabeza (DOHC) que utilizan resortes neumáticos tienen capacidades de RPM más altas.
2. Limitaciones del flujo de aire
Otra razón por la que los motores de varilla de empuje no aceleran mucho es el flujo de aire limitado. Los motores de varilla de empuje generalmente cuentan con solo dos válvulas por cilindro, lo que compromete la cantidad de aire que puede ingresar al motor. Si bien dos válvulas por cilindro pueden beneficiar el rendimiento a bajas RPM, un sistema de cuatro válvulas es más eficiente a RPM más altas, lo que permite una mayor entrada de aire.
3. Sincronización de válvulas
Por último, la sincronización de válvulas afecta las RPM máximas de los motores de varilla de empuje. Con un solo árbol de levas que controla las válvulas, la sincronización solo se puede ajustar, pero no controlar de forma independiente, para cada válvula. Esto significa que la duración, la superposición y la elevación de las válvulas de admisión y escape permanecen constantes. Un sistema de doble árbol de levas proporciona un mayor control sobre cada válvula, lo que permite un flujo de aire y un rendimiento óptimos en diferentes rangos de RPM.
Conclusión
En conclusión, el diseño de los motores de varilla de empuje, en particular las limitaciones en el flotador de las válvulas, el flujo de aire y la sincronización de las válvulas, contribuyen a su incapacidad para acelerar muy alto. Si bien los motores de varilla de empuje tienen sus ventajas, como la simplicidad y la rentabilidad, otros diseños de motores, como los sistemas DOHC, ofrecen un rendimiento mejorado a RPM más altas. A medida que avanza la tecnología, es importante considerar los requisitos específicos y las compensaciones entre los diferentes diseños de motores.
