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motor de dos tiempos: carburacion



diametro del difusor

diametro del difusor

el diametro del difusor es importantisimo para el funcionamiento del motor
algunos creiamos que al aumentar el diametro de difusor, el motor corria mas
porque aspiraba mas aire y mas gasolina. El razonamiento es logico pero no es
del todo ciert, porque hay que tener en cuenta varios factores.

lo principal es saber que la fuerza util del piston a la que corresponde el
maximo `par de fuerzas, se consigue cuando en el difusor hay una velocidad de
flujo de al menos 90 mtros /segund, o lo que es lo mismo, una velocidad de
324 km/ hora que permite una vaporizacion y una combustion optima.

para obtener esta velocidad, es necesario que el diametro del difusor no sea
excesivo porque:

1º la cantidad de flujo de aire que aspira el piston cuando desciende tiene
que ser el mismo que el que pasa por el difusor para conseguir una continuidad
de flujo.

2º los dos volumenes del cilindro y del difusor tienen que ser iguales.

para eso hay que tener en cuenta que:

1º el volumen es siempre el producto de la velocidad del flujo por el area (seccion)

2º la velocidad de paso en el difusor se obtiene multiplicando la velocidad
del piston por la relacion de las secciones del cilindro y del difusor o bien
de los cuadrados de sus respectivos diametros .

es decir se aplica la formula:

vd= vp . d² . / d²

donde:

vd = velocidad de difusor.

vp = velocidad del piston.

d = diametro del cilindro.

d = diametro del difusor.

supongamos un motor con:

diametr, d = 47 mm

carrera c = 39,2 mm = 0,039 metros.

difusor d = 21 mm

r.p.m , n = 11000

calculamos la velocidad del cilindro (recordar que la carrera se coloca en
metros)

vc = c. n / 30 // 0,039 x 11000 / 30 = 14,3 m/s

calculamos la velocidad del difusor:

vd = vc . d² / d² // 14,3 x 47² / 21² // 14,3 x 2209 / 441 // vd= 31588,7 /
441 = 71,6 297052m/s

como el area de la circunferencia es a= 3,1416 x r²

entonces:

area del cilindro = 3,14 x 23,5² = 1734,94454

area del difusor = 3,14 x 10,5² = 346,36059.

como dijimos que el volumen es el producto de la velocidad por el area entonces
tenemos que:

volumen del cilindro = 14,3 x 1734,94454 = 24809,7069

volumen del difusor = 71,6 297052 x 346,36059 = 24809,7069

entonces el volumen del cilindro es igual al del difusor por lo tanto estamos
cumpliendo el requisito fundamental, el diametro es correcto.

vamos a hallar el nº de r.p.m correspondiente a la velocidad de 90 m/s con la
siguiente formula:

n= 30.v. d² / c.d²

en donde:

30 = numero fijo (segun medidas utilizadas)

v = velocidad aire optima de 90 m/s

d = diametro del cilindro en mm

.d = diametro del difusor en mm

c = carrera del piston en metros.

n= 30 x 90 x 21² / 0,039 x 47² // 2700 x 441 / 0,039 x 2209 // n = 1190700 /
86,15 // n= 13 821 r.p.m

esto quiere decirnos, que cuando el motor gira a 13821 r.p.m en el carburador
hay el flujo optimo de 90 m/s

teniendo este nº de r.p.m vamos a comprobar si el motor girando a esas revoluciones
, la velocidad del difusor corresponde con los 90 m/s optimos.

velocidad cilindro

vc = 0,039 x 13821 / 30 // vd = 539,019 / 30 // vd = 17,9673 m/s

velocidad difusor

vd = 17,96 x 2209 / 441 // vd = 39673,6 / 441 // vd = 89,9994.....

ahora vamos a hacer la misma operacion pero intercambiando lo que es el diametro
y la carrera

diametro piston d = 39,2

carrera del piston c = 47 mm = 0,047 metros

diametro difusor d = 21 mm

r.p.m n = 11000

entonces

velocidad cilindro vc = 0,047 x 11000 / 30 // vc = 17,2333 m/s

velocidad difusor vd =17,2333 x 1536,6 4/ 441 // vd = 60,0484m/s

area del cilindro ac= 3,14 16 x 384,16 // a = 1206,8742

area del difusor ad= 3,1416 x 110,25 // ad = 346,3605

velocidad de flujo:

del cilindro: vc = 17,2333 x 1206,8742 // vc = 20798,4251

del difusor: vd = 60,04 84 x 346,3605 // vd = 20798,3938

hallamos las r.p.m con flujo de 90 m/s

n= 30 . v . d² / c. d² // 2700 x 441 / 72,222 // n = 16486,66 r.p.m.

comprobamos la velocidad del cilindro hallando la velocidad del cilindro::

velocidad cilindro:

vc = 0,047 x 16486,66 / 30 // vc = 25,8291 m/s

velocidad del difusor:

vd = 25,8291 x 1536,6 4/ 441 // vd = 90 m/s

conclusion:

observamos que el diametro del difusor no va en funcion de la cilindrada, sino
en funcion de los volumenes , esto queda clar, ya que la cilindrada de los
motores aqui expuestos son diferente ya que el motor a, tiene una cilindrada
de 68 cc y el motor b , tiene una cilindrada de 56,72 cc.

si aplicamos la formula de la cilindrada (ver cilindros)

cilindrada motor a = 3,1416 . d² . c / 4000 // 3,14 x 47² x 39,2 / 4000 // c
= 68 cc

cilindrada motor b = 3,1416 . d² . c / 4000 // 3,14 x 39,2² x 47 / 4000 // c
= 56,72 cc

deducimos:

velocidad piston

a = 14,3 m/s

b = 17,23 m/s

revoluciones por minuto:

a = 13821 r.p.m

b= 16491 r.p.m

vemos claramente como influye la construccion del cilindro (diametro y carrera
) en el rendimiento del motor

el motor de menor cilindrada tiene el mismo diametro de difusor y gira mucho
mas rapid, al mismo pase de gasolina tiene mas roce entre cilindro y piston
porque gira a mayor nº de revoluciones por lo tanto mas desgaste y mas calor
producido por el roce , por lo tanto mas dilatacion

¿porque el tamaño del carburador va a influir tanto en la potencia maxima? (articulo
de top_racing)

para contestar a esto hemos de tener en cuenta dos factores:

1. atomizacion de la gasolina. cuanto mas rapido circule el aire por el carburador
mejor va a ser la atomizacion de la gasolina . En carburadores de poco diametro
la velocidad del aire sera alta y por lo tanto mejor sera la atomizacion de
la gasolina en el aire

2. resistencia al paso. cuanto mas rapido circule el aire por el carburador
mayor va a ser el rozamiento del aire con las paredes. En carburadores de poco
diametro la velocidad del aire sera alta y por lo tanto el aire va a tener grandes
dificultades de circular.

punto optimo
como vemos aqui ocurren dos fenomenos que son opuestos. podremos
mejorar la atomizacion de la gasolina con un carburador muy pequeñ
pero al mismo tiempo estaremos ofreciendo gran resistencia al paso. hemos pues
de llegar a un compromiso. hace tiempo se hicieron estudios rigurosos sobre
todo esto y se llego a la conclusion de que para obtener el maximo
rendimient, el aire debe circular por el carburador a una velocidad media de
90 m/s. existe una grafica que plasma la relacion entre la velocidad
del aire a traves del carburador y la potencia maxima relativa
que nos va a ofrecer el motor

en la grafica se ve claramente que el punto de potencia maxima corresponde
a los mencionados 90 m/s. Si utilizamos un carburador con diametro mas
grande tendremos el aire circulando a menor velocidad y la potencia maxima
sera menor, pero solo un poco. imaginemos un motor de 125 cc, cuando
circula el aire a 90 m/s a traves de su carburador , el motor ofrece
un rendimiento optimo de 34 cv.
si el aire circulara a 70 m/s ,carburador de mayor diametr, la potencia
maxima que ofreceria seria de 30 cv aproximadamente.

si utilizamos un diametro mas pequeño de carburador, tendremos
el aire circulando a mayor velocidad y la potencia maxima sera
menor, decreciendo de forma bastante brusca. En el ejemplo anterior si hicieramos
circular el aire a 140 m/s la potencia maxima que ofreceria pasaria
a ser de unos escasos 17 cv.

como vemos en la grafica y en el ejempl, tan malo es un carburador demasiado
grande como uno demasiado pequeñ, aunque siempre es mejor pasarse un
poco de grande que de pequeño., aunque queda claro que siempre sera
mejor utilizar un carburador que haga circular el aire a exactamente 90 m/s,
ya que asi conseguiremos el funcionamiento optimo del motor


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Actualizado: 11/07/2014
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