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VENTURIS EN MOTORES DE
ACROBACIA
Stunt News – 2-1995 – Frank Williams
Traducción Hernan Muñoz (Mar del Plata
– Argentina)
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Hace aproximadamente 10 años hice algunos experimentos
con los venturis de motores para acrobacia y nunca publique los resultados. He
hecho mas trabajos y ahora creo poder exponer los resultados a los que he
arribado.
La prueba con venturis fue hecha usando una bomba de
variación de vacío contectada a un block de un viejo Super Tigre 60 que
sirvió como portador de los venturis de prueba. A continuación puse un medidor
de flujo lo que me permitía duplicar los niveles de flujo constantes con
diferentes velocidades del motor. La corriente de mezcla dentro del venturi fue
medida con un manómetro simple de agua, nada sofisticado. Una parte de la
prueba fue hecha con el motor funcionando y un venturi de prueba para calibrar
la puesta a punto. Una vez mas, estoy seguro de que esta prueba no es ninguna
garantía pero es algo mejor que solo adivinar.
Normalmente, confiamos fuertemente en las características
de funcionamiento del venturi en nuestros motores para realizar una variedad de
funciones cuando nosotros volamos la gama de maniobras. El venturi proporciona
obviamente un lugar para que el combustible se atomice y se mezcle con el aire
entrante. El venturi proporciona el ambiente de baja presión para permitir que
el combustible sea empujado del tanque al motor. El venturi también puede ser
un dispositivo difícil de controlar, proporcionando información para poder
regular la performance del motor. Intentaré explicar cada una de las ideas que
aportamos con los siguientes datos.
Para comenzar, la succión producida en el venturi se
produce como resultado de lo enunciado por Daniel Bernoulli, quien describió la
conversión de energía, y brevemente asegura que el total de la presión en un
flujo es siempre constante. Lo que esto significa es que una caída de presión
está asociada a un incremento de velocidad del flujo. Combinaremos esto con la
siguiente ecuación, la cual por el flujo incomprensible, dice que si el área
que canaliza un flujo, decrece, la velocidad de ese flujo debe aumentar. El
venturi está contraído de manera que hay una reducción en el diámetro de la
apertura del chorro de combustible, y dicha área reducida causa que la
velocidad del flujo se incremente y por lo tanto la presión en esa zona
disminuya.
Para nuestros usos, como la velocidad del aire se aumenta
en la proximidad de la abertura del agujero o "jet" donde ingresa el
combustible en el venturi, la presión del aire en ese punto estará por debajo
de la presión atmosférica y por lo tanto, el combustible que está en el
tanque será atraído hacia el motor. Generalmente hablando, cuanto mas pequeño
es el venturi mas baja es la presión.
Has dos tipos básicos de venturis en uso actualmente en
la comunidad de la acrobacia:
En cada uno de los dos tipos puede haber
variantes, como el spraybar abierto a la altura del alesaje (aguja a la vista),
y otros como el del ST35 con cuatro agujeros en el true venturi.
Figura 1 . En esta figura, se representa la capacidad de dos venturis, uno con
drenaje tipo spraybar y el otro con el tipo "true venturi". Ambos
venturis fueron construidos para tener la misma área de ahogue, es decir, si
usted mira debajo de la garganta del venturi, el área de ahogue es el área que
usted puede ver a través del mismo. Obviamente, para el true venturi el área
es simplemente el área del diámetro más pequeño del venturi. Para el venturi
con spraybar en su medio, el área de ahogue se mide como el área del alesaje
del mismo menos el área del spraybar. Para estos casos, el venturi con spraybar
tiene un alesaje de 7.54 mm (recordar que es un motor ST60), cuyo spraybar tiene
unos 4 mm, y el venturi tipo true, tiene un alesaje de 3,5 mm (ambos tienen la
misma área de ahogue).

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La medición de corriente de mezcla de los dos venturis
era casi igual, 46 cc de agua contra 43 cc. (en pulgadas: 17 y 18). Ambos
venturis fueron probados a un régimen de caudal simulando un motor de 10 cc de
desplazamiento que funcionaba en alrededor de 8.300 RPM. También observé que
en el venturi del tipo spraybar el agujero del mismo señalaba directamente
hacia abajo, al cigüeñal. Pero esto otro fue más interesante: el true venturi
no tenía más corriente de mezcla con la misma área de ahogue. Lo que si debo
agregar aquí, es que hay una pérdida de energía del flujo alrededor del
sparybar. El flujo es turbulento en la estela de la forma circular (del spraybar)
y la presión final recuperada en el cárter del motor es menor. Cuanto?: vi que
menos de una pulgada de pérdida de presión de agua.
Figura 2

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En la Figura 2 se ve un venturi del tipo
spraybar con la orientación del agujero de caída del combustible hacia abajo
(180º) y otro mirando hacia un lado del alesaje (90º). En la edición de Stunt
News de Octubre de 1994, Jerry Price escribió un gran artículo acerca de que
el agujero del combustible que señalaba hacia abajo podría no ser la
respuesta. El describió como en un libro del año 1946, se recomendaba que el
agujero de un spraybar de un solo chorro debería apuntar a un lado de la pared
de la garganta. Su sensación era que había un funcionamiento más constante en
la tierra. La corriente de combustible es mejor con el agujero de costado,
pudiendo conseguir así un aumento de hasta un 17%. Debo decir que alcanzar
dicho aumento en la corriente de combustible no es tan simple, es solo una área
muy pequeña de la colocación del chorro la que tiene la presión más baja. Es
solamente pasando un grado y algo el punto de 90 grados, el ideal, donde puedo
mirar la presión en el manómetro y puedo encontrar exactamente el punto donde
esta la mayor eficiencia.
Usted puede encontrar ese punto haciendo funcionar el
motor en una bancada y rotando cuidadosamente el spraybar y observando donde las
RPM no empiezan a decaer, fijando en ese lugar el spraybar.
Siento que la configuración con chorro de lado da lugar a
una atomización mejor del combustible. El combustible es "cortado"
por la corriente de aire poniendo el agujero de lado. Con el agujero hacia abajo
el combustible parece caer apagado, en gotas grandes y –de producirse esto-,
el motor no funcionará suave.
Que tal si en el sparybar se ponen dos agujeros?. Por lo
que a mi parecer respecta, es tan bueno como un solo agujero al costado. Puede
ser que realmente sea más fácil de colocar que el de un solo agujero y tenga
un funcionamiento mas constante que el de un solo agujero puesto hacia abajo. Si
Ud. mira cuidadosamente un spraybar de Fox 35, observará que ellos a propósito
no perforaron el agujero del combustible exactamente derecho a través del
centro del cigüeñal, está levemente fuera de línea del centro con ambos
agujeros apenas un poquito sobre el lado del spraybar. Este es obviamente el
lado que va hacia el cigüeñal para alcanzar el drenaje máximo.
Figura 3

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Figura 3. En esa figura se ilustra los efectos de una
modificación simple a un venturi tipo "true" , la que puede aumentar
significativamente el drenaje del venturi. En el venturi, hay una capa
separadora de aire a lo largo de la pared del mismo, que no se mueve tan rápido
como el aire que circula mas allá de la misma dentro del venturi. La cuestión
es aprovechar esa mayor velocidad del aire mas allá de esa capa en la pared,
para aprovechar mejor la baja presión. Para esto se construye una pieza
(llamada "post") que solo separa el chorro alrededor de 0,7 mm (7
décimas de milímetro) de la pared del venturi. Esto es una especie de ojalillo
de bronce de 0,8 mm colocado en el agujero del chorro del combustible. La parte
de atrás del ojalillo es repujada para que calce en la curvatura de la
"canaleta" exterior del venturi, con una trabita que impide su
desprendimiento.

La atomización del combustible de este tipo de venturi es
la mas asombrosa. Creo que estamos acostumbrados a un funcionamiento tal que
mucho de nuestro combustible pasa a través del motor sin quemarse. Ayuda
probablemente a enfriar el motor lo cual está bien, pero tengo la sensación
que con este tipo de venturi la atomización extra significa que podemos crear
la misma energía con menos combustible. La única cosa a tener en cuenta con
esta configuración es que quizá se deba aumentar el contenido de aceite en la
mezcla. Tal vez una regla a seguir es agregar aceite hasta que el tiempo de
funcionamiento iguale su tiempo de funcionamiento estándar.
Figura 4.
Figura 4. En es figura se muestra una comparación entre
performance de venturis de la corriente de combustible contra RPM´s para los
cuatro tipo de configuraciones discutidos. Los cuatro venturis tenían todos la
misma área de estrangulación, equivalentes a un venturi de 7,54 mm con
spraybar.
En mi opinión lo que buscamos de un venturi, desde un
crítico punto de vista es un venturi que tienda a enriquecer la mezcla si el
motor acelera o a empobrecerla si el motor disminuye las RPM. Generalmente
pensamos que cuanto más pequeño es el venturi mejor (hasta cierto límite). Un
venturi demasiado grande tiene tendencia a acelerarse cuando hay mas viento.
De la tabla comparativa vemos que, para todos los venturis,
el drenaje aumenta con el aumento de RPM del motor. Es éste bastante cambio
para garantizar que el porcentaje de la mezcla cambia con las RPM?. Honestamente
no estoy seguro. El problema es complicado por el hecho que como el motor
funciona más rápidamente necesita mas drenaje solo para mantener el ajuste
actual de la mezcla. No estoy seguro pero lo que si puedo decir sin embargo, es
que un venturi que muestra una mayor curva ascendente con las RPM, tendrá
probablemente una mayor tendencia a regular el motor.
El ganador claro de este cuadro es un venturi que no mucha
gente ahora está utilizando: el true con post. El drenaje total es mejor, la
curva es mas escarpada y de mis observaciones personales la atomización del
combustible es mejor. El último punto con el cual usted puede ser que desee
tener cuidado si se propone intentar esta configuración, es subir el contenido
del aceite de la mezcla.
Figura 5

Figura 5. Es una representación de un funcionamiento de un
venturi spraybar simple (agujero hacia abajo) contra el diámetro del alesaje
del venturi. Todos fueron conducidos en un caudal equivalente a un motor 60
funcionando a 8.300 RPM.
Suerte y vuele stunt.
Frank Williams. Traduccion:
Hernan Muñoz (hernanm@arnet.com.ar)