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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).

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        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.

       
Hay que aclarar que modificar el cigueñal es una tarea que debe realizarse con sumo cuidado ya que en caso de errores es muy difícil volver al estado anterior del mismo.

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, el 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) generando un peso reciprocado.


        La manera más eficaz de reducir la vibración es controlar el peso reciprocado, tratando de reducir el mismo, para lo cual proceda de la siguiente manera:

1. C
oloque 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, mas certero, es sostener el cigueñal sobre dos hojas de afeitar u hojas de "cuter", colocadas sobre una base de madera tal como se muestra en la figura de abajo, también verificando que este artilugio esté perfectamente nivelado.
Tenga en cuenta no apoyar en la parte de la rosca y sí sobre el borde liso evitando el hueco de la admisión tal como semuestra.

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2. Ahora cuelgue arandelas del perno de la biela hasta que el cigueñal -girándolo en varias posiciones-, siempre quede quieto, totalmente, estabilizado, o sea que no gire volviendo hacia ningun sentido. En lugar de arandelas, también se puede colocar la conocida "plastilina".

3. Quite todas las arandelas (o la plastilina), y péselas en una balanza electrónica. El peso total de equilibrio así obtenido menos la mitad del peso de la biela lo vamos a denominar "TPA: Total Peso Agregado".

4. Ahora, para encontrar la masa reciproca, pese el pistón (si lo tiene, con el aro puesto), y el perno del pistón (con sus retenes) mas la mitad del peso de la biela. A este total lo llamamos "TMR: Total Masa Reciproca".

5. Con ambos datos, se debe obtener el "PMR : Porcentaje Masa Recíproca", con esta sencilla cuenta:

TPA: Total Peso Agregado
PMR = --------------------------------------------------------------
TMR: Total Masa Reciproca

Ejemplo con datos supuestos

Si el peso agregado es de .............................18 Grs.
Si la mitad del peso de la biela es de ...............5 Grs.
Si el peso del pistón y perno es de ................45 Grs.
Por lo tanto:

PMR = (18-5) / (45+5) = 13/50 = 26%

6. Para el modelo acrobático típico con un motor invertido y el fuselaje armado, el funcionamiento más suave resultará con un PMR del 25% al 40%.
Los motores comerciales vienen con 0% al 33% y por lo general hay que alivianar el cigueñal sacando material.
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.


7. Otenido el dato anterior (el %), hay que modificar el contrapeso del cigueñal en un peso igual a la diferencia entre el PMR obtenido y el deseado. En el ejemplo anterior, si se dese obtener, por ejemplo, el 40% en el PMR, hay que alivianar el cigueñal en el 14% (40-26) de 50 (el total de la masa recíproca). Por lo tanto en este ejemplo hay que alivianar el cigueñal en 7 Grs..

8. Hay dos maneras de modificar el contrapeso (ver la Figura).
La más fácil es sacar material del contrapeso del cigüeñal en la parte posterior al pié de la biela. 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.

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       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.

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        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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