Trataremos de explicar,de una manera simple,algo no muy complicado, que necesita
atención para ser entendido.
Partiendo de la base que un motor al ser mejor llenado su cilindro con gases combustibles,
mayor potencia entrega.
Pasaremos a ver la forma de obtenerlo.
Un método puede ser un
compresor en la boca de admisión (admisión forzada) o también creando una depresión en el escape
(admisión inducida).
El primer modo es generalmente usado en motores mayores que por ser
complicado y costoso, y que yo sepa no se usa en pequeños motores
Lo que sí se utiliza es el inducido,
mediante el uso de pipas resonantes, de las que pasaremos a analizar su funcionamiento.
Sin apurarnos hagamos el siguiente razonamiento: supongamos colocado en el escape del motor
un tubo de diámetro constante. Ponemos en marcha el motor y después de la primera explosión se
produce la apertura del escape y los gases se dirigirán al extremo abierto saliendo a la atmósfera.
Estos gases al llegar al extremo del tubo chocan contra la atmósfera generando una onda de choque
que retorna a la lumbrera de escape del motor.
Ahora nos detendremos un momento para hablar de la citada onda.
Se trata de una onda oscilante
(sinusoidal) que si bien va en sentido contrario a los gases de escape, no se opone a su circulación.
Veamos como es. Esta onda oscilante, es como las olas del mar, el agua no se desplaza, el agua
sube y baja por diferencias de presiones en su seno generadas por el viento u otro cuerpo.
Otro ejemplo puede ser: al tirar una piedra en el curso de un río, al chocar la piedra produce una presión
hacia abajo lo que hace que el agua a su alrededor se levante y así sucesivamente formando círculos
concéntricos que no se oponen a la circulación del agua del río siendo llevados por la corriente de éste.
Quedamos que una onda se dirige hacia el escape y al llegar se puede encontrar con el mismo cerrado por el pistón, chocando con este último, generándose otra onda de choque que vuelve hacia la salida, chocando
y generando otra que vuelve hacia la lumbrera de escape y así sucesivamente. Repito, esta onda no se opone ni colabora con la salida de los gases de escape.
Ahora bien, ¿como podemos favorecernos con este fenómeno?.
Al rebotar la onda en el pistón sale como una cresta de presión y como es sinusoidal la sigue un valle de depresión, mientras el pistón sigue bajando.
Si conseguimos que la depresión coincida con el momento en que el pistón está abriendo el escape obtendremos una depresión en el cilindro, mejorando el llenado con gases combustibles que es lo que queríamos conseguir.
Nos preguntamos ¿que longitud (L) tendría que tener el tubo para que ocurra lo deseado?.
Debemos hacer coincidir de dos aperturas sucesivas de escape con el tiempo de salida y retorno de la onda a la lumbrera de escape, recorriendo 2L.
Más claramente, como la onda tiene velocidad constante y debe recorrer dos veces la longitud del tubo (L)
(ida y vuelta) en una revolución del motor de dos tiempos, como más revoluciones tenga el motor, el tiempo que tiene la onda para ir y venir es menor, y como su velocidad es fija (la de la onda), para obtener la coincidencia buscada habrá que reducir la longitud del tubo. De aquí se infiere que a mayor velocidad de giro, más corto el tubo y viceversa.
Ahora veremos como se calcula la longitud L.
Fijaremos un n° de rpm, al cual calculamos poder llegar en base a las características del motor, sus especificaciones, hélice, etc. al cuál le añadiremos unas 1500 vueltas, sumando en total 20.000 rpm.
El tiempo de una revolución del motor, en segundos, es 60/20.000
que multiplicado por la velocidad de la onda ,343metros/seg. (tomamos la velocidad del sonido), resulta una distancia 60/20.000x343= 2L, tenemos espacio en los dos miembros, estamos bien; pero como queremos el valor de L debemos dividir por 2, quedando L(metros)=(60/20.000x343)/2=10290/20.000, en donde 10290 es una constante, por lo tanto si queremos conocer el largo de la pipa debemos dividir la constante 10.290 por el n° de rpm.que calculamos poder llegar.
Como la velocidad de la onda puede variar por estados atmosféricos, la pipa se la hace telescópica, de manera que se puedan hacer ajustes finos en el momento de volar.
La longitud de la pipa se debe medir desde la falda del pistón en el escape hasta el punto de corte de las prolongaciones de las dos generatrices del cono de salida de escape. Estos conos se hacen para mantener la eficiencia de la pipa en otras revoluciones cercanas y que no sea en un solo punto de rpm.
Si pudiésemos conocer conocer el largo de la pipa que usa algún campeón, con la misma fórmula podemos saber en que n° de rpm está trabajando.
Supongamos que la pipa mida 0,31 metros,(L=0,31),usando la fórmula anterior 0,31=10.290/rpm despejamos rpm=10.290/0,31=33.193 rpm.
Y si somos más curiosos y queremos saber a que velocidad teórica puede llegar, con esta otra simple formulita lo podemos hacer: multiplicamos el n° de rpm calculado por el paso de la hélice en pulgadas y esto por la constante 0,001524 y dará la velocidad teórica a que puede llegar
Tomaremos un paso de 6 pulgadas que es el que están usando con monopala, entonces tendremos:
la velocidad V=6x0,001524x33.193=303,51kM/h.
Bueno, eso es todo,espero haberme hecho entender.
Gracias por vuestra paciencia.
Ing. Juan Carlos Boccamazzo