Flujos de culata

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Flujo de Culatas para Competencia

Cuando la válvula de admisión se cierra, el flujo de admisión es interrumpido en forma súbita. La inercia del aire produce una presión adicional debido al agolpamiento de las moléculas del gas. Esta presión genera un onda (pulso a velocidad del sonido), que se aleja del cilindro pero sólo llega hasta el punto donde la culata se conecta al múltiple de admisión. En este lugar la onda debe invertir su dirección y desplazarse hacia el cilindro.
Si el pasaje de la culata tiene el largo apropiado, entonces la onda de presión llegará de vuelta justo en el momento que abre nuevamente la válvula. Esto es una ayuda cuando se requiere mejorar la eficiencia de motor. Sin embargo, la modificación de culata para conseguir este efecto y con ello una mejora en la alimentación opera en un rango estrecho de revoluciones. Un pasaje de admisión con su largo optimizado para 6.000 rpm. es diferente a uno de 4.000 rpm. Antes de optimizar el largo de los pasajes de admisión es necesario determinar la velocidad del motor a la cual se desea obtener el mejor rendimiento volumétrico.

Flujómetro para Culatas de Competencia
El equipo que permite hacer una lectura de la condición aerodinámica de los pasajes de admisión (flujómetro), mide la resistencia al flujo de aire. La máquina sopla o "succiona aire" a través de los ductos y basa sus mediciones en el valor de las variaciones de presión que se producen. Si el flujómetro indica una presión mayor en los pasajes, cuando el gas se desplaza a través de el, significa que la resistencia al flujo es menor y por consiguiente es más eficiente.

El flujómetro es necesario para obtener la información confiable que permita realizar modificaciones en forma científica de los pasajes de admisión. Esmerilar la superficie interna para acrecentar el diámetro no siempre trae beneficio. Los datos registrados por el flujómetro son analizados mediante programas de computador que arrojan en sus resultados las medidas y características que deben tener los pasajes para obtener la resistencia al flujo que genere una presión de alimentación adecuada.

Culatas de Carrera
No solamente se debe considerar la velocidad lineal de flujo, en la puesta punto de la culata de carrera. La mezcla recorre el sistema de admisión girando en forma de torbellino. Los pasajes de admisión contribuyen a mantener el movimiento giratorio del aire. Los medidores de turbulencia determinan el comportamiento del gas frente a la resistencia que recibe durante su avance.

Para mejor rendimiento de motor el aire gira en forma paralela al cilindro (torbellino), es decir su eje de giro es perpendicular al pistón y al mismo tiempo rueda en dirección hacia la cabeza del émbolo (caída).
El aire se desplaza en dirección al pistón y luego cuando se inicia la carrera de compresión forma un torbellino que se aleja favoreciendo la velocidad con que se queman los gases. El fenómeno de aceleración interna de la mezcla mejora la tolerancia a la detonación y permite que el motor funcione con menos avance de encendido. Esto último, facilita que el pistón se desplaze por unos milímetros más en su carrera de compresión antes que la fuerza de expansión de los gases se oponga.
Los efectos de torbellino y caída, mejoran la potencia de motor sin aumentar el consumo de combustible. Sin embargo, el efecto de torbellino y caída disminuyen la velocidad lineal que puede alcanzar la mezcla. Un buen sistema de admisión combina apropiadamente torbellino, caída y velocidad lineal.

En motores con relación de compresión menor a 12,5 es conveniente utilizar la turbulencia como forma de mejorar la eficiencia. Sin embargo, para relaciones mayores a 12,5 tiene mayor importancia la velocidad lineal de los gases.