Minimizar
el ruido:
El funcionamiento de un motor ocasiona la emisión al exterior
de vibraciones que se transmiten por el aire. Algunas de estas
vibraciones son perceptibles por el oído humano y forman
el ruido. Y qué os voy a decir del ruido??? Pues que molesta,
incordia, jode. Así que, para luchar contra ese mascachapas
que pasa con su chicharrilla a 3 por hora (ahí está
lo malo, que no acaba de pasar nunca) haciendo un ruido criminal
(porque son frecuencias muy agudas, particularmente desagradables
para nuestro oído) tenemos dos opciones: o contratamos
los servicios de un tal Herodes (por supuesto, esta es SIEMPRE
la mejor opción), o lo estrangulamos hasta obligarle a
poner un silencioso digno de tal nombre. Bueno, pues vamos a tratar
de la segunda opción:
La otra función del sistema de escape es filtrar en lo
posible esas frecuencias audibles, afectando lo menos posible
al rendimiento del motor. Para ello se construyen cuatro tipos
básicos de escape:
-silenciadores
de absorción: El de toda la vida, el tubo
se recubre de lana de vidrio o algún material similar,
muy efectivo como aislamiento tanto acústico como térmico
(por eso lo podemos agenciar de las obras, aunque eso ya lo sabíais,
eh warretes???).
-silenciadores de expansión:
Un brusco ensanchamiento del conducto, que al cabo de
una cierta longitud, vuelve a su sección original. Éste
es un tipo de silenciador que es muy efectivo en un amplio margen
de frecuencias, pero que sin embargo, tiene múltiples bandas
de paso (frecuencias a las cuales la absorción es menor),
además de la perdida de carga inherente a las variaciones
bruscas de sección en el tubo.
-silenciadores de resonador lateral:
Consiste en que al tubo principal se le rodea de otro
concéntrico de mayor diámetro, comunicados perforando
el primero. Las ondas acústicas pasan del primero al segundo
y se apagan rebotando en las paredes de éste. Éste
tipo de silenciador es muy efectivo en un cierto intervalo de
frecuencias, en torno a la frecuencia natural del silenciador,
la cual depende exclusivamente de su geometría.
-silenciadores de interferencia:
funcionan oponiendo uno o varios tabiques a la dirección
del flujo, obligando de esta forma a las ondas que viajan por
él a rebotar por las paredes de la cavidad así formada.
Por supuesto, supone un laberinto para las ondas sonoras, pero
también una dificultad para el flujo de gases de escape,
que se ve dificultado, aumentando la turbulencia (que provoca
fricción en el seno mismo del flujo) y la fricción
contra las paredes, y por lo tanto disminuyendo la pérdida
de carga.
En un silenciador actual, se conjugan estos cuatro métodos
para hacer más efectiva su actuación en toda la
gama de frecuencias. Los silenciadores abiertos, racing, de competi,
o como carallo le quieras llamar, evitan el método que
más pérdida de carga produce, el de interferencia,
y se limitan a los otros tres. Por ello, un silenciador abierto
respirará mejor a altas vueltas que uno homologado (por
ello hay que carburarlo), aunque a bajas vueltas la retención
será mínima (como veremos al tratar de la válvula
EXUP), y....por eso hay que carburarlo!!!!!!
Accesorios:
En este apartado, se comentarán algunos de los ingenios
que las marcas han aplicado para los motores de 2 y 4 tiempos
para optimizar su funcionamiento.
4T:
Válvula Exup:
Por supuesto, la primera en ser comentada ha de ser la querida
Exup, aunque no fuera la primera en el tiempo, sino que es una
adaptación de a las 4T de una idea muy probada en los 2T,
como veremos más tarde.
Hasta ahora, hemos hablado de regímenes de potencia máxima
a plena carga, en los cuales necesitábamos extraer los
gases quemados muy eficientemente porque no había tiempo.
Pero es que no siempre vamos a 12000 rpm!!!! (hay veces q vamos
a más, jejeje).
Veamos, cuando vamos por una ciudad a 2000 rpm, el motor necesita
ingerir la sexta parte de aire por segundo, y por lo tanto habremos
de evacuar también seis veces menos de gases residuales.
Vamos, que si diseñamos el escape para que logre barrer
los gases a 12000 rpm (por decir algo), a 2000 rpm va “sobrao”.
Tan “sobrao” que muy posiblemente se produzcan fenómenos
como el retroceso de flujo de la admisión (debido a la
menor inercia de la columna de gases frescos y al enorme tiempo
que tienen para entrar) o el cortocircuito de la admisión
y el escape (salen los gases de admisión directamente por
el escape en el periodo de cruce de vávulas), echando por
tierra el rendimiento volumétrico del motor.
Para evitar estos fenómenos, típicos en las motos
deportivas, diseñadas para dar lo mejor de sí a
altos regímenes, se creó la válvula de escape.
Ésta, cierra parcialmente el colector de escape a bajas
revoluciones para aumentar la pérdida de carga (si, esa
que antes tratábamos de hacer lo menor posible) en el sistema
de escape y así evitar que la carga fresca vaya a parar
directamente al tubo de escape (más emisiones contaminantes,
y menos potencia). Por supuesto, a pleno régimen, la compuerta
está abierta, dejando pasar todo el chorro de gases sin
estorbarlo.
¿Parece
sencillo no? Je!! Eso es porque no hemos tenido en cuenta la influencia
de las ondas. Esta válvula crea cuando está accionada
un estrechamiento y, por lo tanto, parte de las ondas de presión
que por ella pasen se verán reflejadas con el mismo signo
(las que sean de presión, lo seguirán siendo, las
que sean de rarefacción igual). Vamos, nuevos parámetros
que calcular a los sufridos ingenieros de Yamaha. Y además,
esta válvula tiene infinitas posiciones intermedias, así
q a cada régimen, la geometría del escape variará
y la ensalada de ondas será un verdadero puzzle que ordenar
para que todo funcione bien. Pero cualquiera que haya puesto su
culo encima de uno de estos maravillosos motores tiene claro que...lo
vale!!!
Sistema
H-Tev:
Éste es el que llevan las Honda FireBlade desde el 2000,
y no tiene que ver nada con el anterior. Se trata de una pieza
en titanio con tres posiciones distintas según el régimen
de funcionamiento:
- La primera, por
debajo de las 2700 rpm ciega una de las dos salidas intermedias.
Sería un 4-2-1 que, como hemos dicho, es bueno en bajos
y medios regímenes. Además, la sección de
paso es la mitad, con lo que la pérdida de carga es mayor
y la retención de los gases frescos también (el
mismo efecto que perseguía la Exup).
- La segunda posición,
entra a partir de las 2700 hasta las 7000 rpm. Sigue siendo un
4-2-1, pero aprovechando ahora sí los dos colectores intermedios
para minimizar la pérdida de carga, ahora que el cortocircuito
de admisión y escape no es tan grave.
- La tercera posición,
por encima de las 7000 rpm, interconecta los cilindros adyacentes
actuando esta pieza a modo de doble compensador, y cuya distribución
de ondas sería similar a la que habría en un 4-1,
más favorable a alto régimen.
Como dijimos, no sólo hay que expulsar menos gases, sino
también tragar menos aire. En una moto con carburador a
depresión, es la campana la que regula éste caudal
automáticamente (benditos carburadores). Pero en una moto
inyectada como es la CBR900, el sistema anterior se ve complementado
con una válvula que parcializa la entrada de aire a la
caja de admisión a bajas vueltas. Este sistema es general
en muchas de las motos inyectadas (Suzuki emplea un sistema alternativo
de doble mariposa para controlar ese exceso de aire en la admisión).
2T:
Válvula de escape:
A diferencia de las de 4T (Exup, para entendernos), que estaban
en el colector, ya próximo a la salida, esta válvula
de escape se sitúa cerrando parcialmente la lumbrera de
escape. Para un régimen alto para el cual se diseña
el sistema de escape, ésta válvula no actúa,
permitiendo un buen desalojo de los gases. Para regímenes
bajos, donde no es suficiente la onda de presión que viene
de la parte convergente del tubarro para evitar la salida de gases
frescos, la válvula empieza a cerrar parte de la lumbrera,
dificultando por un lado la sde los gases (aumenta la pérdida
de carga) y por otrreduciendo el tiempo en que esta lumbrera está
abierta (ya que el pistón la tapará antes al estar
parcialmente obstruida por la válvula de escape). Con ello,
podemos diseñar motores 2T, optimizando su diseño
para grandes potencias, y hacerlos también razonablemente
elásticos (y ecológicos, y ahorradores, al no estar
tirando gasolina sin quemar por el tubo de escape)
Resonadores
de escape:
Son cavidades cerradas, que están conectadas al colector
de escape por medio de una válvula regida electrónicamente.
Cuando ésta válvula se abre, pel paso a parte de
la onda de presión, modificápudiendo obtener así
diferentes comportamientostren de ondas para cada régimen
de giro.
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