Trucaje de motores

Mecánica automotriz

Trucaje de Motor

NOMBRE: Johanns Toledo SECCION: 855

ASIGNATURA: Diagnostico de motores

PROFESOR: Hugo Herrera FECHA: 31/05/2016

2

Índice

Tema Página

Introducción………………………………………………………………………………. 3

¿Qué es trucar un motor?.......................................................................................................................... 4

Aumento de cilindrada………………………………………………………………… 5 – 7

Aumento relación de compresión……………………………………………………… 7 – 11

Sobrealimentación…………………………………………………………………………. 11

Aligerado de masas…………………………………………………………………….... 11 – 15

Trucaje de culata………………………………………………………………………… 16 – 19

Conclusión…………………………………………………………………………………. 20

3

Introducción

El siguiente informe se dará a conocer información sobre el trucaje de motores ciclo otto a gasolina y desde un principio hay que diferenciar de una manera clara lo que es la ingeniería de motores de competición de lo que es la preparación de motores de competición y por ultimo lo que es trucaje.En primer lugar lo que es la ingeniería de motores ellos saben lo que necesitan y si van a utilizar un motor de 3.0cc o un 1.5 turbo que pueden llegar a desarrollar 750 cv ellos deciden si son doce ocho cuatro o seis cilindros, las válvulas por cilindro que pueden ser dos tres cuatro y el sistema de inyección a utilizar.Por otro lado los preparadores de competición preparan vehículos para correr en pista ya que si entran en el tráfico son indóciles, empastan las bujías, no aguantan el ralentí por su excesivo cruce de válvulas, son muy ruidosos mucho más allá de lo permitido, contaminan en exceso y su mantención es más cara.Si logramos definir trucaje se podría decir que es el mejoramiento en el comportamiento del motor y en general del automóvil, pero en el límite que este automóvil no pierda sus cualidades de vehículo urbano. Se trata de mejorar las prestaciones, conseguir mayor aceleración, aumentar su y hacerlo dentro de su gama, mucho más veloz y fulminante que cualquier vehículo de su cilindrada que puedan poner a la venta en algún concesionario.Pero siempre hay que tener claro que el vehículo debe seguir circulando en la ciudad y carretera; Debe saber comportarse según sea el caso, como un señor bien educadoEl trucaje es posible porque los motores son creados por el hombre y tienen la ventaja de que pueden ser mejorados en algunos sentidos, todos los motores que se consideran bien construidos tienen unos márgenes de seguridad que sus creadores han calculado sobredimensionados todas las piezas para que puedan soportar todos los esfuerzos que se les van a exigir, y posibles sobrecargas que podrían ocasionarse en el caso de verse el motor necesitado de trabajar en condiciones adversas.Dentro de todas combinaciones posibles de trucaje que se le puede realizar a un motor las más utilizadas en general por los mecánicos y aficionados son el rebaje de culata, alivianado de volante de inercia, porteo de culata y ductos de admisión ya que son los más rápidos y su costo no están elevado.

4

Trucaje Motor de cuatro tiempos siclo Otto

¿Qué es trucar un motor?

El trucaje es el mejoramiento en el comportamiento del motor y en general del automóvil, pero en el límite en que este automóvil no pierda sus cualidades de vehículo urbano. Se trata de mejorar las prestaciones, conseguir mayor aceleración, aumentar la potencia del motor y hacerlo dentro de su gama, mucho más veloz y fulminante que cualquier vehículo de su cilindrada y que puedan poner a la venta en algún concesionario.

Para los que van a explorar en este mundo de trucaje es importante saber que…“Antes de trabajar con las manos es necesario trabajar con la cabeza”

Antes de lanzarse a hacer cualquier modificación hay que conocer muy bien el motor a trabajar, conocerlo muy a bien a nivel técnico, esto quiere decir que debemos proveernos de documentación técnica ya sea manuales de taller o revistas técnicas.

Hay que conocer el régimen de giro, la velocidad del embolo, el tamaño de las válvulas y lo que separan del asiento, la medida del diámetro de los colectores de admisión y escape y en fin mientras mayor sea la información que encontremos, mayor es la probabilidad de que el trucaje sea exitoso!

Cuando ya tengas toda la información en tu cabeza y decidir sobre el papel las mejores modificaciones que se pueden llevar a cabo a tu motor y entre estas elegir las más convenientes de acuerdo a la característica del motor y también con la mayor o menor intensidad con la que deseas el trucaje y todas estas operaciones hay que hacerlas antes de comenzar con la preparación del motor, no olvides que primero se trabaja con la cabeza y luego con las manos.

5

Por ultimo debemos tener en cuenta que… La potencia del motor no puede ser aumentada nada más que en la misma medida en que se consigue aumentar su consumo de aire.

Teniendo en cuenta esto se puede deducir que para aumentar el consumo de aire solo se consigue mediante:

Aumento de c.c Aumento de presión efectiva Aumento del régimen de giro

Si ya conocemos todos los datos técnicos del motor y todas sus características, tendremos que elegir para su trucaje cualquiera de estos aumentos o varios a la vez según las circunstancias.

1- Aumento de la Cilindrada. El aumento de la cilindrada solamente se puede llevar a cabo aumentando el diámetro de los émbolos y cilindros u aumentando su carrera. Quizás uniendo dos motores o teóricamente añadiendo más cilindros aunque esto ya escape de nuestras manosAumento de la presión media efectiva (Relación de compresión).Esta es una de las opciones más generosas ya que nos proporcionara los mejores resultados para lograr el aumento de la presión media efectiva se puede lograr aumentando la relación de compresión y también mejorando la mezcla aire/combustible.Aumento de cilindrada.Desde un punto de vista técnico, la forma ideológicamente más adecuada de aumentar la potencia de un motor consiste en aumentar la capacidad geométrica de los cilindros.Para ello hay cuatro maneras de aumentar la cilindrada de un motor, y vayamos a estudiarlas punto por punto, estas maneras son:1-aumentar el diámetro del cilindro2-aumentar la carrera3-aumentar el número de cilindros4-acoplar dos motores o másAumento diámetro de cilindro. Se aconseja que todo aumento de cilindrada se haga, siempre que se pueda, aumentando el diámetro del cilindro. Los otros aumentos de cilindrada por los sistemas que hemos enumerado antes, son muy complicadas y requieren mucha experiencia en trucaje.

6

Aumentar unos pocos milímetros el diámetro de los cilindros proporcionan una buena base para conseguir motores consistentemente más potentes; además, sin comprometer demasiado el motor.

Hay muchos cilindros que permiten superar rectificados de un milímetro a todo su alrededor con lo que se logran 2m.m en el aumento de diámetro.Aumento de la carrera.Aumentar la carrera es sencillamente hacer que el embolo suba y baje más milímetros de los habituales, es muy difícil de hacer para un mecánico sin experiencia, pues requiere rediseñar muchas piezas de alto compromiso, y en principio se escapa de las posibilidades nuestras a menos que trabajemos cambiando bloque y culata, además un pistón con carrera más larga puede limitar aún más su número de vueltas.

Si vamos a tomar la opción de cambiar la carrera del pistón debemos tener en cuenta la velocidad de este, la siguiente formula sirve para calcular la velocidad del embolo (velocidad media) en el momento de la máxima potencia.

7

En donde V es la velocidad del embolo, N el número de rpm en que se tomen y C la carrera en m.m el resultado de esta operación nos dará metros por segundoSe podría decir que el motor tiene limitadas sus posibilidad por la velocidad a que el embolo se mueveUn émbolo ancho y amplio permite cámaras de combustión mucho más cómodas y perfectas, gracias a que se pueden colocar grandes válvulas y un adecuado lugar para la bujía; Además, al ser el cilindro de mayor diámetro permite reducir la velocidad del embolo, como consecuencia podemos aumentar el régimen de giro y conseguir con ello mayores y mejores aceleraciones.Al interpretar esta información de forma técnica podríamos decir que:Un embolo se siente tranquilo y gira bien entre 11 y 13 m/seg . Si tenemos que trucar un motor que se mantiene en estas cifras estamos con muy buena suerte ya que podremos sacar resultados extraordinarios y obtendremos fiabilidad si logramos subir a 16 m/seg como máximo y por supuesto si se hace un buen trabajo.Cuando tenemos que trucar un motor que ya viene de fábrica entre los 13 y 16 m/seg la cosa se va a poner un poco más difícil ya que simplemente habrá que pensar en aumento de cilindrada por diámetro de cilindro o sobrealimentación.En el caso que la fiabilidad del trucaje o motor no nos preocupe entonces podemos llegar a los 20 m/seg siempre y cuando quede bien claro que ese motor puede fallas en cualquier momento

El trucaje de carrera solo puede hacerse en aquellos casos en que podemos tratar con motores primos hermanos.Aumento del número de cilindros“Imposible”Acoplar dos motores o másPoca eficiencia2 – Aumento de compresiónEl mayor rendimiento de la explosión de una mezcla se obtiene cuanto mayor es la relación de compresión a que el combustible ha sido sometido.

8

De acuerdo con el grafico con 4:1 de compresión no le sacamos a la mezcla más de 37,50% de sus cualidades caloríficas posibles, por el contrario, con 8:1 conseguimos casi 10% más y con 10:1 estamos ya en la posibilidad de sacar al combustible el 50%Los principales inconvenientes de pueden presentar la elevada relación de compresión son 3 principalmente:

1- El autoencendido.2- La detonación o picada.3- Esfuerzos anormales en el embolo.

Medida de la cámara de combustiónPara comenzar debemos tener una probeta graduada de gran precisión (la misma que utilizan los químicos) se aconseja que sea de cristal y no de las más baratas ya que la medida debe hacerse con la máxima exactitud posible y las probetas de plásticos sufren dilataciones y dejan mucho que desear.Su capacidad debe ser de unos 100c.c aprox para motores pequeños y medianos y de 100 a 200 c.c para motores grandes, se llena la probeta hasta su límite máximo con aceite de motor.El segundo paso a seguir es desmontar la culata del motor y colocarla provista de las válvulas completamente cerradas y de su bujía bien roscada.Una vez teniendo la culata en una superficie nivelada se procede a vaciar el aceite sobre la cámara hasta quedar al ras de la superficie de contacto con el block.

9

Cuando el líquido (aceite) alcanza este nivel se deja de echar aceite y se pasa a comprobar el aceite que falta en la probeta con respecto al que había inicialmente de cuya resta saldrá el volumen del líquido vertido y consecuentemente el volumen de la cámara de combustión por ejemplo la probeta fue llenada con 100c.c y después de ser vertido quedaron 53,40c.c de aceite el volumen de la cámara seria:100-53,40=46.60 c.cOtra cosa importante cuando se efectúa la medición de la cámara de combustión directamente de la culata hay que tener en cuenta la empaquetadura de la culata para esto se puede utilizar un vidrio del mismo espesor de la empaquetadura con 4 orificios.

10

En el caso que no sea posible extraer la culada se debe posicionar el pistón en punto muerto superior y en la etapa de compresión, se vierte el aceite a la cámara y luego se extrae con una pera.

Procedimientos para aumentar la compresión de un motorExisten 4 sistemas que podemos usar con éxito para aumentar la compresión de un motor:

1- Rebajar culata2- Colocar émbolos más altos3- Levantar el embolo4- Rebajar bloque

1- Rebajar culata:

11

El rebaje de la culata consiste sencillamente, en quitarle material de su superficie de contacto con el bloque para hacer de esta manera las cámaras de compresión de contacto con el bloque disminuyan de volumen.

La culata debe ser rebajada mediante una fresadora de alta precisión.2- Émbolos más altos:

El hecho de rebajar la culata por medio de un rectificado no es tampoco el único sistema de que disponemos para conseguir aumentar la relación de compresión del motor, como ya habíamos dicho podemos acudir al sistema de cambiar los émbolos estándar por unos más altos, tal como se muestra en la figura a continuación.

Por otra parte este sistema de aumentar la compresión tiene sus contras ya que rebaja la cilindrada, porque como consecuencia al estar en punto muerto superior queda más alto que el pistón estándar.

3- Levantar el embolo (bielas más largas)Este tipo de trucaje imita lo mismo que el punto anterior ya que reduce la cámara de combustión, en consecuencia reduce la cilindrada pero es una posibilidad que se puede hacer y nunca hay que dejar fuera cualquier punto

12

ya que estamos hablando de trucaje y quizás apara más de alguna ocasión lo podemos utilizar.

4- Rebajar bloque de cilindrosEl procedimiento de rebajar el bloque suele dar buenos resultados si este se combina con el trabajo de rebajar la culata, repartiendo la medida por partes iguales.Máxima compresión que puede ser utilizada en un trucajeEn general todos aquellos motores que tengan una compresión que oscile entre 8:1 o poco más o menos y que utilicen gasolina de las llamadas normales 93 octanos están en buenas condiciones para recibir un aumento de compresión. Y por cierto que muchos fabricantes tienen por norma hacer un mismo motor pero con diferentes compresiones, con el fin de que el cliente pueda elegir la gama de gasolina que desea utilizar.Si el aumento de comprensión es excesivo se puede provocar el autoencendido, necesitando combustible de un mayor octanaje, si lo vemos de este lado en nuestro país los combustibles no son de muy buena calidad y para vehículos con relación de compresión sobre los 10,5:1 hacia riba necesita una gasolina superior que la de 97 octanos.

3- Aumento de la entra de aire o sobrealimentación Diferentes tipos de compresores:

1- Turbo compresor accionado por el escape

2- Sobrealimentadores volumétricos4- Aligerado de masas.

Cada tiempo de trabajo se puede ejemplificar como un golpe de martillo, el cual es sucedido por un momento de descanso, de esta característica podemos concluir que un motor requiere más un cilindro para evitar vibraciones y tener una ganancia de potencia.

El encargado de recibir estos esfuerzos es el tren alternativo que es conformado por los pistones, las bielas, el cigüeñal y el volante de inercia.

Si logramos reducir el peso de este conjunto obtendremos aceleraciones más rápidas y un aumento de las RPM.

13

Volante de inercia

El objetivo de este elemento es almacenar energía que se produce en el tiempo de explosión o trabajo y devolverla después en los otros tiempos improductivos del ciclo, esta principal función involucra la rigurosa suavidad en la marcha, facilitando las sucesiones de ciclo sin golpeteos.

No se aconseja nunca reducir el diámetro del volante para sacarle peso.

En la siguiente imagen se podrá apreciar los lugares donde se recomienda aligerar peso.

Acá podemos ver unos retoques menores donde se rebajó la superficie (A) y su superficie exterior (B)

14

Otra forma de quitar peso es taladrarlo pero esto se hace con mucho cuidado de no desequilibrar la pieza, es decir, hay que conseguir una forma geométrica exacta y además calcular la cantidad de peso que hay que eliminar del volante.

Pistones

Para aumentar el régimen de giro es importante aligerar el peso de esta pieza pero hay que tener un especial cuidado ya que todos los émbolos del motor deben tener el mismo peso.

Existen dos sistemas de actuar para reducir el peso de los pistones los cuales denominaremos sistema A y sistema B

Sistema A

Este sistema denominado “Casero” en el que vamos hacer perder material especialmente en su falda o simplemente recortar esta.

Bueno y en el caso que tengamos émbolos de un motor supercuadrado la opción es hacer el rebajo llamado “embolo patín” que consiste en mantener la falda pero estas son sometidas a perforaciones en sus zonas laterales, este

Se recomienda quitar solo el 10% del peso total ya que si se excede de ese valor puede restar potencia en pendientes inclinadas.

Estos recortes de falda son posibles en motores de carrera larga; En los motores actuales donde la mayoría son supercuadrados no es recomendable realizar este rebaje ya que la falda viene reducida.

15

tipo de aligerado se debe hacer con sumo cuidado y en lo posible con plantillas muy precisas para sacar el mismo material a todas las unidades.

Como consejo principal se recomienda no quitar más allá de 3 gramos por embolo estándar de fabricante.Como estamos presentando métodos caseros debemos utilizar el ingenio y atreverse a utilizar métodos como el que veremos a continuación.

Sistema B

Este sistema es un poco más fácil pero con un elevado costo y consiste en comprar pistones de competición que ya vienen con peso reducido y con menos anillos para disminuir la fricción

Este método de rebajar peso consiste en practicar pequeños orificios con un taladro en la falda del pistón (en su parte baja)

16

Aligerado de cigüeñal.

Este componente es uno de los más importantes dentro del tren alternativo es el encargado de transformar la energía rectilínea en energía rotatoria por ese fundamental motivo en este informe no se recomienda tocar los contrapesos de este elemento ya que será un vehículo de uso diario el cual tendrá que circular por todo tipo de caminos y al aligerarlo quedara muy frágil y perderá mucha potencia en subidas.

Aligerado de bielas.

En este elemento se puede eliminar material en la zona de la cabeza, en sus partes laterales del pie y en su vástago, siempre y cuando sea en pequeñas dosis.

Además de quitar peso se recomienda el pulido, ya que al quitar todas las rugosidades facilita el resbalamiento del aceite y mejor refrigeración.

El rebaje de la cabeza puede proporcionar mejores ganancias en lo que a la pérdida de peso respecta, ya que podemos reducir casi la totalidad del pequeño contrapeso que acostumbrar llevar en esta zona.

La zona de los pernos puede rebajarse del orden de 1.5 a 2 m.m.

Con lo que respecta al pie de la biela puede rebajarse por los flancos pero no más allá de 2mm por banda ósea por cada flanco.

6-Trucaje de culataVálvulas.“La característica más importante que hay que tener en cuanta con respecto a los asientos de válvula es el Angulo que forma en relación al bisel”.

17

Asiento de válvulasLos asientos de válvula de 45º son los más utilizados para la válvula de escape ya que son los que permiten un mejor asentamiento de la válvula al volver a su posición cerrada.De igual modo el ángulo de 45º permite hacer el bisel de la válvula más grueso lo que resulta deseable en la válvula de escape que a 30º se deforma por el calor con una mayor rapidez.En el trucaje se puede dejar el asiento de la válvula de escape en 30º para la mejor salida de los gases pero esta solución es muy comprometedora por la poca duración que se le dará a la válvula de escape.Este conlleva a que la válvula de escape debe ser mejorada desde el punto de vista de la calidad (material de construcción) y agrandar su tamaño.

Muy de lo contrario la válvula de admisión resulta altamente favorecida con el ángulo de 30º ya que trabajan a una menor temperatura y permite un mejor flujo de aire hacia el interior del vehículo, tampoco hay que dejar atrás la opción de agrandar el tamaño de la válvula sin dar mayor modificación a la cámara de combustión.

Guía de válvulas.Para dar una mejor flujometria a los ductos de admisión y de escape se debe cortar la punta de las guías de válvulas. Esta extensión de la guía ayuda a la disipación del calor de la válvula pero se prefiere despreciar esta ventaja y acudir a mejorar la corriente de gases a base de recortarlas.

18

Eje de levas.Si llegamos a conseguir que las válvulas se mantengan abiertas por mayor tiempo tendremos una mejor ganancia de potencia y una mejor respiración del motor.Para mejorar la respiración del motor sin necesidad de hacer grandes cambios como poner válvulas más grandes, debemos cumplir con algunos requisitos.

A) Debes hacer que la válvula de admisión se habrá más deprisa y se cierre después que en el sistema original, con lo que mantendremos la válvula más tiempo abierta y en una posición más elevada, lo que obtendremos como consecuencia un mejor llenado del cilindro

B) Aumentar el tiempo en que la válvula permanece abierta con respecto al giro del cigüeñal provocando un cruce de válvulas más largo y apurando al máximo los efectos de inercia de los gases.

A continuación veremos una leva estándar VS uno modificado.

19

A simple viste se puede apreciar que el leva modificado abre la válvula de escape con mayor rapidez y por más tiempo. Para dar otra comparación veremos un gráfico que representa la masa o el volumen de aireEje de leva estándar

Eje de levas modificado

Gráficamente queda demostrada la gran diferencia que se puede obtener en el mismo cilindro solo modificando el eje de levas.

20

Dentro de los perfiles de los ejes de leva se puede encontrar ejes de levas de 32-75 o de 50-80 esto quiere decir que la apertura de la válvula comienza 32º antes del punto muerto superior y finaliza 75 grados pasado el punto muerto inferior.Como dato importe, “todo valor que supere los 280º afecta a la estabilidad del giro del motor en relantí” y esta categorizado como un leva de alto rendimiento ya que sube muy rápido de revoluciones.Para calcular esto se debe sumar los dos grados de la leva más 180º, daremos un ejemplo.Un motor de 1.600cc comienza su origen de abertura de la válvula de admisión 12 grados antes del P.M.S y finaliza 53º después del P.M.I.12+180+53=245ºEste resultado nos da a entender que es una leva estándar y no se ve afectado. Para utilizar un eje de levas que sobrepaso los 280º se recomienda aumentar la relación de compresión entre 11:1 a 12:1 ya que el cruce de válvulas es excesivo y tiende a perder compresión.Porteo, flujeo o pulido de ductos.En las operaciones de pulido y ensanchamiento del ducto de admisión hay que tener en cuenta que se debe lograr cierto efecto de conicidad, es decir, que el ducto tenga la tendencia a ensancharse muy ligeramente a medida que se aleja de la válvula, para así conseguir un efecto de aceleración del aire a su paso por el ducto, muy semejante a un efecto difusor con lo que el llenado del cilindro se mejora al dar mayor aceleración al aire.

Conclusión

Este trabajo se enfocó fundamentalmente en el trucaje a nivel técnico//aficionado con conocimientos mecánicos, ya que contiene explicaciones fáciles de entender, gracias a ello logre ampliar mis conocimientos en el ámbito del trucaje.

Si bien es un tema complejo y medianamente costoso puede llevarse a cabo en casi todos los vehículos de la gama comercial media y baja.

21

Teniendo en cuenta las múltiples combinaciones que se pueden llevar a cabo ya sea para aumentar su relación de compresión, rebajando la culata o el block, aligerando su tren alternativo, etc. Podemos ganar bastante potencia.

Por otro lado aprendí que cuando se efectúa un plan de trucaje de un motor se debe tener sobre la mesa toda la información técnica de sus características y cualidades, yaqué con estas características se deberá evaluar qué posibilidades de trucaje son factibles y luego actuar en su mecánica, como se dijo de un principio “antes de trabajar con las manos, hay que trabajar con la cabeza” por esta razón es preciso combinar todas las posibilidades en papel antes de cometer cualquier error.

Realizando pequeños retoques obtenemos pequeños aumentos de potencia que al final del trabajo se convertirán en un gran total, con lo que involucra pequeños aumentos de cilindrada con aumento en la relación de compresión, con el mejoramiento en la aberturas de las válvulas, modificando sus asientos, teniendo ganancia en cada uno de estos puntos ya tenemos un aumento importante en la potencia de nuestro motor.

Nunca hay que despreciar el aligerado de las masas del tren alternativo, lo difícil es calcular el porcentaje en gramos que hay que quitar a cada elemento.

Finalizando esta conclusión no dejo de lado un tema que a mi parecer es bastante importante, este trata sobre el trucaje de la culata, si bien en sus inicios este elemento o componente del motor comenzó siendo solo la tapa de cabeza o tapa para el block hoy en día es la parte fundamental del motor, y su trucaje nos hará ganar bastante potencia con lo que respecta a su pulido, porteo, rebaje, modificando su árbol de leva y ángulo de válvulas.