DONDE ESTA EL LIMITE? Opciones

[nrg]

Buena pregunta amigo, muy buena.

¿donde está el limite? pues probablemente no lo haya. Me explico: si hace 10 años le dices a alguien que existe la posibilidad de hacer girar un motor a 20000rpm (que ahora están a la vuelta de la esquina) te llama de loco para arriba cualquier cosa. Pero hoy ya es factible y como te digo pronto lo veremos. Y porqué es posible:

- primero, porque hoy son utilizables árboles de levas "dessincronizados" del cigüeñal, eso permite tener unos bajos decentes y subir y subir de régimen hasta esos valores.

- segundo: en la actualidad hay excepcionales simuladores de fluidos, que permiten optimizar los conductos de admisión y escape para que aún a esas velocidades todo funcione

- y los ingenieros de materiales nos tienen acostumbrados a darnos (tarde o temprano) lo que le pedimos: materiales ligerisimos pero con una resistencia increible

Si a esto le sumas mejoras en los procesos de producción (que yo sepa los F1 son las únicas máquinas no metrológicas diseñadas con tolerancias 00, es decir con un "error" de ¡¡ décimas de micra !!), que la imaginación no tiene límite, que la experiencia acumulada es enorme, etc... no te extrañe que de aquí a otros 10 años estemos hablando (salvo restricciones de reglamento) de 23000rpm... La leche.

Un saludo.

[nrg]

Bueno, ahí va lo que os quería contar y que me he traio preparaito:

A ver Maico, creo que ya he entendido lo que me quieres decir. Antes de nada decirte que por reglamento, como tu dices, la cilindrada unitaria viene impuesta (y es de 300cc/cilindro). El reglamento tambien limita el número de marchas entre 4 y 7.

Bien: ahora estaremos de acuerdo en que lo más importante en estos motores es obtener una altísima potencia con esa limitacióin de cilindrada y manteniendo un razonable margen de uso. Pues la potencia que entrega el motor es (entre otras cosas) directamente proporcional al producto de:
cilindrada*rpm
y si te fijas (y si no te lo demuestro) ese producto es equivalente a este otro (que es lo que tu dices)
SuperficiePistón*VelocidadMediaPistón

Entonces, me vas a permitir que razone sobre el primer producto porque de esa manera me olvido de una variable (la cilindrada) que es constante por reglamento. De todas maneras observarás que me remito a las variables que tu comentas.
Bien: entonces estaremos de acuerdo que para obtener alta potencia con una cilindrada fija es necesario alcanzar las más latas rpm posibles: esto no tiene discusión.

¿qué relación diámetro/carrera escogemos para obtener esa cilindrada unitaria impuesta? Aqui estamos ante un doble argumento:
- cuanto más grande es la carrera y menor el diámetro, menos superficie tiene el pistón (y por lo tanto menor es la fuerza en que se "transforma" la presión que obtenemos en la combustión) pero mayor es el brazo de palanca de esa fuerza (más par)
- y cuanto mayor es el diámetro y menor la carrera pues lo contrario: menos brazo de palanca pero más fuerza.
En la F1 se tiende a elevados diámetros (100mm) y carreras cortísimas (37mm). ¿por qué? Como ya os comente en un F1 se trata de quemar la máxima cantidad de gasolina en el menor tiempo posible (para que te hagas una idea: a plena potencia un F1 quema 4 veces más combustible en elmismo intervalo de tiempo por cilindro, que un Opel corsa en idénticas condiciones). Entonces:
ese elevado diámetro favorece la combustión detonante, que es una ventaja a tener muy en cuenta a la hora de realizar una combustión rapidísima (y teniendo en cuenta que con que un motor dure 400km estamos contentos). Además ese elevado diámetro favorece el uso de enormes válvulas, que es algo imprescindible para mantener el rendimiento volumérico y la eficiencia del ciclo a esas velocidades.

y esa corta carrera tiene dos enormes ventajas:
1) si te fijas la velocidad media del pistón de un F1 a 18000rpm es sensiblemente igual a la de un coche de calle a unas 6000rpm. De esta manera se mantiene acotada la velocidad relativa entre pistón y cilindro; y si tienes en cuenta que cerca del 80% de las perdidas de potencia por fricción se quedan en esa zona, te darás cuenta de la importancia de que esa velocidad sea pequeña (las perdidas aumentan con el cuadrado de la velocidad).
2) y esa misma "baja" velocidad del pistón permite otra cosa mucho más importante: controlar el proceso de derrame que se produce en la admisión (el proceso de meter el aire dentro del motor). Con esas velocidades del pistón es posible mantener un rendimiento volumétrico acepatable que sería imposible a velocidades mayores: pero esto ya es otra película.

Bueno, espero haberte/haberos aclarao algo, si no aqui seguimos.

Un saludo.