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ÁNGULOS CARACTERÍSTICOS

 

Aquí se quiere hablar un poco del ángulo de giro de cigüeñal, y de algunos ángulos característicos en el motor. En la figura de la derecha, se puede ver un mecanismo biela-manivela, formado por el cigüeñal, la biela y el émbolo. El ángulo antes aludido es el que forma el brazo del cigüeñal con la vertical del eje del cilindro, llamado α en la figura.

α es cero en el punto muerto superior (PMS) correspondiente al cruce de válvulas, 180º (o π) en el punto muerto inferior (PMI) después de admisión, 360º (vale, también 2π) en PMS durante combustión, etc.

La admisión de la mezcla en el cilindro suele empezar algo antes de que el cigüeñal pase por el punto muerto superior, se llama Adelanto a la Apertura de Admisión (AAA) al ángulo que gira el cigüeñal desde que se empieza a abrir la válvula de admisión hasta que pasa por el PMS. Termina algo después de que el cigüeñal pase por el PMI. Se llama Retardo al Cierre de Admisión (RCA) al ángulo que gira el cigüeñal desde que pasa por el PMI hasta que se cierra la válvula de admisión. Podemos decir que la admisión va desde α=-AAA hasta α=180º+RCA.

Figura 1 La compresión comienza en ese punto, y dura hasta que comienza la combustión, algo antes del siguiente PMS. Se llama, de manera genérica para todos los tipos de motor, Adelanto a la Ignición al ángulo que transcurre desde que comienza la reacción de combustión hasta que el cigüeñal pasa por el segundo PMS del ciclo. Igual que antes, la combustión empieza en un ángulo α=180º+RCA hasta α=360º-AI

Después viene la combustión, que viene a durar un ángulo variable para cada tipo de motor, del que, si hay tiempo, hablaré en otro capítulo.

El siguiente proceso, la expansión, comienza al finalizar la combustión (bueno, es una tontería separarlos, podríamos decir que la expansión comienza en el PMS durante combustión), y dura hasta algo antes del segundo PMI. El ángulo que gira el cigüeñal desde que se abre la válvula de escape hasta que pasa por el PMI se llama Adelanto a la Apertura de Escape (AAE). La combustión y expansión van entonces desde α=360º-AI hasta α=540º-AAE.

En ese momento empieza el escape, que como se ha dicho empieza algo antes del PMI y dura hasta algo después del siguiente PMS (que podría ser el comienzo del nuevo ciclo), definiendo el Retardo al Cierre del Escape (RCE) como el ángulo girado desde el PMS hasta el momento de cierre completo de la válvula de escape, teniendo el proceso completo una duración desde α=540º-AAE hasta α=720º+RCE (bueno, o α=RCE del siguiente ciclo).

De esta forma, se puede representar en dos circunferencias todo el ciclo competo de un motor de cuatro tiempos, o de dos vueltas por ciclo. Lo podemos ver en la siguiente figura. La circunferencia exterior representa la primera vuelta del ciclo, y contiene a la admisión, la compresión y parte de la combustión; la interior es la segunda vuelta, donde termina la combustión y además la expansión y el escape. El primer tramo de la circunferencia exterior y el último de la interior se representan del mismo color porque son el cruce de válvulas, cuando tanto la de admisión como la de escape están abiertas.

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