Cómo calcular la compresión del motor

¿Por qué necesita calcular la compresión del motor?

Cada vez que realiza un cambio en un motor mecanizando el cárter o las culatas de cilindros, cambia las relaciones de compresión. Si cambia la relación, debe calcular la compresión del motor.

Hoy en día, con la disponibilidad limitada de pistones y cilindros originales, el uso de pistones del mercado de accesorios se está volviendo más normal. Si está trabajando en un motor antiguo, se necesitará más de una superficie limpia para que los componentes vuelvan a ser nuevos. Para limpiar el desgaste, necesitará mecanizar el motor. Por lo tanto, agregue el trabajo de la máquina y el uso de pistones del mercado de accesorios y esto consolida la necesidad de mediciones de compresión precisas.

En la primera lección de dos, le mostramos cómo y qué componentes deberán medirse. Luego, en la segunda lección, le mostraremos cómo usar las medidas que recopiló. Le mostramos cómo construir su propia calculadora de motor. Utilizará Microsoft Excel o Google Sheets, nosotros usamos Excel.

El mejor lugar para construir un motor es primero en «papel». Siga estas lecciones y le permitirá tomar decisiones sobre los tamaños de la cúpula del pistón y el grosor del paquete de lainas antes de comenzar el proceso de ensamblaje.

Cálculo de la altura de la plataforma del pistón

La altura de la plataforma del pistón (la altura del pistón por encima o por debajo de la superficie de la junta de la culata en TDC) es un cálculo crítico. Cambiar la altura de la plataforma del pistón afectará la relación de compresión y las holguras de la cámara.

Hay dos formas de medir la altura de la plataforma del pistón. La primera forma es realizar un montaje simulado del motor. Luego mediría físicamente dónde está el pistón en relación con la superficie de sellado.

Este método solo funciona si acumula un 100% de stock en el motor. A veces puede ser difícil medir en su lugar. Ciertos tipos de pistones dificultan la medición de la altura de la plataforma cuando se instalan. Esto se debe al tamaño de la cúpula y al hecho de que no puede haber ningún lugar donde obtener una medición precisa. Es posible que ni siquiera tenga sus pistones si solicita un juego personalizado. Para realizar el pedido, deberá especificar la altura del pasador y la altura de la plataforma.

El segundo método consiste en calcular la altura de la plataforma midiendo los componentes individuales. Este es el método que preferimos. De esto se trata la lección. Una vez que hayamos determinado los tamaños reales de las partes físicas del motor, podemos aplicar un cálculo para determinar la altura esperada de la plataforma.

Cómo medir los componentes

Para calcular la altura de la plataforma, necesitaremos medir los siguientes elementos.

Mida el cárter antes de que estén juntos pero después de que la máquina funcione.
Midiendo la mitad del cárter

Espesor medio cárter.

Debe medir el cárter mientras aún está separado. La carcasa ya debería estar mecanizada. Si observa de cerca, el maquinista puede estampar la cantidad eliminada en la caja.

La carrera se utiliza para calcular la compresión del motor.
Carrera del motor

Carrera del cigüeñal

La carrera del cigüeñal se puede tomar del libro de especificaciones de Porsche. O puede medir según sea necesario. Mida desde el punto muerto superior, TDC, hasta el punto muerto inferior, BDC.

Mide la biela de planos o de la vida real.
Medir la biela

Biela

Estará midiendo la longitud de la biela de centro a centro. Mida desde el extremo pequeño desde el centro del extremo de la varilla. Mida desde el centro de la muñequilla en el extremo de biela. O también puede obtener las especificaciones del libro técnico de Porsche.

Necesita medir los componentes para calcular la altura de la plataforma del pistón
Medición de la altura del pasador del pistón

Altura del pasador del pistón

Mida la altura del pasador del pistón desde la parte superior del pistón hasta la línea central del pasador. La mejor manera de hacer esto es colocar el pasador de la biela y volver a agregar la mitad del diámetro.

Altura del barril

La altura del barril desde la superficie de sellado hasta la superficie de sellado. Usamos una pieza plana de granito para una superficie de observación más precisa. Cualquiera que sea la forma en que mida, asegúrese de ser agradable y paralelo para una buena medición.

Paquete de calzas

Para comenzar, tendrá que estimar el grosor de su paquete de lainas. Las calzas solo vienen en algunos tamaños a menos que las tenga a medida. A veces, el taller de máquinas proporcionará calzas iguales a la cantidad que quitaron la mitad de la caja. Está bien apilar calzas en la base de los cilindros contra la carcasa de un motor Porsche. Las calzas son una pieza que puede cambiar fácilmente con la calculadora de compresión del motor.

Realización de cálculos para la altura de la plataforma de pistón

Una vez que tenga todas las medidas, puede insertar los números en la fórmula. Esta es la fórmula que utiliza los números que medimos de nuestro motor en el video.

Fórmula de altura de plataforma de pistón

(Espesor de la caja – (carrera / 2) + Altura del cañón + Espesor de la cuña) – (Longitud de la varilla + Altura del pistón) = Altura de la plataforma

(111,41 – (66/2) + 85,47 + 1,02) – (130 + 33,91) = 0,99 mm

Más para medir

Ahora que tiene la altura de la plataforma del pistón, necesita medir el volumen de la cúpula del pistón y el volumen de la cámara. Así que trabaje con esta parte de la lección en video. Deberá abrir su propia página de Excel o una hoja de cálculo de Google. Este será el comienzo de la calculadora de su motor, así que no se pierda este paso. Después de calcular la altura de la plataforma, todavía necesitamos medir los volúmenes de la cúpula del pistón y el volumen de la cámara.

Usar líquido es la mejor manera de medir el volumen de la cúpula del pistón
Medición del volumen de la cúpula del pistón

Medición del volumen de la cúpula del pistón

El diseño de la cúpula de un pistón suele tener una forma irregular. Eso hace que sea difícil estimar su tamaño. Con cortes para cavidades de válvulas y diferentes diseños de domos, la única forma de obtener un volumen exacto es medirlo con líquido.

El método que vamos a utilizar para medir la cúpula del pistón se llama «método de llenado hacia abajo».

Usando el método de relleno hacia abajo

El método de llenado hacia abajo se realiza instalando el pistón en el cilindro. Luego, coloca el pistón a una cierta profundidad por debajo de la parte superior del cilindro. Debido a que el cilindro tiene un diámetro conocido, podemos calcular cuál debería basarse en el volumen en función de la profundidad del pistón. Luego, llena el cilindro y resta la medida real de lo que debería ser. La diferencia entre los dos es el volumen real del domo.

Configuración del pistón y el cilindro

Primero, instale el pistón con al menos el anillo del pistón superior instalado en la parte inferior del cilindro. Primero debe dejar el pistón en la parte inferior del orificio para poder esparcir una pequeña cantidad de grasa alrededor del orificio. La grasa sellará el pistón al orificio para que no pierda líquido mientras llena el cilindro. Después de aplicar la grasa, empuje el pistón hacia arriba y colóquelo a una altura lo suficientemente baja para que la cúpula esté cubierta, pero no tan baja que requiera más líquido para llenar del que puede contener el tubo de la bureta.

Cálculo de la altura del domo

Asegúrese de que la altura que establezca el pistón se mida a la altura de compresión del pistón y no a la altura del domo. Para encontrar la altura de la cúpula, tomaríamos nuestro número de altura de compresión del pistón que encontramos anteriormente al calcular la altura de la plataforma del pistón. Ese número se toma desde el centro del pasador de muñeca hasta la parte superior del pistón debajo de la cúpula. Luego, mida desde el centro del pasador de muñeca hasta la parte superior de la cúpula del pistón. Reste la altura de compresión de la altura total y la diferencia será la altura del domo.

Cálculo de la altura del domo para calcular la compresión del motor
Altura de la cúpula

Altura de la cúpula = Altura total – Altura de compresión

Ahora que tiene la altura del domo, puede establecer la altura de relleno hacia abajo. Estamos usando una altura de relleno hacia abajo de 20 mm, para encontrar la altura instalada, restaría la altura de mi domo de mi altura instalada y la diferencia será la altura desde la parte superior del cañón hasta la parte superior del domo del pistón.

Altura medida instalada = Distancia de relleno hacia abajo – Altura del domo

Ahora empuje el pistón hacia arriba hasta la altura medida correcta. Limpie cualquier exceso de grasa que pueda estar por encima de la altura de compresión. No deje exceso de grasa en la cámara, cambiará el valor del domo haciendo una lectura inexacta. Instale la placa CC en la parte superior del cañón. Asegúrate de sellarlo al cañón con una ligera capa de grasa.

Llenar el cilindro con líquido

Llene y ponga a cero el tubo de la bureta. Asegúrese de utilizar un fluido similar a “Brake Clean” o “Frotador de alcohol”, estos tipos de fluidos tienen una alta tasa de evaporación y no dejarán residuos en la pieza que se mide. No se recomienda el uso de un líquido similar al aceite ATF, ya que es demasiado espeso y puede provocar burbujas de aire atrapadas en el líquido. También es mucho más difícil de limpiar después de medir. No use agua. El uso de agua puede provocar corrosión en el orificio del cilindro y los anillos del pistón.

Coloque el cilindro en un ligero ángulo y llénelo hasta arriba. Mientras lo llena, asegúrese de que se elimine todo el aire de la cámara. Lea y registre la cantidad de líquido necesaria para llenar el cilindro. Usaremos el número medido real en nuestra hoja de cálculo para calcular el volumen de la cúpula del pistón.

Medición del volumen de la cámara de combustión

Llenado de la cámara de combustión para medir el volumen para calcular la compresión del motor
Utilice una placa al llenar la cámara de combustión.

Para poder calcular la relación de compresión del motor, necesitamos medir el volumen de la cámara de la culata. Debido a que la cámara tiene una forma irregular, sería extremadamente difícil calcular matemáticamente el volumen real. La única forma de obtener una medición precisa es llenar la cámara con líquido y medir la cantidad de líquido necesaria para llenarla por completo.

Diferencias en las culatas de los cilindros

Una culata de cilindros de 2.0 litros temprana en Porsche es diferente de una culata de cilindros de 2.7 litros posterior. Al medir las culatas de cilindros 1965-69 2.0L, es importante que la placa de sellado esté colocada a la altura correcta. Esto se debe a que en los motores de 2.0L el cañón se asienta en la culata. Si mide la cámara de combustión desde la superficie de sellado hacia abajo, obtendrá un cálculo incorrecto. Necesitas hacer una placa que se coloque en la cámara de combustión.

Configuración de la cámara de combustión

No llene demasiado la cámara. Si simplemente llenara la cámara con líquido y sin placa, la tensión superficial haría que retenga más líquido que el volumen real real. Por este motivo, debe utilizar un trozo de plástico para sellar la cámara.

Para medir el volumen de la cámara, primero debe instalar la bujía. Es preferible usar la misma bujía que planea usar en el motor. Luego, con una pequeña cantidad de grasa ligera, selle la placa de cubierta en la parte superior de la culata de cilindros. Coloque la culata en un ligero ángulo sobre la mesa de medición. El ligero ángulo permitirá que el aire salga por el orificio de llenado.

Llenado de la cámara de combustión

Al igual que la última vez que llenó el barril, llene el tubo de la bureta y luego ajústelo a cero. Para hacer esto, llene ligeramente el tubo. El nivel se puede reducir a cero drenando un poco de líquido. Asegúrese de utilizar un fluido similar a “Brake Clean” o “Frotador de alcohol”, estos tipos de fluidos tienen una alta tasa de evaporación y no dejarán residuos en la pieza que se mide. No se recomienda el uso de un líquido similar al aceite ATF, ya que es demasiado espeso y puede provocar burbujas de aire atrapadas en el líquido. No use agua. El uso de agua puede provocar corrosión en las válvulas, los asientos y la cámara del motor.

Coloque el tubo sobre el orificio de llenado y comience a llenar la cámara. Al llenar la cámara, asegúrese de que no queden burbujas de aire atrapadas en la cámara. Asegúrese de que el nivel de líquido se detenga en la parte inferior del orificio de llenado y no en la parte superior. Registre la cantidad de líquido utilizado para llenar la cámara.

Listo para la lección dos

Ahora tiene todas las medidas para pasar a la lección dos. Esta lección está toda en Excel. Trabaje junto con el video, haga una pausa donde lo necesite. Debe abrir la Calculadora de altura de la plataforma de la lección uno. Esta será la base para iniciar su calculadora de motor completa.

Cálculo de la compresión del motor, las matemáticas

Cálculo de las relaciones de compresión del motor

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