El diámetro (D) y la carrera (C) son las principales dimensiones de un motor. Según la relación D/C, tenemos una clasificación de los motores en carrera corta, si D/C > 1, y carrera larga si D/C < 1. En el caso de motores de aviación (general o ultraligera), lo más frecuente es D/C > 1, es decir motores de carrera corta, llamados también “supercuadrados”. Puede verse esto en el siguiente histograma de frecuencias, confeccionado con 265 motores.
Para una relación de compresión dada, la relación D/C determina las proporciones geométricas de la cámara de combustión. Para D/C > 1 las áreas del pistón y de la culata en contacto con los gases quemados son relativamente grandes por lo que cuanto más alta sea esta relación más altas serán las pérdidas de calor. Por otro lado, la duración de la combustión se incrementa con D/C decrecientes. El efecto es no lineal, siendo más pronunciado cuando D/C decrece de valores por encima de la unidad a valores por debajo. Bajas pérdidas de calor (D/C hacia 1) y un rápido quemado del combustible (D/C hacia >1), influyen favorablemente sobre el rendimiento térmico indicado (1). Adicionalmente, debido a las pérdidas de calor, la temperatura de los gases se reduce y, por tanto, se incrementa la cantidad de HC (hidrocarburos no quemados) en los gases de escape (2). Por todo ello, desde el punto de vista del consumo específico indicado interesan relaciones D/C superiores a 1, pero no demasiado. Esto se ve también en el histograma de frecuencias anterior, en donde los motores con relaciones D/C de 1,2 a 1,4 constituyen el 78% , cayendo drásticamente a partir de 1,4.
Por otro lado, los motores cuadrados, D/C = 1, son los que presentan menos pérdidas por fricción. En los motores de carrera larga, estas pérdidas son más importantes en el pistón. En los motores de carrera corta, (nuestro caso) las pérdidas por fricción y las cargas se hacen mas importantes en los cojinetes del cigüeñal, debido a la mayor fuerza transmitida por el pistón (Mayor área del pistón para la misma presión o superior) (1).
En el gráfico adjunto se muestra un desarrollo del histograma anterior, con mas información. Se ve que la mayor parte de los motores están entre D/C = 1 y 1,5. La línea de los 2,2 litros de cilindrada separa a los motores de la aviación general de los motores de ultraligeros.
En los motores de 2 tiempos la relación D/C tiene influencia en la consecución de una buena presión media efectiva (pme). Ver apartado 2.2.2. del documento del siguiente enlace: aquí
Bibliografía
(1) ZS Filipi,DN Assonis.The effect of the stroke-to-bore ratio on combustion, heat transfer and efficiency of a homogeneus charge spark ignition engine of given displacement.I.J. Engine Research. c2000-ImechE.
(2) Sievert.R.M. Engine combustion at large bore-to-stroke ratios. SAE paper 780968, SAE Trans 1978.
