ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mecanica en general del Torino.

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bologna
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ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

Como saben soy nuevo por acá, pero voy a tratar de hacer un aporte.
Les cuento que hay dos cosas que me apacionan de todo esto, una es la tecnica, la otra la historia de los autos.
Con respecto a la historia me estoy empachando con todos los post subidos por el amigo Ochoa, de confeccion impecable. Debo admitir que me entere de muchas cosas que no sabia por demas interesantes y que no dejo de sorprenderme a medida que se me va a armando en la cabeza esa linea temporal de sucesos y hechos de nuestro querido automovilismo que me permite entender un poco todo esto.
Bueno, no doy mas vueltas y voy al post, apuntado a la TECNICA de nuestros motores.
En principio trataremos dos temas que nos desvelan. DIAMETRO POR CARRERA Y ADMISION.
Dos puntos debiles tanto del Tornado como del Torino.
Con respecto a la admision, hay calculos para diseñarla que son bastantes simples y efectivos. Dentro de estos calculos se encuentran TODOS los autos de competicion ganadores sin excepciones. Tanto un Turismo, un TC2000 como un F1. Por supuesto la buena performance no se limita solo a esto, sino a un sin numero de parametros que deben acompañar.

Partamos de la base de que la velocidad de la mezcla ideal en competicion varia entre los 110 y 120 m/s. Con valores inferiores a eso perdemos llenado de cilindro por efecto de la perdida de energia cinetica resultante de dicha velocidad, que es aprovechada por el retraso de cierre de admision de la leva. O sea seguir llenando el cilindro mientras el piston se encuentra subiendo en el inicio de la fase de compresion. Por otro lado, en un auto STD la velocidad se encuentra alrededor de los 100 m/s (Motor AP de VW gol II). Por que en los std no superan ese valor? Por que no pueden aprovecharlo por sus levas std con poco retraso de cierre de admision. O sea, acelerar la mezcla para encontrarnos con una valvula cerrada, no tiene sentido y produce perdidas.
Para que se den una idea de los problemas del torino, basta con calcular su velocidad que apenas llega a los 80 m/s.

Bueno, como calcular y mejorar este problema entonces???

Para calcular el diametro ideal del conducto (dc) necesitamos los siguientes datos: Velocidad media del piston (vmp), Diametro del cilindro (dcil) y velocidad requerida de gases de acuerdo a la leva utilizada (vg). Esto es lo mas dificil de estimar, ya que depende de muchos factores. Pero vamos a regirnos por los valores utilizados en competicion y en autos std modernos como los que nombramos anteriormente.

Para el auto STD elegimos una velocidad de gases de 100 m/s.
La velocidad media del piston la calculamos con la siguiente formula: vmp=(Carrera x RPM)/30000
O sea, (111.1 x 4700 rpm) / 30000 = 17.40 m/s
Esta es la velocidad promedio de funcionamiento, no la maxima. Las rpm utilizadas son aproximadamente el valor maximo en directa o el de carga plena del mismo (donde tiene la potencia Maxima). En este caso busque un valor de trabajo promedio para el conducto.

Vamos al calculo del diametro del conducto:
Diametro del conducto (dc) = raiz cuadrada de (dcil al cuadrado -dcil2- x vmp) / 100 (vg)
Diametro del cil al cuadrado (dcil2) = 84.9 x 84.9 = 7208

resumiendo: dc=raiz de (7208 x 17.40)/100
dc= raiz de 1254.6 lo que da como resultado un conducto de 35.5 mm aprox para la admision

Que lejos estamos, no???

Para el escape tenemos que calcular el 88% de la admison, ya que es la reduccion que se produce al quemarse la mezcla (contemplando tambien dilatacion por aumento de temperatura de la misma)

eso da un conducto de escape de 31.2 mm aprox.

Para calcular las valvulas hay que multiplicar los conductos por 1.25.

Resumiendo:

Conducto de admision de 35.5 mm con valvula de 44 mm
Conducto de escape de 31.2 mm con valvula de 39 mm


Obviamente, para un optimo rendimiento el conducto debe tener un diamtro constante en todo su recorrido. Esto es el tramo final individual de cada rama del multiple y el conducto completo dentro de la tapa. Cuando se llegue a la guia, hay que compensar el area que se pierde por esta. O sea si la seccion de guia que se asoma tiene 1 cm2, hay que agrandar el conducto a esa altura para ganar ese cm2 en la superficie del conducto a la altura de la guia y así menguar la perdida de admision en esa seccion.

Bueno, por ahora hasta aca llegamos. Espero que les sea de utilidad y puedan realizar alguna que otra mejora o calculo en los motores.
Proximamente posteo el resto, referido a la carrera del torino y como recalcularla, para los que quieran meterse en mas problemas... :mrgreen:
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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

NO SABIA DONDE POSTEARLO, SI NO ESTA BIEN LA SECCION, CAMBIENLO DONDE CORRESPONDA. GRACIAS...
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HDLGC

Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por HDLGC »

Está perfecto en esta sección y es por demás interesante. Ya que estamos, hacéte el cálculo del largo del conducto de admisión. Partiendo de la boca del carburador, hasta el asiento de la válvula. Ahí tenemos otro gran problema con nuestros motores. Tengo entendido que nos haría falta un "periscopio", como el que tenía Ricardo DE ARZAVE en el Torino de Omar RANGONE. No recuerdo bien la altura que tenían por reglamento. Saludos.

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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

Recalculando el diametro de los conductos de admision se soluciona bastante el problema de nuestro multiple. Su mayor falencia esta en el diametro, luego en la "camara" bajo el carburador que debe mantener un volumen estable de mezcla para alimentar los conductos. Esa Camara, por llamarla de alguna manera, estra descompenzada del resto de la admision y si a eso le sumamos los conductos grandes la cosa se complica y bastante... sobre todo en la competencia entre cilindros al usar una leva con cruce.
Estamos hablando del mismo problema??
Por que ese periscopio que decis, es justamente para acelerar la mezcla, cosa que se soluciona recalculando la admision. Al alargar la admision con ese periscopio, se le da el tiempo suficiente para que logre aceleracion y se estabilice.
El largo, por otro lado, depende de que se quiera lograr en el motor. Un multiple largo o corto determina el trabajo en alta o en bajo segun se requiera.
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SHADOWMAN
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por SHADOWMAN »

Jorge Alejandro OCHOA escribió:Está perfecto en esta sección y es por demás interesante. Ya que estamos, hacéte el cálculo del largo del conducto de admisión. Partiendo de la boca del carburador, hasta el asiento de la válvula. Ahí tenemos otro gran problema con nuestros motores. Tengo entendido que nos haría falta un "periscopio", como el que tenía Ricardo DE ARZAVE en el Torino de Omar RANGONE. No recuerdo bien la altura que tenían por reglamento. Saludos.
8oa tenes un admirador!
y coin respecto a los largos de los conductos? que le vasa sacar el burca al techo al GR

por demas decir este post esta muy impecable!
SI SEGUIS TU PASION CON ESFUERZO Y ALMA DEDICACION VAS A SER EL NUMERO UNO LEJOS: JUAN MARIA TRAVERSO CAPO......
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tornado 7200
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por tornado 7200 »

Cuanto me alegro que alguien postee un dato "exacto", esto es :

"Para calcular las valvulas hay que multiplicar los conductos por 1.25"

La pregunta que me surge es de donde sale este 1.25

Yo habia medido mas o menos admision y era
40 x 39,3 al inicio y 40,5 x 41,3 al final del conducto de admision con un largo aprox de 90 mm

Tomando 40 mm como base necesitaria para ese diametro una valvula de 50 mm y tomando el maximo 41,3 una de 51,625.

Ta bien ??

HDLGC

Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por HDLGC »

Lo que te puedo decir es que en la realidad, una válvula de admisión de 50 mm. "va para atrás". Te achancha mucho el auto en aceleración. Saludos.

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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

tornado 7200 escribió:Cuanto me alegro que alguien postee un dato "exacto", esto es :

"Para calcular las valvulas hay que multiplicar los conductos por 1.25"

La pregunta que me surge es de donde sale este 1.25

Yo habia medido mas o menos admision y era
40 x 39,3 al inicio y 40,5 x 41,3 al final del conducto de admision con un largo aprox de 90 mm

Tomando 40 mm como base necesitaria para ese diametro una valvula de 50 mm y tomando el maximo 41,3 una de 51,625.

Ta bien ??
Exacto, es la cuenta que tenes que hacer. Pero que pasa ahí, el conducto ya es demasiado grande, esta fuera de medida, por consiguiente la valvula tambien. Por eso, como dice Jorge, si podes valvulas de 50 empeoras aún mas, ya que partis la cuenta de un conducto mal diseñado y trasladas el error a la valvula.
Ese "1.25" es una constante que se usa para todos los motores de 2 valvulas por cilindro. Viene de las proporciones de la cabeza de la valvula, en donde el plato es 1.25 veces mas grande que el interior del asiento. O sea ese 25% de mas es lo que ocupa el asiento. De esa maneral el asiento que elijas para tu valvula no va a interferir en el calculo del conducto.

Espero se entienda.
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-EL FANTASMA-
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por -EL FANTASMA- »

vmp=(Carrera x RPM)/30000....a q obedece el 30000??...de donde sale ese dato?...gracias, saludos!

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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

-EL TANTASMA- escribió:vmp=(Carrera x RPM)/30000....a q obedece el 30000??...de donde sale ese dato?...gracias, saludos!
Es una constante. En realidad es 30, pero para que de en m/s hay que multiplicarla por 1000.
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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

Vamos a jugar un poco ahora y calcular que conductos deberia tener un Torino de competicion.

Supongamos que el motor pueda llegar a las 7000 rpm con la carrera original, 4000cc y con una leva que aproveche la energia cinetica de los gases de admision. Partimos entonces de querer obtener los dichosos 120 m/s. Tenemos entonces un diametro de cilindro de 88mm (nos da un motor de 4054cc). La vmp seria:

111.1 x 7000 / 30000 = 25.92 m/s

Ya acá nos encontramos jugando con una velocidad del piston excesivamente alta, ya que no deberia superar los 24 m/s. Pero sigamos adelante...

El diametro del conducto sería:

raiz de [(88x88) x 25.92] / 120 m/s = 40.9 mm O sea un conducto de 41 mm

Tal cual trae std nuestro motor! O sea nuestros conductos estan aptos para trabajar a 7000 rpm en un motor de 4050cc

El escape sería de 41mm x 0.88 = 36 mm

Esto nos da una pauta de lo lejos que estamos en cuanto al funcionamiento de nuestra admision. Esta calculada para un regimen al que ni siquiera es factible llegar con la carrera del cigueñal con que viene equipado el motor.

Resumiendo, si llevan el motor arriba de los 4 litros y logran 7000 rpm, los conductos ni los toquen. No lo necesita.
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tornado 7200
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por tornado 7200 »

Bueno si llegas a las 7000 con un diametro de 88 y 111 de carrera vas a tener otro conducto optimo que vendria a ser el bielazo en el block !!!!!! chiste chiste.
Muy interesante todo y gracias por compartirlo !!!!!

-EL FANTASMA-
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por -EL FANTASMA- »

o sea q si tenemos el auto standart...deberiamos achicar los conductos??...

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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

Bueno, ya que nos metimos con la velocidad del piston y la unica manera de bajarla es acortando la carrera, vamos a ver un poco como podriamos llegar a un motor bastante mas moderno, mas seguro y eficiente.
El siguiente calculo es muy sencillo y es de acuerdo al limite impuesto por el piston y su velocidad, ver que cantidad de rpm podemos lograr con seguridad y sin romper nada. Yo me pregunto por que al crear el 7b no hicieron un poquito mas de cuentas...
Ese es un lindo ejercicio, pensemos que le cambiariamos al 4b si nos encargan el desarrollo para dar nacimiento al 7b.

Pongamos algunos parametros:
Velocidad maxima del piston forjado 24 m/s
Velocidad Maxima del piston std 21 m/s
Carrera 87mm (carrera de torino 300, para no innovar y aprovechar lo que tenemos.)
Diametro cilindro 88mm (Para no tocar camisas/block)
Cubicaje: pi x r2 x h x 6 = 3.1416 x (44x44) x 87mm x 6 = 3175 cc


Calculemos ahora a cuantas rpm podemos llegar sin pasar los 24 m/s del forjado con 87mm de carrera.

En cada vuelta del motor, recorremos 2 carreras o sea 174 mm = 0.174 Mts
Si hacemos 24 mts en un segundo, en un minuto seran (24x60) 1440 mts como limite en el forjado y (21 x 60) 1260 en el std.
1440 / 0.174 = 8275 rpm para un forjado
1260 / 0.174 = 7240 rpm para un std

Recordemos que nuestros motores tienen los 21m/s a las 5600 rpm o sea que el margen de seguridad se corrio 1640 rpm. Una barbaridad... Y ni hablar que el limite del forjado estaria por arriba de las 8275 rpm...

Veamos ahora cuanto ganamos o perdimos en la relacion entre la carrera corta y las rpm ganadas. Es sabido que el aumento de rpm es potencia, por que estas generan trabajo y este energia que aprovechamos. O sea, para que quede claro, un motor de 2000cc a 9000rpm, genera la misma ganancia que uno de 4000cc a 4500rpm.

A partir de acá dejemos de lado los forjados y sigamos con el std de 7240rpm.

La cuenta es sencilla, cada 2 vueltas (4t) el motor Torino quema 3770 cc, y nuestro motor quema 3175 cc de mezcla. Por esto el Torino convencional a 5600 rpm quemará (5600/2)x3770 = 10556000cc o 10556 litros (de mezcla, no de nafta...)
Nuestro motor en cambio quemara (7240/2)x3175 = 11493500cc o 11493 litros.

O sea que achicando la cilindrada no solo elevamos el limite de seguridad del piston, sino que con el aumento de rpm compensamos la perdida de cubicaje y encima ganamos una eficiencia en el trabajo de alrededor del 10% mas, siempre en el motor std. Podriamos resignar ese 10% plus en bajar el regimen de rotacion y el motor estaria todavia dentro de margenes de seguridad mas amplios girando a 6500rpm y a solo 19m/s de piston.

Calculemos rapidamente que conductos necesitaria en admision y escape para 6500 rpm y 19 m/s
dc admision= raiz de [(88x88) x 19] / 100 = 38mm de admison (valvula de 48mm)
dc escape= 40x0.88 = 33.5mm de escape (valvula de 42mm)

Otro tema fundamental es la compresion, que hoy estariamos en un ideal de 9:1 con una camara de combustion mas chica y piston plano, una leva doble camon, pero con el sistema de distribucion del 4b (leva-balancin-valvula), que es mejor que el del 7b que le agrega el botador al medio... Y un cigueñal 7b con todos sus contrapesos como dios manda, junto a unas bielas de 195ec
Con todo esto no es de extrañar que tuvieramos un motor de unos 215cv (DIN) alrededor de las 5500rpm, unos 65 cv/litro en la version std (alrededor de 55 cv mas que una tsx/zx) Y eso que no nos pusimos a agrandar camisas para mantener los 3.8 litros...
Y una version de competicion de este motor seria inalcanzable para el resto de los 6 cil foraneos. Una lastima, no?

RESUMEN STD:

Torino 3175cc
Cilindros 6L
Diametro x carrera: 88 x 87
Compresion: 9:1
Admision: 38mm (valvula 48mm)
Escape: 33.5mm (valvula 42mm)
Bancadas: 7
Potencia 215 cv (DIN) @ 5500 rpm
Regimen Max: 6500 rpm (limite seguridad a 7200)

Y con una tapa de cilindros fundida en aluminio, 10:1 de compresion para el uso diario sin problemas...
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bologna
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Re: ADMISION Y CARRERA DEL TORINO. CALCULO Y TECNICA

Mensaje por bologna »

-EL TANTASMA- escribió:o sea q si tenemos el auto standart...deberiamos achicar los conductos??...
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