Este es un Moto Guzzi Falcone Sport 500, de 1953 vintage.
Esta bicicleta era una de las dos únicas bicicletas “deportivas” disponibles en Italia en ese momento, la otra era la Gilera Saturno 500. Era capaz de 140 km / h, que era una velocidad bastante relevante para los tiempos, y costó una fortuna .
El Falcone Sport tenía una válvula de admisión de 42 mm y una válvula de escape de 40 mm. Lo interesante es que la bicicleta de guerra de la que deriva, la Astore, que tenía un motor prácticamente idéntico, tenía ambas válvulas de 42 mm de diámetro.
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Para mejorar el rendimiento de este motor, los diseñadores de Moto Guzzi REDUCIRON el diámetro de la válvula de escape pero no aumentaron el diámetro de la válvula de admisión. ¿Por qué?
Muchas respuestas aquí se centran en el tamaño de la válvula de admisión: la válvula de admisión es “más grande” que la válvula de escape para permitir que entre más aire / combustible en la cámara de combustión.
Esto es correcto, pero claramente, si desea llenar la cámara de combustión con tanta mezcla fresca como sea posible (sin usar un compresor), también desea deshacerse de los gases gastados que había en la cámara de combustión, a la izquierda más del ciclo anterior. Entonces, aparentemente una válvula de escape grande tendría sentido.
Entonces, ¿qué podría explicar que un motor que tenía dos válvulas idénticas vería su rendimiento mejorado REDUCIENDO el tamaño de la válvula de escape y dejando la válvula de admisión como está?
Esto se explica mediante la aplicación de una ley de conservación conocida como la ley de Beronulli:
Principio de Bernoulli – Wikipedia
que es solo una versión dinámica dinámica de ” nada se crea y nada se destruye “: si se aumenta el tamaño de una tubería a través de la cual fluye un fluido (a una velocidad inferior a la velocidad del sonido), entonces la velocidad del flujo del fluido disminuye ( que es intuitivo), y la presión en la tubería aumenta (que es algo contraintuitivo). Lo contrario sucede si se reduce el tamaño de la tubería.
En la salida de escape, queremos tener una baja presión, con el fin de agotar la mayor cantidad posible de gas gastado. Si la válvula de escape fuera muy grande, de hecho presentaría una gran sección para que saliera una gran cantidad de gas, pero también generará una presión más alta en el tubo de salida de escape, lo que a su vez significará una velocidad de flujo más baja del gas , que no es lo que quieren los diseñadores.
Por lo tanto, el diámetro de la válvula de escape es un compromiso entre el deseo de tener una gran sección a través de la cual fluyan los gases gastados, y una baja presión que “succionará” los gases de escape a través de la válvula y los acelerará a alta velocidad. Este compromiso da como resultado un diseño que requiere una válvula más pequeña en el escape que en la entrada, donde los compromisos de diseño son diferentes.
Esto puede derivarse intuitivamente de la segunda ley mecánica de Newton: dado que la presión sobre una superficie genera una fuerza, una masa de gas que llega a la válvula de escape está sujeta a una alta presión en un lado (la cámara de combustión) y a una baja presión en el otro lado (la salida de escape), por lo tanto, se acelera, literalmente, expulsado, por el desequilibrio de las fuerzas que actúan sobre él.
El diseñador Franco Lambertini, en Moto Morini, llevó este diseño a un alto nivel cuando diseñó las cabezas “planas” de la motocicleta gemela 350 con pequeñas válvulas de escape.
En el pasado, antes del advenimiento de las regulaciones de emisiones, los diseñadores de motores de combustión explotaban este efecto de “succión” de una pequeña válvula de escape, para extraer más gas de la admisión, anticipando la apertura de la válvula de admisión cuando la válvula de escape todavía estaba abierto, generando un flujo continuo de gas desde la entrada a los tubos de escape, donde el punto de menor presión fue el paso a través de la válvula de escape. Esto se conocía como “superposición de válvulas” y hoy en día es casi un arte olvidado.
¿Qué es una “superposición de válvulas”?
Inevitablemente, si se explota la superposición, alguna mezcla fresca sale del escape y agrega contaminantes. Esto no sería aceptable hoy, y ni siquiera sería compatible con un catalizador de escape.