INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL...Variedad de motores de combustión interna 14 15 1.4 Descripción...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO

OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA Y CONDICIONES DE OPERACIÓN DE

MOTORES OTTO 4 TIEMPOS, 4 CILINDROS PARA COMPETENCIAS TIPO TURISMO

T E S I S: OBTENCIÓN DE TÍTULO DE INGENIERO MÉCANICO

PRESENTA:

JORGE ORTIZ TROSINO

“Correr, Competir lo

Llevo en la sangre,

Es parte de mi vida “

Como un testimonio de gratitud QUIERO AGRADECER A MI ESPOSA, FAMILIA, AMIGOS, MAESTROS POR EL APOYO DESINTERESADO QUE ME BRINDARON EN LA ELABORACIÓN DE ESTA TESIS Y AQUELLAS PERSONAS SUPREMAS QUE TAMBIÉN HICIERON Y SEGUIRAN HACIENDO POSIBLE QUE ESTE TRABAJO SIGA CRECIEDO EN INVESTIGACION Y EXPERIENCIA EN MÍ VIDA.

Ing. Jorge Ortiz Trosino

OBJETIVO

Modificación de motores de combustión interna 4 tiempos, 4 cilindros, 2 litros para competencias

automovilísticas generando un alto desempeño a un bajo costo relativo a las industrias dedicadas profesionalmente

al desarrollo de los mismos.

INTRODUCCIÓN

En esta ocasión y dada la experiencia en la rama automotriz se explica la modificación de una parte fundamental del automóvil como es el motor de combustión interna para incrementar su rendimiento aplicándose en automóviles de carreras.

Hablemos del automóvil, en los albores de la era del automóvil sólo los ricos podían tener un coche. Henry

Ford se encargó de cambiarlo. En 1903 fundó Ford Motor Company y empezó a fabricar el modelo A. No era más que un coche de caballos, pero con un motor bajo el asiento. Cinco años más tarde apareció el modelo T se vendía en 825 dólares, en 1927 cuando terminó su producción, se había fabricado hasta los 260 dólares.

Ya en los comienzos del desarrollo del automóvil, los entusiastas encontraron la manera de incrementar la

potencia del motor. El instrumento usado para eso fue llamado “supercargador”. Los supercargadores se usaron por primera vez a mediados de la década de 1920. Los coches de Bentley fueron los primeros con supercargador, la fuerza de su motor se obtiene mezclando combustible con aire y quemando la mezcla en los cilindros. Los gases producidos se expanden rápidamente, impulsando los pistones que hacen rodar el cigüeñal y las ruedas.

En 1952, el Presidente de la empresa alemana Daimler – Benz quiso mostrar al mundo que su empresa

volvía a los negocios después de la segunda guerra mundial. El coche con el que lo hacía era el nuevo 300sl. El SL consiguió el segundo y cuarto lugar en el rally de las mil millas de 1952, ganó en Le Mans y en la carrera permanecía el mismo año. Mercedes Benz no tenía en mente fabricar modelos de serie hasta que un importador americano encargó 1000 coches.

Es importante mencionar que en esta copa se utilizan todos aquellos motores y marcas de producción

nacional o similar de importación que no excedan los 2000 cc aspirados naturalmente tomando en cuenta las diferentes marcas que existen en el mercado Nacional.

ÍNDICE Pág

CAPÍTULO 1 CREACIÓN E INICIO DEL AUTOMÓVIL CON MOTOR DE

COMBUSTIÓN INTERNA 1

1.1 Surgimiento del Automóvil 3

1.2

1.3

Historia y creación del motor de combustión interna Variedad de motores de combustión interna

14

15

1.4 Descripción del motor de combustión interna 22

CAPÍTULO 2 INGENIERÍA BÁSICA DE CONCEPTOS TEORICOS 29

2.1 Definición de la termodinámica. 31

2.2 Ciclos termodinámicos. 34

2.3 Principio de funcionamiento del motor de combustión interna. 53

2.4 Componentes principales del motor de combustión interna 62

2.5 Sistemas del motor de combustión interna.

72

2.6 Modificaciones que aumentan la potencia de un motor.

92

CAPITULO 3 INICIO DE LAS COMPETENCIAS DEL AUTOMÓVIL DE CARRERAS

95

3.1 Fundadores y pioneros de las competencias del automóvil 97

3.2 Diferentes etapas de las carreras de automóviles 100

3.3 Participación de diversos tipos de automóviles de carreras. 108

3.4 Mi participación personal en el automovilismo deportivo 117

CAPÍTULO 4 INGENIERÍA DEL PROYECTO 121

4.1 Objetivo de la modificación

123

4.2 Datos Técnicos del motor antes de modificarse 125

4.3 Análisis y secuencia de modificación

134

4.4 Modificaciones del motor basado en el reglamento

categoría GTIII

149

4.5 Comparación entre torque y potencia 158

4.6

4.7

4.8

4.9

Cálculos teóricos de potencia efectiva Potencia consumida en perdidas y rendimiento mecánico Rendimientos Balance térmico

160

161

162

164

CAPÍTULO 5 COSTOS, BENEFICIO, RECOMENDACIÓN

169

5.1

5.2

5.3

Costo componentes de motor Beneficio Recomendaciones y conclusiones

171

172

172

Bibliografía 174

ANEXOS

175

Reglamento general Copa Turismo México.

177

Reglamento técnico- mecánico categoría GT-III 2012. 207

- 1 -

CAPÍTULO

1

CREACIÓN E INICIO DEL AUTOMÓVIL CON MOTOR

DE COMBUSTIÓN INTERNA

- 3 -

1. – CREACIÓN E INICIO DEL AUTOMÓVIL CON MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA. 1.1 Surgimiento del automóvil. AUTOMÓVIL En 1472, durante los primeros años del Renacimiento, surgió la primera serie de ideas que continúan hasta el día de hoy. El italiano Roberto Valturo inventó un aparato capaz de moverse sólo por la fuerza del viento a través de una serie de paletas y poleas. Es obvio suponer que a menos que existiera una ventisca, este coche no sería capaz de mover algo más que su propio peso. Una idea parecida surgió con el coche movido a vela, cuyo diseño es muy parecido a la versión marítima. Diez años después (1482) el célebre Leonardo Da Vinci propuso un vehículo que, gracias a un sistema de muelles, podía moverse unos cuantos metros con la ayuda de dos personas. Casi 200 años pasarían hasta que Isaac Newton ideara los primeros principios de un verdadero coche motorizado. El inventor y físico propuso un coche a vapor, aparato que nunca pudo ver la luz. En 1770, Joseph Cugnot tomó estas ideas, las comparó con las suyas, y las puso en práctica al construir el primer vehículo motorizado de la historia: el fardier (llamado así por Cugnot), a pesar de caminar sólo hasta los irrisorios 4 km/h pudo derribar un muro porque el coche no contaba con frenos y era muy difícil de manejar. Este auto a vapor contaba con 2 cilindros que trabajaban directamente sobre los cigüeñales de la rueda delantera. Obsérvese en la siguiente figura:

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Fig. 1.1 Vehículo de vapor de Cugnot

Se considera que el triciclo de vapor construido

por Cugnot en 1771 fue el primer vehículo en el

mundo que fue utilizado en carretera. Estaba

diseñado para remolcar artillería, pero pronto se

emplearon vehículos similares en la industria.

En 1789 el inventor estadounidense Oliver Evans obtuvo su primera patente por un carruaje de vapor, y en 1803 construyó el primer vehículo autopropulsado que circuló por las carreteras estadounidenses. En Europa, el ingeniero de minas británico Richard Trevithick construyó el primer carruaje de vapor en 1801, y en 1803 construyó el llamado Lodón Carriage. Aunque este vehículo no se perfeccionó, siguieron produciéndose mejoras en la máquina de vapor y en los vehículos. Estos avances tuvieron lugar sobre todo en Gran Bretaña, donde el periodo de 1820 a 1840 fue la edad de oro de los vehículos de vapor para el transporte por carretera. Eran máquinas de diseño avanzado, construidas por ingenieros especializados como Gurney, Hancock o Macerone. Sin embargo, esa naciente industria de fabricación tuvo una vida muy breve. Los trabajadores que dependían del transporte con caballos para su subsistencia fomentaron unos peajes o cuotas más elevados para los vehículos de vapor.

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Esta circunstancia tenía una cierta justificación, ya que dichos vehículos eran pesados y desgastaban más las carreteras que los coches de caballos. Por otra parte, la llegada del ferrocarril significó un importante golpe para los fabricantes de vehículos de vapor. Es arduo sintetizar en una página la historia del automóvil. El primer paso fueron los vehículos propulsados a vapor. Se cree que los intentos iníciales de producirlos se llevaron a cabo en China, a fines del siglo XVII, pero los registros documentales más antiguos sobre el uso de esta fuerza motriz datan de 1769, cuando el escritor e inventor francés Nicholas-Joseph Cugnot presentó el primer vehículo propulsado a vapor. Era un triciclo de unas 4,5 toneladas, con ruedas de madera y llantas de hierro, cuyo motor estaba montado sobre los cigüeñales de las ruedas de un carro para transportar cañones. Su prototipo se estrelló y una segunda máquina quedó destruida en 1771, pero la idea sería retomada y desarrollada en Inglaterra en los años siguientes. Hasta 1840, se construyeron en este país más de 40 coches y tractores propulsados a vapor. En el año de 1836, incluso, circulaban regularmente unas 9 diligencias a vapor, capaces de transportar cada una entre 10 y 20 pasajeros a unos 24 Km./h. En el año de 1784, James Watt inventa la biela y el cigüeñal para transformar el vaivén de un pistón en un movimiento circular con la capacidad de hacer girar una rueda, permitiendo así el movimiento. En 1827, Onésiphore Pecqueur perfeccionó el fardier de Cugnot al inventar el movimiento diferencial. En el mismo año, William Murdoch construye un coche de tres ruedas, capaz de llevar consigo a 4 personas. El coche a vapor es el medio de transporte ideal durante la primera parte del siglo XIX cuando se crea la línea Londres-Birmingham facilitando este invento al común de la gente.

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Fig. 1.2 El ‘carruaje sin caballos’

El llamado ‘carruaje sin caballos’ fue introducido

en 1893 por los hermanos Charles y Frank Duryea.

Fue el primer automóvil de combustión interna de

Estados Unidos, al que siguió ese mismo año el

primer coche experimental de Henry Ford.

Aunque el científico holandés Cristián Huygens diseñó un motor de combustión interna en 1678, nunca llegó a construirse. El suizo Isaac de Rivaz construyó un carro automotor en 1805, y en 1863 Étienne Lenoir fabricó en París un vehículo que funcionaba con gas del alumbrado. Pero hasta mediados de la década de 1880 el motor de combustión interna no alcanzó un nivel que permitiera su utilización de forma eficaz en vehículos de carretera. En 1866, dos ingenieros alemanes, Eugen Langen y August Otto, desarrollaron un motor de gas, y en 1876 Otto construyó un motor de cuatro cilindros que constituyó la base de casi todos los motores posteriores de combustión interna.

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La búsqueda se concentraba en alguna forma más práctica de mover los coches autopropulsados. Y la solución apareció nuevamente en Europa en 1860, cuando el belga Etienne Lenoir patentó en Francia el primer motor a explosión capaz de ser usado sobre ideas aparecidas en Inglaterra a fines del siglo XVIII. El carruaje de Daimler no era más que un coche de caballos adaptado. Benz empezó a producir de forma limitada su vehículo de tres ruedas en 1888, con lo que nació la moderna industria del automóvil. Sin embargo, el motor de Daimler era revolucionario y significó un cambio radical en la industria del automóvil. De hecho, Daimler estaba más interesado en vender motores que vehículos, como fuente de potencia para diferentes usos. En esa misma época, en las décadas de 1870 y 1880, los inventores e ingenieros franceses como la familia Bollée, Léon Serpollet o el conde De Dion y sus ingenieros Bouton y Trépardoux construyeron excelentes vehículos de vapor. En Estados Unidos también trabajaban pioneros de la fabricación de automóviles. En 1891, John W. Lambert construyó el primer vehículo de gasolina de Estados Unidos. En 1895, los hermanos Charles y Frank Duryea crearon la primera empresa automovilística estadounidense, después de haber creado un prototipo en 1893. Elwood Haynes, Alexander Winton y Henry Ford también mostraron interés por este campo en la década de 1890. Ford T entre los años de1908 y 1928 y su marca sólo sería batida en 1972 por otro popular automóvil, el Escarabajo de Volkswagen. Junto a Renault y Ford, sin embargo, habría que nombrar también a otros pioneros que forjaron la historia del automóvil. Por ejemplo, los aristócratas y corredores de carreras Charles Stuart Rolís, Ettore Bugatti, Ferdinand Porsche, Armand Peugeot, André Citroën, Ferrucio Hasta 1840, se construyeron en este país más de 40 coches y tractores propulsados a vapor. Por 1836, incluso, circulaban regularmente unas 9 diligencias a vapor, capaces de transportar cada una entre 10 y 20 pasajeros a unos 24 km./h. La búsqueda se concentraba en alguna forma más práctica de mover los coches autopropulsados. Y la solución apareció nuevamente en Europa en 1860, cuando el belga Etienne Lenoir patentó en Francia el primer motor a explosión capaz de ser usado sobre ideas aparecidas en Inglaterra a fines del siglo XVIII.

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El camino estaba trazado, pero habrían de pasar otros seis años hasta que el alemán Gottlieb Daimler construyera en 1866 el primer automóvil propulsado por un motor de combustión interna.

Su prototipo era un gigante de casi dos toneladas de peso que fue presentado en la Exposición de París de 1867 por su patrón, el industrial alemán Nicholas Otto. FUE LA BASE DE LA NUEVA INDUSTRIA. Tras años de trabajo, el mismo Daimler ideó una variante de apenas 41 Kg. que sería el precursor de todos los motores posteriores a explosión. Sobre esta planta motriz el ingeniero mecánico Karl Benz (1 844-l 929) diseñó el primer vehículo utilizable impulsado por un motor de combustión interna; era un pequeño triciclo que empezó a funcionar a principios de 1885 y fue patentado el 26 de enero de 1886. El mismo Benz presentó un primer automóvil de cuatro ruedas con su marca en 1893 y construyó un coche de carrera en 1899. Pero si bien su empresa había sido pionera, a principios del nuevo siglo había quedado algo relegada por negarse a incorporar los adelantos más modernos logrados por otros precursores, como Daimler y su socio, Wilhelm Maybach. Todo lo cual hizo que en 1926 se fusionara con la Daimler Motor en Gesellschaft para integrar la Daimler-Benz, que sería la predecesora de la famosísima Mercedes Benz. A pesar de que Alemania nunca fue el primer productor de automóviles, sacó a la luz el considerado auto del siglo: el Volkswagen Escarabajo (1938), fabricado por Ferdinand Porsche (quien luego haría su fábrica propia) y ordenado nada menos que por Adolfo Hitler. En la Segunda Guerra Mundial, la producción se detiene; casi todos fabricarían material bélico durante esos años. Concluida la guerra, Ford y General Motors aprovecharon el panorama ampliamente favorable en absorber algunos pequeños fabricantes. Los años de la post-guerra se caracterizaron por las desapariciones de legendarias marcas, fusiones y reagrupamientos estratégicos.

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Muchas de estas fusiones y absorciones continúan hasta el día de hoy. Pero en los últimos tiempos el mercado oriental tomó tanta importancia, que en algunos momentos hizo tambalear al norteamericano. Esta historia continuará, mientras exista el automóvil y alguien que necesite de él. Con los primeros años del siglo XIX se agudiza la competencia entre las nacientes fábricas y también la preocupación por mejorar los diferentes sistemas del automóvil, como frenos, amortiguadores, carburación, transmisión y arranques. La rueda inflable había sido inventada en 1875 por el escocés Robert W. Thompson, pero ya la había mejorado un veterano compatriota suyo, John Boyd Dunlop, quien en 1888 patentó un neumático que pasa a utilizarse en automóviles y bicicletas. En 1897 y luego de años de esfuerzos, Robert Bosch consiguió desarrollar un magneto de encendido de aplicación práctica y casi simultáneamente comenzó a funcionar el motor de autoencendido de Rudolf Diesel, que no requería de un sistema eléctrico de ignición. De paso, digamos que el combustible para los motores comunes no era problema, porque otro alemán, el profesor de química Eilhard Mitscherlich había descubierto la bencina en 1833, con lo cual, ya estaba disponible el hidrocarburo líquido que pasó a llamarse nafta por derivación de un vocablo ruso: naphta.

Fig. 1.3 Uno de los más apreciados entre los primeros automóviles de lujo,

el Rolls-Royce Silver Ghost de 1909 llevaba un silencioso motor de seis cilindros,

interior tapizado en piel, parabrisas y capota plegables, y carrocería de aluminio.

En los automóviles de lujo se valoraba la comodidad y la elegancia más que la

velocidad.

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Era una época prolífica para el automóvil. En las postrimerías del siglo XIX, un joven francés llamado Louis Renault armó su primer auto en un taller instalado en los fondos de la casa de sus padres. En 1892, el norteamericano Henry Ford armó su primera máquina rodante con motor a nafta y en 1908 lanzó el Ford T, pero su nombre acapararía la fama sólo cuando a partir de 1913 disminuyó significativamente los costos al instalar en su fábrica de Highland Park la primera cadena de montaje, denominada así porque realmente consistía en una cadena metálica que se enganchaba en el chasis. Ford vendió 15.000.000 de unidades de su Ford T.

Fig. 1.4 Faetón

Los automóviles de la década de 1920 presentaban innovaciones como

llantas hinchables, ruedas o rines de acero prensado y frenos en los

cuatro neumáticos. Aunque la producción en serie (ideada por Henry

Ford en 1908) siguió haciendo bajar el precio de los autos, en esta época

muchos modelos se hacían de encargo y a medida. El faetón DC Graham

Paige de 1929 que se muestra en la Fig. 1.4 llevaba motor de ocho cilindros

y carrocería de aluminio.

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Fig. 1.5 Berlina de lujo

El interior espacioso y la puerta trasera con bisagras de este Pontiac

De Luxe de 1937 (Fig. 1.5) representan una evolución hacia los autos

concebidos para familias. Para esta clientela, se diseñaron coches

cómodos, fiables y relativamente baratos. En la década de 1930 los

automóviles eran más aerodinámicos que sus predecesores.

Fig. 1.6 Studebaker

Esta berlina de dos puertas Studebaker Champion de 1940 la diseñó

Raymond Loewy y la construyeron en la Studebaker. En la década

de 1940 aparecían el cambio automático, los faros compactos y los

neumáticos sin cámara.

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Fig. 1.7 Alas de gaviota

Anteriormente se construían automóviles potentes y estilizados de altas

prestaciones como este Mercedes-Benz 300SL de 1957. También llamado

el alas de gaviota porque sus puertas se abrían hacia arriba dándole forma

de gaviota con las alas extendidas, el 300SL alcanzaba los 230 km/h, y

sus prestaciones en carretera eran comparables a las que demostraba en

competencias.

Fig 1.8 VW Escarabajo

Este utilitario se construyó durante años sin ningún cambio. El nombre

Volkswagen quiere decir auto para el pueblo y satisfacía dos neceéis-

dades importantes del consumidor. El motor instalado en la parte de

atrás y la forma pequeña y redonda de escarabajo eran una combina-

ción atractiva de personalidad y ahorro que mantuvo su popularidad

durante decenios.

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Fig. 1.9 Mustang

Durante los primeros cuatro meses en que el modelo estuvo a

la venta en 1964 se vendieron más de 100.000 Ford Mustangs,

convirtiéndolo en el mayor éxito inmediato de ventas de Ford

desde el lanzamiento del modelo T. Auto de altas prestaciones,

las características del Mustang incluían un diseño de gran

maniobrabilidad, un motor potente y mucha personalidad.

Fig. 1.10 MR2 Turbo

Los automóviles modernos como el japonés MR2 Turbo T-bar Toyota suelen

ser ligeros, aerodinámicos y compactos. La importación de coches japones

es ha afectado mucho a la industria automovilística de Europa y Estados Unidos.

Por lo general fiables y baratos, la competencia de estos modelos ha hecho

desaparecer del mercado a algunos productores occidentales.

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1.2 HISTORIA Y CREACIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Dispositivo que transforma la energía térmica en energía mecánica.

HISTORIA DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

En el año 1712 el inventor inglés Thomas Newcomen (1663-1729) construye una máquina de vapor con pistones y cilindros que resulta muy eficiente,

En el año 1782 el ingeniero escocés James Watt (1736-1819) construye una máquina a vapor más eficiente que la máquina de Newcomen anteriormente construida.

El ingeniero franco-belga Etienne Lenoir (1822-1900) construye en 1859 un motor de combustión interna.

El alemán Nikolaus Otto (1832-1892) construye un motor de 4 tiempos en 1877.

El ingeniero inglés Charles Parsons (1854-1931) diseña el primer generador electrónico de turbina a vapor.

En el año de 1892 el alemán Rudolf Diesel inventa un motor que funciona con un combustible que se prende a gran presión. En la práctica el motor resulta ser mucho más eficiente que los motores de combustión interna existentes en aquel momento.

En el año 1970 se utiliza el motor a reacción con turborreactor, el más frecuente hoy en día en los aviones, sustituyendo a los antiguos motores 4 tiempos con hélices.

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1.3 VARIEDAD DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.

MOTORES CICLO OTTO

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos, es decir, que el ciclo completo del pistón tiene cuatro fases, dos hacia el cabezal cerrado del cilindro y dos hacia atrás. Durante la primera fase del ciclo el pistón se mueve hacia atrás mientras se abre la válvula de admisión. El movimiento del pistón durante esta fase aspira hacia dentro de la cámara la cantidad necesaria de la mezcla de combustible y aire (admisión). Durante la siguiente fase, el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro y comprime la mezcla de combustible contenida en la cámara (compresión). Cuando el pistón llega hasta el final de esta fase y el volumen de la cámara de combustión es mínimo, la bujía se activa y la mezcla arde, expandiéndose y creando dentro del cilindro la presión que hace que el pistón se aleje; ésta es la tercera fase (explosión). En la fase final, se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro para expulsar los gases, quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (escape).

MOTORES DIESEL

En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar a un volumen constante en lugar de una presión constante. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. En la primera fase se absorbe solamente aire hacia la cámara de combustión. En la segunda fase (la de compresión) el aire se comprime a una fracción mínima de su volumen original y se calienta hasta unos 440 ºC a causa de la compresión. Al final de la fase de compresión el combustible vaporizado se inyecta dentro de la cámara de combustión y arde inmediatamente a causa de la alta temperatura del aire. Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el combustible para arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada. La combustión empuja el pistón hacia atrás en la tercera fase, la de potencia. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de expulsión.

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MOTOR ROTATORIO

En la década de 1950, el ingeniero alemán Felix Wankel desarrolló un motor de combustión interna con un diseño revolucionario, que utilizaba un rotor triangular que gira dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro. La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cámara. La rotación del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro. El motor de Wankel es compacto y ligero, funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata, no requiere mucha refrigeración.

MOTOR DE CARGA ESTRATIFICADA

Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada. Diseñado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de recirculación de los gases resultantes de la combustión y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura máxima que se alcanza es suficiente como para impedir la formación de óxidos.

MOTOR DE DOS TIEMPOS

Motor de explosión con un ciclo de dos partes o tiempos. Al ascender, el pistón comprime en la parte superior del cilindro la mezcla de aire y gasolina, y entra aire por la parte inferior. Cuando la mezcla se enciende, la expansión de sus gases de combustión empuja el pistón hacia abajo. A un lado del cilindro hay una abertura de escape, y un poco más abajo y al otro lado una de admisión, que el pistón descubre al descender. La cara superior del pistón tiene un desviador que empuja hacia arriba, hacia la parte superior del cilindro, la nueva mezcla, y hacia abajo los gases de combustión, por el escape.

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Los gases de combustión siguen escapando mientras el pistón, de nuevo en su trayectoria ascendente, tapa la admisión, hasta que se cierra también el escape y empieza la nueva compresión. Los motores de dos tiempos suelen ser pequeños y de poca potencia.

MOTORES A TURBORREACTOR

Motor que produce movimiento a partir de la combustión interna de un combustible que fluye de manera constante a una cámara de combustión, donde se mezcla con el aire que, también de manera constante, viene del exterior. El movimiento se produce en sentido opuesto al movimiento del chorro de gases que genera la combustión. Tras su admisión por un extremo del motor, el aire es comprimido por unas palas, así pasa a la cámara de combustión, donde su mezcla con el combustible se comprime y ejerce presión. Esta combustión entra a las “cámaras de combustión” donde se produce una gran temperatura. Pasan a la turbina, donde estos gases mueven las palas de la turbina, conectada por un eje a las palas compresoras, que así obtiene la energía para su rotación, y aún tienen energía suficiente para impulsar el avión, lo que puede hacerse de dos maneras: se coloca una segunda turbina que mueve mediante un eje una hélice, como en el helicóptero o en los aviones.

TURBOHÉLICE: Es un motor a reacción híbrido el cual hace que la potencia se invierta en girar la hélice y así tener un alto rendimiento a baja velocidad y una fiabilidad de propulsión de la hélice igual a potencia/peso del motor. Estatorreactor: Este motor no tiene compresor y el aire que coge lo comprime directamente a la cámara de combustión a velocidad supersónica. De esta manera el motor es más potente (en relación peso simplicidad y constructividad estos motores sirven para cohetes.

MOTOR FUERA DE BORDA

Es el único motor diesel diseñado verdaderamente para el mar, el motor fuera de borda.

Los motores fuera de borda son de combustión interna y están separados en tres partes:

Sección potencia: Es donde está el motor y los mecanismos para arrancarlo, el control de alimentación y dirección. Esta parte contiene los cambios de dirección haciendo girar el motor sobre un eje, tanto se puede hacer

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manualmente por una barra o volante y una palanca que regula la alimentación.

Sección intermedia: Consta de un árbol de transmisión vertical y un soporte giratorio que fija el motor al casco y le permite girar en su eje. El árbol transmite la potencia del motor a la hélice.

Grupo inferior o pie: Contiene la caja de transmisión de potencia del árbol vertical que se comunica con el eje horizontal de la hélice. También tiene un sistema de engranajes con el que reduce el número de revoluciones de la hélice respecto al motor.

El motor también tiene marcha atrás. Este motor puede estar hecho de aluminio o de acero inoxidable. Estos motores hacen que la proa se adentre lo más posible en el agua y así tener la mínima resistencia y la máxima velocidad.

MOTOR DE VEHÍCULO ANFIBIO

Este tipo de vehículo tiene en su estructura dos motores uno para agua y el otro para tierra, son independientes, están recalzados en medio para que no se vuelquen fácilmente. El motor de agua suele ser fuera de borda, aunque hay otros que se accionan mediante turbinas hidroreactoras. Y respecto el motor de tierra depende del vehículo que sea: Militar, civil,...Por tierra se pueden desplazar mediante ruedas. Estos vehículos lo suelen usar los bomberos en operaciones de salvamento por inundación.

MOTORES LINEALES

Lo que se quiere conseguir con el motor lineal (que ya se han hecho pruebas) es que dos placas magnéticas resbalen a gran velocidad por un carril. Su atención está puesta en los trenes (en el campo de la investigación nuclear, se utiliza para aumentar la velocidad de las partículas). En todo caso el motor lineal ya se utiliza para el movimiento de rodillos telares y en fábricas, cintas transportadoras de metal, para abrir y cerrar puertas corredizas.

Los supercargadores usan paletas rodantes para enriquecer la mezcla de aire y combustible cada cilindro, e incrementar la potencia del motor. El supercargador estaba situado delante de los faros.

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La fuerza de un motor se obtiene mezclando combustible con aire y quemando la mezcla en los cilindros. Los gases producidos se expanden rápidamente impulsando los pistones que hacen rodar el cigüeñal y las ruedas. El chasis es el armazón metálico, ruedas, motor y partes metálicas sobre las que se monta la carrocería. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Motor de combustión interna, cualquier tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se utilizan motores de combustión interna de cuatro tipos: el motor cíclico Otto, el motor diesel, el motor rotatorio y la turbina de combustión. Para tipos de motores que utilizan la propulsión a chorro. El motor cíclico Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica. El motor diesel, llamado así en honor del ingeniero alemán Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de electricidad, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y algunos automóviles. Tanto los motores Otto como los diesel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos. Los motores Otto y los diesel tienen los mismos elementos principales. La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por un eje al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación.

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Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor puede tener de 1 a 28 cilindros.

Fig. 1.11 Antiguo motor de combustión interna

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Ventilad

or

Ventila el motor para que no haya

sobrecalentamiento.

Colector

de

escape

Retirar el combustible quemando del

motor.

Árbol de

levas

Mueve las válvulas y mueven los

pistones.

Válvula Admiten el combustible y lo sacan ya

quemado.

Pistón Empuja al combustible para realizar la

explosión.

Cilindro Contienen la cámara de combustión

conectados con el monoblock.

Biela Unión del pistón al cigüeñal (se llama

conjunto de fuerza).

Cigüeñal Trasmiten movimiento a la caja de

cambios.

Una de las invenciones más importantes de la segunda mitad del siglo XIX fue el motor de combustión interna, que genera energía mecánica quemando combustible en una cámara. La introducción de este motor llevó casi de inmediato al desarrollo del automóvil, que habría sido prácticamente imposible con las voluminosas máquinas de vapor. En la fig. 1.15 vemos un motor Morris de 1925 con cuatro cilindros en línea y pistones de aluminio. Las válvulas se abren al actuar el árbol de levas, y se cierran por la acción de un muelle. El cigüeñal transmite el movimiento a la caja de cambios. MOTORES DIESEL Los motores Otto y los diesel tienen los mismos elementos principales. La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por un eje al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación.

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Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor puede tener de 1 a 28 cilindros. El sistema de bombeo de combustible de un motor de combustión interna consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo que vaporiza o atomiza el combustible líquido. Se llama carburador al dispositivo utilizado con este fin en los motores Otto. En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se conduce a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. Muchos motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta los gases producidos en la combustión. Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar el árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal.

En la década de 1980, este sistema de alimentación de una mezcla de aire y combustible se ha visto desplazado por otros sistemas más elaborados ya utilizados en los motores diesel. Estos sistemas, controlados por computadora, aumentan el ahorro de combustible y reducen la emisión de gases tóxicos. Todos los motores tienen que disponer de una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. Por ejemplo, el sistema de ignición de los motores Otto, llamado bobina de encendido, es una fuente de corriente eléctrica continua de bajo voltaje conectada al primario de un transformador. 1.4 DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA. Los componentes principales de un automóvil son: el motor, la transmisión, la suspensión, la dirección y los frenos. Estos elementos complementan el chasis, sobre el que va montada la carrocería.

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Fig. 1.12 VISTA DEL MOTOR

MOTOR

El motor, como ya lo definimos, proporciona energía mecánica para mover el automóvil. La mayoría de los automóviles utiliza motores de explosión de pistones, aunque a principios de la década de 1970 fueron muy frecuentes los motores rotativos o rotatorios. Los motores de explosión de pistones pueden ser de gasolina o diesel.

Los motores de gasolina pueden ser de dos o cuatro tiempos. Los primeros se utilizan sobre todo en motocicletas ligeras, y apenas se han usado en automóviles. En el motor de cuatro tiempos, en cada ciclo se producen cuatro movimientos de pistón (tiempos), llamados de admisión, de compresión, de explosión o fuerza y de escape o expulsión. En el tiempo de admisión, el pistón absorbe la mezcla de gasolina y aire que entra por la válvula de admisión. En la compresión, las válvulas están cerradas y el pistón se mueve hacia arriba comprimiendo la mezcla. En el tiempo de

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explosión, la bujía inflama los gases, cuya rápida combustión impulsa el pistón hacia abajo. En el tiempo de escape, el pistón se desplaza hacia arriba evacuando los gases de la combustión a través de la válvula de escape abierta.

El movimiento alternativo de los pistones se convierte en giratorio mediante las bielas y el cigüeñal, que a su vez transmite el movimiento al volante del motor, un disco pesado cuya inercia arrastra al pistón en todos los tiempos, salvo en el de explosión, en el que sucede lo contrario. En los motores de cuatro cilindros, en todo momento hay un cilindro que suministra potencia al hallarse en el tiempo de explosión, lo que proporciona una mayor suavidad y permite utilizar un volante más ligero.

BIELA MANIVELA (CIGÜEÑAL)

El cigüeñal está conectado mediante engranajes u otros sistemas al llamado árbol de levas, que abre y cierra las válvulas de cada cilindro en el momento oportuno.

A principios de la década de 1970, un fabricante japonés empezó a producir automóviles impulsados por el motor de combustión rotativo (o motor Wankel), inventado por el ingeniero alemán Felix Wankel a principios de la década de 1950. Este motor, en el que la explosión del combustible impulsa un rotor en lugar de un pistón, puede llegar a ser un tercio más ligero que los motores corrientes.

En el carburador se mezcla aire con gasolina pulverizada. La bomba de gasolina impulsa el combustible desde el depósito hasta el carburador, donde se pulveriza mediante un difusor. El pedal del acelerador controla la cantidad de mezcla que pasa a los cilindros, mientras que los diversos dispositivos del carburador regulan automáticamente la riqueza de la mezcla, esto es, la proporción de gasolina con respecto al aire. La conducción a velocidad constante por una carretera plana, por ejemplo, exige una mezcla menos rica en gasolina que la necesaria para subir una cuesta, acelerar o arrancar el motor en tiempo frío. Cuando se necesita una mezcla extremadamente rica, una válvula conocida como estrangulador o ahogador reduce drásticamente la entrada de aire, lo que permite que entren en el cilindro grandes cantidades de gasolina no pulverizada.

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Los motores diesel siguen el mismo ciclo de cuatro tiempos explicado en el motor de gasolina, aunque presentan notables diferencias con respecto a éste. En el tiempo de admisión, el motor diesel aspira aire puro, sin mezcla de combustible.

En el tiempo de compresión, el aire se comprime mucho más que en el motor de gasolina, con lo que alcanza una temperatura extraordinariamente alta. En el tiempo de explosión no se hace saltar ninguna chispa —los motores diesel carecen de bujías de encendido—, sino que se inyecta el gasoil o gasóleo en el cilindro, donde se inflama instantáneamente al contacto con el aire caliente. Los motores de gasolina tienen carburador; el acelerador regula la cantidad de gasoil que la bomba de inyección envía a los cilindros.

A diferencia de un motor de vapor, un motor de gasolina o diesel debe empezar a girar antes de que pueda producirse la explosión. En los primeros automóviles había que arrancar el motor haciéndolo girar manualmente con una manivela. En la actualidad se usa un motor de arranque eléctrico que recibe corriente de la batería: cuando se activa la llave de contacto (switch), el motor de arranque genera una potencia muy elevada durante periodos de tiempo muy cortos.

TRANSMISIÓN

La potencia de los cilindros se transmite en primer lugar al volante del motor y posteriormente al embrague (clutch) —que une el motor con los elementos de transmisión—, donde la potencia se transfiere a la caja de cambios o velocidades.

En los automóviles de tracción trasera se traslada a través del árbol de transmisión (flecha cardán) hasta el diferencial, que impulsa las ruedas traseras por medio de los palieres o flechas.

En los de tracción delantera, que actualmente constituyen la gran mayoría, el diferencial está situado junto al motor, con lo que se elimina la necesidad del árbol de transmisión. La transmisión de tipo Hydra-Matic combina el embrague hidráulico o convertidor de torsión con una caja de cambios semiautomática. Un regulador controlado por la presión ejercida sobre el pedal del acelerador selecciona las marchas a través de un sistema de válvulas distribuidoras de control hidráulico. El cambio Hydra-Matic

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proporciona dos o tres marchas hacia delante. Todos los automóviles tienen algún tipo de embrague. En los automóviles europeos suele accionarse mediante un pedal, mientras que en los estadounidenses suele ser automático o semiautomático. Los dos sistemas principales son el embrague de fricción y el embrague hidráulico; el primero, que depende de un contacto directo entre el motor y la transmisión, está formado por el volante del motor, un plato conductor que gira junto a éste y un disco conducido o de clutch situado entre ambos que está unido al eje primario o flecha de mando de la caja de cambios. Cuando el motor está embragado, el plato conductor presiona el disco conducido contra el volante, con lo que el movimiento se transmite a la caja de cambios. Al pisar el pedal del embrague, el volante del motor deja de estar unido al disco conducido.

IMPULSOR

El embrague hidráulico puede usarse de forma independiente o con el embrague de fricción. En este sistema, la potencia se transmite a través de un fluido aceitoso, sin que entren en contacto partes sólidas. En el embrague hidráulico, un disco de paletas (o impulsor) que está conectado con el volante del motor agita el aceite con suficiente fuerza para hacer girar otro disco similar (rotor) conectado a la transmisión.Los motores desarrollan su máxima potencia a un número determinado de revoluciones. Si el cigüeñal estuviera unido directamente a las ruedas, provocaría que sólo pudiera circularse de forma eficiente a una velocidad determinada. Para solventar este problema se utiliza el cambio de marchas, que es un sistema que modifica las relaciones de velocidad y potencia entre el motor y las ruedas motrices. En los automóviles europeos, el sistema más usado es la caja de cambios convencional, de engranajes desplazables. En los automóviles americanos se utilizan mucho más los sistemas Hydra-Matic y los convertidores de par o torsión.

CAJA DE CAMBIOS

Una caja de cambios convencional proporciona cuatro o cinco marchas hacia delante y una marcha atrás o reversa. Está formada esencialmente por dos ejes dotados de piñones fijos y desplazables de diferentes tamaños. El eje primario, conectado al motor a través del embrague, impulsa el eje intermedio, uno de cuyos piñones fijos engrana con el piñón desplazable del secundario correspondiente a la marcha seleccionada (salvo si la palanca

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está en punto muerto: en ese caso el eje secundario no está conectado con el intermedio). Para la marcha atrás hace falta un piñón adicional para cambiar el sentido de giro del eje secundario. En la marcha más alta, el eje primario queda unido directamente al secundario, girando a la misma velocidad. En las marchas más bajas y en la marcha atrás, el eje secundario gira más despacio que el primario. Cuando el eje secundario gira más rápido que el primario, se habla de overdrive o sobre marcha, que permite aumentar la velocidad del automóvil sin que el motor exceda del número normal de revoluciones. Los convertidores de par proporcionan un número ilimitado de relaciones de velocidad entre los ejes primario y secundario sin que se produzca ningún desplazamiento de engranajes. El convertidor de par es un mecanismo hidráulico que utiliza la potencia del motor para mover una bomba que a su vez impulsa chorros de aceite contra las aspas de una turbina conectada a las ruedas motrices. Cuando el automóvil realiza un giro, las ruedas situadas en el lado interior de la curva realizan un recorrido menor que las del lado opuesto. En el caso de las ruedas motrices, si ambas estuvieran unidas a la transmisión directamente darían el mismo número de vueltas, por lo que la rueda externa patinaría; para evitarlo se utiliza un mecanismo llamado diferencial, que permite que una de las ruedas recorra más espacio que la otra. En el caso de los vehículos con tracción en las cuatro ruedas se utilizan dos diferenciales, uno para las ruedas delanteras y otro para las traseras.

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CAPÍTULO

2

INGENIERÍA BÁSICA DE CONCEPTOS TEÓRICOS

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2.1 DEFINICIÓN DE LA TERMODINÁMICA. Termodinámica, campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como sus intercambios energéticos. Los principios de la termodinámica tienen una importancia fundamental para todas las ramas de la ciencia y la ingeniería. Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico se puede describir mediante propiedades medibles como la temperatura, la presión o el volumen, que se conocen como variables de estado. Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables termodinámicas (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de dilatación), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno. Todas estas variables se pueden clasificar en dos grandes grupos: las variables extensivas, que dependen de la cantidad de materia del sistema, y las variables intensivas, independientes de la cantidad de materia. Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un proceso termodinámico. Las leyes o principios de la termodinámica, descubiertos en el siglo XIX a través de meticulosos experimentos, determinan la naturaleza y los límites de todos los procesos termodinámicos. PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA. Frecuentemente, el lenguaje de las ciencias empíricas se apropia del vocabulario de la vida diaria. Así, aunque el término “temperatura” parece evidente para el sentido común, su significado adolece de la imprecisión del lenguaje no matemático. El llamado principio cero de la termodinámica, que se explica a continuación, proporciona una definición precisa, aunque empírica, de la temperatura. Cuando dos sistemas están en equilibrio mutuo, comparten una determinada propiedad. Esta propiedad se puede medir, y se le puede asignar un valor numérico definido. Una consecuencia de ese hecho es el principio cero de la termodinámica, que afirma que si dos sistemas distintos están en equilibrio termodinámico con un tercero, también tienen que estar en equilibrio entre sí. Esta propiedad compartida en el equilibrio es la temperatura.

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Si uno de estos sistemas se pone en contacto con un entorno infinito que se encuentra a una temperatura determinada, el sistema acabará alcanzando el equilibrio termodinámico con su entorno, es decir, llegará a tener la misma temperatura que éste. (El llamado entorno infinito es una abstracción matemática denominada depósito térmico; en realidad basta con que el entorno sea grande en relación con el sistema estudiado.) La temperatura se mide con dispositivos llamados termómetros. Un termómetro se construye a partir de una sustancia con estados fácilmente identificables y reproducibles, por ejemplo el agua pura y sus puntos de ebullición y congelación en condiciones normales. Si se traza una escala graduada entre dos de estos estados, la temperatura de cualquier sistema se puede determinar poniéndolo en contacto térmico con el termómetro, siempre que el sistema sea grande en relación con el termómetro. PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. La primera ley de la termodinámica da una definición precisa del calor, otro concepto de uso corriente. Cuando un sistema se pone en contacto con otro más frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las temperaturas de ambos. Para explicar este fenómeno, los científicos del siglo XVIII conjeturaron que una sustancia que estaba presente en mayor cantidad en el cuerpo de mayor temperatura fluía hacia el cuerpo de menor temperatura. Según se creía, esta sustancia hipotética llamada “calórico” era un fluido capaz de atravesar los medios materiales. Por el contrario, el principio de la termodinámica identifica el calórico, o calor, como una forma de energía. Se puede convertir en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia material. Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades llamadas calorías, y el trabajo o energía, medidos en julios, eran completamente equivalentes. Una caloría equivale a 4,186 julios. El principio de la termodinámica es una ley de conservación de la energía. Afirma que, la energía no puede crearse ni destruirse, dejando a un lado las posteriores ramificaciones de la equivalencia entre masa y energía. La cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema, debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

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En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad de energía para producir trabajo; es imposible que una máquina realice trabajo sin necesidad de energía. Una máquina hipotética de estas características se denomina móvil perpetuo de primera especie. La ley de conservación de la energía descarta que se pueda inventar una máquina así. A veces, el principio se enuncia como la imposibilidad de la existencia de un móvil perpetuo de primera especie. La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en:

U=UB-UA

Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema

U=-W

También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna de éste último en:

U=Q

Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, U=0. Sin embargo, durante el ciclo el sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q. Si la transformación no es cíclica U =0 Si no se realiza trabajo mecánico U=Q Si el sistema está aislado térmicamente U=-W Si el sistema realiza trabajo, U disminuye Si se realiza trabajo sobre el sistema, U aumenta

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Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta. Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.

Todos estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.

U=Q-W

Si el estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe

dU=dQ-pdV 2.2 CICLOS TERMODINÁMICOS

Después que ha sido establecido el sistema, deberán reconocerse diferentes condiciones. Un sistema cerrado de gas tendrá una presión, temperatura y volumen definidos, pudiendo exhibir otras características en cualquier etapa de un experimento. Todas estas características, si son reproducibles, se les llama propiedades del sistema. Esto es, si sucede una serie de cambios hasta que finalmente se restablecen las condiciones originales, una de las propiedades volverá a ganar su valor primitivo de presión, temperatura, volumen, etc. La condición o estado del sistema se identifica por las propiedades.

Una propiedad es una función del estado (función punto) y depende solamente de él y no del método de cambio entre dos estados.

Como una propiedad ayuda a identificar un estado particular, el cambio en valor de una propiedad entre dos estados cualesquiera, no dependerá del proceso.

Ocurre un proceso siempre que cambia el sistema de uno a otro estado.

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Los procesos se denominan para mostrar la constancia de una propiedad: volumen constante, presión constante, etc.

Las propiedades intensivas o potenciales son independientes de la magnitud del sistema. Estos potenciales son los factores directivos que pueden ocasionar un cambio de estado. Las propiedades extensivas, tales como la energía, el volumen y el área, dependen de la magnitud del sistema. Los valores específicos de las propiedades extensivas (son los valores por

unidad de masa) son mencionados más frecuentemente aun cuando la palabra específico no siempre se use.

Un sistema está en equilibrio cuando es incapaz de un cambio espontáneo, esto es, un cambio sin la ayuda de alguna influencia externa. Como un proceso pasa a través de una serie infinita de estados, cada uno de los cuales se identifica por sus propiedades, se desprende que un proceso debe efectuarse a una velocidad infinitamente pequeña, si cada estado esperado debe ser uno de equilibrio, que es un estado de constancia.

CALOR Y TRABAJO

Si se colocan juntos dos prismas y uno de ellos está más caliente que el otro, cambiará la temperatura de ambos. Si se define que uno de los prismas sea el sistema bajo escrutinio (y el otro prisma, los alrededores) es evidente que la energía interna será transferida a través de los límites del sistema. La condición necesaria para esta transferencia de energías es la diferencia de temperatura entre el sistema (un prisma) y sus alrededores (el segundo prisma).

El calor es energía transferida a través de los límites de un sistema debido a la diferencia de temperaturas entre él y los alrededores.

Considérese el sistema perfectamente aislado de los alrededores formado por dos prismas, uno caliente y el otro frío. El término calor no puede aplicarse a esta situación, porque la energía dentro de este sistema es constante; sin embargo, la energía pasa del prisma caliente al frío consecuente con la diferencia de temperaturas, pero la energía no atraviesa los límites.

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Por lo tanto, el calor es un término reservado para la transferencia de energía entre sistemas y alrededores en donde el factor director es una diferencia de temperatura. Sin embargo, el calor puede identificarse sólo referido al límite del sistema y que un cambio de temperatura en él no necesariamente está referido al calor.

Con frecuencia se encuentran procesos que no involucran una transferencia de calor:

Un proceso sin transferencia de calor se llama un proceso adiabático.

El trabajo, como el calor, es de naturaleza transitoria y no se le puede almacenar en la materia o en un sistema. El trabajo existe o acontece sólo durante una transferencia de energía, entrando o saliendo del sistema y como el calor se evidencia por un cambio en los alrededores. Después que el trabajo es cedido, no estará más presente, pero sí sus consecuencias: la energía. Puede hacerse una definición del trabajo parafraseando la definición del calor:

El trabajo es la energía transferida a través de los límites del sistema, debido a una considerable diferencia de una propiedad distinta de la temperatura, que existe entre el sistema y los alrededores

UNIDADES Y MEDICIÓN DEL TRABAJO Y CALOR.

En ingeniería mecánica el factor usualmente intensivo que ocasiona la transferencia de energía en forma de trabajo es la presión; la presión multiplicada por el área expuesta a ella, da una fuerza y el producto de la fuerza y la distancia de aplicación es energía.

Los históricos experimentos en 1840, de J. P. Joule, un físico inglés, mostraron que agitando agua mediante unas paletas y, por lo tanto, disipando trabajo mecánico, se podía calentar el agua y obtener el mismo resultado que se obtendría mediante la transferencia de calor. La relación entre las unidades térmicas y las mecánicas se llama el equivalente mecánico J o equivalente de Joule:

J = 778.2 pies-lb / Btu 1 Btu = 778.2 pies lb / Btu

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ENTALPÍA

La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a

U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.

H = U + pV

Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H).

ΔH = Hf – Hi

La entalpía recibe diferentes denominaciones según el proceso, Entalpía de reacción, entalpía de formación, entalpía de combustión, entalpía de disolución, entalpía de enlace, etc.; siendo las más importantes:

ENTALPIA DE REACCIÓN:

Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.

ENTALPÍA DE FORMACIÓN:

Es el calor necesario para formar una mol de una sustancia, a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen.

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Ejemplo:

H2 (g) + ½ O2 (g) = > H2O + 68.3Kcal

Cuando se forma una mol de agua (18 g) a partir de hidrógeno y oxígeno se producen 68.3 Kcal, lo que se denomina entalpía de formación del agua.

ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN:

Es el calor liberado, a presión constante, cuando se quema una mol de sustancia.

Ejemplo:

CH4 (g) + 2O2 (g) => 2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = -212.8 Kcal

Lo que significa que cuando se queman 16 g de metano se desprenden 212.8 Kcal.

Estas entalpías se determinan normalmente a 25°C y 1 atm. Para determinar la entalpía estándar de formación de las sustancias, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

1. La entalpía estándar de formación de los elementos puros, libres y tal como se encuentran en su estado natural es cero.

Por ejemplo:

H2 (g), O2 (g), N2 (g), Cl2 (g), Na (s), etc., tienen

ΔHf25° = 0, donde Δ Hf25

° es la entalpía estándar de formación.

2. El carbono se presenta a 25°C 1 atm de presión y en el estado sólido, de varias formas: diamante, grafito, antracita, hulla, coke, etc., pero su estado

estándar se define para el grafito, o sea ΔHf25° del grafito es igual a cero.

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3. El azufre se presenta en dos estados alotrópicos, el rómbico y el mono

cíclico; su entalpía estándar se define para el rómbico o sea ΔHf25° del

rómbico es igual a cero.

ENTALPÍA ESTÁNDAR de una ecuación general:

Se calcula restando las entalpías estándares de formación de los reactivos de las entalpías estándares de formación de los productos.

CALORIMETRÍA

Según las teorías que iniciaron el estudio de la calorimetría, el calor era una especie de fluido muy sutil que se producía en las combustiones y pasaba de unos cuerpos a otros, pudiendo almacenarse en ellos en mayor o menor cantidad. Posteriormente, se observó que, cuando se ejercía un trabajo mecánico sobre un cuerpo (al frotarlo o golpearlo, por ejemplo), aparecía calor; hecho que contradecía el principio de conservación de la energía, ya que desaparecía una energía en forma de trabajo mecánico, además de que se observaba la aparición de calor sin que hubiese habido combustión alguna. Benjamín Thompson puso en evidencia este hecho cuando dirigía unos trabajos de barrenado de cañón es observando que el agua de refrigeración de los taladros se calentaba durante el proceso. Para explicarlo, postuló la teoría de que el calor era una forma de energía.

Thompson no consiguió demostrar que hubiese conservación de energía en el proceso de transformación de trabajo en calor, debido a la imprecisión en los aparatos de medidas que usó. Posteriormente, Prescott Joule logró demostrarlo experimentalmente, llegando a determinar la cantidad de calor que se obtiene por cada unidad de trabajo que se consume, que es de 0,239 calorías por cada julio de trabajo que se transforma íntegramente en calor.

La Calorimetría es la rama de la termodinámica que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor. El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de

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temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto.

CALOR ESPECÍFICO Y CAPACIDAD CALORÍFICA

El calor específico (s) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de una cantidad determinada de sustancia. El calor específico es una propiedad intensiva, en tanto que la capacidad calorífica es una propiedad extensiva. La relación entre la capacidad calorífica y el calor específico de una sustancia es:

Si se conoce el calor específico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de una muestra (Δt) indicara la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso en particular.

La ecuación para calcular el cambio de calor está dada por donde “m” es la masa de la muestra y Δt es el cambio de la temperatura:

El signo convencional de”q” es igual que para el cambio de entalpía; que es positivo para procesos endotérmicos y negativo para procesos exotérmicos.

VOLUMEN CONSTANTE

Para medir el calor de combustión se coloca una masa conocida de un compuesto en un recipiente de acero, denominado bomba calorimétrica a volumen constante, que se llena con oxígeno, a más o menos 30 atm de presión. La bomba cerrada se sumerge en una cantidad conocida de agua. La muestra se enciende eléctricamente y el calor producido por la reacción de combustión se puede calcular con exactitud al registrar el aumento en la temperatura del agua. El calor liberado por la muestra es absorbido por el

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agua y por el calorímetro. El diseño especial de la bomba calorimétrica permite suponer que no hay pérdida de calor (o de masa) hacia los alrededores durante el tiempo en que se hacen las mediciones.

Como consecuencia, se puede decir que la bomba calorimétrica y el agua en que se sumerge constituyen un sistema aislado. Debido a que no entra ni sale calor del sistema durante el proceso, se puede escribir:

Donde qagua, qbomba y qreacción son los cambios de calor del agua de la

bomba y de la reacción, respectivamente. Así, la cantidad qagua se obtiene

por:

El producto de la masa de la bomba por su calor específico es la capacidad calorífica de la bomba, que permanece constante para todos los experimentos efectuados en dicha bomba calorimétrica.

Como es una bomba calorimétrica las reacciones ocurren bajo condiciones de volumen constante y no de presión constante, los cambios de calor no corresponden al cambio de entalpía ΔH. Es posible corregir las mediciones en los cambios de calor de forma que correspondan a los valores de ΔH, pero debido que la corrección σn es muy pequeña.

Los trabajos de joule y otros investigadores condujeron a la gradual aceptación de la premisa llamada la primera ley de la Termodinámica:

La energía no puede ser creada ni destruida sólo puede convertirse de una forma en otra.

La primera ley establece que el resultado neto del calor o del trabajo será un cambio en la energía del sistema. La ecuación general de la energía es una

expresión algebraica de la primera ley:

Q - W = "E fluyendo + "Almacenada

En donde:

Q = calor transferido

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+ para calor añadido al sistema

- para calor sustraído del sistema

W = trabajo cedido

+ para trabajo cedido por el sistema

- para trabajo cedido al sistema

E = símbolo general para denotar que la energía puede estar en diferentes formas

"E almacenada = E2 - E1 = diferencia entre las cantidades final e inicial de la energía almacenada dentro del sistema.

"E fluyendo = E saliendo – E entrando = diferencia entre la energía que abandona al sistema y la que entra al mismo debido al flujo de masa.

Notaran que el cambio en la energía de todos los tipos es completamente un término del sistema y se mide por los cambios en las propiedades del mismo. El calor y el trabajo son efectos de la energía, exteriores al sistema y se mide mejor por la observación de los cambios en los alrededores. Por lo tanto, el símbolo para la energía de cualquier clase se puede reemplazar por el símbolo U de la energía interna:

E almacenada = U2 - U1 = m2u2 - m1u1 (Kcal.)

Pero en un caudal fluyendo, la energía puede existir en muchas formas:

1. Energía interna u o energía que reside en cada elemento fluido y de valor u.

2. Energía cinética o energía poseída por cada elemento del fluido debido a su velocidad y de valor V2 Kcal. por Kg

3. Energía potencial o energía asociada con la altura z (m) (pies) del fluido y de valor zg/Jgc Kcal./Kg. (Btu/lb).

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La energía del flujo, ahora mencionada, es una forma que solamente se identifica cuando pasa un fluido por un sistema ya sea entrando o saliendo y de valor pA/J kcal/kg (Btu/lb) (p kg/m2) y v (m3/kg) (p lb/pies2). Para empujarlo al interior el fluido contiguo deberá ejercer una fuerza igual a pA a lo largo de una distancia dL, realizando así un trabajo:

W = pv/J kcal/kg; (Btu/lb).

También es conveniente introducir una nueva propiedad llamada la entalpía y definida como:

h = u + pv/J (Kcal./Kg.); (Btu/lb)

Porque siempre que se tiene el flujo de un fluido, invariablemente ocurre la combinación de los términos u y pv.

Ecuaciones simplificadas de la energía. En algunos casos se encuentran procesos sin flujo. Para tales procesos las ecuaciones se reducen directamente a:

Q - W = AU = m(u2 - u1)

Porque AE fluyendo es cero. Para el proceso adiabático la transferencia de trabajo es igual al cambio en energía interna; si no hay transferencia de trabajo, el calor transferido es igual al cambio de energía interna.

En algunos casos, para sistemas abiertos ni la masa ni la energía almacenada cambian, obteniéndose las condiciones de flujo estables.

La ecuación de continuidad. Como al sistema abierto entra una cantidad unitaria de fluido, la condición para flujo continuo exige que en el mismo periodo de tiempo abandone al sistema una cantidad unitaria de fluido se le llama la ecuación de continuidad del flujo estable.

2

222

1

111

V

VAm

V

VAm

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EL CICLO DE POTENCIA Y RENDIMIENTO TÉRMICO

En algunas aplicaciones, principalmente en las instalaciones de vapor y en refrigeración, se puede identificar un cielo termodinámico:

Se dice que ocurre un cielo termodinámico cuando el fluido actuante de un sistema experimenta cierto número de procesos que eventualmente regresan al fluido a su estado inicial.

En las plantas de vapor se bombea el agua al interior de una caldera evaporándola mientras se suministra calor a alta temperatura. El vapor fluye hacia la turbina realizando un trabajo, siguiendo aun condensados donde vuelve al estado líquido con la consiguiente exclusión de calor Q hacia la atmósfera. Como el agua es regresado a su estado inicial, el cambio en energía es cero.

Todos los cielos de potencia tienen un proceso de exclusión de calor como característica invariable, siendo el trabajo realizado, siempre menor que el calor suministrado.

El rendimiento térmico se define como la fracción de calor que suministrada a un ciclo termodinámico es convertida en trabajo.

El "rendimiento térmico de un proceso" tiene poco interés por que su valor puede ser menor o mayor que la unidad. Así, para el sistema émbolo-cilindro se realiza trabajo aún cuando no se suministra calor, por lo cual el "rendimiento térmico” será de valor infinito.

Sin embargo, los motores de combustión tienen como fuente de energía, la energía química existente en el combustible.

LA ENERGÍA DISPONIBLE Y EL PROCESO REVERSIBLE

No toda la energía contenida o asociada con la materia se puede convertir en trabajo aún bajo condiciones ideales; sólo una fracción de la cantidad absoluta queda disponible para ese objeto. La fracción que ha de convertirse en trabajo se llama la energía disponible y el resto la energía no disponible.

Evidentemente la guía para la perfección de un proceso, es asegurarse que ni el trabajo ni la energía disponible sean empleados para efectuar un cambio

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que también pueda efectuarse mediante la transferencia de un interés más barato, el calor.

De aquí que los procesos que involucran a la fricción mecánica o la turbulencia de un fluido no sean deseables, porque el trabajo o la energía disponible se disipa al producir un cambio que bien pudiera realizarse mediante la transferencia de calor.

Adviértase también que la temperatura es el potencial impulsor que permite al calor ser transferido y utilizado, a mayor temperatura mayor capacidad para realizar trabajo. Siendo indeseable una reducción de la temperatura porque disminuye la capacidad para producir trabajo.

Si un proceso no implica ninguna de las pérdidas anteriores, será posible invertirlo y proceder en el orden inverso de los sucesos hasta alcanzar las condiciones originales mediante el retorno de la misma cantidad de calor o trabajo recibidos originalmente por los alrededores.

Un proceso perfecto es un proceso reversible. Si el proceso es irreversible será necesaria una mayor cantidad de trabajo o de energía disponible que la que originalmente se suministró a los alrededores para conseguir restablecer las condiciones iniciales.

La palabra reversible sirve como una expresión conveniente y concisa para negar la presencia ya sea de la fricción mecánica, de la fricción fluida o de una disminución de temperaturas o de cualquier diferencia de potencial que pueda ocasionar una pérdida de la energía disponible. Reversible y perfecto, como aquí se usan son términos sinónimos.

EL TRABAJO Y EL SISTEMA CERRADO

El trabajo de expansión para un sistema cerrado, se obtiene potencial de presión que mueve al límite contra una resistencia proporcionada por los alrededores. La fuerza proviene de la presión del sistema actuando sobre un área móvil del límite. La fuerza es igual a la presión multiplicada por el área. Esta será reforzada a través de una distancia L contra la resistencia de los alrededores y el trabajo máximo, que es el trabajo reversible, será:

W="pAdL

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Es necesario integrar porque la presión no es precisamente constante durante el proceso.

EL TRABAJO Y EL SISTEMA ABIERTO.

En un sistema abierto el fluido circulante realiza trabajo no sólo por la expansión sino también por la conversión de las energías cinética y de flujo.

La segunda ley niega la posibilidad de convertir alguna vez completamente todo el calor suministrado a un ciclo termodinámico en trabajo, no importa qué tan perfectamente sea diseñada o qué tan diestramente sea hecha una máquina. El enunciado de Plank de la Segunda ley es que en cualquier sistema operando en un ciclo y recibiendo calor mientras realiza trabajo deberá tener un proceso de rechazo de calor como parte del ciclo.

ENTROPÍA

Desafortunadamente la transferencia de calor sólo se evidencia por una característica física, la temperatura. Concedamos que se propone arbitrariamente, medir la transferencia de calor como una función de dos propiedades del sistema la que es una nueva propiedad, llamada: entropía.

La propiedad de la entropía se define como el factor extensivo de la energía térmica.

Considerando el ciclo reversible más simple, que pueda inventarse para trabajar entre dos temperaturas definidas, se tendrá el Ciclo de Carnot. En este ciclo, el medio ambiente es comprimido en forma adiabática y reversible hasta la temperatura TA, correspondiente al calor añadido. Este proceso ha sido a entropía constante. En seguida se añade calor reversiblemente a temperatura constante (bc), con el consiguiente aumento de entropía. Luego se expansiona (cd) el fluido en forma adiabática y reversible hasta la temperatura declinada TR otra vez, sin cambio en la entropía. Finalmente, el medio ambiente es enfriado reversiblemente a temperatura constante decreciendo la entropía (da) hasta el estado inicial.

Y una vez sustituidos los valores en algunas ecuaciones se encuentra que para el ciclo de Carnot.

TA

TRTASbc

TA

SbcTRTA

QA

QRQRt ""

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La escala (t) de temperaturas Fahrenheit es la de uso común. En esta escala la marca 32 grados corresponde a la temperatura de una mezcla de hielo y agua expuesta al aire a la presión atmosférica normal (14.696 lb/plg2 abs) y la marca 212 grados corresponde a la temperatura de la condensación del vapor bajo una presión de 14.696 lb/plg2 abs. Estas dos marcas arbitrarias determinan la magnitud del grado Fahrenheit.

Considérese que el ciclo de Carnot puede experimentar aportaciones y rechazos infinitesimales de calor. Así, cualquier ciclo podrá trazarse en un diagrama de temperatura y entropía, y considerarlo formado por un número infinito de ciclos de Carnot. De aquí que la importancia del ciclo de Carnot ra

dica en el hecho de que puede ser considerado equivalente al elemento infinitesimal del cálculo integral.

La entropía de un fluido en cualquier estado puede ser calculada basándose en las mediciones de calor y temperatura tomadas durante un proceso que es realizado tan perfectamente como sea posible. Pero antes de que tales mediciones se hayan determinado, es posible asignar el estado identificando el valor de la propiedad de la entropía.

Se puede construir un diagrama Ts para mostrar las relaciones entre todas estas propiedades (y siempre para la cantidad unitaria de fluido). En un diagrama Ts se verá rápidamente la trayectoria de los procesos irreversibles si se conocen las propiedades de presión, temperatura o volumen en cada estado del proceso. Cuando no son conocidas, se muestra la trayectoria mediante una línea punteada para indicar lo incierto de los estados.

La variación en la entropía para el proceso irreversible se encuentra localizando los estados finales en el diagrama de propiedades; sin embargo, la variación de la entropía no podrá calcularse a partir de la transferencia de calor durante el proceso irreversible.

El trabajo y la energía disponible pueden ser disipados como fricción y turbulencia para producir el mismo efecto térmico que si se añadiera calor.

Un mol. Una unidad muy conveniente en diversos cálculos es el mol. Un mol se define como la cantidad de materia igual en valor numérico al peso molecular M de la sustancia. Cualquier unidad de masa puede incluirse en esta definición: un mol libra es M libras; un mol gramo es M gramos.

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CAPACIDADES DE CALOR

Los calores específicos a presión constante Cp, y a volumen constante Cv son de gran importancia. Las variaciones de los calores específicos para el aire con respecto a la presión y temperatura junto con la relación k definida como:

Cv

Cpk

Por el hecho de no ser constante el calor específico, es conveniente emplear en algunos cálculos un valor medio. El calor específico medio se define como:

dTCTT

TTCmx x12

12

"1

Para límites dados de temperatura, el calor suministrado a presión constante, es mayor que el calor suministrado a volumen constante debido al trabajo realizado por la expansión del fluido. Luego Cp, siempre es mayor que Cv; incluso, para cualquier estado particular en el diagrama Ts las líneas de volumen constante son más empinadas que las líneas de presión constante.

El gas ideal: ecuación del estado.

Un gas ideal queda definido por la siguiente ecuación del estado:

Pv = RT

Pv = mRT

R es la constante específica del gas y tiene valor diferente para cada gas. De la hipótesis de Avogadro: Iguales volúmenes de gases bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen igual número de moléculas; es posible proponer una constante universal de los gases. Los pesos de dos volúmenes iguales de gases podrán referirse directamente a sus pesos moleculares

Los valores de la constante universal de los gases son:

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Kmol

Kcal

KmolKg

mKgRo

986.18.45.8

Rmol

Btu

Rmol

lbpieRo

986.11545

En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime el aire que cuando alcanza el punto muerto superior se encuentra a alta temperatura, en ese momento se inyecta finamente pulverizada una cierta cantidad de combustible líquido, que a medida que ingresa, se enciende y produce una combustión a presión constante (teórico), para luego expandirse realizando la carrera útil, en cuyo transcurso entrega trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente al igual que en el ciclo Otto.

En el motor encendido a chispa el aumento de la relación de compresión acerca el peligro de la detonación, en los motores Diesel la disminuye porque aumentando la temperatura al final de la compresión, disminuye el retraso al encendido. El aumento de la relación de compresión requiere para los carburantes un aumento del número de octano, mientras que en el gasoil permite un descenso del número de cetano. Los motores Diesel requieren mayor cantidad de aire para la combustión para compensar las malas condiciones de la mezcla y como dentro de ciertos límites la combustión es mejor cuanto mayor es el exceso de aire carburante, no es necesario regular la entrada de aire al variar el régimen y la carga, por lo tanto la variación de la carga se hace sólo sobre el combustible. Se tiene así la ventaja que a las cargas bajas, disminuyendo la resistencia a la entrada del aire por falta de la mariposa, aumenta el rendimiento por disminución de las pérdidas por bombeo. El motor suministra para cada regulación un par casi constante al variar el número de revoluciones. ASPECTOS GENERALES: En los próximos párrafos abordaremos el estudio del motor de combustión interna. En primer lugar se hará un enfoque general sobre este tipo de motor y como del análisis general se derivan los diferentes ciclos que se usan hoy en día.

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Luego veremos los ciclos teóricos asociados a cada tipo de motor tanto en diagrama p-V como en diagrama T-S. CICLOS GENÉRICOS: Una característica clave de los motores de combustión interna es que en cada ciclo se aspira aire fresco, luego se adiciona el combustible y se quema en el interior del motor. Luego los gases quemados son expulsados del sistema y se debe aspirar nueva mezcla o aire. Por lo tanto se trata de un ciclo abierto.

Este consta de las siguientes partes generales: Existe una presión mínima en el sistema equivalente a pa. Desde 1 hasta 2 se realiza una compresión, en

teoría adiabática sin roce. Entre 2 y 3 se realiza la combustión, con un aporte de calor Qabs. Entre 3 y 4 se realiza la expansión de los gases calientes.

Normalmente es en esta etapa donde se entrega la mayor parte del trabajo. Esta expansión es también, en teoría, adiabática y sin roce. En 4 se botan los gases quemados a la atmósfera. El ciclo es realmente abierto, pero (para efectos de análisis) se supone que se cierra entre 4 y 1, volviéndose el estado inicial. Se introduce por lo tanto, el concepto de Ciclo de aire equivalente. Esto significa que suponemos que el ciclo lo describe solo aire, al cual lo hacemos pasar por una sucesión de estados tal que se reproduce el ciclo real. Esto implica las siguientes suposiciones y simplificaciones: Las propiedades del aire se suponen constantes para todo el ciclo (no varían ni Cp ni Cv, aunque en el caso real sí lo hacen por variación de temperatura y porque en parte del ciclo se trabaja con gases quemados). Se supone un sistema cerrado. Es decir, el aire está cerrado dentro del sistema y se somete a las evoluciones equivalentes. Entre 2 y 3 se supone que se aporta calor externamente para lograr la evolución equivalente. En forma análoga, entre 4 y 1 se supone que se enfría el aire en forma equivalente.

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Una evolución clave en este ciclo genérico es la compresión de base 1-2. En efecto, ella es característica de cada ciclo y es (relativamente) constante. En cambio en la operación real, la cantidad de calor Qabs puede variar en forma importante, por lo tanto

también varía la evolución 3-4. Pero la compresión de base es relativamente estable. Por lo tanto, para aumentar el rendimiento del ciclo conviene, en lo posible, aumentar lo más que se pueda la compresión de base. Los límites a esta compresión pueden venir de dos fuentes: En el caso de que solo se comprima aire (motores Diesel, turbina a gas), la compresión máxima queda fijada solo por razones tecnológicas. En el caso que se comprima una mezcla aire-combustible (motor Otto), la compresión máxima queda fijada por los límites de detonación o auto inflamación. CONDICIONES PARA MAXIMIZAR EL RENDIMIENTO DEL CICLO En este ciclo genérico tenemos varias cosas que se pueden hacer para maximizar el trabajo obtenido. De ser posible, siempre conviene prolongar la expansión 3-4 hasta la presión ambiente. Con ello se gana un área de trabajo adicional "sin costo". Claro que en motores alternativos (cilindro-pistón), esto no es posible, pues el volumen máximo está definido. En el caso de que la presión máxima esté fija, conviene que la combustión se realice a presión constante. En efecto, cuando uno comprime solo aire, conviene que esta compresión sea la máxima posible para incrementar el rendimiento. En el caso de que la compresión máxima esté fija (caso motor Otto en que se comprime aire-combustible), conviene que la combustión se realice a volumen constante.

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Vemos que siempre se trata de maximizar el área encerrada por el ciclo de trabajo. En el caso de prolongar la expansión hasta pa, es obvia la ganancia

de área, así que en lo posible conviene hacerlo. Sin embargo, esto no es posible en los motores alternativos (cilindro-pistón), siendo solo posible en el caso de las turbinas. Esto por cuanto se trata de agregar más etapas a la turbina hasta alcanzar la presión ambiente. En el caso de presión máxima fija, se trata de incrementar p2 de forma de

aumentar el rendimiento. Esto porque así se tiene la máxima compresión de base posible. Sin embargo solo podemos hacer esto en caso de que se comprima aire. En efecto, si se comprime una mezcla aire-combustible, existirá una razón de compresión máxima, más allá de la cual la mezcla tiende a auto inflamarse. Por lo tanto, se maximizará p2 de forma de llegar al límite tecnológico. En

este caso conviene que la combustión se realice a presión constante. Es obvio que no conviene que la presión disminuya durante la combustión (disminuye el área de trabajo útil), pero tampoco puede aumentar la presión durante la combustión (si aumentase, se excedería la presión máxima, lo cual lleva a problemas tecnológicos). Finalmente tenemos el caso de que la compresión máxima esté fija. Esto ocurre cuando se comprime una mezcla aire-combustible. En este caso no se debe exceder una razón de compresión máxima, pues si se hace la mezcla tiende a auto inflamarse. En este caso conviene que la combustión se realice a volumen constante de forma de maximizar el área de trabajo. Claro que se debe tener presente de que, de partida, se usó una razón de compresión más baja, por lo cual se ha pagado una penalización de rendimiento desde la partida. Este caso se da en el ciclo Otto. En los próximos párrafos presentaremos los diferentes ciclos teóricos de motores de combustión interna.

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CICLO OTTO TEÓRICO: En estas páginas se detalla el ciclo Otto teórico, su rendimiento teórico y aspectos del ciclo que influyen en el rendimiento del motor. Además de ella parten enlaces al estudio de los ciclos reales. CICLO DIESEL TEÓRICO: La misma situación anterior, pero orientada al estudio del ciclo diesel. Se destacan algunas diferencias importantes entre el ciclo diesel y el Otto. CICLO JOULE O BRAYTON TEÓRICO: Este es el ciclo de la turbina a gas. Además de presentar el ciclo y su rendimiento, se enfatizan algunos aspectos importantes que son diferentes con respecto a los motores Otto y diesel. 2.3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA. CÓMO TRABAJAN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Estos motores trabajan en cuatro tiempos que son la admisión, la compresión, la explosión y el escape.

La figura 2.2 ilustra los cuatro tiempos del motor de combustión interna.

En el primer tiempo o admisión, el cigüeñal arrastra hacia abajo el émbolo, aspirando en el cilindro la mezcla carburante que está formada por gasolina y aire procedente del carburador.

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Fig. 2.2 Los cuatro tiempos del motor de combustión interna.

En el segundo tiempo se efectúa la compresión. El cigüeñal hace subir el émbolo, el cual comprime fuertemente la mezcla carburante en la cámara de combustión.

En el tercer tiempo, se efectúa la explosión cuando la chispa que salta entre los electrodos de la bujía inflama la mezcla, produciéndose una violenta dilatación de los gases de combustión que se expanden y empujan el émbolo, el cual produce trabajo mecánico al mover el cigüeñal, que a su vez mueve las llantas del coche y lo hace avanzar.

Por último, en el cuarto tiempo, los gases de combustión se escapan cuando el émbolo vuelve a subir y los expulsa hacia el exterior, saliendo por el mofle del automóvil.

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Naturalmente que la apertura de las válvulas de admisión y de escape, así como la producción de la chispa en la cámara de combustión, se obtienen mediante mecanismos sincronizados en el cigüeñal.

De acuerdo a la descripción anterior, comprendemos que si la explosión dentro del cilindro no es suave y genera un tirón irregular, la fuerza explosiva golpea al émbolo demasiado rápido, cuando aún está bajando en el cilindro.

Este efecto de fuerzas intempestivas sacude fuertemente la máquina y puede llegar a destruirla. Cuando esto sucede se dice que el motor está "detonando" o "cascabeleando", efecto que se hace más notorio al subir alguna pendiente.

Indudablemente que este fenómeno también se observa cuando el automóvil está mal carburado, o sea que no tiene bien regulada la cantidad de aire que se mezcla con la gasolina.

Sin embargo, cuando éste no es el caso, el cascabeleo se deberá al tipo de gasolina que se está usando, la cual a su vez depende de los compuestos y los aditivos que la constituyen, o sea de su octanaje.

Actualmente, la construcción de motores de combustión para automóviles, lanchas, aeroplanos y trenes, lo mismo que para pequeñas plantas de energía, constituye una de las más grandes industrias en el mundo.

En un motor de combustión externa, los productos de la combustión del aire y el combustible, le transfieren calor a un segundo fluido, el cual se convierte en el fluido motriz o elemento productor del trabajo. En un motor de combustión interna, los productos de la combustión son, directamente, el fluido motriz. Debido a este rasgo simplificador y al alto rendimiento térmico resultante, el motor de combustión es una de las unidades generadores de trabajo más ligeras (en peso) que se conocen y, por lo mismo, su mayor campo de aplicación es en la transportación.

La mayoría de los motores de combustión interna, utilizan el principio del émbolo reciprocante, según el cual, un émbolo se desliza dentro de un cilindro hacia atrás y hacia delante y transmite fuerza a la flecha motriz, por lo general, mediante un simple mecanismo de biela y manivela. En 1862, Beau de Rochas propuso la secuencia de funcionamiento para el motor de émbolo reciprocante, que aún hoy en día es típica de la generalidad de los motores encendidos por chispa (abreviados ECH).

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Al tratar sobre el motor de émbolo reciprocante, se emplean frecuentemente los términos: desplazamiento, volumen de compresión y relación de compresión o de expansión, El desplazamiento (D), es el volumen (en cm3) (pig3) barrido por el émbolo en una carrera (n veces este valor para un motor con n cilindros); el volumen de compresión (c), es el volumen de los gases comprimidos y es también el volumen de la cámara de combustión; la relación de compresión o de expansión (rv) es igual a:

c

Dcrc

En todos los motores de émbolo reciprocante, éste llega necesariamente a una completa inmovilidad, en dos posiciones particulares del cigüeñal antes de invertir la dirección de su movimiento. En la Figura 2.2, el émbolo ha pasado precisamente del límite inferior de su carrera; a esta posición se le llama punto muerto inferior (abreviado PMI). Existe una posición "muerta” semejante, o etapa sin movimiento del émbolo, en el instante en que éste llega al punto muerto superior (abreviado PMS). Debido a esta posición "muerta", la combustión de la mezcla en el motor Otto ocurre prácticamente a volumen constante. En vista de que la carrera de potencia sólo existe en una parte del tiempo total del cielo, se emplea un volante para hacer uniformes dichos impulsos, obteniendo así, esencialmente, una rotación uniforme del cigüeñal.

Como una chispa puede encender solamente a una mezcla combustible, si se desea que la llama se propague a través de ella, deberán estar presentes en toda la cámara de combustión, las cantidades de aire y combustible en una proporción razonablemente definida (y homogénea) (aproximadamente ente 15 partes de aire por una de combustible, en peso).

Cuando el émbolo desciende en la carrera de admisión, aspira aire a través del Venturi, aire que está a la presión atmosférica, aproximadamente. Debido al pequeño diámetro en la garganta del Venturi, aumenta la velocidad del aire y por lo mismo disminuye su presión. Pero la presión en el extremo de la tobera, también es menor que la presión (atmosférica) dentro de la cámara del flotador.

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Por esta diferencia de presiones, el combustible es pulverizado dentro de la corriente de aire, en una cantidad tal, que es determinada por el tamaño del orificio medidor.

Nótese que si aumenta la velocidad del motor, aumenta la cantidad de aire aspirado a través del Venturi y, por lo mismo, se crea mayor caída de presión

y proporcionalmente se pulveriza mayor cantidad de combustible, en el seno de la corriente de aire. En consecuencia, un carburador es hábil para mantener una relación aproximadamente constante, entre el aire y el combustible, en toda la amplitud de velocidades posibles del motor.

El esfuerzo de giro aplicado al cigüeñal depende de la masa de la mezcla quemada en cada cilindro por ciclo y se controla, restringiendo la cantidad de mezcla (pero no necesariamente la relación aire-combustible) que entra al cilindro en la carrera de admisión. Esto se consigue mediante el empleo, en el carburador de una válvula llamada estrangulador o acelerador, para obstruir el paso hacia el múltiple de admisión.

En la carrera de admisión, si el acelerador está casi cerrado, entrará al cilindro solamente una pequeña cantidad de mezcla y la presión dentro de él estará muy por debajo de la atmosférica, con las correspondientes presiones de compresión y combustión, también bajas.

La velocidad resultante del motor será lenta y si el cigüeñal no está acoplado a una carga externa, se dice que el motor está en vacío. Cuando el acelerador se abre gradualmente, la velocidad del motor irá aumentando, hasta un valor determinado por la carga externa acoplada a la flecha motriz. (La carga es un freno opuesto a la rotación de la flecha y puede ser suministrada). Por lo tanto la velocidad del motor se controla mediante las posiciones del estrangulado o acelerador, y también, por la magnitud de la carga. Puede mantenerse una velocidad definida, variando la posición del estrangulador con relación a la carga o pueden obtenerse diferentes velocidades manteniendo constante la posición del estrangulador y haciendo variaciones en la carga.

En 1892, Rudolph Diesel, diseñó un nuevo tipo de motor capaz de quemar polvo de carbón. El ciclo Diesel era similar al ciclo Otto, excepto que debía

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tenerse una alta relación de compresión, admitiendo solamente aire, en lugar de la mezcla combustible en la carrera de admisión.

Era bien sabido que la rápida compresión del aire hasta presiones elevadas, podía elevar su temperatura hasta un valor tal, que si se surtía dentro de la cámara de combustión un combustible, éste se incendiaba espontáneamente sin deponer de una chispa para iniciar la combustión o de una mezcla homogénea para propagar la llama. Diesel propuso al principio, regular la inyección del combustible para tener la combustión a temperatura constante, pero encontró que esto no era práctico. Posteriormente, trato de regular la inyección del combustible para conseguir una combustión a presión constante, siendo más afortunado este arreglo. Muy pronto encontró Diesel, que el polvo del carbón no era un combustible satisfactorio y que los combustibles líquidos darían un mejor resultado.

Fig. 2.3 Ciclo de motor Diesel

Se puede emplear las figura 2.3 para visualizar el motor Diesel o de encendido por compresión, remplazando la bujía por una válvula inyectora de combustible y aumentando la relación de compresión hasta más o menos 15 a 1. El afortunado motor Diesel incorpora los siguientes ciclos de sucesos:

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El método moderno de inyección es, el de comprimir y pulverizar solamente combustible dentro del cilindro; dependiendo de la alta presión de inyección [ 140.62-2109 kg/cm2 (2000 a 30000 lb/plg2abs)] para la atomización del mismo. Cuando el émbolo inyector está en la parte más baja de su carrera (no mostrada), el combustible es forzado hacia el interior de la cámara del émbolo por el conducto de entrada. En un instante conveniente del cielo, se elevará el émbolo inyector, cerrando el conducto de entrada con la consecuente compresión del combustible. Este abrirá la válvula de retención, comunicando su presión al residuo de combustible detenido en la tubería de descarga. La misma acción se repite en la válvula de retención próxima a la salida de la tobera, siendo pulverizado el combustible desde el orificio de ella al interior de la cámara de combustión.

El final del periodo de inyección, ocurrirá después que el conducto de entrada es descubierto por la ranura helicoidal del émbolo de la bomba, porque la alta presión arriba del émbolo se comunicación con el conducto.

Fig. 2.4 Árbol de levas de la bomba de inyección Diesel

La duración del periodo de inyección se determina mediante el diseño de la leva, del árbol de levas de la bomba de inyección; árbol que es movido por el motor mismo.

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Si se presenta una carga menor, la cremallera C se mueve hacia la izquierda, haciendo girar al émbolo inyector con su ranura helicoidal. A continuación, al elevarse el émbolo, se inicia la inyección igual que antes, pero la descarga de presión se anticipa debido a que la ranura helicoidal coincide más pronto con el conducto A. Por lo tanto, la duración de la inyección se reduce para cargas parciales junto con la cantidad de combustible inyectado.

Cuando la cremallera C se mueve hasta su posición límite, la ranura B quedará alineada con el conducto A. En esta posición, que es la de parada, el combustible no será ni comprimido ni inyectado.

Debido a que la cremallera de control C gobierna la velocidad y la habilidad del motor para conducir cargas, se le llama el estrangulador o acelerador. Nótese que en el motor EC, no se estrangula el aire de entrada como un medio de control, a pesar del nombre del dispositivo. Con un motor multicilíndrico, cada cilindro tiene usualmente asociada una bomba de inyección, no obstante que se emplea una sola cremallera para todas las unidades.

Se recordará que en el motor ECH, ha de mantenerse una relación definida entre las cantidades de aire y combustible para asegurar que la llama se propague a través de la mezcla. En el motor EC, no se requiere esa relación fija de aire-combustible, porque éste se inyecta en el seno de un aire extremadamente caliente, incendiándose en cualquier punto en el cual se forme la mezcla combustible.

Con objeto de que se produzca la combustión, tampoco es necesaria la propagación de la flama. Por tal motivo, a plena carga, es deseable inyectar una cantidad de combustible tal como para que se queme todo el aire (oxígeno) que hay en el cilindro. Prácticamente no se puede alcanzar este límite porque no es posible para el chorro localizado de combustible, encontrar a todo el aire, habiendo abundantes regiones ricas y pobres; razón por la cual, los gases de escape pueden tener coloración y ser de olor picante.

En las cargas parciales, se inyectan solamente una fracción de la cantidad de combustible que es necesario a plena carga, en ciertas regiones de la cámara, la combustión se realiza con relaciones de aire a combustible entre 15 a 1, aun cuando la relación global sea mucho mayor (digamos 90 a l). En la producción máxima del motor, la mayor parte del aire se emplea en la

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reacción química; en tanto que en las cargas parciales es necesario combinar tan sólo una fracción del aire con el combustible y por la combustión localizada, el proceso de admisión de aire no requiere estrangulamiento en ningún caso.

Un sistema de inyección como el descrito anteriormente, es costoso por las pequeñas tolerancias que deben mantenerse en la fabricación de las piezas y los altos costos de producción, inherentes a las partes de acero endurecido.

EL CICLO DE DOS CARRERAS

El cielo de cuatro carreras requiere dos revoluciones del cigüeñal por cada carrera de potencia. Con objeto de tener un mayor rendimiento con el mismo tamaño de motor y también una simplificación en las válvulas, fue diseñado por Dugald Clerk, en 1878, el cielo de dos carreras. Este cielo es aplicable tanto al motor encendido por compresión como al encendido por chispa, pero al principio, solamente tuvo éxito con el primero.

Fig. 2.5 Motor ciclo Otto 2 tiempos

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Refiriéndonos a la Figura 2.5, en el PMS se tiene el atomizado del combustible en el seno del aire caliente comprimido, o bien, el encendido por chispa de una mezcla de vapores que inician la combustión y liberan la energía para la carrera de potencia que es la siguiente. Próximo al final de esta carrera, el émbolo descubre una lumbrera o abertura en las paredes del cilindro en B, pasando la mayoría de los productos de la combustión al múltiple de escape. Inmediatamente después, en la carrera, es descubierta por el émbolo una segunda lumbrera en A siendo forzado hacia el interior del cilindro, ya sea aire o la mezcla gasolina-aire.

Esto es un ejemplo del barrido cruzado. Se incorporan al émbolo unos deflectores para evitar que la carga admitida pase de largo a través del cilindro hasta el múltiple de escape a medida que el resto de los gases quemados están siendo barridos (extraídos) del cilindro.

La carrera de regreso del émbolo es la carrera de compresión del ciclo. Debe notarse que todo el cielo se completa en una sola revolución del cigüeñal. Si las lumbreras de admisión se colocan próximas, en lugar de opuestas a las de escape, el aire admitido deberá describir un “lazo” completo, antes de llegar al conducto de escape; esto se llama barrido de lazo. La combinación de válvulas de escape en la cabeza y lumbreras de admisión en el cilindro, permite obtener el barrido continuo o de flujo unidireccional. 2.4 COMPONENTES PRINCIPALES DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Fig. 2.6 Vista exterior de un motor de combustión interna

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PARTES ESTACIONARIAS DE UN MOTOR MONOBLOCK El bloque del cilindro o monoblock que como se conoce más comúnmente es la parte principal del motor ya que se colocan la gran mayoría de piezas. Está hecho con una aleación de hierro fundido que nos garantiza una buena resistencia. CABEZA DE CILINDROS El diseño de estas cabezas varía según el tipo de motor, pero todas las que contienen las cámara de combustión, los agujeros para los inyectores, cavidades conectan con las venas del monoblock. DEPÓSITOS DE ACEITE La función del depósito de aceite es mantener el aceite del motor que necesitamos para la lubricación y a la vez de cubierta inferior del bloque de cilindros, generalmente la lámina de metal, lisa y troquelada. COJINETES DEL CIGÜEÑAL Los cojinetes del cigüeñal o metales como también se les conoce, son pequeñas láminas hechas de una aleación suave pero de gran resistencia al desgaste; su forma es un medio círculo ya que son dos las que se utilizan por la biela o por un punto de apoyo, la función de estos es enviar el desgaste del muñón al cigüeñal.

ESCAPE

Por aquí son conducidos los gases al silenciador del tubo de escape, los cuales pasan por un catalizador que disminuye los efectos negativos en el medio ambiente

CONDUCTO DEL CARBURADO

El carburador mezcla la gasolina con el aire (carga) y por aquí pasa al cilindro pasando por la válvula de entrada.

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BUJÍA

Inflama el combustible que hace descender el pistón por cilindro. Para que funcione bien un motor, la chispa debe llegar en el momento oportuno al cilindro, antes se quema de forma desigual, más tarde se pierde potencia. PARTES MÓVILES DEL MOTOR

CIGÜEÑAL El cigüeñal o árbol motor es la parte móvil principal ya que es la encargada de convertir el movimiento lineal del pistón en movimiento giratorio y transmitirlo, todo esto debido a su forma perpendicular donde se va a fijar el monoblock. VOLANTE Es un disco metálico perfectamente bien balanceado que va atornillado a la parte trasera del cigüeñal, su tamaño va a depender del número de pistones que tenga el motor. BIELAS Por medio de las bielas se une el pistón al cigüeñal (a estas dos piezas unidas se les conoce como conjunto de fuerza) las bielas están unidas al pistón por medio de pasadores llamados pernos del pistón. PISTÓN Los pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro. Estos elementos son los primeros que reciben el empuje del combustible que se quema. ANILLOS DEL PISTÓN La colocación de éstos en las estrías o ranuras que tiene la cabeza del pistón su función es la de sellar el espacio entre la pared del cilindro y el pistón para evitar que escapen los gases de la cámara de combustión, regular la

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cantidad de aceite en las paredes del cilindro y disminuir el calentamiento en estas paredes. RESORTES DE VÁLVULA Los resortes de válvula están asegurados al extremo de la varilla por un pasador sostenido en su lugar por un resorte a presión. El propósito del resorte es mantener la válvula cerrada cuando no es forzada al abrirse por la acción del árbol de levas. VARILLAS DE EMPUJE DE VÁLVULA Y BALANCÍN Para motores con válvulas en la cabeza es necesario utilizar las varillas de empuje para transferir el movimiento ascendente y descendente del elevador de la válvula de balancín. ENGRANES DE TIEMPO En uno de los extremos del cigüeñal (opuesto al del volante), se localiza en un engrane de tiempo y en el extremo frontal del árbol de levas se encuentra con otro engrane. El objeto de estos engranes es la transmisión del movimiento del cigüeñal del árbol de levas. El árbol de levas debe girar a la mitad de la velocidad del cigüeñal. ÁRBOL DE LEVAS Este se localiza en la caja del cigüeñal a un lado y poco arriba de este. Esta soportado por tres o cuatro cojinetes. Tiene dos muñones lobulares por cada cilindro. Cuando el árbol de levas gira, los muñones obligan a los elevadores de válvulas a subir en el orden apropiado y en el tiempo correcto. ELEVADORES DE VALVULAS Estos elevadores pueden ser sólidos o hidráulicos y están localizados directamente sobre el árbol de levas. Se mueve hacia arriba o hacia abajo por los muñones lobulares en los cuales descansan. La función principal de los elevadores es abrir y cerrar válvulas.

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VÁLVULAS Estas se encuentran sobre los oficios de admisión y de escape de cada cilindro. Cada cilindro tiene válvulas, la de admisión y la de escape. Como la válvula de escape tiene que soportar altas temperaturas de los gases quemados, en su construcción se utiliza una aleación especial de la resistencia de calor. La válvula de admisión permite la entrada de aire a la cámara de combustión. La válvula de escape permite la salida de los gases quemados durante la misma carrera de escape.

El motor induce una cantidad constante de aire y se alcanza la carga máxima cuando la cantidad de combustible inyectado es demasiado para que sea quemado efectivamente por la cantidad de oxígeno en la cámara. Esto se evidencia por el humo (combustible no quemado) que aparece en los gases de escape. Un motor sobrecargado muestra humo negro desvaneciéndose el color hacia el gris a medida que disminuye la carga. Para sobrealimentar un motor EC debe forzarse dentro del cilindro una mayor cantidad de aire y, en correspondencia, una mayor cantidad de combustible en el seno del aire.

El motor no sobrealimentado tiene aproximadamente la misma presión (atmosférica) en el múltiple, en tanto que un motor sobrealimentado tendrá una presión positiva mayor, creciente a medida que aumente la proporción de sobrealimentación.

PARTES Y DETALLES DEL MOTOR

Las partes componentes del motor de combustión se construyen de diferentes materiales, en esta sección serán analizadas brevemente las funciones que realizan.

CONJUNTO DE LOS CILINDROS.

Los cilindros se mantienen en posición fija mediante el bloque de cilindros el cual, en los motores pequeños, forma una sola pieza con el cárter para obtener mayor rigidez. Esta estructura se hace generalmente de hierro fundido aun cuando en algunos casos se forma mediante placas de acero soldadas.

Los ductos pueden ser hechos mediante corazones en el bloque al fundirlo y sirven para distribuir la lubricación a presión hasta los cojinetes principales.

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Para vehículos de placer, o de bajo costo, los cilindros se taladran y asientan (rectifican) directamente en el bloque, siendo seguido este método en los motores de aviación con objeto de reducir peso (y también se reduce peso en este caso, empleando cilindros delgados de acero endurecido o nitrurado, un procedimiento muy costoso para otros motores).

Para motores de trabajo pesado se instalan forros que pueden reemplazarse cuando se desgastan. Dichos forros pueden ser húmedos o secos. Los forros secos son menos susceptibles a las fallas que los forros húmedos, los cuales deben independizar las camisas de agua de enfriamiento del depósito de aceite.

Por otra parte, el pequeñísimo espacio entre el forro seco y las paredes del bloque obliga a tener una alta resistencia a la transmisión del calor, lo cual puede reducirse un tanto, cobrizando la parte exterior del forro.

Fig. 2.7 Conjunto de los cilindros

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Tanto para los forros, como para los cilindros, el material usual es la fundición gris por su buena resistencia al desgaste (que puede mejorarse mediante la adición de pequeñas cantidades de níquel, cromo y molibdeno).

Aparentemente, esta resistencia al desgaste se alcanza por la habilidad del hierro fundido para formar una superficie tersa, durísima, cuando es sometido a fricción por deslizamiento. Así, cuando el motor es armado por primera vez, se sugiere correrlo a bajas velocidades y con cargas ligeras, para facilitar la formación de esa capa protectora. La duración de este periodo de "asentamiento" aumenta cuando las superficies en contacto son ásperas, pues con superficies ásperas sobreviene la soldadura superficial del metal (ralladuras). Para evitar las ralladuras y facilitar el periodo de asentamiento, se les da a los cilindros, levanta válvulas, émbolos y anillos para émbolo, un tratamiento químico y se recubren superficialmente con estaño, cadmio o cromo.

El cigüeñal es, generalmente, una pieza de acero forjado, sin embargo, el advenimiento de cigüeñales largos y rígidos en motores multicilíndrico con esfuerzos relativamente bajos, permiten emplear el hierro fundido como sustituto, con objeto de reducir costos. El cigüeñal se apoya en los cojinetes principales y; en los motores de servicio pesado, el número de cojinetes principales es igual al número de cilindros más uno. Después de la parte concéntrica del cigüeñal sigue el muñón l que conecta al cojinete x de la biela. Los cojinetes de las bielas y los principales son suplementos reemplazables con la parte posterior de acero o de bronce y con babbitt, cobre-plomo o aleaciones de cadmio usadas frecuentemente como materiales antifricción.

Un depósito para aceite z de acero estampado sella el conjunto del bloque y sirve como colector de aceite o recipiente para el aceite lubricante. Una varilla medidora s resulta un buen recurso para comprobar el nivel del aceite.

CONJUNTO DE LOS ÉMBOLOS Y LAS BIELAS.

El émbolo se construye de aluminio, acero fundido o hierro siendo su función principal la de transmitir a la biela h la fuerza originada en el proceso de combustión.

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Al realizar esto, las posiciones angulares de la biela permiten que se ejerza un esfuerzo considerable en un lado de las paredes del cilindro y este empuje es creado por el faldón del émbolo, esto es, la sección debajo de los anillos. No deja de ser común en los motores para altas velocidades cortar el faldón por debajo del pasador del émbolo obteniendo un émbolo de patín.

El émbolo se provee de cuando menos tres anillos. Los anillos superiores se llaman anillos de compresión porque su función es la de detener los gases a alta presión dentro del cilindro y evitar en esa forma el escape de ellos hacia el interior del cárter en las carreras de compresión y de potencia. El anillo inferior generalmente es el controlador del aceite.

El objeto de este anillo es el de quitar el aceite sobrante de la pared del cilindro y transferirlo a través de ranuras en el anillo hasta los agujeros de drenaje en el émbolo que permitan al aceite regresar al depósito.

Cuando un vehículo automotriz está en movimiento, la corriente de aire que se desliza por el tubo aspirante induce un vacío y así crea un flujo de aire desde la cámara de las válvulas y el cárter. El aire fresco es admitido al motor por el respiradero o tubo para surtir aceite. En esta forma se ventila el cárter eliminando los gases y el vapor de agua que invariablemente se colectan en esta región.

La biela de acero forjado, con sección de viga en, une al émbolo y al cigüeñal. Puede tener un taladro a todo lo largo para conducir el aceite lubricante desde el cojinete de la biela hasta el perno del émbolo o puede tener un pequeño agujero colocado para atomizar aceite en el pasador del émbolo igualmente que el árbol de levas y a las paredes del cilindro. En los motores de servicio pesado, la práctica común es conducir el aceite a través del taladro de la hiela y luego atomizarlo contra el lado interior de la cabeza del émbolo. En esta forma se reduce grandemente la temperatura de los anillos y se obtiene una lubricación mejor.

MECANISMO DE LAS VÁLVULAS.

Las válvulas son válvulas de vástago, pero algunos motores se construyen con válvulas deslizantes o válvulas rotatorias. El mecanismo completo consta de un árbol de levas que es movido por el cigüeñal mediante engranes o con una cadena de tiempo. Cada válvula en el motor es accionada mediante una leva por separado. La leva levanta a la puntería (que es un miembro importante introducido para absorber el empuje impuesto por la leva) y en los

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motores con cabeza en la puntería queda en contacto directamente con la válvula.

La válvula es obligada a seguir el movimiento de la leva mediante el resorte de válvulas (siendo común emplear dos resortes). En los motores de cabeza se requieren otros eslabones adicionales, como son un levanta válvulas tubular y un balancín. Se mantiene un pequeño juego en el conjunto de la válvula mediante un ajuste en la puntería o en el balancín.

La válvula de admisión se hace de una aleación de acero al cromo-níquel, en tanto que la válvula de escape que es menor y que trabaja a temperaturas más elevadas (aproximadamente 660°C) (1 200°F) se hace de una aleación de cromo silicio. La válvula de escape realiza un trabajo particularmente severo porque se abre cuando los gases de la combustión están arriba de 1 650°C (3 000°F) y esta corriente de gases calientes pasa por su cara.

Fig. 2.8 Descripción de la válvula de admisión

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Una válvula de escape de motor de aviación, debe tener un recubrimiento especial de cromo níquel en la cabeza y en las caras, para obtener resistencia a la corrosión y a la oxidación; el vástago nitrurado, para resistir la fricción contra la guía de válvulas o, que es de hierro fundido; el puntero de acero para herramientas para acoplar el balancín y una cabeza hueca enfriada con sodio junto con un inserto para válvula, que sirve de asiento, hecho de Stellite. En la Figura 2.9 la válvula hueca está parcialmente llena con sodio que se licua a la temperatura de trabajo de la válvula. El rápido movimiento de ésta al abrir y cerrar lanza al sodio metálico hacia el vástago transfiriendo en esa forma calor de la cabeza caliente al vástago frío.

Fig. 2.9 Válvula de escape hueca enfriada con sodio.

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2.5 SISTEMAS DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA. SISTEMA DE ENCENDIDO

Este sistema provee la energía eléctrica necesaria para producir el encendido de la mezcla combustible.

Su importancia radica en que su presencia garantiza el inicio de la combustión en los motores que funcionan bajo el principio del ciclo Otto, produciendo una chispa que enciende la mezcla combustible.

La función principal es la de convertir energía eléctrica de baja tensión en alta tensión y distribuirla a cada uno de los cilindros del motor.

Consta básicamente de: un generador de corriente o batería, un arrollamiento primario, un interruptor mecánico, un condensador, arrollamiento secundario, un distribuidor y bujías.

El funcionamiento es el siguiente: el generador de corriente o una batería suministra energía eléctrica que circula a través de un interruptor mecánico y un condensador a un circuito primario de una bobina, cuando se abre el interruptor se produce una variación rápida, ayudada por el condensador, del campo magnético, que produce el paso de corriente por el arrollamiento primario, lo cual induce en el arrollamiento secundario una tensión muy elevada (14000 o 20000 V), esta tensión se distribuye al cilindro correspondiente de acuerdo a la secuencia de encendido y provoca en los extremos de una bujía una chispa en el interior del motor, que es la que enciende finalmente la mezcla combustible.

El funcionamiento de este sistema se puede verificar si el funcionamiento del motor se produce de manera uniforme y sin interrupciones. Para asegurarnos que cada componente funciona bien se pueden realizar mediciones eléctricas de continuidad, si esta existe no debería haber problemas.

La mejor manera de controlar si el sistema funciona es la de comprobar la llegada de energía eléctrica de alto voltaje hasta la bujía, debiéndose verificar esta última por separado y con dispositivos especiales para ese fin. También controlar el suministro de energía eléctrica de baja tensión (batería o generador)

Las fallas más frecuentes, son la rotura o pérdida de aislamiento de una bujía, y se manifiesta por un funcionamiento disparejo (rateo) a un régimen o

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en todo régimen de marcha del motor. Si hubiera una discontinuidad eléctrica de algún arrollamiento o del cable de bujía, la falla sería total, no produciendo el encendido de la mezcla en el cilindro en cuestión. La fuente de energía eléctrica inicial también puede fallar, cuando ello sucede, no se registra voltaje en sus bornes de salida.

La reparación del sistema se limita al reemplazo del componente dañado.

Las condiciones de seguridad son las mismas requeridas para las instalaciones eléctricas, especialmente en el circuito de alto voltaje. El cuidado del medio ambiente se limita a disponer adecuadamente los elementos reemplazados.

FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE ENCENDIDO POR MAGNETO

Este sistema de encendido de descarga se caracteriza porque es muy compacto, tiene el generador de energía eléctrica y el distribuidor incorporado.

Su importancia radica en que además de cumplir la función del sistema de encendido convencional, puede ser utilizado en lugares donde no se cuenta con una fuente de energía eléctrica externa (batería), ya que el mismo genera la energía necesaria para su funcionamiento.

La función principal, como en el encendido convencional, es la de convertir energía eléctrica de baja tensión en alta tensión y distribuirla a cada uno de los cilindros del motor, con la ventaja de que se provee a sí mismo de la energía eléctrica que necesita para el funcionamiento.

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Fig. 2.10 Sistema de encendido convencional.

Consta básicamente de: un generador de corriente alterna incorporado, un circuito rectificador de la corriente generada, un capacitor que almacena la energía producida, un circuito que genera la señal de disparo de corriente a cada arrollamiento primario, una llave electrónica de disparo, un arrollamiento primario, un arrollamiento secundario y bujías.

El funcionamiento es el siguiente: el alternador genera energía eléctrica a partir de la energía mecánica suministrada por el mismo motor de combustión interna, ésta se rectifica por medio de un circuito electrónico, y se almacena en un capacitor, cuando se genera la señal de disparo que es provista por un circuito eléctrico de bobinas captoras y según la secuencia de encendido del motor, la llave electrónica dispara la carga del capacitor sobre un arrollamiento primario cuya variación del campo magnético induce una corriente de alto voltaje en un arrollamiento secundario, la cual se conduce hasta la bujía correspondiente del cilindro del motor, que enciende la mezcla combustible.

El funcionamiento de este sistema se puede verificar, si el funcionamiento del motor se produce de manera uniforme y sin interrupciones. Para

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asegurarnos que este sistema funciona bien, se pueden realizar mediciones eléctricas para verificar que a la salida del dispositivo generador y sincronizador la corriente de baja tensión producida es la estipulada por el fabricante y se detecta en la secuencia requerida por el motor de combustión interna. El componente más difícil de inspeccionar es la bujía, ya que puede no presentar fallas cuando se la prueba en condiciones que no son las de funcionamiento real.

La reparación del sistema al igual que en los sistemas convencionales, se limitan a la verificación del sincronismo del encendido y al reemplazo de los componentes dañados, ya que todas las reparaciones deben ser realizadas por personal capacitado en electricidad y electrónica y con instrumental de taller especializado.

ENCENDIDO.

El sistema de encendido consta de un acumulador, una bobina de encendido un distribuidor con levas y platinos, y una bujía para cada cilindro. En el motor de cuatro carreras se requiere una revolución completa del cigüeñal por cada ciclo. Por esta razón deberá haber un chispazo en cada cilindro a intervalos de 720 grados de giro del cigüeñal

Para garantizar esta secuencia, el distribuidor se mueve mediante el árbol de levas a la misma velocidad obteniéndose una revolución del distribuidor por cada dos revoluciones del cigüeñal (para un cielo de dos carreras el distribuidor deberá moverse a la velocidad del motor). En la flecha del distribuidor, debajo de éste se encuentra una leva con un lóbulo por separado para cada bujía. A medida que gira la flecha del distribuidor, los platinos son separados por uno de los lóbulos de la leva siendo interrumpida la corriente que proviene del acumulador y pasa por la bobina.

Debido a esta interrupción se induce un alto voltaje en la bobina. Este potencial es enviado al contacto central de la tapa del distribuidor y de ahí a la bujía conveniente. Debido a los muchos lóbulos de la leva pueden inducirse una serie de impulsos eléctricos correctamente sincronizados, que son luego dirigidos por el distribuidor hacia los diferentes cilindros.

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Fig. 2.11 Motor turbina a gas.

Una de las formas más antiguas de los motores de combustión, es la turbina de gas. Estas comenzaron a generar potencia con buen rendimiento a partir de los años 20s. Los componentes principales de la turbina de gas que se ilustran en la Figura 2.10 son: un compresor, una turbina y una cámara de combustión.

Al funcionar el aire es inducido al compresor, allí es comprimido y pasado en parte a la cámara de combustión. Los gases a alta temperatura que deja la cámara de combustión se mezclan con el volumen principal de aire que fluye alrededor de ella. Estos gases calientes con su volumen aumentado considerablemente son dirigidos a la tobera en forma de anillo donde disminuye la presión y consecuentemente aumenta la velocidad.

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Fig. 2.12 El gas a alta velocidad es dirigido contra la rueda de la turbina siendo utilizada la energía

cinética del gas en hacer girar la flecha motriz que a su vez mueve al compresor de aire. Es aparente

una ventaja de este conjunto al ser eliminadas las partes reciprocantes del motor de émbolo. Por esta

razón, no se usa el compresor de émbolo siendo preferible el de flujo continuo. Porque al ser la acción

continúa y girar el motor a altas velocidades, se puede inducir una gran cantidad de aire. Hay varios

tipos de compresores en uso, la Figura 2.11 ilustra un compresor centrífugo simple.

Es importante hacer notar que la potencia del motor de combustión está relacionada directamente con la cantidad de mezcla quemada en un periodo de tiempo y, referido directamente a la cantidad de aire (y combustible) inducido en el sistema. La turbina de gas puede trabajar a mayores velocidades que otros motores por la ausencia de partes reciprocantes, y con flujo continuo en vez del flujo intermitente del motor de émbolo, se puede asegurar la obtención de mayor potencia de una máquina pequeña.

Pero el motor de émbolo reciprocante tiene una ventaja que no ha sido superado durante muchos años, la temperatura (y por lo tanto la presión) de la combustión pueden ser extremadamente elevadas porque se experimenta sólo durante un pequeño intervalo de tiempo. De aquí que, las temperaturas máximas de las partes del motor son muy bajas, solamente unos cuantos cientos de grados (con algunas excepciones, como es el caso de la válvula

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de escape). En la turbina de gas la temperatura de combustión es igualmente una temperatura continua y por eso los conductos, toberas y aspas están expuestos continuamente a ella. Por esta razón la temperatura máxima en el sistema de la turbina de gas queda limitada a valores entre 540 a 815°C (1000 a 1500°F); compárense estos valores con los 2760°C (5000°F) que existen momentáneamente en el motor ECH.

El funcionamiento de la turbina de gas bajo cargas parciales puede visualizarse en la forma siguiente: Si se reduce la cantidad de combustible, disminuirá la temperatura de combustión y el gas que fluye a través de las toberas de área fija de la turbina, tendrá un volumen menor y una densidad mayor. Este efecto podrá aumentar momentáneamente la cantidad de gas que abandona al sistema disminuyendo así la presión que existe antes de las toberas. Pero este cambio en la presión aumenta el volumen y así contrarresta parcialmente el cambio en temperatura que disminuye al volumen. Por esta razón, la turbina de gas trabaja con cargas parciales mediante el control de temperatura experimentando también una reducción en las relaciones de compresión y expansión.

Para el completo entendimiento del motor de combustión, es un requisito necesario el conocimiento de la ciencia de la termodinámica. En este capítulo que ha sido tomado parcialmente de la Ref. 1, se hace una exposición de ciertos aspectos termodinámicos que serán de gran importancia en capítulos posteriores del texto.

ENERGÍA

El término energía implica que está presente una capacidad para la acción. Se define la energía, como la habilidad latente o aparente para producir un cambio en las condiciones existentes.

Se hace evidente la existencia de otra forma de energía por los cambios en las características o en la composición de la masa bajo observación, por cuya razón a esta forma de energía se le llama energía interna. Toda la materia contiene energía interna en las formas química y molecular. Considérese una mezcla de aire y vapores de gasolina, mantenida bajo presión y confinada por un émbolo en un cilindro horizontal. En este caso, el émbolo está conectado mediante algún dispositivo, a una carga exterior que será elevada cuando se permita a la mezcla dilatarse. Examinando la mezcla

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antes y después de la expansión, no mostrará cambios en su composición pero sí un cambio definido en características tales como la presión y la temperatura. La energía interna ha sido liberada en una cantidad tal que puede ser medida por el cambio en energía potencial experimentado por la carga externa. Podrá moverse una carga mayor si en el mecanismo exterior se emplea una chispa para encender la mezcla gas-aire. En este caso, se desprende una mayor cantidad de energía interna debido a la reacción entre el aire y los vapores de gasolina teniendo lugar ahora un cambio en la composición de la mezcla. El término energía interna, se emplea para incluir todas las formas de energía contenidas dentro de la masa, bien sea que ocurran o no cambios químicos para liberarla.

Fig. 2.13 Sistemas de un automóvil

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SISTEMAS DE UN AUTOMÓVIL Los automóviles se impulsan y se controlan a través de una complicada interacción entre diversos sistemas. Este diagrama (fig. 2.12) muestra las partes de un automóvil con motor de gasolina y transmisión manual (el filtro del aire y el carburador fueron extraídos para mostrar las partes que hay debajo, pero suelen estar en el hueco sobre el colector de entrada). Los principales sistemas del auto son el sistema de energía, la transmisión, y el tren de rodaje y el control. Cada una de estas categorías incluye subsistemas, como se muestra en el dibujo. El sistema de energía incluye los subsistemas del motor, del combustible, eléctrico, de escape, de lubricación y de refrigeración. El sistema de transmisión incluye los de cambio y transmisión, incluyendo el embrague, el diferencial, y el cigüeñal. La suspensión, los amortiguadores, las ruedas y los neumáticos, son todos partes del tren de rodaje. La dirección y los frenos son los componentes principales del sistema de control, con el que el conductor dirige el automóvil. SISTEMA DE COMBUSTIBLE El avance tecnológico en el mundo no ha pasado inadvertido para la mecánica automotriz, pudiéndose constatar mejoras de toda índole. Incontables estudios han desarrollado distintas formas de funcionamiento para los motores a gasolina, destacando el control en la combustión, tema en el cual se centra este desarrollo. Esencialmente, se tratarán dos tipos de motores a gasolina: el motor carburado, y el motor con control de emisiones ó de inyección. Así se podrá comprender la importancia en cuanto a la eficiencia del funcionamiento del motor, y el posterior impacto sobre el medioambiente, teniendo en cuenta que los vehículos a gasolina son los responsables de la emisión del 79% del CO, el 59% de los óxidos de nitrógeno y el 44% de los hidrocarburos no quemados. Es el elemento que va a preparar la mezcla de gasolina y aire en una proporción adecuada (10.000 litros de aire por uno de gasolina, o 15 kg de aire por 1 kg de gasolina) que entrará en los cilindros. Una de las propiedades que ha de tener este elemento, es la de proporcionar una cantidad de mezcla en cada momento, de acuerdo con las necesidades del motor. Esto es, cuando el vehículo necesita más potencia, el carburador debe aportar la cantidad de mezcla suficiente para poder desarrollar esa

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potencia. Cuando la proporción de gasolina es mayor a la citada anteriormente, decimos que la mezcla es "rica" y por el contrario, cuando baja la proporción de gasolina la mezcla es "pobre". El carburador dispone de un pequeño depósito llamado cuba que sirve para mantener constante el nivel de gasolina en el carburador, la cual es a su vez alimentada por la bomba de gasolina. Este nivel constante se mantiene gracias a un flotador con aguja que abre o cierra el conducto de comunicación, y en este caso, de alimentación entre la cuba y el depósito de gasolina. La gasolina pasa de la cuba a un tubito estrecho y alargado llamado surtidor que comúnmente se le conoce con el nombre de "gicler". El surtidor pone en comunicación la cuba (figura 2.13) con el conducto de aire, donde se efectúa la mezcla de aire y gasolina (mezcla carburada). Es un estrechamiento del tubo por el que pasa el aire para efectuar la mezcla. Este estrechamiento se llama difusor o Venturi. El difusor no es más que una aplicación del llamado "efecto Venturi", que se fundamenta en el principio de que "toda corriente de aire que pasa rozando un orificio provoca una succión". La cantidad de gasolina óptima para lograr una mezcla adecuada está en una proporción 1:10.000.

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Fig. 2.14 Por su parte, el colector de admisión, que es por donde entra el aire del exterior a través de

un filtro en el que quedan las impurezas y el polvo, a la altura del difusor, se estrecha para activar el

paso del aire y absorber del difusor la gasolina, llegando ya mezclada a los cilindros. La corriente que

existe en el colector, la provocan los pistones en el cilindro durante el tiempo de admisión, que

succionan el aire. Los filtros empleados para eliminar las impurezas del aire pueden ser secos de papel

o en baño de aceite.

Una válvula de mariposa sirve para regular la cantidad de mezcla (fig. 2.13a), ésta es a su vez accionada por el conductor cuando pisa el pedal del acelerador, se sitúa a la salida del carburador, permitiendo el paso de más o menos mezcla. Cuando el conductor no acciona el acelerador, la válvula de mariposa se encuentra cerrada y sólo permite que pase una pequeña cantidad de aire, que absorbe la suficiente gasolina por el llamado surtidor de baja o ralentí, para que el motor no se pare sin acelerar. El surtidor de ralentí puede regularse mediante unos tornillos, que permiten aumentar o disminuir la proporción de gasolina o de aire. Cuando el conductor pisa el acelerador, la válvula de mariposa se abre, permitiendo mayor caudal de aire, lo que hace que la succión producida en el difusor dé una mayor riqueza de mezcla, con lo que el motor aumenta de revoluciones.

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Al dejar de acelerar, la mariposa se cierra e interrumpe la corriente de aire, con lo que anula el funcionamiento del difusor. El motor no se para, porque como hemos visto, en ese momento entra en funcionamiento el surtidor de ralentí. Si en un momento determinado de la marcha queremos más fuerza, el carburador dispone de un llamado pozo de compensación (surtidor de compensación), situado después del calibrador de alta, que dispone de un remanente de gasolina y en él es donde se alimenta el sistema de ralentí. Si se pisa el acelerador, el calibrador de alta dificulta el paso inmediato de la gasolina que se necesita para esa aceleración inmediata, por lo que se sirve del remanente en el pozo compensador al dejar de acelerar, el pozo recobra su nivel.

Fig. 2.14a Partes básicas de un carburador de una garganta

DIFERENCIA La diferencia principal entre los dos tipos de motores radica en la calidad de la mezcla gasolina-aire que se obtiene. Se debe saber que cuanto más mezclado está el combustible con el aire, mejor es su combustión, y por lo tanto mayor es la potencia y mejor el rendimiento.

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En la práctica, una buena mezcla se traduce en el menor "tamaño" posible de las gotitas (pulverización) de combustible en el fluido que entra a la cámara de combustión del pistón. Dicho tamaño de gotas está directamente ligado a la presión. En los sistemas carburados, al acelerar, la presión al interior del tubo de Venturi cae, con lo que se tienen gotas más grandes (peor mezcla). Además la administración misma de la gasolina se hace por medio de una pequeña bomba que lanza un chorro de combustible directamente en el venturi, teniendo como resultado una calidad de mezcla notablemente de menor calidad. En los sistemas de inyección, en cambio, se superan los problemas mencionados anteriormente, agradando un muy preciso control de las proporciones de la mezcla, a través de avanzados sistemas electrónicos descritos en la sección correspondiente. Si comparamos los sistemas de inyección más desarrollados que existen actualmente (sistema de inyección multipunto), se tiene que las principales ventajas de los motores con inyección, respecto de los carburados son: SISTEMA DE ADMISIÓN La necesidad de proporcionar al motor un mezcla ideal, que se acercara lo más posible a la teórica (14,7 partes de aire y 1 de gasolina) en todas las situaciones de funcionamiento ha llevado a mejorar los sistemas de alimentación. En el sistema de inyección de gasolina mecánica el mando es independiente del motor, y el control se efectúa por procedimientos mecánicos e hidráulicos. La gasolina es aspirada del depósito por la bomba eléctrica, que recibe alimentación al accionar la llave para conectar el motor el sistema de encendido, a través de un relé e impulsa el combustible con una determinada presión hacia el acumulador, pasando después al filtro para retener las impurezas de la gasolina y llegando al regulador de mezcla que es el elemento encargado de la dosificación.

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Este en función del desplazamiento del plato sonda que se encuentra estrangulando el paso de aire del colector de admisión. Cuando desciende el pistón, fase de admisión, la corriente de aire que provoca levanta el plato sonda que pivota y transmite su movimiento al regulador. Cuanto mayor sea el paso de aire mayor es el paso de gasolina. Otro elemento a destacar es la mariposa, que regula la cantidad de aire, para aumentar o disminuir la marcha del motor.

Esta mariposa es accionada por el conductor, cuando pisa el pedal del acelerador. El sistema dispone de un sistema de regulación de ralentí, actuando sobre el tornillo de regulación podremos aumentar o disminuir el ralentí. Este circuito está en By-pass con la mariposa de gases. Para aumentar el enriquecimiento en los arranques en frío dispone de un inyector de arranque en frío. Este inyector es alimentado directamente por la bomba de gasolina a través del regulador, la alimentación eléctrica es controlada por el captador de temperatura, situado en la culata del motor, autorizando su apertura solo si el motor esta frío y en fase de arranque. Para evitar que el motor se pare en frío por falta de mezcla se dispone de un circuito de calentamiento que proporciona una mezcla más rica hasta que el motor alcance una temperatura de 70º C.

Los inyectores Fig. 2.14 tienen la misión de pulverizar finalmente el combustible dosificado, e

introducirlo en el colector de admisión por delante de las válvulas de admisión de cada cilindro. Estos

inyectores van sujetos, por medio de juntas teóricas, que evitan la entrada de aire y los aíslan del calor.

Mediante este aislamiento, se evita la formación de burbujas de vapor

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en el inyector y las canalizaciones, ya que producirían problemas de arranquen en caliente.

Fig. 2.15 Respecto a los sistemas de inyección mecánica, la inyección eléctrica les saca mucha

ventaja, ya que además del mayor control sobre la mezcla, permite unas presiones de inyección

mayores.

CICLOS DE FUNCIONAMIENTO DEL TURBO Funcionamiento a ralentí y carga parcial inferior: En estas condiciones el rodete de la turbina de los gases de escape es impulsado por medio de la baja energía de los gases de escape, y el aire fresco aspirado por los cilindros no será pre comprimido por la turbina del compresor, simple aspiración del motor.

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Funcionamiento a carga parcial media: Cuando la presión en el colector de aspiración (entre el turbo y los cilindros) se acerca la atmosférica, se impulsa la rueda de la turbina a un régimen de revoluciones más elevado y el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es pre-comprimido y conducido hacia los cilindros bajo presión atmosférica o ligeramente superior, actuando ya el turbo en su función de sobrealimentación del motor. Funcionamiento a carga parcial superior y plena carga: En esta fase continua aumentando la energía de los gases de escape sobre la turbina del turbo y se alcanzara el valor máximo de presión en el colector de admisión que debe ser limitada por un sistema de control (válvula de descarga). En esta fase el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es comprimido a la máxima presión que no debe sobrepasar los 0,9 bar en los turbos normales y 1,2 en los turbos de geometría variable.

CONSTITUCIÓN DE UN TURBOCOMPRESOR

Fig. 2.15 Turbocompresor.

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Los elementos principales que forman un turbo son el eje común que tiene en sus extremos los rodetes de la turbina y el compresor este conjunto gira sobre los cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en condiciones extremas y que dependen necesariamente de un circuito de engrase que los lubrica ubíquese en la figura 2.16. Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el motor sube de revoluciones y como no hay límite alguno en el giro de la turbina empujada por los gases de escape, la presión que alcanza el aire en el colector de admisión sometido a la acción del compresor puede ser tal que sea más un inconveniente que una ventaja a la hora de sobrealimentar el motor. Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos limite la presión en el colector de admisión. Este elemento se llama válvula de descarga o válvula waste-gate.

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Fig. 2.16 Partes de un turbo compresor

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Fig. 2.17 Regulación de la presión turbo.

Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula waste-gate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina. La válvula de descarga o waste-gate está formada por una cápsula sensible a la presión compuesta por un muelle, una cámara de presión y un diafragma o membrana. El lado opuesto del diafragma está permanentemente condicionado por la presión del colector de admisión al estar conectado al

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mismo por un tubo. Cuando la presión del colector de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y comprime el muelle de la válvula despegándola de su asiento. Los gases de escape dejan de pasar entonces por la turbina del sobre alimentador (pasan por el bypass) hasta que la presión de alimentación desciende y la válvula se cierra. EJEMPLO PRÁCTICO DE LA PRESIÓN DE SOPLADO DEL TURBO Como ejemplo citamos aquí el conocido turbo Garrett T2 montado en el clásico: Renault 5 GT Turbo, que tanto ha dado de que hablar, por lo fácil que era modificar la presión de soplado del turbo, para ello simplemente había que atornillar/desatornillar el vástago del actuador de la waste-gate. Cuanto más corto sea el vástago, más presión se necesita para abrir la waste-gate, y por consiguiente hay más presión de turbo. Para realizar esta operación primero se quitaba el clip que mantiene el vástago en el brazo de la válvula. Afloja la tuerca manteniendo bien sujeta la zona roscada para que no gire y dañe la membrana del interior de la waste-gate, ahora ya se puede girar el vástago (usualmente tiene dado un punto para evitar que la gente cambie el ajuste, así que hay que taladrarlo antes de girarlo). Tres vueltas en el sentido de las agujas del reloj deberían aumentar la presión en 0.2 bar (3 psi), pero es un asunto de ensayo y error. Cuando finalmente se tenga la presión de soplado deseada se aprieta la tuerca y se coloque el clip.

TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO

Las temperaturas de funcionamiento en un turbo son muy diferentes, teniendo en cuenta que la parte de los componentes que están en contacto con los gases de escape pueden alcanzar temperaturas muy altas (650 ºC), mientras que los que están en contacto con el aire de aspiración solo alcanzan 80 ºC. Estas diferencias de temperatura concentrada en una misma pieza (eje común) determinan valores de dilatación diferentes, lo que comporta las dificultades a la hora del diseño de un turbo y la elección de los materiales que soporten estas condiciones de trabajo adversas.

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2.6 MODIFICACIONES QUE AUMENTAN LA POTENCIA DE UN MOTOR

Utilizando toda esta información puede comenzar a ver que hay muchas diferentes maneras de hacer que las máquinas mejoren su rendimiento. Los fabricantes de autos están constantemente jugando con todas las siguientes variables para hacer a las máquinas más poderosas y/o más ahorradoras de combustible. Incrementar el desplazamiento: esto significa más poder porque puede quemar más gas durante cada revolución del motor. Puede incrementar el desplazamiento haciendo el cilindro más grande o añadiendo más cilindros. 12 cilindros parecer ser el límite práctico.

Incrementar el porcentaje de compresión: produce más poder, hasta cierto punto. Entre más se comprima la mezcla aire/combustible, más espontánea es la explosión (antes de que la chispa la encienda). Las gasolinas de alto octano previenen este tipo de combustiones tempranas. Es por esto que los autos de alto desempeño generalmente necesitan gasolina de alto octano -sus máquinas utilizan altos porcentajes de compresión para tener más poder.

Llenar más cada cilindro: Si coloca más aire (y combustible) en cada cilindro de determinado tamaño, puede obtener más poder del cilindro (de la misma forma que habría aumentado el tamaño del cilindro). Los turbo cargadores y súper cargadores presurizan el aire entrante para colocar más aire efectivamente en cada cilindro.

Enfriar el aire entrante: comprimir el aire eleva su temperatura. Debería tener el aire más fresco en el cilindro porque el caliente es el más escaso porque se expande cuando la combustión se produce. Por esto muchos autos con súper cargador y turbo cargador tienen un enfriador interno. Este es un radiador especial en el que el aire comprimido pasa para ser enfriado antes de que entre al cilindro. Dejar que el aire entre más fácil a medida que el pistón se mueve en la fase de succión, la resistencia del aire puede quitar poder de la máquina. La resistencia del aire puede ser reducida dramáticamente colocando dos válvulas de succión en cada cilindro. Algunos autos modernos lo utilizan. Los filtros de aire grandes también pueden mejorar el flujo de aire.

Dejar que la descarga salga más fácilmente: si la resistencia del aire hace que se le dificulte la salida a la descarga del cilindro, le quita poder a la máquina. La resistencia del aire puede ser reducida añadiendo una segunda válvula de descarga a cada cilindro (un auto con 2 válvulas de succión y

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descarga tiene 4 válvulas por cilindro, lo que mejora el desempeño -cuando oiga que un comercial de autos que diga que tiene 4 cilindros y 16 válvulas, lo que está diciendo es que la máquina tiene 4 válvulas por cilindro-). Si el tubo de escape es muy pequeño o el mofle tiene gran cantidad de resistencia de aire entonces esto puede causar una presión que tiene el mismo efecto. Los sistemas de descarga de alto desempeño utilizan cabeceras, grandes tubos de escape para eliminar la presión en el sistema de descarga. Cuando escuche que un auto tiene "descarga dual", la meta es mejorar el flujo de la descarga mediante dos tubos de escape en lugar de uno.

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CAPÍTULO

3

INICIO DE LAS COMPETENCIAS DEL AUTOMÓVIL DE CARRERAS

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3.- INICIO DE LAS COMPETENCIAS DEL AUTOMÓVIL DE CARRERAS. 3.1 FUNDADORES Y PIONEROS DE LAS COMPETENCIAS DEL AUTOMÓVIL Automovilismo, deporte que se define por la necesaria participación de automóviles pilotados, en pruebas de velocidad, resistencia o habilidad. Esta descripción comprende una considerable variedad de modalidades competitivas: autocross, carreras de dragsters, sobre pistas de hierba, de coche de serie, subidas a puertos, karts, rallyes, grandes premios. Existen muchas subdivisiones y clases de vehículos. Puede decirse que la historia del automovilismo se remonta al momento mismo de invención del primer coche alimentado con gasolina (el Motor-Wagen de Karl Benz, a finales de 1885). La primera carrera de automóviles tuvo lugar en 1887: se salió de París y la meta estaba situada en Versalles. En julio de 1894 se celebró una carrera desde París hasta Ruán en la que tomaron parte 100 vehículos (incluido un autobús a vapor). La de coches disputada en junio de 1885, París-Burdeos-París (1.178 km), suele ser considerada la primera carrera automovilística propiamente dicha, aunque también se ha reclamado tal honor para la desarrollada en Estados Unidos en 1878, desde Green Bay a Madison (Wisconsin). Las denominadas carreras de “Gran Premio” (GP) comenzaron con el GP de Francia en 1906. Pronto se celebraron numerosas carreras en Europa y nació un órgano rector, la Asociación Internacional de Automóviles Reconocidos, que en 1946 se convirtió en la Federación Internacional de Automovilismo (FIA). Las carreras en circuitos se desarrollaron con rapidez en Estados Unidos, mientras que en Europa aumentaban las carreras por carreteras. Hacia 1914 se fundaron las principales firmas de diseño y fabricación de coches. En 1909 se construyó el famoso circuito de Indianápolis; ovalado, de 4.023 km, dos años después fue sede de la primera edición de las 500 millas de Indianápolis. Entre las dos guerras mundiales, el deporte prosperó enormemente, tanto en Europa como en Estados Unidos. Nacieron numerosos circuitos y se desarrollaron coches cada vez más sofisticados y rápidos. Tras finalizar la II

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guerra mundial en 1945, la popularidad del deporte se incrementó y ello se tradujo en la proliferación de pruebas automovilísticas.

Fig. 3.1a Ricardo Risatti lograría el campeonato argentino de automovilismo (único) de 1938 (seguido

por Suppici sedes y Pascuali, los tres, representantes del automovilismo en ruta).

La CDA del automóvil club argentino dispone que a partir del primer día de 1939, el campeonato argentino comprendería los títulos de: Campeón de pista, de velocidad y de carretera.

En ese año, Angel Lo Valvo volvería a inscribir su nombre en la historia del TC, al consagrarse campeón argentino de carretera. Por ello, desde aquellos autos de "turismo" que intervenían en la primera competencia, junto al título que lucía el ganador absoluto de esa temporada (campeón de carretera) comenzó a formarse popularmente el nombre que llevaría definitivamente la categoría: Turismo carretera y su celebre TC.

Luego, quién sería el más grande automovilista del mundo, el quíntuple campeón mundial de fórmula uno, Juan Manuel Fangio, logra las coronas correspondientes a 1940 y 1941 en el turismo carretera.

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Fig. 3.1b En esa misma época puede situarse claramente el comienzo de la rivalidad Ford-Chevrolet;

los primeros defendidos por Oscar y Juan Gálvez, los segundos llevando como emblema al "Chueco

de Balcarce".

La década que fue desde 1950 a 1960 fue considerada la del Piloto-Mecánico. Hombres que "hacían" sus propias máquinas y después las conducían velozmente por los más difíciles caminos. Por aquél entonces, Oscar y Juan Gálvez juntos a Dante y Torcuato Emiliozzi eran los más encumbrados representantes de esa talla de hombres. Junto a ellos, otros nombres que hicieron historia: Ciani, Menditeguy, Alzaga, Sogolo, Piersanti, Logulo, Devoto, Navone, Peduzzi, Saigós, Meunier y Néstor Marincovich.

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Fig. 3.1c En 1950 debutan Dante y Torcuato Emiliozzi. La carrera mar y sierras. El auto un Ford con

válvulas a la cabeza... ¡revolucionario!

3.2 DIFERENTES ESTAPAS DE LAS CARRERAS DE AUTOMÓVILES.

HISTORIA

1883 Primer motor de gasolina de alta velocidad. Maybach diseñó y construyó el motor.

1885. El constructor alemán de motores y automóviles Gottlieb Wilhelm Daimler registra la patente (DRP 34926) de una "máquina motriz a gas o bien a petróleo". Esta patente se aplica al primer motor previsto exclusivamente para su montaje en un vehículo.

1886. El empresario estadounidense William Crapo Durant adquiere una fábrica de carruajes en Coldwater y crea la Flint Road Cart Company. En 1908, Durant funda la empresa General Motors.

1889. Gottlieb W. Daimler inscribe la patente del motor de dos cilindros en V.

1893. El ingeniero alemán Rudolf Diesel obtiene la patente para un motor de combustión interna que trabaja sin bujías y dispone de autoencendido. Su desarrollo proporciona la base para el motor que, posteriormente, llevará su nombre (10.9.1923).

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1900. Nikolaus Dürkopp comienza la fabricación de coches de competición que incorporan una innovación importante: La transmisión se efectúa mediante cadenas en lugar de correas. Este principio se impone al cabo de poco tiempo.

1903. Henry Ford funda la Ford Motor Company en Detroit, Estados Unidos,donde inicia la primera serie con el modelo A.

1910. La firma anónima Lombardo Fabrica Automobila (ALFA) de Milán, fundada en 1909, inicia la fabricación de automóviles. En un principio, la nueva empresa sigue con las actividades de la sociedad italiana Darracq. Con el traspaso de la empresa a Nicola Romeo en 1915, nace la marca Alfa Romeo.

1921 Duesenberg presenta los frenos hidráulicos en las cuatro ruedas y el motor OHC Straight 8.

1934 Un verdadero automóvil moderno, el super aerodinámico Chrysler Airflow y De Soto Airflow debuta en 1934.

1951 Chrysler irrumpe con el motor más poderoso en América, el legendario "Hemi" V8 con la revolucionaria cámara de combustión hemisférica, el motor de alta performance, de 331 pulgadas cúbicas (unos 5.42 litros), ofrecía más caballos por pulgada cúbica que cualquier otro motor en América.

1964 Ford lanza el Mustang a mediados de año, empieza el frenesi por este pánica.r

1971 Imperial ofrece el primer sistema antibloqueo en las cuatro ruedas en la historia.

1976 El motor utiliza sensores de chispa y una computadora para el control de emisiones.

1978 Plymouth Orizon, y Dodge Omni son los primeros autos compactos Americanos con tracción delantera.

1991 Chrysler ofrece al público el primer automóvil diseñado para la competición "un pura sangre", El Dodge Bíper V-10. Chrysler, líder indiscutido, en el mercado de las minivans ofrece ahora tracción 4x4.

1991 General Motors crea la Saturn Corp.

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1993 Totalmente renovados en su diseño los denominados "LH" rompieron con todo lo conocido con su diseño "cab-forward", que se basaba en la idea de llevar las ruedas hacia los extremos para una máxima protección en caso de accidente.

1994 Como combustible alternativo se ofrece una Dodge RAM, Vans y Wagons a GNC, también TE-Van eléctricas, y el Dodge Intrepid podía funcionar con Etanol o también GNC.

1997 El Plymouth Prowler, utiliza la mayor parte de la carrocería de aluminio.

Osmobile y Acura, ofrece sistemas de navegación a bordo, tal como lo hacen varios fabricantes independientes.

1999 Se unen la Chrysler y Mercedes-Benz, formando la Daimler-Chrysler. La TOYOTA Tundra V8 desafía a las pick-up estadounidense de gran tamaño. Cadillac anuncia su nuevo sistema. 2000: HONDA empieza el siglo XXI vendiendo el INSIGHT, un híbrido gasolina-electricidad en los Estados Unidos. 2004 General Motors diseña el auto compacto llamado Chevy C2, desarrollado por ingenieros mexicanos en el centro regional de ingeniería Toluca donde el prestigiado Ing. Jorge Ortiz Trosino participa exitosamente en el desarrollo, desde el diseño hasta su lanzamiento al mercado. Ese mismo año se lanza al mercado el Cross Over UPLANDER de Chevrolet, al año siguiente el HHR de Chevrolet donde también estuvo involucrado en el diseño. 2010 La marca de lujo de General Motors “CADILLAC” lanza al mercado un nuevo y revolucionario modelo llamado el “Cadillac de los Cross Over”. El lujoso modelo SRX que incorpora tecnología de última generación, donde el Ing. Jorge Ortiz Trosino se encarga del desarrollo del panel de instrumentos donde incorpora el diseño en materiales plásticos de nueva tecnología ofreciendo mayor resistencia y menor peso, dando al Cross Over el nivel de lujo y equipamiento que solo Cadillac puede ofrecer a sus seguidores. 2011 La marca sueca SAAB lanza al mercado el último de los Cross Over diseñados y fabricados por la empresa americana General Motors. Este auto fue diseñado y fabricado por ingenieros mexicanos donde el Ing. Jorge Ortiz

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Trosino fue el encargado de la integración de los componentes del interior del habitáculo persiguiendo como siempre la perfección al detalle.

Los dragsters son automóviles diseñados para lograr una rapidísima aceleración y velocidades muy elevadas en pistas muy cortas, por lo general de unos 400 metros de longitud.

Fig. 3.2a Dragster

Los autos de carreras de aceleración deben cubrir una distancia corta, generalmente ¼ de milla (402.25 mts), en el menor tiempo posible. Para frenar al final de la carrera, que apenas dura más de 6 segundos, se utiliza un paracaídas.

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Fig. 3.2b Mika Hakkinen en un McLaren-Mercedes

En 1998, el piloto finlandés de automovilismo Mika Hakkinen se proclamó campeón del mundo de Fórmula 1 al volante del McLaren-Mercedes MP4-14 que aparece en la imagen. McLaren desarrolló el chasis del vehículo, mientras que el motor de 10 cilindros en V fue construido por Mercedes-Benz. El motor, denominado Mercedes-Benz FO 110 H, poseía una cilindrada de 3,0 litros y desarrollaba una potencia de aproximadamente 612 kilowatios (820 CV). En 1950 la FIA instituyó el Campeonato del Mundo de conductores. El número de puntos acumulados por un piloto durante un año determinaría al campeón. La primera carrera se disputó en el circuito británico de Silverstone y fue ganada por el italiano Giuseppe Farina, que también conseguiría aquel año el primer título. Desde entonces, Gran Bretaña ha sido el país que ha contado con un mayor número de pilotos campeones del mundo: Mike Hawthorn, Graham Hill, Jim Clark, John Surtees, Jackie Stewart, James Hunt, Nigel Mansell y Damon Hill. Pero el devenir del Campeonato del Mundo de Fórmula 1 está jalonado de otros ilustres nombres que forman parte de las mejores páginas de la historia del automovilismo, entre ellos: el argentino Juan Manuel Fangio; el italiano Alberto Ascari; el australiano Jack Brabham; los brasileños Emerson Fittipaldi, Nelson Piquet y Ayrton Senna; el austriaco Niki Lauda; el francés Alain Prost; los finlandeses Keke Rosberg y Mika Hakkinen, y el alemán Michael Schumacher.

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Fig. 3.2c Gran Premio de Fórmula 1

Salida de los monoplazas durante una carrera del Gran Premio de Fórmula 1. Los autos, que alcanzan velocidades superiores a los 320 km/h, suelen llevar alerones frontales y traseros para aumentar la adherencia al pavimento. Además de los grandes premios del Campeonato del Mundo de Fórmula 1, existen también competiciones de Fórmula 2, Fórmula 3 y Fórmula 3.000. La Fórmula 2 se inició en 1947, y la Fórmula 3 a principios de la década de 1950. En 1967 se inauguró el Campeonato de Europa de Fórmula 2, en 1975 el de Fórmula 3, y en 1984 fueron sustituidos por un nuevo Campeonato de Fórmula 3.000 (que posteriormente pasó a denominarse Campeonato Internacional de la FIA de Fórmula 3.000). La Fórmula 3 es muy popular en Gran Bretaña; en 1992, la Fórmula 3 británica se renombró como Fórmula Dos (F2).

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Fig. 3.2d Al Unser

El piloto estadounidense de automovilismo Al Unser ganó en cuatro ocasiones la prueba de las 500 millas de Indianápolis, una de las más prestigiosas de la Fórmula Indy. Desde 1911 hay una carrera automovilística que sobresale en Estados Unidos: las 500 millas de Indianápolis, que desde 1936 entrega a su vencedor el trofeo Borg-Wagnerador. A. J. Foyt, Al Unser y Rick Mears ganaron la carrera en cuatro ocasiones. Con un promedio de espectadores superior a 400.000, es el evento deportivo de un sólo día con mayor asistencia de público del mundo. Las carreras de fórmula Indy (en circuitos ovalados) son desde 1909 otro punto importante de atención en el deporte americano. En 1978 se creó el campeonato auto racing team (CART). Desarrolla su propio campeonato nacional y rige todas las carreras de fórmula Indy (el PPG Indy Car World Series), excepto las 500 millas de Indianápolis. La prueba de las 500 millas de Indianápolis, 200 vueltas a un circuito de 4 km, es la carrera automovilística más famosa de Estados Unidos. Durante la prueba se alcanzan velocidades superiores a los 360 km/h, aunque durante

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los entrenamientos para determinar las posiciones de salida, los autos suelen rodar bastante más rápido. Desde su misma aparición, las carreras de prototipos han gozado de gran popularidad. En mayo de 1923 se disputó la primera edición de la más famosa, las 24 horas de Le Mans, en la que como su nombre indica, los coches compiten de manera ininterrumpida durante 24 horas. El circuito original, situado en Sarthe, tenía una longitud de 17,26 km, pero el actual mide 13,64 km. Jaguar, Ford, Ferrari, Porsche y Matra-Simca han conseguido numerosos éxitos. El Campeonato del Mundo de Prototipos se inició en 1953. Desde entonces se han introducido numerosos cambios en el formato y las especificaciones técnicas de los coches. En 1981 se introdujo un campeonato de conductores que se convirtió en el Campeonato del Mundo de Resistencia. Cinco años más tarde se convirtió en el campeonato del mundo de prototipos para coches y pilotos. Las carreras de coches de serie son otra forma de deporte muy popular en Estados Unidos. Tuvieron su origen en las actividades de los contrabandistas durante la década de 1920 y se legalizaron en 1947. Los coches de serie son muy pesados y fuertes, y están protegidos por una estructura metálica. Las primeras carreras se desarrollaban sobre circuitos de tierra o sobre playas (en concreto, la primera tuvo lugar en la playa de Daytona en 1948), pero en la actualidad se celebran en circuitos cerrados de unos 1.600 m de longitud. Las Winston Cup Series comenzaron en 1949 y fueron conocidas como series Grand National. En 1970 se convirtieron en la Winston Cup. Uno de los eventos más importantes es las 500 Millas de Daytona, que se celebra cada mes de febrero en el Circuito Internacional de Velocidad de Daytona. Las carreras de monoplazas se celebran en circuitos especiales en los que se pueden alcanzar velocidades superiores a los 320 km/h. Las curvas tienen un peralte pronunciado y los automóviles llevan motores y carrocerías especiales. Las carreras de rallies se celebran normalmente sobre carreteras públicas, cronometrándose determinados tramos en una serie de puntos de control en la ruta. La primera se celebró entre las ciudades de Pekín y París (una distancia de 12.000 km). Tomaron parte cinco coches y fue ganada por un

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príncipe italiano, Scipone Borghese, el cual llevaba su propio chófer. El deporte desde la II Guerra Mundial ha crecido en Europa, Estados Unidos y muchas otras partes, y ahora se celebran gran cantidad de rallies cada año. El más largo es el East African Safari (celebrado por primera vez en 1953) sobre una distancia de 6.234 km. El más famoso es el Rally de Montecarlo (instituido en 1911). El Campeonato del mundo de fabricantes de coches comenzó en 1968 y el de conductores en 1977. En 1981 se instituyó uno para copilotos; Los pilotos franceses, británicos, suecos, finlandeses, alemanes, italianos y españoles han brillado en este tipo de competiciones. 3.3 PARTICIPACIÓN DE DIVERSOS TIPOS DE AUTOS DE CARRERAS

Fig. 3.3a Gullwing

El Gullwing fue uno de los primeros automóviles con inyección de combustible. Era un método de incrementar su rendimiento a base de inyectar directamente el combustible dentro de cada una de las cámaras de combustión de los cilindros.

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Fig. 3.3b Cadillac

Reaparece el automóvil con sistema de enfriamiento articulándole un ventilador para enfriar al motor, así como el sistema de encendido ya apoyado por un alternador y poleas auxiliando al arranque, así como también aparece al filtro de aire, si no se le hubiera instalado una dirección asistida realmente fuera difícil conducir este automóvil.

Fig. 3.3c Auto de Rallies

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En la mayoría de los coches la fuerza se transmite del motor a las ruedas delanteras o traseras. En el toyota o en la mayoría de los coches rally modernos, el sistema de trasmisión lleva la fuerza a las cuatro ruedas, a la vez esto ayuda a la sujeción del vehículo conducido a alta velocidad sobre una gran variedad de superficies. Con su inyección electrónica puede alcanzar una velocidad de 220 Km/h y acelerar hasta 96 km/h en 8 y 4 segundos.

Fig. 3.3d Ferrari

Este automóvil tiene cinco velocidades, la primera velocidad alcanza 80,6 km/h, esto significa que en primera velocidad puede ir casi tan rápido como muchos otros automóviles en marchas altas. La fuerza en el motor de cinco litros de 12 cilindros está situado en una posición detrás del conductor. El montaje ocupa todo el espacio detrás de la cabina así solo hay lugar para el conductor y un pasajero.

Una forma de acercarse al mundo motor de alto desempeño es por medio de la COPA TURISMO MÉXICO. Esta categoría que tiene más de 15 años promoviendo el automovilismo deportivo tiene las siguientes funciones;

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MISIÓN: Dar la oportunidad a todas las personas que gusten del automovilismo en iniciarse como piloto con su propio auto de calle en un campeonato competitivo y con las mejores condiciones de seguridad.

VISIÓN: Consolidarnos como un campeonato líder en el mercado buscando en todo momento la forma de crear nuevas opciones de interesar a las personas en el automovilismo y ofrecer el mejor escenario posible para desarrollarse.

SU HISTORIA

Somos un equipo profesional formado por personas con una experiencia que nos respalda por más de 11 años en el automovilismo deportivo, contando con el aval y reconocimiento de la Comisión Nacional de Pista y la Federación Mexicana de automovilismo deportivo.

En 1995 comenzamos con la organización del campeonato Copa Iniciación, evolucionando la categoría en 1998 para convertirse hasta el día de hoy en Copa Turismo México siendo el campeonato más importante de su tipo a nivel nacional dando la oportunidad a los jóvenes de iniciarse como pilotos en su auto de calle para poder emigrar a otras categorías a nivel nacional.

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ESTADISTÍCA DE ESPECTADORES

Nivel Socioeconómico

GRAFICA 3.1

La mayor asistencia de personas está en la

clase media, con un 35%, seguido de la clase

media alta con un 32%, en tercer lugar

encontramos a la clase alta con una asistencia

del 18%, y finalmente la clase media baja con

el 15%.

Promedio de Edades

GRAFICA 3.2

El promedio de edad de los espectadores del

21%, pertenece al rango 18 a 25 años, de 26 a

35 años es del 32%, de 36 a 45 años ocupa un

35% y de 46 a 55 años es del 12%.

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Ultimas 5 Fechas de la Temporada 2005

Fecha Ciudad Asistentes*

24 de Julio Querétaro Querétaro 1500 personas

7 de Agosto Tulancingo, Hidalgo 4000 personas

3 de Septiembre Pachuca Nocturna 5000 personas

2 de Octubre México D.F. 6000 personas

30 de Octubre Pachuca Hidalgo 4500 personas

TABLA 3.3 Promedio de personas en 2005: 3000

Temporada 2006


25-26 Febrero Pachuca, Hidalgo 2000 personas

11-12 Marzo Querétaro Querétaro 1000 personas

8-9 Abril Pachuca, Hidalgo 4000 personas

6-7 Mayo San Luis Potosí 1000 personas

16 Julio Tulancingo, Hidalgo 5000 personas

6 Agosto Pachuca, Hidalgo 4000 personas

27 Agosto Tulancingo, Hidalgo 3000 personas

22 Septiembre Tulancingo, Hidalgo 4000 personas

7 de Octubre Pachuca, Hidalgo 4500 personas

5 Noviembre Distrito Federal 7000 personas


Temporada 2007


25 de Febrero Pachuca, Hidalgo 4200 Personas

25 de Marzo Tulancingo, Hidalgo 3500 Personas

29 de Abril Tulancingo, Hidalgo 3300 Personas

20 de Mayo Morelia, Michoacán 1800 Personas

24 de Junio Distrito Federal 7000 Personas

22 de Julio Pachuca, Hidalgo 3500 Persona

1 de Septiembre Pachuca, Hidalgo 4600 Personas

22 Septiembre Tulancingo, Hidalgo 3500 Personas

28 Octubre Querétaro, Querétaro 2100 Personas

2 de Diciembre Distrito Federal 5000 Personas


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*Redondeado, variación de + - 50

TABLA 3.6 AUTOS POR CARRERA 2005

Fecha Ciudad Stock GT Total

Febrero 27 Pachuca 26 20 46

Marzo 20 Veracruz 25 15 40

Abril 24 Querétaro 29 21 50

Mayo 15 Tulancingo 34 15 49

Junio 19 Pachuca 28 34 62

Julio 24 Querétaro 32 25 57

Agosto 7 Tulancingo 28 28 56

Septiembre 3 Pachuca 31 29 60

Octubre 2 Distrito Federal 52 40 92


Fecha Ciudad Stock GT-S GT-R Total

Febrero 26 Pachuca 18 21 28 67

Marzo 12 Querétaro 24 21 24 69

Abril 9 Pachuca 25 24 33 82

Mayo 5 San Luis Potosí 11 12 19 42

Julio 16 Tulancingo 22 21 26 69

Agosto 8 Pachuca 24 30 20 74

Agosto 27 Tulancingo 22 21 34 77

Septiembre 9 Tulancingo Noc. 17 16 32 65

Octubre 7 Pachuca Noc. 21 24 29 74

5 Noviembre Distrito Federal - - - 115


Fecha Ciudad Stock GT Total

Febrero 24 Pachuca 34 35 69

Marzo 24 Tulancingo 24 33 57

Abril 28 Tulancingo 28 31 59

Mayo 19 Morelia 40 25 65

Junio 24 Distrito Federal 49 39 88

Julio 21 Pachuca 40 32 72

Septiembre 1 Pachuca 38 27 65

Septiembre 22 Tulancingo 42 29 71

Octubre 27 Querétaro 43 39 82

Diciembre 2 Distrito Federal 47 45 92

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CATEGORIAS COPA TURISMO MÉXICO Categorías Stock (VW-Racing, Chevy-i, Pro Stock, Super Stock) Autos de calle como VW, Caribe, Golf, Nissan, Chevys. Participan en 3 diferentes categorías. Y está dirigida a todos los interesados en iniciarse en el automovilismo.

Fig. 3.9 Categorías Chevy

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Fig. 3.10 Caribe, Golf, Audi, Nissan, Chevys. Participan en 3 diferentes categorías

Fig. 3.11 Categorías GTRacing(GT, GT-Turbo, GT-2, GT-3) Autos de competencia con chasis

original de fábrica con aligeramiento de peso y modificaciones en motor, contando con la categoría estelar de autos 100% de carrera con cilindrada de hasta 2000 cm3 y chasis tubular.

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3.4 MI PARTICIPACIÓN PERSONAL EN EL AUTOMOVILISMO DEPORTIVO Como parte de este desarrollo de investigación y siendo piloto profesional quiero narrar el inicio de mi entusiasmo por el automovilismo deportivo donde me nacen las ganas de estudiar la carrera de Ingeniero Mecánico en la escuela que crea a los grandes en este ámbito, estoy hablando del INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL, la ciencia al servicio de la patria. Piloto Jorge Ortiz Trosino nacido un 02 de julio de 1975 en México DF de padres mexicanos, la familia se integra por 4 hermanos más, las 3 primeras son mujeres, Georgina, Margarita y Genoveva que junto con mi madre Ma. Eugenia me enseñaron el lado frágil, delicado y dulce de la vida. Por otro lado, se encontraba mí Padre Jorge y mi hermano Esteban siendo yo el último integrante que formaría la familia Ortiz Trosino. El Karting como mejor se le conoce en el argot automovilístico, lo practiqué desde que tenía la edad de 8 años pasando por diferentes categorías y campeonatos. Esta etapa del deporte motor es muy importante para la formación profesional del automovilismo porque ahí se aprende a interpretar el comportamiento del Kart, el manejo y todos los ajustes necesarios para llevar el rendimiento tanto del piloto como del Kart al máximo.

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Fig. 3.12 Kartodromo de Cuautitlan Izcalli arrancando en la pole position con

el Kart No 7.

Una vez transcurrido el tiempo necesario en esta categoría, decido crecer en experiencia migrando a la categoría Pony de la copa turismo México. En esta categoría me integro al peleado grupo de los GTII de 1999 a 2004

Fig. 3.13 Debut en el Autódromo Hermanos Rodríguez con el auto matriculado con el número 8.

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La pasión por el automovilismo y el profesionalismo me lleva a subir a la categoría estelar del campeonato, la categoría GTIII, que son autos totalmente diferentes a un auto de producción normal modificado como es el caso de la categoría GTII. Este auto me llevó a pelear 3 veces el campeonato GTIII junto con los mejores pilotos en los años 2006, 2007 y 2008.

Fig. 3.14 ” Proyecto Casanova” auto GTIII de chasis tubular.

Este auto matriculado con el insuperable numero ¨33” fue armado y desarrollado en el Centro de Ingeniería ORT Racing Services & Motore Trosino ubicado en la ciudad de Toluca, Edo de México a cargo de mi Hermano Esteban Manuel Ortiz Trosino que a su vez es mi coequipero. El proyecto fue nombrado como ¨Proyecto Casanova¨.

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Fig. 3.15 Uno de los tantos logros obtenidos con mi hermano y coequipero Esteban (Izq) y yo.

Fig. 3.16 Pódium de ganadores Pachuquilla Hidalgo.

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CAPÍTULO

4

INGENIERÍA DEL PROYECTO

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4.1 OBJETIVO DE LA MODIFICACIÓN

Fig. 4.1 Motor

Es importante mencionar que en esta copa se utilizan todos aquellos motores y marcas de producción nacional o similar de importación que no excedan los 2000 cc aspirados naturalmente, tomando en cuenta las diferentes marcas que existen en el mercado mexicano. Para nuestro caso analizaremos un motor 4 cilindros 2.0 lts enfriado por agua, 2 válvulas por cilindro, cabeza de flujo cruzado, un carburador marca Weber de 50 mm de garganta, múltiple de admisión original VW libremente modificado, árbol de levas libremente modificado, relación de compresión de 11:1, la posición del motor deberá ser la original con la cual fue diseñado el auto originalmente.

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Tenemos en cuenta que para la modificación de cualquier motor es la mejora continua desde su desgaste hasta su potencia y resultado del análisis de modificación, demuestra la condición del motor para que este lleve un control estadístico de tendencias de las características físico-químicas y de la concentración de metales del aceite lubricante, nos permite la detección temprana de niveles de contaminación; determinando el periodo de rellenado o reemplazo del aceite lubricante en el motor.

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4.2 DATOS TÉCNICOS DEL MOTOR ANTES DE MODIFICARSE

Fig. 4.2 Motor antes de modificarse

ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL MOTOR DE EXPLOSIÓN Los motores Otto y los diesel tienen los mismos elementos principales. La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por un eje al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada

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cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje.

Fig. 4.3 Partes de tapa de cilindros

CULATA Y VÁLVULAS La tapa de cilindros forma la parte superior de la cámara de explosión. Como es de sumo interés en que el grado de compresión sea lo más elevado posible, en rendimiento del motor, y esto aumenta la temperatura de

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explosión, ya por sí elevadísima, se utilizan bastante las tapas de cilindro de aleación especial de aluminio que disipan el calor más rápido que las de fundición y lo reparten con más uniformidad por toda la masa metálica. Los balancines, accionados por el árbol de levas o por los empujadores, abren las válvulas hacia abajo. La válvula vuelve a su asiento por la acción de un muelle. Este muelle se sujeta con un retén cazoleta y chaveta partida. Las válvulas de admisión suelen ser más grandes que las de escape, debido a ser más lentos los flujos de admisión. Cuando el motor funciona, el calor excedente se elimina por medio de su asiento, y a través de la guía en que se aloja su cola.

Fig. 4.4 Partes de Monoblock

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CÍLINDRO Y BLOQUE DE CILINDROS Los motores de un cilindro solo se construyen para pequeñas potencias. Además, y particularmente en los cuatro tiempos, el par motor es muy irregular y requiere un volante de inercia pesado como reserva de energía. En cambio, el motor de varios cilindros es más potente y como una adecuada disposición se consigue un par motor más regular y un volante menos voluminoso, que en algunos casos, se lo puede suprimir. Para estos motores se han ideado diversas disposiciones para los cilindros, siendo los más usuales las siguientes

En línea En doble línea En v o w Opuestos En estrella

Los cilindros pueden estar aislados uno de otro, pero lo que más común es que constituyan una unidad denominada bloque de cilindros, particularmente cuando están dispuestos en estrella. CÁRTER Piezas de acero estampado que sirven de protección al motor para evitar el contacto con polvo exterior y el ingreso de agua. Hay por lo menos tres en cada motor. Cárter superior: Sirve de apoyo a los cilindros y encierra los demás órganos del motor, a los que protege del polvo y del agua, tiene tres o cuatro apéndices solidarios a su cuerpo y que sirven para sujetar el motor a la cama que lo sujeta al casco. Lleva los cojinetes de apoyo al cigüeñal, que queda colgado del mismo. Generalmente forma una sola pieza con el bloque. ÉMBOLO O PISTÓN Y BIELA El émbolo o pistón viene a ser la cara móvil de la cámara de expansión y

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desempeña la función de transmitir a la biela la fuerza generada por la expansión de los gases de combustión. Se encuentra sometido a altas temperaturas y debe ser capaz de transmitir el calor de los mismos a las paredes del cilindro desde las cuales, a su vez, el calor pasa al agua o al aire de refrigeración. Además, la pared cilíndrica o faldilla debe resistir el desgaste debido al roce contra las paredes del cilindro y asegurar el estacionamiento de los gases para que estos no escapen a través del hueco entre el cilindro y el émbolo. Esto último se consigue con la introducción de aros metálicos, los cuales pueden ser:

De compresión. Rascadores de aceite (limpieza) Recogedores de aceite.

CIGÜEÑAL

El cigüeñal transmite la fuerza del motor a la caja de cambio. Está fundido o forjado en una sola pieza. En el tiempo de explosión cada pistón impulsa al cigüeñal hacia abajo, mientras que en los otros tres tiempos, es el cigüeñal el que impulsa a los cilindros hacia arriba y abajo.

Como recibe varios impulsos en cada vuelta, violentos, aislados y producidos por la explosión en cada cilindro, a través de él, se transmite toda la potencia que recibirá la transmisión. Resulta ser una de las piezas que más sufren del motor, por ello habrá de ser robusto con material de la mejor calidad y debe de estar perfectamente equilibrado para evitar vibraciones.

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Fig. 4.5 Cigüeñal

VÁLVULAS

Las válvulas constan de cabeza y cola o vástago. La cabeza tiene forma de hongo abriendo y cerrando el orificio de admisión o de escape, llamado asiento de la válvula. La cola se desliza por dentro de la guía; en el extremo opuesto a la cabeza se coloca el platillo, en el que apoya el resorte que cierra la válvula sobre su asiento. El resorte va apretado entre la parte inferior de la guía y la chaveta redonda.

ÁRBOL DE LEVAS

Las levas son unas prominencias del árbol en que van montadas, que levantan las válvulas de los asientos cuando el saliente de la leva se aplica contra el rodillo o platillo del empujador.

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Fig. 4.6 Árbol de Levas

Hay una leva por cada válvula, disponiéndose sobre un árbol. Si el árbol de levas gira la válvula empieza a levantarse para después cerrarse por acción de su resorte.

Durante dos vueltas del cigüeñal se realizan en cada cilindro los cuatro tiempos del ciclo. El árbol de levas gira a la mitad de velocidad del cigüeñal, logrado por engranajes de dientes en relación 2/1 en cantidad y diámetro. Esto permite que la válvula se abra una sola vez tanto en la admisión como en el escape en cada ciclo.

MANDO DEL ÁRBOL DE LEVAS

Durante dos vueltas del cigüeñal se realizan en cada cilindro los cuatro tiempos del ciclo; la válvula correspondiente a la admisión de un cilindro se abrirá una sola vez cada dos vueltas del cigüeñal, es decir, que el árbol de levas deberá dar una sola vuelta por cada dos del cigüeñal. El árbol de levas girará a la mitad de la velocidad del cigüeñal, por lo que el piñón del árbol de

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levas tendrá doble número de dientes que el cigüeñal, o sea doble diámetro, y como el cigüeñal gira a derecha, si están engranados el árbol de levas lo hará a la izquierda.

RELACIÓN AIRE/COMBUSTIBLE

Por regla general, una mezcla de aproximadamente 15 partes de aire y una de gasolina (denominada mezcla perfecta) asegura la completa combustión del carburante. Pero esta riqueza de la mezcla, o relación aire/carburante, no supone una potencia ni economía máxima. Para arrancar en tiempo frío puede ser necesaria una mezcla que comprenda una parte de aire y otra de combustible; para viajar a velocidad de crucero se necesita, por ejemplo, 16 partes de aire por una de gasolina, lo que supone la máxima economía posible para dicha velocidad.

MÚLTIPLE DE ADMISIÓN

El colector de admisión cumple dos funciones: facilita la vaporización de la mezcla de gasolina y aire procedente del carburador, y la distribuye a cada cilindro del modo más uniforme posible.

La distribución sería completamente uniforme si toda la mezcla se vaporizara en el carburador, pero no ocurre así en todo momento, por lo que parte de la gasolina llega al colector en estado líquido. Esto no revestiría gran importancia si el motor dispusiera de un carburador para cada cilindro, ya que cada uno de ellos recibiría la totalidad del carburante destinado a él. Pero si el carburador tiene que alimentar a más de un cilindro, se necesitará un sistema adicional de vaporización para mejorar la distribución de la mezcla.

LA INYECCIÓN EN EL MOTOR

Al inicio de la última década de nuestro siglo, la inyección de gasolina se está perfilando como el sistema definitivo de alimentación de los motores de explosión, de modo que puede conjeturarse fácilmente que la inyección se va a imponer de una manera total dentro de un corto espacio de tiempo.

Las ventajas de la inyección son manifiestas y están avaladas por los miles de motores que están aplicando esta tecnología, demostrando de una manera clara, que han conseguido unas más altas prestaciones, a la vez que menores consumos con respecto a iguales motores dotados con carburador.

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Para un buen funcionamiento de un motor de gasolina, se precisa una buena proporción de mezcla aire-gasolina.

EL SISTEMA DE ENCENDIDO La misión principal del sistema de encendido es provocar la explosión en el interior del cilindro en el momento adecuado. En los motores diesel esta explosión se produce en el momento en que se inyecta el gasoil, gracias a la alta temperatura del aire en el interior del cilindro provocada por la gran presión que se origina al ascender el pistón En un principio se pensó en utilizar este método en los motores de gasolina, aunque en este caso comprimiendo la mezcla aire-combustible el resultado fue negativo, ya que el momento en que se producía la explosión era difícil de controlar, e interesa que ésta sea en el instante determinado. Por esto, en los motores de gasolina la explosión se provoca en las bujías en el momento adecuado, dependiendo éste del régimen de giro, pero siempre antes de que el pistón alcance el punto muerto superior.

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Fig. 4.6 Sistema de encendido

4.3 ANÁLISIS Y SECUENCIA DE MODIFICACIÓN

Fig. 4.7 Ubicando el motor

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MONOBLOCK Las modificaciones que se le pueden hacer a un monoblock para incrementar la potencia del motor son limitadas pero no menos importantes, debido a su estructura y al papel que juega como componente almacenando las partes que se mueven a mayor velocidad y transformando la energía lineal en circular, podemos citar algunos puntos que a continuación se describirán La limpieza es parte fundamental antes de comenzar cualquier tipo de verificación o ensamble y es conveniente sumergir el block en una sustancia desincrustante para eliminar todos los residuos de grasa o aceite. Una inspección visual del block es indispensable para verificar defectos mínimos en el metal, tornillos rotos o maltratados, refrescar cuerdas dañadas, tapones del sistema de enfriamiento y sobre todo alisar las superficies donde colocaremos juntas para su buen empaque.

Fig. 4.8 Modificando el monoblock

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LAS MODIFICACIÓNS MÁS COMUNES SON: A.- Ajuste de la luz entre el cilindro y el pistón. El cilindro originalmente para este motor tiene un diámetro de 82.5 mm rectificado de fábrica. Debido a las condiciones a las que se va a someter, que son altas revoluciones y temperaturas mayores a las de un auto con un motor normal de producción, a éste se le da una luz mayor incrementando la medida una milésima más de la nominal.

Fig. 4.9 Ajustes en los cilindros

B.- Otro punto importante a verificar es la luz de los anillos. Originalmente la luz que tienen los anillos en motores estándar es alrededor de 0.014”; en los motores modificados debido a las altas revoluciones y al incremento de la temperatura esta distancia se aumenta en la siguiente proporción Por cada 50 mm de diámetro del pistón se incrementa 0.002”. La apertura entre cada anillo es diferente teniendo la más cerrada en el anillo de fuego y la más abierta en el de aceite. Debemos tener mucho cuidado en que la luz del anillo sea lo suficientemente holgada para que no exista una interferencia entre los extremos del anillo,

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generando así el engarrotamiento de los mismos, causando daños irreversibles en la camisa del cilindro y en el pistón mismo.

Fig. 4.10 Holgura o Luz de Anillo

Pero para poder revisar correctamente la apertura del anillo es necesario asegurarse que el anillo este perfectamente perpendicular a la camisa, tal y como si estuviera montado en el pistón, para eso, se puede colocar el anillo en el cilindro y luego empujarlo con el mismo pistón.

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Fig. 4.11 Secuencia de ajuste para medición de luz de anillo

C.- Cubicación del monoblock La cubicación de un motor se lleva a cabo con varios elementos del motor como son la cabeza de cilindros, la junta de cabeza, pistón y monoblock. Como parte de este desarrollo, el cálculo del motor se va a llevar a cabo en otro capítulo pero como mención es importante tomar en cuenta que esta parte se tiene que medir como se muestra en la siguiente ilustración. En la parte superior del block tenemos un espacio denominado “DECK” el cual puede ser positivo o negativo dependiendo de las condiciones y el ajuste para el cálculo de la relación de compresión, un deck positivo es cuando el pistón está por debajo de la superficie del block, cero deck es cuando el pistón esta al ras de la superficie del block (como se muestra en la ilustración) y deck negativo es cuando el pistón sobrepasa la superficie del block.

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Fig. 4.12 Medición del deck del cilindro Vs pistón

Para ajustar esta distancia llamada deck se utiliza una máquina rectificadora de superficies.

Fig. 4.13 Conformación de los cilíndros después de modificar

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Fig. 4.14 Máquina fresadora para modificación del monoblock

Una parte para mejorar el performance del motor es incrementar su resistencia incorporando birlos de alta resistencia para mejorar la fijación entre las partes como son las bielas al cigüeñal, el cigüeñal a las bancadas y los birlos para sujetar la cabeza. Esto ayuda a incrementar la durabilidad y la estabilidad reduciendo vibraciones que permitan que los tornillos se aflojen o rompan en condiciones extremas de trabajo.

Fig. 4.15 Incremento de resistencia con Birlos de alto torque al apriete

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Fig. 4.16 Birlos en block

Fig. 4.17 birlos de alta resistencia

CABEZA DE CILINDROS La culata, tapa de cilindros o cabeza como se le conoce comúnmente en el ámbito automotor es un elemento que permite incrementar la potencia del motor en un porcentaje muy alto si las modificaciones son las correctas. Las principales modificaciones que se pueden llevar a cabo son: - Modificación de puertos de admisión y escape. - Cubicado de cámaras de combustión. - Elevación de la relación de compresión. - Sustitución de válvulas y muelles de mejores características.

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- Modificación de asientos de válvula. MODIFICACIÓN DE PUERTOS DE ADMISIÓN Y ESCAPE (Porteado) El porteado de los puertos de admisión y escape como se le conoce en el ambiente automovilístico se refiere al proceso de modificación para incrementar la calidad y cantidad del flujo de la mezcla aire combustible. Las cabezas originales sin ningún tipo de modificación no contienen la optimización necesaria debido a procesos y cantidades de producción de los fabricantes. El porteo de la cabeza provee la atención al detalle final que permite elevar el motor a los niveles más altos de eficiencia, más que la modificación de cualquier otro elemento del motor. Este proceso de porteado en motores actuales es muy cuidado y detallado, por tal motivo, se pueden encontrar automóviles en la actualidad con un gran rendimiento y confiabilidad. Este proceso es aplicado para la modificación de la cabeza que utilizamos en este serial que es una parte de producción normal a la cual se incrementaran los puertos para su mayor rendimiento, al ser una cabeza moderna las modificaciones son mucho más fáciles que en una cabeza de tiempos pasados, ya que contiene tecnología aplicada que nos permite y facilita la modificación sin dejar de poner la atención al detalle y la aplicación de la experiencia para llevarla al máximo en su rendimiento. El incremento de los puertos consiste en abrir o incrementar el volumen de los corredores de admisión y escape en un por ciento, de tal forma que no afectemos áreas de importancia como son los perímetros de la guía de válvula, base de asiento de la válvula y lo más importante es que no lleguemos cerca o alcancemos las líneas de enfriamiento que permitan el ingreso del refrigerante en proceso de la admisión o escape causando que la cabeza y el trabajo se vayan a la basura.

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Fig. 4.18 Podemos ver los puntos más importantes que debemos tomar en cuenta para este

trabajo de modificación

VÁLVULAS

En motores de alto rendimiento este componente debe estar fabricado como mínimo en acero inoxidable

(S/S), Titanio (además de resistente es liviano) ó un material mejor ya que en esta parte del motor se recibe

una carga importante de trabajo, además de ser indispensable para la integridad del mismo motor.

Fig. 4.18 y 4.19 Existen marcas

comerciales (USA) que las fabrican

especialmente para este tipo de

motores y se venden en México por

medio de importadores.

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EL TAMAÑO DE LAS VALVULAS

Aumentando el diámetro de las mismas se obtiene una mayor entrada de aire-

gasolina obteniendo mayor caballaje. Existen diferentes diámetros para las

válvulas, este diámetro lo debe decidir la persona que va a preparar el motor,

pero también depende mucho del diámetro del pistón, tipo de puertos, tipo

del Árbol de Levas, Carburación y demás componentes.

Fig. 4.20 Válvulas de

admisión y escape

Generalmente el diámetro para la válvula de admisión. es mayor en relación

a la válvula de escape.

Básicamente se instalan agrandando el orificio donde se alojan. Este trabajo

lo realizan con una máquina especial que tienen los negocios que se dedican

a rectificar cabezas y partes de motores.

Fig. 4.21 Diámetro asiento

de válvulas

Fig. 4.22 Válvulas originales de

producción normal.

Fig. 4.23 Admisión 42mm x

35mm escape

en una cabeza modificada.

Aquí se puede apreciar la diferencia entre unas válvulas originales (izq.) y unas más grandes para mayor

admisión y escape (der.).

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ASIENTO DE VÁLVULA

El asiento va insertado en la cabeza y está fabricado en un material resistente pero a su vez suave, así permite el

sello perfecto contra la válvula al cerrar. Se debe asentar con una pasta especial contra la misma válvula para que

tome la forma del corte de la misma, una vez asentadas se debe evitar intercambiarlas entre las otras, cada

válvula para su respectivo cilindro

Fig. 4.24 y 4.25 Para este componente también existen marcas

comerciales (USA) que las fabrican y se venden en México por

medio de importadores o incluso lo pueden fabricar sobre

medida en los negocios que se dedican a rectificar cabezas y

partes de motores.

LOS RESORTES DE VÁLVULA

Fig. 4.26 Resorte

Existen varios tipos de resortes de alto rendimiento,

los más comunes y comerciales en México son los

resortes "duros" ó "dobles". Para definir qué tipo de

resorte se debe instalar va de acuerdo al tipo de

árbol de levas que se quiere instalar.

Básicamente varían en la capacidad de retención de

la válvula contra el asiento a la hora de cerrar,

evitando que quede abierta la válvula a altas

revoluciones, este efecto se le llama comúnmente

"flotar válvulas". Esto se puede detectar

audiblemente cuando el motor echa explosiones a

altas revoluciones y falla, dependiendo de varios

factores esto puede causar que golpee la cabeza del

pistón contra la válvula abierta causando grandes

desastres en estos componentes e incluso en otros

no relacionados directamente.

Los resortes pierden su capacidad de tensión con el uso, es recomendable cambiarlos después de un tiempo.

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Fig. 4.27 Resortes dobles Duros

Sirven para árboles de levas con levante medio,

dependiendo del tipo del mismo pierden su capacidad

de retención de la válvula aproximadamente a las

5,500 r.p.m.

Se instalan igual que los originales.

Dobles.

Sirven para árboles con alto levante, dependiendo de

lo mismo pierden su capacidad de retención de la

válvula aproximadamente a las 7,500 r.p.m.

Se tiene que maquinar la cabeza alrededor de la guía

para que pase libremente el resorte pequeño.

Fig. 4.28 Complementos de resorte

COMPLEMENTO DE LOS RESORTES Debido a que este tipo de resorte es más duro, causa mayor tensión sobre otros

componentes relacionados con los mismos.

Fig. 4.29 Retenedores de Resorte

Es preferente instalar unos retenedores de mejor material

como el Cromomoly incluyendo los seguros de la válvulas

del mismo material.(no ilustrados)

BASE DE RESORTE Es conveniente instalar una especie de rondana (no ilustrada) muy delgada entre el resorte

y la cabeza para evitar la acción del mismo sobre el material de la cabeza evitando desgaste,

el espesor de este componente puede afectar la tensión en el resorte e incluso su carrera. Se

debe calcular con un micrómetro y de acuerdo del levante del árbol mismo.

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En algún tiempo cuando no existían facilidades para la importación de estos productos a México, se instalaban

válvulas de otros autos como el "Dart K" esto resulta muy riesgoso porque se tiene que modificar el vástago de la

válvula a la altura del cuñero debilitando la acción del seguro, causando posiblemente que se desprendieran de

ahí, enviando la válvula hacia la cavidad del pistón con resultados desastrosos.

Fig. 4.30 Puertos de Admisión.

Como mencionamos anteriormente un motor no es

más que una bomba de aire, por lo tanto su

eficiencia se basa en que tan bien puede respirar y

expulsar el aire-mezcla necesarias para la

combustión

Todo este aire entra y sale por esta sección de las

cabezas, así que de su diseño dependerá su

desempeño,

Fig. 4.31 Puertos de

Escape.

EL LLAMADO "PORTEO"

El porteo consiste en aumentar el diámetro de los puertos para obtener un mayor poder de succión y expulsión de aire-

gas logrando dejar entrar una mayor cantidad de mezcla dentro del cilindro por el puerto de entrada y evacuarla más

rápido por el puerto de salida, con esto logramos obtener una explosión mayor, dando más potencia al motor.

DISEÑO DEL PUERTO

El diseño de los puertos de admisión y escape va en relación al diámetro de las válvulas y la cantidad de flujo que se

desee obtener en el motor, este flujo se mide con la tabla de CFM, (Pies Cúbicos por Minuto) una cabeza original tiene

aproximadamente 80 CFM y se les puede obtener hasta 250 ó más CFM con un buen porteo.

Fig. 4.32 En la ilustración se

puede observar de izquierda a

derecha el aumento del

diámetro de los puertos de

admisión.

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Fig. 4.33 Y4.34 Para obtener un

buen diseño del puerto no basta

con "agrandar el agujero".

Este tipo de trabajo tiene su

secreto y se puede comparar con

el cañón de un rifle, logrando que

su diseño interior haga girar al

proyectil dándole más fuerza y

velocidad logrando llegar a

mayor distancia.

En la imagen de la derecha podemos observar 2 tipos de cabeza

diferentes.

Actualmente se fabrican cabezas especiales (USA) con diseño de puertos

de mayor capacidad (la de la izquierda). Esto debido a que por el mismo

diseño de la cabeza original se tiene limitantes para el diámetro del

puerto (la de la derecha es original, pero porteada).

Fig. 4.35 Cabezas de cilindros

Fig. 4.36 Los múltiples.

Los múltiples de admisión también se tienen que portear en su base

para que compaginen perfectamente con el diseño del puerto

incluyendo la junta de los mismos (der.) aprovechando totalmente

el beneficio del trabajo.

Fig. 4.37 Modificación de Puertos de Adm.

Es recomendable que el diseño de puerto lo realice una persona experimentada en

este tipo de trabajos, hay lugares en la cabeza donde no se le puede "rascar" de

más, porque debilita o perfora la pared del puerto haciendo pasar aceite ó aire del

exterior del motor, otro desastroso error en el trabajo puede resultar al rebajar

demasiado cerca de la guía de válvula debilitándola por falta de material

resultando una cabeza inservible.

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4.4 MODIFICACIONES DEL MOTOR BASADO EN EL REGLAMENTO CATEGORÍA GTIII ÁRBOL DE LEVAS Es el más importante de los elementos que constituye el mecanismo de la distribución. De su buen cálculo y sincronización depende el rendimiento del motor. Ganancias de 15 HP a 25 HP son posibles con unas levas más deportivas. El trucaje del perfil de las levas actúa sobre el ciclo de apertura y cierra de válvulas, mejorándolo, por supuesto. El eje de levas es responsable en gran parte del rendimiento de un motor. Determina el número de revoluciones que se requieren para obtener la mejor respiración. La creación de un buen eje de levas obliga a mucho conocimiento de geometría, cálculo matemático y de mecánica de los gases. A la vez requiere de pruebas prácticas sofisticadas. En motores de carrera el eje de levas es pieza central de una buena preparación.

Fig. 4.38 Geometría de Lóbulos de Levas

• Tipo Circular: Las válvulas abren y cierran a velocidad moderada.

• Tipo Tangencial: Las válvulas abren a mayor aceleración.

• Tipo Aceleración Constante: Las válvulas se abren y cierran acelerando uniformemente.

CÓMO FUNCIONA UN ARBOL DE LEVAS DE COMPETENCIA

Se abre la válvula de admisión antes que finalice la carrera de escape, (avance de apertura de admisión). En ese momento la inercia de los gases quemados que aun salen por el escape, contribuyen a que la mezcla fresca ingrese con rapidez al cilindro, (barrido).

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Los grados de giro durante el cual la válvula de escape se mantiene

abierta en carrera de admisión se conoce como retraso de cierre de escape.

Se cierra la válvula de admisión después de iniciada la carrera de compresión, (retraso de cierre de admisión). En el inicio de la carrera de compresión aún existe vacío y la mezcla fresca sigue llenando el cilindro por algunos grados más de giro del cigüeñal. Se abre la válvula de escape antes que termine la carrera de expansión, (avance de apertura de escape). Al final de la carrera de expansión aún queda presión en el cilindro. Al abrir la válvula de escape anticipadamente se sacrifica un poco de fuerza pero se reduce la contra presión que se opone a la subida del émbolo en su carrera de escape.

MODIFICACIÓN DE LEVAS

Cuando la alzada de los lóbulos del eje de levas aumentan se consigue una apertura de válvulas mayor y con ello una disminución de la resistencia al flujo de los gases. Sin embargo, el aumento de alzada trae consigo la generación de vibraciones en el tren de mando de las válvulas que altera el sincronismo del motor. Para contrarrestar este problema, el eje de levas se diseña de manera que las válvulas abran y cierren lo más lentamente posible. Para ello se requiere extender al máximo la permanencia de apertura, es decir el largo del perímetro del lóbulo. El cruce de válvulas permite extender el tiempo de apertura por algunos grados más de giro, disminuyendo así la velocidad angular con que el alzaválvulas se desplaza sobre la superficie de la leva. COMPARACIÓN DE UN ÁRBOL DE LEVAS ESTÁNDAR Y UNO DE COMPETENCIA En la siguiente imagen (fig. 4.40) se puede apreciar la diferencia entre un eje de levas estándar y uno de competencia. Se observa con claridad

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que los avances y retrasos de cierre de las válvulas en un equipo de alto rendimiento adquiere matices dramáticos para el motor. Si el eje de levas presenta mucha permanencia de admisión (grados de apertura), con seguridad el motor no funcionará adecuadamente en régimen de bajas revoluciones. Incluso puede ocurrir que expulse mezcla fresca, por el carburador. Sin embargo, luego de superar las 3.500 RPM esto deja de ocurrir.

Fig. 4.39 Observe la diferencia entre un eje de levas para motor de calle y uno para motor de

competencia.

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CÁLCULO DE RELACIÓN DE COMPRESIÓN 11: 1 La relación de compresión es un concepto de máxima importancia en la preparación de motores. La precisión con que se miden los volúmenes para el cálculo de la relación de compresión es algo que se debe tener muy presente cuando se instala un árbol de levas de competencia. Si la válvula de admisión retrasa su cierre, la presión de compresión disminuye. En orden de compensar esto es necesario, disminuir el volumen de la cámara de combustión. Los elementos que intervienen en el cálculo de la relación de compresión son los siguientes: Cabeza de cilindros Monoblock Cigüeñal Pistón Junta de Cabeza de Cilindros Comencemos por analizar la cabeza de cilindros. En este elemento mecánico es necesario analizar y medir la cámara de combustión que es el volumen que necesitamos controlar para poder calcular nuestra relación de compresión requerida. Para poder hacer esto es necesario tener la cabeza de cilindros perfectamente limpia y libre de cualquier acumulación de carbón, grasa, aceite o cualquier otro elemento que no pueda hacer que la medición que vamos a obtener no sea la ideal. Después de tener la cámara de combustión libre de suciedad es necesario engrasar los asientos e instalar las válvulas al igual que la bujía que vamos a utilizar. La cabeza debe ser colocada en una superficie plana para poder comenzar con la medición que se lleva a cabo con una placa de acrílico o vidrio perforado al centro que colocaremos sobre la cámara de combustión, para sellar esta usaremos grasa en poca cantidad, después se llena el contenido de la cámara con aceite hidráulico de baja viscosidad con un tubo de vidrio graduado o una jeringa de 20ml como mínimo, cabe destacar que ambas tienen que estar graduadas, porque de ello depende la medición del líquido con el que vamos a rellenar la cámara de combustión.

http://www.todomotores.cl/mecanica/relacion_compresion.htm

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Fig. 4.40 y 4.41 Para conocer y saber que modificación hacerle al monoblock necesitamos hacer el

ensamble del cigüeñal con los pistones para así conocer la carrera del pistón que es necesaria en el cálculo y a su vez conocer el deck que tenemos entre la cabeza del pistón en su punto muerto superior y la superficie plana del block, la medición se realizara de la misma manera que lo hicimos con la cabeza de los cilindros.

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Fig. 4.42 En esta operación vamos a

encontrar el valor del volumen que forman estos elementos y así saber qué cantidad de volumen tenemos para comenzar a jugar con nuestras piezas.

Otro elemento que necesitamos medir es el volumen que ocupa la junta de la cabeza de cilindros, es necesario hacer la medición sacando el volumen del cilindro de la junta, es importante mencionar que para hacer esto y obtener un valor más real es recomendable utilizar una junta usada, ya que ésta con el apriete que se le aplicó se aplasto disminuyendo su espesor y representa un valor real a lo que vamos a tener cuando hagamos el cálculo. Una vez que tenemos los valores de los volúmenes necesarios vamos a ordenarlos para seguir con las fórmulas para obtener la relación que tenemos.

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Para entender mejor a continuación analizaremos un ejemplo real para el motor 2.0 lts de VW. Valor del Deck = 0.0 cc Carrera del Pistón = 92.9 mm Diámetro Pistón = 82.5 mm Volumen cazuela pistón = 13 cm3

Volumen Cámara Cabeza = 30 cm3 Espesor Junta Cabeza = 1.19mm Las formulas a aplicar son:

Vj = (D)2 (Ej) / 4000 Donde Vj = Volumen de la junta D = Diámetro del cilindro de la junta Ej = Espesor de la Junta Esta misma fórmula se utiliza para sacar el volumen del cilindro, solo tenemos que substituir el Ej por la carrera del pistón en mm. Vtc= Vcc+Vj+Vp Donde Vtc = Volumen total de la cámara Vcc = Volumen cámara cabeza Vj = Volumen de la junta Vp = Volumen de la cazuela del pistón RC = Vtc + Vcil / Vtc Donde RC = Relación de compresión Vtc = Volumen total de la cámara Vcil = Volumen del cilindro

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Substituyendo Vj = 3.1416 ( 83.5)2 ( 1.19) / 4000 Vj = 6.51 cm3 Vcil = 3.1416 ( 82.5)2 (92.9) / 4000 Vcil = 496.6 cm3 Fig. 4.43 Representación Vtc = 30 + 6.51 + 13 Vtc = 49.51 cm3 Por lo tanto RC = 49.51 + 496.6 / 49.51 RC = 11.03 cm3 Traduciendo todo lo anterior quiere decir que nosotros vamos a comprimir los gases que entren en el cilindro once veces para aumentar nuestra presión de compresión, dándonos como resultado una relación de compresión de 11: 1. MÚLTIPLE DE ADMISIÓN El múltiple de admisión también interviene en la mezcla y atomización de la gasolina. Su función principal es distribuir la mezcla aire combustible en forma equitativa a cada cilindro. No toda la gasolina que suministra el carburador es atomizada adecuadamente. Parte de ella se desplaza en forma líquida adherida a la superficie de los ductos. Un buen múltiple de admisión ayuda a vaporizar y atomizar la gasolina.

Fig. 4.44 y 4.45 Múltiple de admisión

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EFICIENCIA DEL MÚLTIPLE DE ADMISIÓN

El largo y la forma del múltiple de admisión influye en el desempeño de un motor. La eficiencia de admisión depende en buena parte de los pasajes del múltiple. Utilizando fenómenos naturales, cuando un gas se desplaza velozmente dentro de un tubo, el múltiple de admisión termina por homogeneizar la mezcla que llega al cilindro. Un múltiple de admisión con pasajes de poco diámetro permite generar alta potencia de motor a bajas revoluciones, en cambio, si al mismo motor se le instala un múltiple con pasajes de mayor diámetro, la misma potencia se obtendrá a mayor número de revoluciones.

DISEÑO DE LOS DUCTOS DE ALIMENTACIÓN

La intención del diseñador es disponer de la mayor superficie posible dentro del múltiple, de manera que la gasolina que se adhiere a los pasajes exponga su masa de la forma más extendida posible al flujo de aire y al calor. Un tubo de diámetro circular presenta menos superficie interior que uno de sección cuadrada del mismo ancho y largo. Los múltiples de admisión eficientes combinan en sus ductos secciones circulares y cuadradas. Al contrario de lo que se piensa, las superficies extremadamente lisas y pulidas no favorecen la distribución homogénea de la mezcla. La gasolina líquida se adhiere con fuerza a esta clase de superficie.

CURVAS DEL MÚLTIPLE DE ADMISIÓN

La presión del combustible aumenta en la parte externa de las curvas del caño de alimentación, esto genera acumulación de combustible en el exterior de la curva. La medida del radio de curvas de un múltiple de admisión no debe ser menor al 75% del diámetro máximo del ducto. CIGÜEÑAL Las modificaciones más comunes que se le pueden aplicar al cigüeñal es balancearlo y alinearlo.

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Los objetivos de equilibrar un cigüeñal son los siguientes: Reducir las vibraciones del motor causadas por las fuerzas y momentos generados por la presión de los gases en los cilindros y por las piezas en movimiento alternativo y giratorio, como son pistones, bielas y el mismo cigüeñal. Reducir las cargas sobre los cojinetes de bancada. Existen empresas especializadas al balanceo y alineamiento del cigüeñal, como el movimiento del cigüeñal va aunado al movimiento de los pistones, bielas, poleas, dámper, volante de inercia y clutch, es necesario llevar todos estos elementos para así realizar como ensamble un buen ajuste de todo el sistema para obtener los resultados que buscamos. Debido a las altas revoluciones a las que gira el cigüeñal es altamente recomendable realizar este ajuste, aunque actualmente de fábrica todas las partes salen balanceadas y alineadas con altos estándares de calidad. 4.5 GRÁFICA DE COMPARACIÓN ENTRE TORQUE Y POTENCIA

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Fotografía que muestra el motor después de ser modificado. (Categoría GTlll).

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4.6 CÁLCULOS TEÓRICOS DE POTENCIA EFECTIVA Los cálculos están basados en los resultados dinamométricos mostrados en la gráfica 4.5 donde tenemos que calcular los siguientes valores: Calcular: Fuerza = 20 Kg (valor obtenido de grafica dinamométrica) D= 0.92 m n= 5000 RPM Calcular: a) Par motor T en Kg

b) Velocidad angular del motor

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c) Potencia Efectiva Ne en CV Y KW ó

Dónde:

4.7 CALCULOS TEÓRICOS DE POTENCIA CONSUMIDA EN PÉRDIDAS Y RENDIMIENTO MECÁNICO Los cálculos están basados en los resultados dinamométricos mostrados en la gráfica 4.5 donde tenemos que calcular los siguientes valores: Datos: Calcular: OTTO 4T, = 4 a) Potencia efectiva Ne en CV Vat = 2000 cm3 b) Potencia indicada Ni en CV η = 2000 RPM c) Potencia consumida en pérdidas Np en CV

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Pmi= 9.85 Kg/ cm2 d) Rendimiento mecánico del motor ηm en % T = 49.89 Kg-m

a)

= 22.10 KW = 22.10

b)

= 64.43 KW = 64.43

c)

= 42.33 KW

d) ηm = =

ηm = 52.20 % 4.8 RENDIMIENTOS Los cálculos están basados en los resultados dinamométricos mostrados en la gráfica 4.5 y en valores reales del motor donde tenemos que calcular los siguientes valores:

Calcular Datos

Motor OTTO 4 tiempos, 4 cilindros

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a) Potencia teórica NT en C.V.

b) Potencia indicada Ni en C.V.

c) Potencia efectiva Ne en C.V.

d) Rendimiento termodinámico η en %

e) Factor de diagrama ηD en %

f) Rendimiento mecánico ηm en %

g) Rendimiento total ηe en %

h) Potencia consumida en perdidas en C.U.

a) Va= = 9.26=495cm3/ cilindro 495 x 4 cilindros Va =

1980cc

Ma = = =0.00046kg 4.6x10-4 kg

Cc = = = 0.0000513 kg 5. 13x10-5 kg

Qs = CC x Pci = 5.13x10-5 x 10.497 = 0.538 Kcal ηT = 1- = 1- = 1 - = 0.6168

Qu = Qs – ηT = 0.538 x 0.6168 = 0.3318

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Wu = Qu J = 0.3318 x 427 = 141.69 kg – m

NT = = = 62.97 CV x 4 cil = 251.88 CV = 185.38 KW

b) Wi = = = 28 kg – m

Ni = = = 12.44 CV x4 cil = 49.67 CV = 36.55 KW

c) Ne = 2 = = 36.37 CV = 26.76 KW

d) ηT = = = 0.6167 ηT = 61.67 %

e) ηD = = = 0.1975 ηD = 19.75 % x 4 cil= 78.8%

f) ηm = = = 2.92 = 29.2 % o por 4 cilindros = 73.22%

g) ηc = ηT ηD ηm = 61.67 x 78. X 73.22 = 0.3558 ηe = 35.58 % h) Np = Ni – Ne = 49.67 x 36.37 = 13.3 Np = 13.3 CV = 9.78 KW 4.9 BALANCE TÉRMICO Los cálculos están basados en los resultados dinamométricos mostrados en la gráfica 4.5 con valores reales ambientales y del motor donde tenemos que calcular los siguientes valores: Condiciones Ambientales Pl = 1.0 kg/cm2 Ti = 20 Pruebas de Motor T = 144 lbs / plg2 = 65.13 kg / cm2

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η = 4000

Radiador: Temperatura de refrigeración A la entrada del radiador: Te = 88 A la salida del radiador: Ts = 96 Gasto másico de agua m = 3.0 kg/s Escape: Temperatura gases de escape = 585 Datos: OTTO 4 t = 4 D= 8.25 cm T= 144 lbs / plg2 65.31 kg-m

L= 9.26 η = 4000 RPM´s PCI= 10,497 kcal/ kg ṁ= 3.0 kg/s A= 6.0 lbs/ gallon. = 0.73 kg/lt. Tesc= 585 = 858 k Pl = 1.0 kg/cm2

R= 2927 Tl= 20 = 293 – 15 k

j= 427

a)

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b)

c)

d)

- 167 -

e)

f)

%

%

%

%

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Grafica PIE que ilustra los porcentajes de potencia efectiva y pérdida térmica.

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CAPÍTULO

5

COSTOS, BENEFICIO,

RECOMENDACIÓN

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5.1 COSTOS COMPONENTES DE MOTOR En la tabla anexa se muestra el costo total de la modificación del motor para Copa Turismo México basado en el reglamento de la categoría. La tabla esta dividida en costo unitario de componentes de motor, costo respectivo de modificación y el valor total en pesos Mexicanos. Este desglose facilita la comprensión de prioridades en la modificación de los componentes y así generar una adecuada administración.

PARTE CANTIDAD

COSTO

UNITARIO

EN PESOS

MEXICANOS

COSTO DE

MODIFICACION/

PIEZA EN

PESOS

MEXICANOS SUB TOTAL

TOTAL

MONOBLOCK 2.0 LTS USADO 1 2000 1000 3000 3000

CIGÜEÑAL 2.0 LTS USADO 1 1000 0 1000 1000

BIELAS 4 600 100 700 2800

PISTONES, PERNOS Y

SEGUROS 4 400 50 450 1800

CARTER CON ROMPE OLAS 1 1500 0 1500 1500

RECUPERADOR DE ACEITE 1 500 0 500 500

BOMBA ACEITE 1 500 0 500 500

JUEGO DE ANILLOS 1 350 0 350 350

CABEZA DE CILINDROS

USADA 1 1500 3000 4500 4500

JGO 16 RESORTES DE

VALVULA 10000 RPMs 1 1300 0 1300 1300

AJUSTE DE VALVULAS Y

ASIENTOS 1 350 0 350 350

ÁRBOL DE LEVAS ESPECIAL 1 4000 0 4000 4000

AJUSTE DE PUNTERIAS 1 500 0 500 500

MULTIPLE DE ADM USADO 1 1500 500 2000 2000

HEADERS 1 4500 0 4500 4500

JGO DE POLEAS 1 1500 0 1500 1500

JGO DE JUNTAS PARA

MOTOR 1 500 0 500 500

CARBURADOR WEBER

NUEVO 1 5000 0 5000 5000

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PERIFERICOS

(DISTRIBUIDOR,

ALTERNADOR, CABLES DE

BUJIAS Y BUJIAS, BOBINA,

MARCHA) 1 2000 0 2000 2000

MANO DE OBRA 1 15000 0 15000 15000

GRAND

TOTAL EN

PESOS

MEXICANOS 52600

5.2 BENEFICIO Crear un proceso fácil y eficiente para la modificación de un motor de combustión interna basado en el reglamento de Copa Turismo con el que el costo de manufactura será reducido drásticamente. Con esto, cualquier persona con los conocimientos básicos necesarios sobre motores de combustión interna y un bajo presupuesto pueda realizar las modificaciones necesarias para fabricar motores para su propio auto, equipo o mejor aún, que esto pueda ser utilizado para soportar a otros equipos proveyendo motores de alto rendimiento generando así un sustento de vida. Los beneficios técnicos abarcan lo concerniente a los conocimientos básicos necesarios, equipo y herramienta para hacer satisfactoria la modificación de estos motores. La mano de obra para este tipo de trabajo es muy elevada junto con las partes a modificar. Con esto los aspectos económicos de este proyecto nos hacen determinar donde conseguir el material lo menos costoso posible y decidir el uso de materiales que se tienen o se pueden adaptar, esto adecuándose al reglamento copa turismo para reducir costos.

5.3 RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES

Una vez que se seleccionen los motores representativos que estarán controlados por el programa, se deberá asignar un archivo manual o electrónico para cada motor, en el que se deben incluir los siguientes datos:

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- Categoría donde se quiere competir. - Marca y modelo del vehículo a modificar.

- Identificar del reglamento para el tipo de categoría seleccionada.

- Análisis de componentes a utilizar.

- Análisis de partes y accesorios a modificar.

- Analizar presupuesto y alcance del mismo.

- Correr pruebas comparativas para comprobar la eficiencia de las modificaciones.

- Crear bitácora por cada motor modificado.

Mediante la realización de este proyecto se ha llevado a la práctica los conocimientos técnicos adquiridos durante la carrera de ingeniería mecánica y que son básicamente los que lograron la óptima realización de éste, partimos de la necesidad de modificar el motor de combustión interna para competencias copa turismo México. Concluimos que el proyecto se realizó de manera concreta y eficaz basándose ampliamente en los estatutos marcados por los lineamientos y reglamentos que marca COPA TURISMO MÉXICO.

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BIBLIOGRAFÍA 1.- Ing AlbertoTapia Dávila MOTORES DE COMBUSTION INTERNA México, ESIME, I.P.N., 2004. 2.- OBERT, F Edward. MOTORES DE COMBUSTION INTERNA México,CECSA, 1995. 3.- Giacosa, Dante. MOTORES ENDOTÉRMICOS Barcelona, OMEGA, 2000. 4.- Cupido, J. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA México, ESIME, I.P.N., 1974. 5. - ORT, Racing Services High Performance Workshop Toluva, México, 2004

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ANEXOS

REGLAMENTO COPA

TURISMO MÉXICO

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Reglamento General 2012 DISPOSICIONES GENERALES El presente reglamento entra en vigor a partir de febrero del 2012, y es válido para todo el año COPA TURISMO MÉXICO puede realizar anexos, modificaciones y cancelaciones en el caso del mismo haciendo del conocimiento a la FMAD y/o CNP los que entrarán en vigor a partir de su publicación o de la fecha que el mismo aviso indique. El director de carrera cuenta con toda la autoridad para penalizar, descalificar o suspender a cualquier piloto que viole o no respete las normas de este reglamento, incluyendo los anexos y/o reglas específicas que se emitan. COPA TURISMO MÉXICO se reserva el derecho de aceptar o no, cualquier inscripción. RESPONSABILIDADES COPA TURISMO MÉXICO no asume ninguna responsabilidad cuando existan retardos, posposiciones o cancelación parcial o total del evento por causas ajenas como puede ser: el clima la falta de seguridad o de cualquier otra índole. El director de carrera asume toda la responsabilidad para que por su conducto, se respete el reglamento de COPA TURISMO MÉXICO en todos sus puntos. RECONOCIMIENTOS COPA TURISMO MÉXICO reconoce a los siguientes organismos oficiales: A la Federación Mexicana de Automovilismo Deportivo AC., (FEMADAC) como la máxima autoridad, y a la Comisión Nacional de Pista (CNP)

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organismo de la FEMADAC, como el órgano sancionador de todos los eventos que realice COPA TURISMO MÉXICO. ASPECTOS PREVIOS A LA CARRERA INSCRIPCIONES COPA TURISMO MÉXICO proporcionara una forma oficial de inscripción para cada evento, la que deberá de ser llenada total y claramente por cada uno de los pilotos participantes, es OBLIGATORIA la firma de los pilotos que participaran en el evento no se permitirá que la inscripción la realice un representante. Proporcionar datos falsos u omitirlos, será penalizado incluso con la expulsión de la carrera. No se aceptarán las formas de inscripción ilegibles o con datos incompletos. El comité organizador se reserva el derecho de rechazar a su libre juicio cualquier inscripción. Las inscripciones se llevarán a cabo en el evento o será informado por medio de la convocatoria al evento. Al momento de la inscripción el piloto participante deberá demostrar la licencia deportiva vigente o número de recibo por parte de FMAD. *En la hoja de inscripción el piloto deberá especificar quien es el jefe de equipo ya que esta persona será el representante del piloto en juntas de pilotos, revisiones técnicas, protestas por escrito. En caso de algún cambio en el jefe de equipo, deberá de hacerlo por escrito antes de comenzar el evento. Todos los participantes deberán depositar el costo de la inscripción antes de la carrera de acuerdo con la información y número de cuenta publicada en la convocatoria del evento. *Los pilotos que no hagan su depósito pagaran una sobre cuota del 25% al momento de inscribirse en el evento. LICENCIAS DEPORTIVAS Todos los participantes deberán de contar con su licencia deportiva de FEMADAC. Licencia tipo "C" Con esta licencia podrán participar en todas las categorías del campeonato de COPA TURISMO MÉXICO siempre y cuando participen solo en estos eventos.

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*El piloto que participe en una carrera y no cuente con su licencia deportiva será descalificado del evento perdiendo, puntos, premios, reconocimientos del evento y será sancionado con no poder participar el siguiente evento en el campeonato y el pago doble de inscripción en la siguiente carrera.

CONVOCATORIA Para cada evento se publicara una convocatoria, que contendrá la siguiente información: a) Nombre, lugar y fecha del evento. b) Programa. c) Costo de la inscripción. d) Categorías incluidas en el evento. PILOTOS Todos los pilotos deberán de conocer y cumplir el Reglamento de normas generales del evento, respetándolo en su totalidad. Todos los pilotos deberán de conocer el significado de banderas y respetar sus indicaciones. Un piloto podrá inscribirse en un mismo evento como máximo en dos autos. *Cualquier cambio de piloto o de auto deberá de ser avisado con 20 minutos de anticipación anteriores a la carrera de forma escrita en caso de que un piloto cambie de auto después de calificar este perderá la posición de arranque. *El piloto que participe en otro auto sin haber sido notificado 20 minutos antes será descalificado del evento y no tendrá puntos cualquier notificación deberá ser por escrito. Reglamento General 2008 REVISION DE SEGURIDAD Todos los vehículos deberán pasar inspección de seguridad antes de entrar a la pista e inmediatamente después de haber cumplido con el capítulo I (Inscripciones). Una identificación será colocada en el automóvil como prueba de haber cumplido con dicho requisito el no haberlo cumplido puede significar la descalificación de la carrera. En la inspección se revisaran básicamente los siguientes:

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a) Cinturón de seguridad b) Espejos retrovisore c) Extinguidor d) Roll bar o roll cage (jaula) e) Números de competencia f) Calcomanías obligatorias g) Luces h) Llantas oficiales *i) Casco rotulado nombre/sangre *j) Overol (Nomex GTII, GTIII) k) Guantes l) Licencia deportiva m) Inspección visual del motor n) Asientos o) Parabrisas p) Recuperador de aceite q) Defensas PILOTOS a) Casco (SNELL 00) Nombre del piloto rotulado en el casco incluyendo tipo de sangre. b) Overol de algodón (excepto GT-I, GT-II y GT-III) de preferencia nomex. c) Licencia de FMAD El comité organizador puede a su libre juicio realizar examen médico a cualquier piloto en cualquier momento durante todo el evento. El negarse a su práctica es motivo de descalificación. RESPONSABILIDAD DE PILOTOS Y EQUIPOS UNIFORMES Para la temporada 2008 los integrantes de un equipo deberán de portar un overol o camisa que los distinga en colores e imagen conforme a su auto de competencia. *La cual deberá de contar con nombre de la persona que porta la camisa, número de auto y categoría solo se darán acreditaciones a personas con uniforme. *El uso de este overol o camisa es OBLIGATORIO para todas las personas que participen como preparadores, riel. *LICENCIA DE PREPARADORES, INTEGANTES DE EQUIPO *Todos los integrante de equipo deben de contar con licencia de servicios expedida por la FMAD este requisito será OBLIGATORIO para poder estar acreditado y tener acceso a la zona de pits.

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ESPACIOS DE PUBLICIDAD RESERVADA Los espacios de publicidad reservados para el comité organizador serán los siguientes: Estos espacios podrán ser ocupados o no por el comité organizador lo cuál será comunicado por medio de un boletín oficial. El auto que no cumpla con esta disposición no podrá salir a la pista. RESPONSABILIDADES Toda persona que cuente con una licencia deportiva o acreditación FEMADAC, se compromete a cumplir y respetar el presente Código Deportivo, los reglamentos de Comisión Nacional de Pista y el presente reglamento. El piloto al momento de inscribirse a un evento, tiene la obligación de presentar su licencia deportiva vigente. Durante el evento, el piloto asume toda responsabilidad sobre las acciones y actuaciones de su equipo de trabajo, sus patrocinadores e invitados. Reglamento General 2008 *El piloto que no presente su licencia de competidor vigente, durante la realización de un evento, se hará acreedor a una multa, que fijará FEMADAC y que deberá cubrir en ese evento pata poder participar. El piloto es responsable de los actos en los que inculta cualquier miembro de su equipo, así como de sus invitados y patrocinadores. El piloto competidor tiene la obligación y responsabilidad de tramitar su licencia deportiva vigente en las oficinas de FEMADAC o con el delegado de su entidad, para poder inscribirse en un evento. *El piloto que desee ser representado por su jefe o director de equipo, deberá registrarlo y acreditarlo ante FEMADAC. De no ser así ninguna de estas personas tendrá representación ante FEMADAC y la Comisión Nacional correspondiente. Durante un evento, el no continuar en las prácticas y/o carrera por cualquier motivo, no exime al piloto y a su equipo de su responsabilidad en el cumplimiento y respeto de los reglamentos y Código Deportivo. RETIRO DE LA LICENCIA Cualquier persona que se inscribe, participa, compite o en cualquier forma interviene en una competencia que no esté avalada y sancionada por FEMADAC y su Comisión Nacional correspondiente, será suspendido y le será retirada su licencia deportiva.

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El piloto al que se decrete suspensión tendrá un plazo máximo de 72 horas para entregar su licencia deportiva, después de haber recibido la notificación. Cualquier retraso en la entrega de la licencia será agregado al término de la suspensión. Después de un accidente, el piloto deberá presentar una responsiva original de un médico con cédula profesional, que establezca su aptitud y capacidad física para seguir compitiendo en futuros eventos. Anualmente se revaluara la reexpedición de licencias deportivas, o el retiro de la misma, si se considera que durante la actuación deportiva de un piloto disminuyen sus aptitudes de manejo, o por haber manifestado en forma reiterada una conducta contraria al presente Código, reglamentos de la Comisión Nacional correspondiente y al del promotor/organizador. Todos los pilotos deben conocer el significado de las banderas. Deben respetar las indicaciones de los oficiales y autoridades del evento, durante los entrenamientos, calificación y carrera. Todos los competidores inscritos en un evento deberán cumplir y respetar el horario de las prácticas, calificación y carrera establecido en el programa. Los pilotos competidores deberán competir observando, para sí mismos y los demás, la más amplia actitud de respeto y espíritu deportivo. El piloto es responsable de que su auto de competencia se encuentre dentro del reglamento técnico y de seguridad de la competencia en donde participe. El piloto aceptará la revisión que determine el responsable técnico del evento, por el Comisario o por protestas presentadas. Los datos en la solicitud de licencia deberán ser correctos, el darlos falsos u omitirlos será motivo de una penalización. Queda prohibido que un piloto empuje su auto para cerrar su vuelta o finalizar una carrera, éste deberá terminar bajo sus propios medios. *La pista únicamente podrá ser utilizada por los pilotos en prácticas y carrera de su categoría o grupo, dentro del programa del evento, el piloto que de cómo mínimo una vuelta en prácticas que no son de su categoría perderá la siguiente práctica que corresponde a su categoría o grupo. El piloto que se vea obligado a detener su auto, voluntaria o involuntariamente, debe ser retirado de la pista. En caso de no poderlo realizar por sí mismo, es obligación de los oficiales de pista ayudar a retirarlo. *Al momento de detenerse en la pista si el piloto tiene la oportunidad de hacerlo en zona segura y sigue avanzando con el objetivo de llegar a pits deteniéndose en una zona no segura será penalizado con la pérdida de la siguiente práctica. Si en esta maniobra el piloto logra arrancar su motor: a) En prácticas y carrera podrá continuar si no ha cometido ninguna infracción al realizar esta maniobra.

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b) Si un auto, después de haber sido retirado de una zona peligrosa por los oficiales de piste, logra arrancar por sus propios medios, podrá reincorporarse a la práctica o carrera. Todas las reparaciones que se efectúen en la pista las deberá hacer el piloto con las herramientas y refacciones que lleve a bordo en caso de recibir apoyo externo será descalificado del evento. Reglamento General 2008 Es obligatorio al abandonar una práctica o carrera, cortar el interruptor (switch) maestro de corriente. El piloto tiene la obligación de dirigirse al Comisario del evento, para presentar una protesta o cualquier inconformidad por escrito y será quien determinará las medidas correspondientes al caso: La reclamación verbal a otro competidor queda estrictamente prohibida. Cualquier inconformidad deberá presentarse ante el Comisario del evento. El no cumplir este punto será motivo de una multa, hasta la descalificación del evento. La agresión física y/o verbal a otro competidor, equipos, oficiales, autoridades deportivas y organizadores del evento, será penalizada con la descalificación del evento y suspensión. Los pilotos deberán mantener un manejo deportivo durante las prácticas, calificación y carrera, respetando al máximo las trayectorias en curvas y en recta respetando el carril y su trayectoria, sin utilizar maniobras bruscas. Un piloto que intenta rebasar no deberá en ningún caso aprovecharse de sacar dos llantas de la pista para tratar de adelantarse a la entrada de una curva. A la entrada de una curva, si el piloto que intenta rebasar por dentro, lleva ya las llantas delanteras de su auto a (altura del piloto del otro auto, éste tiene la preferencia y el que está siendo rebasado deberá cederle el lugar suficiente para que lo rebase. El cambio de carril intempestivo en rectas para impedir que otro competidor lo rebase está totalmente prohibido, un piloto solo podrá cambiar de trayectoria una sola vez en la recta no podrá ir de un lado a otro. *El piloto que tenga un derrape o trompo dentro o fuera de la pista, podrá continuar la carrera reintegrándose por sus propios medios, con extrema

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precaución, vigilando sobre todo el paso de los demás vehículos. El piloto que pierda el control del auto y siga acelerando su auto en la tierra será sancionado y su manejo quedara condicionado durante el resto de la temporada. Todos los competidores deberán siempre facilitar el rebase a autos más rápidos, sobre todo, a los punteros. Queda prohibida la participación en una competencia con una licencia deportiva que no corresponda a la del participante, siendo responsabilidad del titular de la misma, el cual será penalizado. Queda estrictamente prohibida la participación en eventos y competencias bajo el influjo de drogas y/o sustancias prohibidas y/o bebidas embriagantes. En caso de que un piloto esté tomando algún medicamento por prescripción médica, deberá informarlo al médico responsable del evento. Queda estrictamente prohibido, el uso de narcóticos, anfetaminas o cualquier tipo de estimulantes. Un piloto que por prescripción médica deba tomar fármacos, deberá notificarlo al médico del evento y deberán ser autorizados por el mismo, para poder competir. Durante y después del desarrollo de un evento, el piloto podrá ser requerido para una revisión médica y no podrá rehusarse. Es una infracción muy grave cualquier intento o acto de soborno, directo o indirecto a cualquier persona que desarrolle funciones oficiales o empleado en una competencia y el acceder a la oferta por parte del oficial o empleado. Cualquier acción que tenga por objeto la inscripción o participación en una competencia de un automóvil que es inelegible para participar, será motivo de penalización tipificada como grave. Cualquier declaración pública en contra de las decisiones tomadas durante el desarrollo de una competencia, ya sea en contra de las autoridades deportivas o de os organizadores es una infracción muy grave. Se considera una infracción muy grave cualquier declaración pública que tenga como fin presionar a las autoridades deportivas o al promotor organizador, asociación o club, cuando se haya presentado una protesta o apelación. El manejo que revele dolo o intención de causar daño a otro u otros vehículos durante el desarrollo de eventos y competencias se considera una infracción muy grave y será motivo de descalificación automática del evento y suspensión. Reglamento General 2008 SEGUROS 1) Todos los eventos están cubiertos por un seguro contra daños a terceros. 2) Los autos y competidores en el evento, no están considerados como terceras partes entre ellos.

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JUNTA DE PILOTOS 1) La Junta de pilotos se podrá efectuar antes de iniciar el evento o la carrera esta será claramente avisada en el programa del evento. 2) Todos los participantes tienen la OBLIGACION de asistir a la junta, NO podrán nombrar un representante. 3) Los pilotos que no asistan a la junta de pilotos en el tiempo estipulado perderá su posición de arranque en la parrilla. 4) Se pasara lista de todos los inscritos 5 minutos después de la hora pactada. PRESENTACION DE LOS VEHICULOS Las carrocerías deberán de estar en óptima condiciones y completas. No se aceptan vehículos que estén pintados con "primer" total o parcialmente. La presentación de todos los vehículos y su apariencia, deberá de ser limpia y ordenada. Automóviles que estén sucios en su interior o exterior podrían no ser aceptados. Los automóviles deberán de salir a la pista con todas las partes de su carrocería. NÚMEROS DE COMPETENCIA OBLIGATORIOS Los números de competencia para la temporada 2008 serán publicados en la página de internet. El piloto que deje de participar en dos competencias perderá el apartado de número y podrá ser utilizado por cualquier otro competidor. El comité organizador enviara un comunicado indicando las características del número oficial para la temporada 2008. OFICIALES EN UN EVENTO Los oficiales de un evento deberán contar con la suficiente experiencia y conocimientos necesarios para cumplir debidamente con sus funciones, respetando y haciendo cumplir los reglamentos y Código Deportivo así como los del serial correspondiente, DIRECTOR DE CARRERA Es el responsable del buen funcionamiento del evento en el aspecto deportivo. Sus funciones son: a) Mantener el orden en coordinación con las autoridades que son responsables de la seguridad pública.

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b) Asegurarse que todos los oficiales de pista tengan la información que requieren para llevar a cabo sus funciones. c) Controlar a los competidores y sus vehículos y evitar, en caso necesario, la participación de algún piloto suspendido o descalificado, con el apoyo del Comisario del evento. d) Evitar que un piloto tome parte en una competencia para la cual no ha calificado, con el apoyo del Comisario del evento e) Asegurarse de que cada vehículo sea tripulado por el piloto inscrito y supervisar que los autos participen en sus categorías respectivas. f) Cuidar que los autos lleguen formados a la línea de arranque, para poder dar la señal. g) Dialogar con el Comisario del evento con relación a cualquier propuesta para modificar el programa o a violaciones a os reglamentos y/o protestas de parte de los competidores. h) Asegurar que el horario del programa del evento se respete. i) Presentar ante el Comisario del evento, a los pilotos y/o miembros de equipo que se considere que con su conducta violaron reglamentos. j) Recibir protestas y transmitirlas al Comisario, quien tomará las medidas que sean necesarias. k) Recabar informes del cronometraje, revisores técnicos y observadores de pista, junto con la información necesaria para la determinación de los resultados. l) Presentar a La Comisión Nacional que corresponda con copia a FEMADAC el reporte del evento, m) Deberá vigilar y coordinar con base en inscripciones reales, la lista de competidores con nombre y número de autos para cronometraje. DIRECTOR DE PISTA Se encuentra bajo la autoridad del Director de Carrera y es el responsable de distribuir al personal en los puestos y que cuenten con el equipo que necesitan. RESPONSABLE DE CRONOMETRAJE Su función es informar el tiempo de cada competidor durante la calificación y la competencia. a) Preparar y firmar de acuerdo con su responsabilidad los reportes y entregarlos al Director de Carera y al Comisario. b) Enviar a solicitud del Comisario o de La Comisión Nacional correspondiente las hojas originales del cronometraje. c) No deberá comunicar ningún tiempo o resultado, excepto al Director de Carrera y/o al (los) Comisario(s).

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d) Es el responsable de que los vehículos lleven colocado el transmisor (chip) en el lugar adecuado. e) Recibir la lista correcta de los inscritos, con el nombre de los pilotos competidores y sus números de competencia. O En carreras de duración, deberá entregar reportes cada hora. g) Al finalizar las prácticas, calificación, vueltas de calentamiento (warm up) y carrera, entregar los tiempos al Director de Carrera y Comisario para que sean firmados de autorizados. Reglamento General 2008 h) El cronometraje computarizado siempre deberá contar con un cronometraje manual de respaldo. i) Es el responsable de comunicar la última vuelta, excepto en las carreras de duración, así como el final, al Director de Carrera. j) En todas las carreras, los cartelones que indican el número de vueltas que lleva el puntero, deberá llevarse en forma regresiva. FUNCIÓN DE REVISOR TÉCNICO a) Verificar la revisión de seguridad de los autos, para permitir su participación en el evento. b) Verificar los automóviles, antes, durante y después del evento, si esto es requerido por el Comisario y/o el Director de Carrera. c) Utilizar los instrumentos de medición aprobados por la Comisión Nacional correspondiente, previstos por los organizadores en los casos necesarios. d) Preparar y firmar bajo su propia responsabilidad sus reportes y entregarlos al Comisario y al Director de Carrera, notificando de inmediato cualquier anomalía que se encuentre, DIRECTOR DE FOSOS (PITS) Está bajo las órdenes del Director de Carrera, tiene bajo su responsabilidad el orden y seguridad de esta área; distribuye al personal y equipo en las zonas necesarias; coordina las acciones de cierre y apertura de fosos (pits), coordina las acciones de sus oficiales. FUNCIONES DE LOS OFICIALES DE FOSOS (PITS) Controlarán cualquier tipo de reabastecimiento a los autos, aplicando las prescripciones previstas en los reglamentos del promotor/organizador. a) Estarán bajo las órdenes del director de fosos (pits), al cual deberán reportar inmediatamente cualquier anomalía o violación cometida por un piloto.

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b) Al término de las competencias deberán entregar un reporte al director de fosos (pits), ya sea verbal o por escrito, de acuerdo con las instrucciones que hayan recibido. FUNCIONES DE OFICIALES DE PISTA Los observadores de pista ocuparán a lo largo de la misma los puestos asignados a ellos por el director de pista. a) Tan pronto como el evento se inicia cada uno de los observadores está bajo las órdenes del director de carrera, a quien deberán reportar inmediatamente por los medios de comunicación con los que cuente, los accidentes o incidentes que ocurran en la sección de pista que se les ha asignado. b) A los oficiales de banderas se les confía la señalización, también podrán ser observadores. c) Al finalizar la competencia, todos los observadores deberán entrenar al director de carrera un reporte por escrito de los incidentes, accidentes y anomalías que hayan ocurrido en su sector, con copia a los comisarios del evento. SECRETARIO DEL EVENTO a) Preparar formatos de reporte, boletines especiales, a los competidores. b) Mantener actualizada la lista de inscritos a cronometraje y a Dirección de Carrera. c) Emitir boletines, información y sanciones a pilotos, enviados a fosos (pits) durante el evento. d) Entregar la información de los tiempos y resultados. e) Elaborar carpetas de información para el Director de Canora y el Comisario. f) Coordinar la recepción de protestas y reclamos y de acuerdo a estas, emitir los boletines de información correspondiente. DIRECTOR GENERAL DEL EVENTO No tiene facultades ejecutivas dentro del área deportiva de un evento, esta facultad es exclusiva del Director de Carrera y del Comisario y no podrá intervenir de ninguna manera. a) Es el responsable ante todas las autoridades deportivas y gubernamentales del evento en general b) Es el responsable de que todos los oficiales del evento, oficiales de pista y personal de su organización cuenten con el equipo y material necesario para

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llevar a cabo eficientemente sus funciones, incluyendo el uniforme o chaleco que los identifique. PROTESTAS Este derecho radica únicamente en los pilotos competidores o en los jefes y directores de equipo, siempre y cuando hayan sido acreditados ante FEMADAC y cuenten con su acreditación correspondiente, y pertenezcan a la misma categoría o clase del vehículo a protestar. PRESENTACION DE UNA PROTESTA Deberá de solicitar el formato de presentación de protesta al comité organizador. TIEMPO LÍMITE PARA PRESENTAR UNA PROTESTA Una protesta en contra de un competidor o protesta de carácter técnico debe presentarse dentro de los 30 minutos siguientes, después de finalizar la carrera. Las protestas deberán entregarse al Comisario o a un oficial autorizado del evento, en caso de que el Comisario no esté disponible en ese momento, podrá entregarse a un oficial del evento para que se reciba en el tiempo oportuno, firmando éste una copia de recibido. Únicamente se permiten protestas individuales, por auto y/o por piloto. Las protestas que no se refieran a aspectos técnicos, no tendrán costo. Reglamento General 2012 Las protestas en contra de los hándicaps o la forma como fueron elaboradas las mangas (heats), deberán presentarse cuando menos una hora antes del anuncio de carrera. PROTESTAS TECNICAS Las protestas de carácter técnico serán turnadas para su inspección al oficial encargado de la revisión y deberán estar acompañadas de la cuota en efectivo que indique el siguiente tabulador: a) $ 5,000.00 abrir un motor por una sola protesta b) $ 2,000.00 por cada causa después de la primera.

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c) $ 3,500.00 transmisión y diferencial. d) $ 2,500.00 suspensión, frenos por cada causa. e) $ 2,000.00 cualquier protesta técnico-mecánica distinta a las anteriores. En la protesta técnica por escrito se debe especificar claramente las piezas que se protestan. Si la protesta procede, se le devolverá el dinero al piloto que protestó. Si la protesta no procede, se entregará al protestado el 100% del valor de la protesta. Si al estar realizando la revisión específica mencionada en la protesta, se encuentra cualquier anomalía al reglamento del promotor/organizador, el auto quedará automáticamente descalificado del evento y se hará acreedor a la penalización correspondiente Las protestas sobre violaciones visibles de un auto competidor a cualquier falta al reglamento técnico de la categoría en cuestión deberán presentarse 60 minutos antes del inicio de la calificación o carrera en la cual el auto tomará parte. El piloto protestado será informado inmediatamente para que corrija la falta. Este tipo de protesta no tiene ningún costo y no exime al protestado de una nueva revisión del mismo punto, al final de la calificación o carrera. En todos los casos, será el Comisario del evento quien informe de las decisiones finales para considerarse oficiales. Las protestas en contra de las decisiones de la revisión técnica y/o mecánica deberán presentarse inmediatamente después de conocer el piloto el resultado de la revisión. PROTESTA A UN MOTOR DURANTE LA CALIFICACIÓN Si el motor tiene que seguir siendo utilizado para continuar con el programa, se sellará por el Revisor técnico. En el caso de que el motor requiera de alguna reparación, solo podrá efectuarse ante la supervisión del protestante y del Revisor técnico. I Si el motor es del auto, deberá entregarse para su custodia al revisor técnico. II Si el protestado volviera a utilizar el motor, durante el transcurso del evento, se le devolverá en los términos del punto a), sin que esto libere al protestado de no volverlo a entregar al finalizar el evento o al terminar de utilizarlo.

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PROTESTAS SIN FUNDAMENTO 1. Las protestas que a juicio del comisario y oficiales del evento, sean presentadas en forma antideportiva, no serán aceptadas y podrá ser motivo de descalificación del evento. Si se juzga que una protesta es presentada sin ningún fundamento y se comprueba que el autor de la protesta actuó de mala fe y con dolo, será descalificado del evento y la Comisión Nacional correspondiente y FEMADAC podrán, además, aplicar desde una multa hasta la suspensión. PENALIZACIONES DE AUTOS DESCALIFICADOS EN REVISIÓN TÉCNICA Los autos protestados o revisados en la que sean descalificados por anomalías en la revisión técnica tendrán las siguientes penalizaciones: 1era ocasión. Descalificación del evento 2da repetición. Descalificación del evento y suspensión de una carrera 3era repetición. Expulsión por el resto de la temporada Esta penalización aplica para el preparador del auto, piloto y auto. FOSOS (PITS) – PARQUE CERRADO Los fosos (pits) son una zona restringida en la que ninguna persona podrá permanecer en el sin que porte el gafete oficial correspondiente. CIRCULACION EN FOSOS (PITS) La velocidad máxima de circulación en el área de fosos (es de 40 KMH ó 25 MPH) El no respetar esta disposición será motivo de una multa de parte de FEMADAC, hasta la descalificación del evento y no elimina la posibilidad de que se aplique conjuntamente una penalización por parte de la Comisión Nacional correspondiente. En casos particulares, por las características de una pista y su área de fosos pitas), la velocidad del carril rápido deberá ser disminuida y el promotor/organizador llene la obligación de informarlo en la convocatoria. Durante la realización de un evento en (a zona de fosos (pits), deberán respetarse estrictamente los siguientes lineamientos: Queda estrictamente prohibida la presencia de niños menores de 14 años. Es obligatorio despejar de vehículos y remolques la parte trasera y el interior de los fosos (pits). Respetando los espacios asignados. Están autorizadas hasta 4 personas para atender un vehículo en la zona externa del foso (pit) correspondiente.

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Por cada persona extra que intervenga será penalizado. Reglamento General 2008 Queda estrictamente prohibido el uso de sopletes o de herramientas que puedan producir chispas en el interior y la parte frontal de los fosos (pits). Si el piloto rebasa su foso (pit) al intentar detenerse, únicamente podrá regresar al mismo empujado por sus mecánicos. Queda estrictamente prohibido circular en sentido contrario o en reversa mecánica en la zona de fosos (pits). Será motivo de una multa y penalización perdiendo los tiempos de calificación o quedando sin posibilidad de calificar. Cualquier reparación fuera de los fosos (pits), deberá ser realizada únicamente por el piloto, la ayuda de terceros será motivo de una multa y significará la descalificación del auto. Queda estrictamente prohibido ingerir bebidas alcohólicas y fumar durante el desarrollo del evento, en esta área. *Para las categorías GTII, GTIII deberán de señalizar su cajón de pits para realizar su cambio de piloto. EQUIPO OBLIGATORIO POR AUTO EN FOSOS (PITS) En cada foso (pit) y por un auto competidor se deberá contar en forma obligatoria: a) Extinguidor de polvo ABC con una capacidad mínima de 4 kg b) Una escoba o cepillo. c) Un recipiente para desechos de combustible, solventes y aceite. d) Dos kilos de de arena sílica Queda estrictamente prohibido ingerir bebidas alcohólicas y fumar durante el desarrollo del evento, en esta área. Queda estrictamente prohibido arrojar sobrantes o desechos de combustible, solventes y aceites en el interior de las coladeras de fosos (pits). Es obligatorio contar con un recipiente para estos desechos. El equipo que infrinja esta norma se hará acreedor a una multa de parte de FEMADAC y una multa en especie estipulada por el promotor del evento. Desde el momento en que salga el primer automóvil, el carril rápido (fast lane) de los fosos (pits) debe permanecer libre de cualquier persona o vehículo de servicio, no autorizado por la Dirección de Carrera. La salida de fosos (pits) debe quedar libre y sólo permanecerán las personas autorizadas por el Director de fosos (pits).

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Se deberá notificar mediante cartelones para todos los fosos (pits), para informar el tiempo para la apertura y cierre de la salida de fosos (pits). (10, 5, 3 y 1 minuto). No se permite el reabastecimiento de combustible fuera del área de los fosos (pits), o en la parrilla de salida esto será motivo de descalificación. Para el reabastecimiento de combustible, es obligatorio contar con una persona del equipo con un extinguidor de un mínimo de 4Kg de capacidad. Todas las personas involucradas en el área de fosos deberán vigilar cuidadosamente de no portar ropa inflamable como, nylon. Acrilán, rayón, etcétera. PARQUE CERRADO En todos los eventos se deberá contar con un área adecuada, para llevar a cabo las revisiones de seguridad y técnicas. Revisión de seguridad/técnico mecánica: Esta revisión es primordial en un evento y se debe llevar con transparencia y claridad, para evitar malas interpretaciones y confusiones. El revisor técnico deberá tener un asistente mínimo y ambos deben tener pleno conocimiento de los reglamentos y capacidad en el desempeño sus funciones. El parque cerrado es obligatorio en aquellas competencias para las cuales se tiene previsto la revisión de seguridad y técnica mecánica de los automóviles. Deberá estar ubicado lo más cerca posible de la entrada de fosos (pits). En caso de que la báscula se encuentre en otra área, el revisor deberá contar con personas que lo asistan para cubrir el pesaje y el parque cerrado. Les competidores están obligados a llevar sus autos al parque cerrado, como se prevé en el reglamento del promotor/organizador o como lo establece este Código o el reglamento de la Comisión Nacional respectiva, aún cuando se prevea que no haya revisión, deberán permanecer ahí los 30 minutos reglamentarios. Si durante la revisión de seguridad, el Revisor técnico encuentra una falta o el auto no tiene la elegibilidad para la categoría correspondiente, tiene la facultad de negarle el acceso a la pista, avisando al Director de Carrera y al Comisario; y su decisión será inapelable. El Revisor técnico deberá contar con la herramienta y equipo necesarios para efectuar las revisiones correspondientes. En caso de no contar con el suficiente personal para llevar a cabo las revisiones, la revisión respectiva la realizarán los mecánicos del auto, vigilados por el Revisor técnico

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PROCEDIMIENTO EN PARQUE CERRADO a) Calificación: Después de terminar sus vueltas de calificación, los autos deberán pasar de inmediato a la revisión técnica. b) Carrera: Al finalizar una carrera, el responsable de la revisión deberá encontrarse presente en el parque cerrado para recibir a los autos que terminen extraoficialmente en los seis primeros lugares de cada categoría. Reglamento General 2008 c) Durante los 30 minutos siguientes de finalizada la carrera, ninguna persona podrá tocar lo autos y no se permitirá la entrada a ninguna persona ajena o involucrada con los tres primeros lugares. Únicamente el Revisor técnico o su asistente podrán estar presentes. d) Al iniciar la revisión sólo podrán estar presentes dos personas como máximo por auto, además del responsable técnico y el comisario y representante de FEMADAC. e) En caso de una revisión por protesta, se permitirá la presencia de un representante del protestante. f) La revisión podrá ser igual para todos los autos. El sexto lugar queda como reserva para su revisión, si fuese descalificado cualquiera de los cinco primeros lugares. g) Únicamente al final de la carrera podrá realizarse una revisión por sorteo, en cuyo caso los diferentes puntos de la revisión deberán estar por escrito y en sobres cenados. Los pilotos o los representantes de los cinco primeros lugares escogerán un sobre que indicará el tipo de revisión que se le efectuará a su auto. h) Si al estar realizando a revisión específica, se encuentra cualquier anomalía al reglamento, el vehículo y piloto quedarán automáticamente descalificados, independientemente de hacerse acreedores a otras penalizaciones. f) Se vigilara de manera muy estricta la conducta de todos los presentes en el parque cerrado. La (s) persona (s) que incurra (n) en cualquier tipo de falta y no respeten estos puntos, serán descalificados y penalizados. CALIFICACIÓN 1.- Todos los automóviles y pilotos deberán participar como mínimo en una práctica antes del inicio de la carrera. Sin embargo, el director de carrera y el comisario podrán autorizar la participación de algún piloto que, por causas de fuerza mayor, no haya intervenido en las prácticas. 2.- Esta prohibido intercambiar números e invadir sesiones de calificación de otra categoría.

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3.- Para definir la posición de arranque, se tomara en cuenta la mejor vuelta del entrenamiento calificado. En caso de empate las posiciones se definen por el orden en que se logro la mejor vuelta. 4.- La pista solo podrá ser utilizada en los horarios indicados para prácticas y carrera solo por los pilotos registrados en el evento. 5. En caso de cambio de auto solo podrá ser autorizado antes de la calificación. 6. Para los pilotos que participan en equipo podrán calificar en otro auto que no sea el suyo siempre y cuando sea colocado su número de competencia e informar con una anticipación de 20 minutos al director de carrera. CARRERA Ningún piloto podrá tomar parte en una carrera sin antes haber participado por lo menos en un enfrenamiento previo a la carrera. Para autorizar una carrera, deberá ser arrancar con un mínimo de seis automóviles. Para tener derecho a puntuación y premios en una carrera, se deberá haber recorrido más del 50% de la misma, Los vehículos que sean 20% más lentos que el puntero podrán ser retirados de la carrera, por representar un peligro. Si la carrera es suspendida antes de completar el 50% deI recorrido total y no puede reiniciada, la(s) categoría(s) afectada(s) tendrá doble puntuación en el siguiente evento de la serie. Si esto ocurre en el último evento, o este es un evento individual, se correrá al día siguiente a juicio del promotor/organizador. Al finalizar la carrera os tres primeros lugares podrán dar una vuelta más portando la bandera que indica el lugar obtenido: Cuadros - Primer lugar Blanca - Segundo lugar Verde - Tercer lugar Al finalizar la carrera, en la vuelta de ganador, queda prohibido subir al vehículo a cualquier persona así como rebasar a los demás autos en el circuito. Al finalizar la carrera, los seis primeros lugares, deberán pasar directamente de la pista aI parque cerrado. PRACTICAS Los tiempos de entrenamiento serán determinados en la convocatoria y programa del evento del organizador,

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a) El Director de Carrera podrá detener una práctica si considera que es necesario, recuperar un vehículo o si una zona de la pista necesita limpieza y este tiempo deberá reponerse a la categoría afectada, hasta completar el tiempo programado. b) La posición de arranque será determinada por el mejor tiempo logrado por cada piloto durante la práctica de calificación. c) No se podrá autorizar el arranque de un piloto que en su calificación en su misma categoría, emplee más del 20% del tiempo del mejor calificado. Quedando a juicio del Director de Carrera. d) En el caso de que dos categorías compitan en la misma carrera, el auto calificado más rápido en la categoría lenta no debe ser más lento que el 20% del auto más rápido de categoría rápida. e) Estas medidas no se tomarán en cuenta en eventos de resistencia. PARRILLA DE SALIDA Si por causas de fuerza mayor o mal tiempo es necesario cancelar las prácticas calificadas, la parrilla de salida podrá ser determinada de la siguiente manera, por el Director de Carrera y/o Comisario: a) La práctica de calentamiento que se realiza el día de la carrera podrá ser calificada. b) Por sorteo. c) La parrilla de salida debe ser publicada antes de que inicie la formación de parrilla. d) En caso de que uno o más pilotos hayan logrado el mismo tiempo, los lugares de arranque serán determinados por el piloto que haya logrado primero el tiempo. e) Las distancias mínimas entre dos coches en la parrilla de salida debe ser entre 6 y 10 mts. De acuerdo a la categoría. Reglamento General 2008 Todos los pilotos son responsables de estar a tiempo y en su posición en la parrilla de salida. La salida de los autos de la zona de fosos (pits), será cerrada en el tiempo establecido en el programa del evento. g) Los autos que no hayan salido a tiempo, deberán esperar a que por la salida de fosos (pits) pase el auto que ocupe el último lugar de la parrilla de salida, respetando la señal del oficial de salida de fosos (pits). h) Durante el tiempo en que esté abierta la salida de fosos (pits), para dirigirse a la parrilla, los competidores podrán reingresar a fosos (pits), circular por el carril rápido fast lane a la velocidad permitida y con mucha precaución y volver a salir a la pista, cuantas veces el tiempo lo permita.

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u) Los huecos en la parrilla deberán ser respetados. j) En caso de que la línea de salida sea después de la salida de fosos (pits) se realizará una parrilla falsa que debe estar colocada frente de los fosos (pits) y una vez que den la vuelta de reconocimiento, se colocarán en la parrilla definitiva (es recomendable que el lugar de la parrilla falsa y definitiva sea la misma). FORMACIÓN DE PARRILLA Durante la formación de parrilla se llevara a cabo el siguiente procedimiento: La parrilla se formara en una zona en donde los autos tengan libre acceso a la entrada de pits y salida de pits. Los autos tendrán 10 minutos para entrar y volver a salir de los pits dando vueltas al circuito para verificar presión de llantas etc. Los autos se detendrán en la parrilla y ocuparan su lugar de arrancada. Se colocaran letreros 5,3 y 1 minuto en salida de pits hasta el cierre de los mismos si un auto queda en pits este deberá arrancar atrás de todos los autos participantes. *El equipo deberá indicar a su piloto el lugar de arranque mediante un cartel con su número de auto la parrilla estará indicara la posición de arranque, es responsabilidad del equipo saber su posición de arranque. ARRANQUE El arranque es el momento en que se da la salida a uno o varios competidores que arrancan juntos. En el caso del cronometraje, el tiempo se iniciará en el momento en que se da la señal de arranque. I Un competidor será considerado que arrancó en el momento en que la orden de arranque es dada. II. Queda prohibido detenerse o rebasar durante las vueltas de reconocimiento. III. La separación entre los autos en las vueltas de reconocimiento deberá ser y mantenerse de 10 mt, aproximadamente. IV. El procedimiento de arranque será el siguiente: a) En las vueltas de reconocimiento los autos deben conservar sus posiciones, sin rebasar. Una vez iniciado este procedimiento queda prohibido cambiar de vehículo. b) Cualquier piloto que no pueda arrancar su auto para las vueltas de reconocimiento, podrá ser ayudado por sus mecánicos. No podrá

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reincorporarse a su posición en la parrilla y deberá tomar la salida al final de la misma. c) Si algún problema se presenta cuando los autos llegan a la parrilla al final de las vueltas de reconocimiento, que deberán siempre ser dos, se presentará una bandera roja y se cancelará el arranque. d) Si se dieran más vueltas de reconocimiento estás serán descontadas de la distancia total de la carrera. e) No se permite el reabastecimiento de combustible ni de ningún otro líquido, ni recibir asistencia mecánica. f) Si después del arranque un auto queda detenido los oficiales lo retirarán de la zona peligrosa. g) Cualquier violación de las reglas relacionadas con el procedimiento de arranque será penalizado. h) El procedimiento de arranque de carrera podrá variar en caso de que las condiciones climatológicas o de seguridad así lo ameriten. Un piloto puede cambiar de automóvil después de haber registrado su mejor tiempo en clasificación y retendrá su posición de arranque, previniendo que lo haga en el auto de la misma marca, tipo, grupo y categoría y en el cual haya estado inscrito como parte del equipo. Si éste no es el caso, arrancará al final de la parrilla. Después de la publicación final de la parrilla de salida, los lugares de los autos que no arrancan deberán de dejarse vacíos, los demás competidores arrancarán en su posición tal y como fue publicada en la parrilla de salida. El organizador podrá escoger el tipo de arranque, ya sea a auto lanzado o a auto parado. ARRANQUE AUTO LANZADO a) Una salida lanzada es aquella que se da cuando el automóvil está en movimiento en el momento de dar la señal, después de haber completado las dos vueltas de reconocimiento. b) Para un arranque lanzado, s competidores deberán, durante dos vueltas, ser guiados por un auto insignia. A partir de esto se considerará que el evento se ha iniciado cuando el auto líder (no el auto insignia) cruza la línea de salida. Estas vueltas podrán aumentar si a juicio del arrancador lo considera necesario, y estas vueltas adicionales serán descontadas de la longitud total de la carrera.

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ARRANQUE A AUTO PARADO El arranque a auto parado es aquel en el cual todos los autos están detenidos al momento de recibir la señal de salida. ARRANQUE EN FALSO Un arranque en falso ocurre cuando antes de que se dé la señal, un piloto se mueve hacia adelante de su posición prescrita. Penalizaciones por arranques en falso: Cualquier piloto que haga una salida en falso, será penalizado sumándole un tiempo “x” a su tiempo total de carrera, la penalización debe ser avisada a su equipo de manera obligatoria a) El tiempo x varía según la gravedad de la falta cometida pudiendo llegar hasta la descalificación a juicio del Director de Carrera y del comisario del evento, pudiendo aplicarse también una multa. Reglamento General 2012 b) La penalización podrá ser durante carrera mediante una bandera negra ordenando al piloto penalizado una entrada y salida de fosos (pits) (stop and go), con o sin tiempo de parada. Cualquier otro tipo de arranque deberá ser especificado claramente en a convocatoria y deberá ser autorizado por el Comisario del evento. MANGAS (HEATS) Una competencia puede ser en mangos (heats). La composición de estos será determinada por el comité organizador y será publicada en el programa. La composición de las mangas (heats) podrá ser modificada si esto fuera requerido por el director de carrera y/o comisario del evento. ENCADENAMIENTOS DURANTE LA CARRERA El Director de Catrera podrá decidir un encadenamiento si las condiciones de la pista lo requieren: El Director de Carrera dará la orden de poner banderas amarillas en los puestos y sacar los letreros de auto insignia. Los pilotos deberán disminuir su velocidad, circular con precaución y conservar sus posiciones (queda prohibido rebasar). A la orden del Director de Carrera el auto Insignia ingresará a la pista con la torreta prendida, A una velocidad adecuada a la categoría. Todos los autos se colocarán atrás de él.

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Irán pasando al auto insignia a la indicación de éste hasta que el líder quede atrás de él y en todos los puestos se mantendrán las banderas amarillas estáticas, excepto en el lugar del accidente y cuando el contingente circule en la zona del puesto se agitarán hasta que el último auto dejé la zona. Una vez que se restablezcan las condiciones adecuadas en la pista, el Director de Carrera indicará al auto insignia que apague su torreta al pasar por la línea de meta para indicar la última vuelta del encadenamiento. El auto insignia entrará entonces fosos (pits) o se detendrá en un lugar previamente determinado y con la bandera verde se dará reinicio a lo carrera en la línea de meto. Al recibir lo bandera verde para finalizar el encadenamiento, los competidores no podrán rebosar, hasta que el auto puntero haya cruzado la línea de meta en donde se muestra la bandera verde. En carreras consideradas de duración o resistencia, en caso de ocurrir un encadenamiento durante las dos primeras vueltas la entrada a fosos estará cerrado. FINAL DE CARRERA En las carreras a vueltas, es obligatorio indicar a los competidores la última vuelta con bandera blanca. En carreras de duración a tiempo, no se podrá indicar última vuelta con bandera blanca. La señal del final con bandera a cuadros, será dada cuando el auto líder haya cubierto la distancia programada. En el caso de que la señal del final sea dada inadvertidamente o por cualquier causa antes de que el auto líder haya cumplido las vueltas o el tiempo establecido, la carrera será terminada en el momento que la señal sea dada. En el caso de que la señal del final sea dada después de que se haya cumplido la última vuelta establecida o haya transcurrido el tiempo determinado, la carrera se considera terminada de acuerdo con el paso de los autos sobre la línea de meta en el momento en que la distancia o el tiempo total sean cumplidos. Después de recibir la bandera a cuadros, los autos deben completar una vuelta más a velocidad moderada y dirigirse los seis primeros lugares a parque cerrado y los demás deberán ingresar a fosos (pits).

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DETENCIÓN DE UNA CARRERA En caso de detener una carrera, la bandera roja será mostrada en el puesto principal y en todos los puestos de la pista. Los autos deben reducir la velocidad y regresar a la zona de arranque. La detención de la carrera es responsabilidad del Director de Carrera del evento. La clasificación pan el nuevo arranque de la carrera será establecida tomando como base la vuelta anterior en la que a carrera fue detenida. La carrera se reiniciará cuando el Director de Carrera determine que las condiciones de la pista están restablecidas. Cuando la bandera rojo se muestro en las dos primeras vueltas a) Es un nuevo arranque. b) Los autos deben retomar a sus posiciones originales en la parrilla. c) Todos los autos que arrancaron podrán hacerlo nuevamente. d) Se correrá a la distancia programada. Los autos deberán ocupar sus posiciones de salida inicial en la parrilla. e) Únicamente podrán arrancar los autos que tomaron la primera arrancada y los autos de reserva o muletos inscritos que hayan cumplido con la revisión técnica, estos últimos podrán sustituir al auto original. f) Podrán cambiar los autos muletos que hayan sido debidamente inspeccionados en los fosos (pits), pero no puede haber dos vehículos con el mismo número en la parrilla. g) Debe haber suficientes oficiales vigilando el cumplimiento de estos puntos h) Se debe limpiar la pista lo más rápidamente posible. i) Si antes de la detención, un auto entrara a fosos (pits), y es detenida la carrera, dicho competidor debe arrancar desde fosos (pits) en el nuevo arranque. Cuando la carrera se detiene después de que se hayan cumplido más de dos vueltos y antes del 75% de la carrera. a) Los autos deben regresar a la parrilla y detenerse antes de la parrilla de salida donde les indiquen los oficiales. Una vez que sean conocidas las posiciones de arranque se empujaran los autos a sus posiciones de salida. b) No podrán recargar combustible ni ningún líquido. c) No podrán hacer ninguna reparación de ningún tipo, ni cambiar llantas, a menos de que la carrera se haya detenido por lluvia y se haga el cambio por llantas con dibujo.

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Reglamento General 2008 d) La carrera será considerada en dos partes. La primera termina en la penúltima vuelta cuando el líder cruza la línea de meta antes de que la carrera sea detenida. e) El orden de salida de la segunda parte será el orden en la penúltima vuelta antes de que haya sido dada la señal de detención. f) La distancia de la segunda parte será la distancia programada, restando la distancia recorrida, menos tres vueltas. g) Únicamente los autos que tomaron parte en el arranque original podrán tomar la salida, siempre y cuando hayan regresado a la parrilla por sus propios medios, por la ruta autorizada, y que no hayan sido retirados oficialmente. h) No podrán utilizarse los autos muleto. i) En caso de que la carrera haya arrancado con el aviso de pista mojada, no podrá detenerse, para el cambio de llantas. j) La carrera se considera terminada en la penúltima vuelta cuando el auto líder haya pasado por la línea de meta antes de que se detuviera la carrera. CLASIFICACIONES El automóvil que clasifico en primer lugar es aquel que ha cubierto la distancia establecida en el menor tiempo posible. a) Los autos serán clasificados de acuerdo a las vueltas que completen. b) Los autos que completen el mismo número de vueltas, serán clasificados por el orden en el cual pasaron la línea de meta. c) Si un auto demora más del doble del tiempo que a vuelta más rápida del ganador de la carrera para recorrer su última vuelta, ésta no será tomada en cuenta. d) La clasificación oficial será publicada después de la carrera en el lugar que indique el programa del evento y que deberá estar firmada por el director de carrera y el comisario, EMPATES En carrera: En el caso de un empate, para definir al ganador se tomarán en cuenta los tiempos de calificación. En campeonatos, se determinará al ganador tomando en cuenta el mayor número de primeros y segundos lugares obtenidos durante la temporada y así sucesivamente,

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RESULTADOS Los resultados serán extraoficiales hasta que el director de carrera y el comisario hayan revisado todos los reportes inherentes a la carrera. Los resultados estarán sujetos a correcciones por porte del comisorio del evento. En cuyo caso el promotor u organizador deberá esperar la decisión final para poder entregar los trofeos y premios correspondientes, así como publicar el estado del campeonato. CAMBIO DE PÍLOTO El cambio de piloto de las categorías GTII y GTIII se llevará acabo de manera oficial del minuto 20 al minuto 40 el piloto decidirá el momento en el que puede entrar a la zona de pits el cuál se indicará mostrando un letrero con el número 20 y 40. Si existe un encadenamiento antes del minuto 20, ningún auto podrá entrar a la zona de pits y de hacerlo no se contara esa entrada como cambio de piloto. En caso de encadenamiento del minuto 20 al 40 todos los autos deberán de hacer un paso por meta encadenados, a partir de su paso por meta donde se mostrara el letrero con el número 20, en el momento que todos los autos vean el letrero podrán entrar a la zona de pits de lo contrario serán penalizados con un stop and go en la zona de pits mostrando en puesto1 bandera negra acompañada del número del auto. No se permite la recarga de combustible durante este tiempo. *CATEGORÍAS Las categorías para la temporada 2008 son las siguientes: VWR.- Autos VW exclusivos para carreras de autos, solo conservando la imagen de auto de calle 1600s.- Autos con cilindrada hasta 1600 cm3 100% de calle Pro Stock.- Autos con cilindrada máximo de 1800cm3 100% de calle Stock 2000.- Autos con cilindrada máxima de 2000cm3 100% de calle Chevy.- Categoría para autos Chevy C2 y similares GTT.- Autos turbo GT.- Autos de calle modificados GTII.-Autos hasta 1850cm3 con plataforma modificados 100% de carreras GTIII.-Autos tubulares hasta 2000cm3 100% de carreras Para que una categoría sea oficial deberá contar por lo menos con 5 autos participando en cada una de las fechas. Las categorías que no cumplan con esta norma serán adicionadas a otra de acuerdo con los tiempos realizados en prácticas o calificaciones en caso de que el tiempo realizado para evaluar su clasificación sea mejorado en un 10% en la carrera será motivo de descalificación

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Si después de algunas carreras se reúnen los 5 autos por categoría los autos que ya han tomado parte en otras carreras pasaran a su categoría original con el 40% de los puntos o tendrán la opción de quedarse en su categoría actual. Reglamento General 2012 CAMBIO DE CATEGORÍA Cuando un piloto sea cambiado de categoría por aspectos técnicos o por decisión del piloto pasara con el 25% de los puntos que tiene en ese momento a la otra categoría. PUNTUACIÓN La puntuación por evento se hará con la siguiente escala: 1er lugar............20 puntos 2o lugar............16 puntos 3er lugar............14 puntos 4to lugar............12 puntos 5o lugar............10 puntos 6o lugar............08 puntos 7o lugar............06 puntos 8o lugar............05 puntos 9o lugar............04 puntos 10o lugar............03 puntos 11o lugar............02 puntos 12o lugar............01 puntos Para poder alcanzar puntos, es necesario cubrir cuando menos el 50% de las vueltas del ganador de cada clase. También se otorgara: El criterio de desempate para el campeonato anual será el siguiente: El que tenga más primeros lugares, y en caso de empate, el que tenga más segundos lugares y así sucesivamente, si después de aplicar el criterio no se lograra desempatar, los pilotos compartirán la misma posición final. *Cualquier protesta o aclaración de puntos deberá de ser por escrito ya sea carta, e-mail, fax y tendrán como fecha límite 15 días después de su publicación en internet (www.iniciate.com.mx) después de esta fecha no será válida cualquier inconformidad acerca de los puntos y quedaran de la forma en que fueron publicados. SANCIONES ECONÓMICAS Y/O DESCALIFICACIONES

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DESCALFICACIONES Todas las sanciones serán aplicadas por el director de carrera y/o del evento y comisario. Queda prohibido Ingerir bebidas alcohólicas (pilotos, mecánicos, directores de equipo) durante la celebración del programa de cada día; igualmente queda prohibido el uso de narcóticos, anfetaminas, barbitúricos o cualquier tipo de estimulantes, cualquier persona que sea sorprendida será descalificada. El negarse a que se lleve el escrutinio previo y/o la revisión determinada por el director técnico o por protestas, al vehículo de cualquier categoría durante un evento será motivo de descalificación. No presentarse en el pódium al momento de la premiación. Cualquier integrante del equipo circulando en la zona de pits en bicicleta, patín del diablo, motoneta. Cualquier integrante del equipo fumando en la zona de pits en bicicleta, patín del diablo, motoneta. SANCIONES Y PENALIZACIONES PARA LOS COMPETIDORES Cualquier integrante del equipo circulando en la zona de pits en bicicleta, patín del diablo, motoneta. $ 500.00 Cualquier integrante del equipo fumando en la zona de pits . $ 500.00 Circular en reversa en la zona de pits o pista o sentido contrario $ 500.00 No presentarse al pódium de premiación durante su desarrollo $ 1000.00 Subir a otra persona durante las vueltas con bandera al final de la carrera $ 1,000.00 Agredir verbalmente o físicamente a un competidor, integrante de equipo u oficial de pista o comité organizador $ 2,000.00 Protesta de manera verbal de cualquier tipo a competidores, equipos, oficiales o comité organizador $ 1,000.00 Fumar en pits, junta de pilotos, premiación o formación de parrilla de cualquier integrante del equipo $ 500.00 No respetar el límite de velocidad en la zona de pits $ 200.00 No contar con el equipo obligatorio en la zona de pits $ 500.00 Pasarse la bandera roja, bandera de cuadros en prácticas, calificaciones o carrera $ 500.00 Cualquier tipo de seña obscena a otro competidor, integrante de equipo, oficial de pista o comité organizador $ 1,000.00

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Manejo antideportivo en pista contra otro competidor $ 2,000.00 Cualquier aspecto no relacionado en este apartado será a juicio del director de carrera y/o comisario del evento. Cualquier piloto descalificado por cualquier motivo, pierde automáticamente su derecho a premios, trofeos y puntos del evento sin importar la fecha en que se confirme la descalificación. Tampoco se podrá reclamar la devolución total ni parcial del monto de su inscripción. Reglamento General 2008 CÓDIGO DE BANDERAS Todos los pilotos tienen la obligación de conocer y respetar el significado de las banderas, el código deportivo internacional de la FIA y el código deportivo de FEMADAC. Bandera verde en meta inicio de evento. En pista fin del peligro, pista libre. Bandera azul fija, un auto se acerca a mayor velocidad Azul agitada, uno o más automóviles intentan rebasar. Bandera amarilla fija, se aproxima a una zona de alto riesgo. Prohibido rebasar. Amarilla agitada, zona de alto riesgo, prepararse a hacer alto total de ser necesario. Normalmente precedida de una bandera amarilla fija. Bandera amarilla con franjas rojas indica perdida de adherencia (aceite, lluvia, polvo, etc.). Bandera blanca en meta, indica al piloto última vuelta. En pista, un vehículo a baja velocidad. Bandera negra indica al auto cuyo número aparece en el pizarrón, su entrada a pits y reportarse a control de carrera. Bandera roja en meta y en todos los puestos, indica suspensión de carrera. En salida de pits, ningún auto podrá salir. Bandera negra con circulo naranja en meta indica al auto cuyo número aparece en el pizarrón que tiene que entrar a pits por falla mecánica. Bandera blanca con diagonal negra en meta indica que el auto cuyo número aparece en el pizarrón es sospechoso de una conducta antideportiva, no deberá entrar a pits. Bandera de cuadros fin de entrenamiento o carrera.

Cualquier piloto que no respete la bandera amarilla será penalizado con un stop and go y el que no respete la indicación, de las banderas negra, negra con circulo naranja y diagonal negra blanca, que se mostrara en un máximo

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de dos vuelta de ser necesario, será descalificado, el director del evento y/o el comisario, (previo acuerdo) tienen la autoridad para descalificar a cualquier piloto que viole las normas del reglamento. El piloto que acumule 2 banderas negras con diagonal blanca será suspendido un evento. El piloto que durante la carrera se le mostrara la bandera negra con diagonal blanca, si volviera a cometer otra falta le será mostrado la bandera negra y será descalificado del evento sin poder volver a salir a la pista. *El piloto que rebase en con bandera roja en pista perderá su tiempo de calificación *El piloto que no respete una bandera de cuadros perderá su tiempo de calificación. * Anexos al reglamento en comparación con el 2010.

6.2 REGLAMENTO TÉCNICO-MECÁNICO GT-III 2012 DISPOSICIONES GENERALES La interpretación del presente Reglamento debe hacerse en forma absolutamente restrictiva, es decir que sólo se permiten las modificaciones específicamente autorizadas. }

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De la misma forma, las libertades están restringidas únicamente al elemento liberado. Las dudas originadas en el presente reglamento técnico deberán ser consultadas por escrito a la comisión técnica, que será la única autoridad de interpretación y aplicación del presente reglamento. Ningún elemento podrá cumplir una función distinta de la específicamente prevista por el fabricante del vehículo en caso de ser un elemento original, o de la función prevista por el presente Reglamento en caso de ser un elemento no original del vehículo declarado. Se autorizan sin restricción todos aquellos elementos que no tengan influencia en el comportamiento del vehículo, por ejemplo, los accesorios para mejorar la estética o el confort interior del vehículo, en ningún caso podrán dichos accesorios (ni siquiera indirectamente) aumentar la potencia del motor o afectar a la dirección, transmisión, frenado, estabilidad o aerodinámica del vehículo o representar una ventaja en aspectos de enfriamiento de partes. Todo automóvil, antes de su primera participación en competencias, deberá ser presentado para su verificación.

CUALQUIER MODIFICACIÓN O ALTERACIÓN EN CUALQUIERA DE LAS PARTES DE LOS AUTOMÓVILES QUE NO ESTÉ ESPECIFICADO EN EL PRESENTE REGLAMENTO QUEDA PROHIBIDA, CUALQUIER MODIFICACION DEBERA DE SER PRESENTADA POR ESCRITO AL COMITÉ ORGANIZADOR ANTES DE HACERLA. LO NO ESPECIFICADO ESTÁ PROHIBIDO.

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I.- AUTOMÓVILES PARTICIPANTES Automóviles con cilindrada máxima de 2000 cm3 con 8 válvulas como máximo. Autos con cabeza de 16 válvulas con cilindrada máxima de 1800 cm3. II.- PESO El peso mínimo será de 725 kilos El cuál será pesado sin piloto y con las piezas que haya perdido el auto al final de la carrera. III.- SEGURIDAD 1. CASCO El casco deberá contar con la norma SNELL 05 como mínimo. En caso de ser SNELL M deberá de utiliza una balaclava (máscara). El casco deberá de contar con nombre de piloto, alergias y tipo de sangre 2. OVEROL El overol deberá de ser de material retardante al fuego (Nomex) Deberá de ser completo protegiendo piernas y brazos No se permiten overoles de algodón ni de nylon 3. ZAPATOS Deberán de ser de Nomex y cumplir con normas FIA 4. GUANTES Deberán ser de NOMEX y su utilización es obligatoria durante todo el desarrollo del evento. 5. CUELLERA Su utilización es obligatoria durante el desarrollo de todo el evento.

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6. CINTURONES DE SEGURIDAD Tipo arnés de 5 puntos como mínimo. Deben ser atornillados con una placa de ¼ plg de espesor ó 10 cms2 de diámetro como mínimo, entre el piso y la tuerca por la parte inferior del auto. O bien la fijación del arnés deberá de sujetarse al roll cage con tornillos de grado 8 o Allen NO CON CINTA PLATEADA O CINCHOS DE NYLON 7. EXTINTOR Es obligatorio contar con un extintor mínimo de 1 kilogramo de capacidad, en condiciones de operación al 100% el cual deberá de ser colocado a la mano del piloto para accionarlo. Y contar con un soporte firme con liberación rápida. NO CON CINTA PLATEADA O CINCHOS DE NYLON

8. BATERÍA Deberá estar perfectamente fija a la estructura del chasis con tuercas y tornillos. Queda prohibido fijarla con cinta, cinchos o cualquier otro dispositivo que pueda romperse, aflojarse y/o elongarse. 9. MALLA DE VENTANILLA Todos los autos deberán contar en la ventana izquierda del auto con una red sujeta firmemente con un cinturón o varilla y con sistema de liberación rápida. Queda prohibido fijarla con cinta, cinchos o cualquier otro dispositivo que pueda romperse, aflojarse y/o elongarse. En el caso de los autos con asiento central, éstos deberán contar con redes en las dos ventanas del auto. El no cumplir con este punto amerita su ingreso obligatorio a pits para su corrección.

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IV) CARROCERÍA 1) CARROCERÍA Libre en cuanto a diseño de marca de un vehículo tipo turismo de producción en serie y correspondiente a un 4 cilindros. La mala fijación o la falta de cualquier componente en la carrocería, a juicio del director de carrera y/o revisor técnico, podrá ser motivo suficiente para ingresar su auto a pits. 2) REFUERZOS Se permite reforzar el bastidor y/o carrocería en los puntos de soporte de motor, de caja de velocidades y/o dirección, de la suspensión y apoyo de los resortes. 3) TIPO DE CHASIS Se permite el uso de chasis o bastidor original Se permite el uso de chasis tubular o combinado. Los materiales son libres siempre y cuando sean de la mejor calidad y que cumplan con los requisitos mínimos de seguridad. 4) DISTANCIA ENTRE EJES Máxima 2.575 mts Mínima 2.375 mts 5) ANCHO DE VÍA El ancho de vía máximo será de 1.80 mts medida al centro de la rueda y sobre la cara externa de la llanta. Se podrá incrementar hasta el máximo permitido ensanchar las salpicaderas, las cuales deberán de cubrir las llantas y rines SIEMPRE Y SIN EXCEPCION. 6) BARRAS EN CRISTALES Es obligatorio el uso de barras que sujeten firmemente los cristales delantero (parabrisas) y trasero (medallón).

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7) DEFENSAS Queda prohibido instalar en los autos defensas delanteras tipo tumba burros o de cualquier tipo. Es obligatorio el uso de spoilers y/o fascia delanteros y traseros durante el desarrollo de todo el evento. En caso de no cumplir con esta disposición el piloto será penalizado con 10% adicional a su tiempo de calificación y/o formación de parrilla 8) PARABRISAS, MEDALLÓN Y LATERALES Parabrisas Su uso es OBLIGATORIO durante el desarrollo de todo el evento Deberá ser original al modelo y cumplir con la norma DOT los pilotos tendrán hasta la fecha 3 para colocar el parabrisas original. El auto que no cuente con el parabrisas no podrá salir a la pista. Medallón Su uso es OBLIGATORIO durante el desarrollo de todo el evento El auto que no cuente con el medallón será sancionado con 5 segundos en su tiempo de calificación y una vuelta a su tiempo de carrera. Se podrá sustituir el original por lexan o policarbonato de 3mm a 6mm de espesor. Laterales Su uso es OBLIGATORIO durante el desarrollo de todo el evento El auto que no cuente con los laterales será sancionado con un segundo en su tiempo de calificación y una vuelta a su tiempo de carrera. Se podrá sustituir el original por lexan o policarbonato de 3mm a 6mm de espesor. 9) BARRAS Y GRAPAS DE SUJECIÓN PARABRISAS OBLIGATORIO poner grapas de sujeción remachadas. MEDALLÓN OBLIGATORIO poner barras o grapas de sujeción. El no contar con alguna de estas partes será motivo para no permitir al auto tomar parte en la parrilla de salida y/o será acreedor a una sanción. 10) RETROVISORES 1 exterior y 1 interior como mínimo obligatorio

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11) JALONES Todos los autos deberán contar con dispositivos de fácil acceso para amarrar cuerdas tanto en la parte frontal como en la trasera. Estos deberán ser de cable de acero de ½ pulgada de diámetro y deberán estar marcados con una flecha roja. No se permite el uso de jalones 100% metálicos (Autos de fábrica) El jalón no deberá pasar la línea de la defensa delantera o trasera en su caso V) MODIFICACIONES PERMITIDAS 1) ACTUALIZACIÓN DEL MODELO Se permite actualizar el modelo sin exceder las dimensiones oficiales de ancho de vía (+ 8 cm. de lado a lo ancho y a lo largo) y cubriendo siempre las llantas. 2) MOTOR Deberá de respetar la cilindrada máxima (2000.000 cm3). De producción nacional o similar de importación. La posición del motor deberá de ser la original para todos los autos excepto VW Sedan. La relación de compresión máxima permitida es de 11.000:1 3) MONOBLOCK Libremente modificado, respetando la cilindrada máxima especificada. Se permite intercambiar piezas de la marca correspondiente siempre que sean de línea de producción original de la marca. 4) CAMISAS DE RECTIFICACIÓN Se acepta la rectificación de camisas y el encamisado, solo hasta la cilindrada permitida y máximo en dos cilindros por monoblock. 5) CABEZA

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Cabeza de flujo cruzado de venta normal al público libremente porteada, sin agregar material en ninguna de sus partes, respetando el diámetro de válvula, tanto de admisión (40 mm.), como de escape (33 mm.), medidas en los asientos. Se debe respetar el diámetro original de los buzos (35 mm) sin ningún tipo de modificación. Buzo libre en cuanto origen y a material siempre y cuando se respete la medida original del buzo. Se prohíbe el uso de titanio en válvulas, charolas (retenedores) y cuñas. Los resortes son libres en su rate, altura y demás medidas. Cabeza de 16 válvulas para los autos Nissan, con cilindrada máxima de 1800 cm3, Igualmente todas las limitaciones antes señaladas. Se permite maquinar el paso o trayectoria de la leva en el área contigua al buzo a efecto De poder utilizar árboles de levas con círculo base tipo original. Recordando que el buzo y alojamiento deberán de mantener las medidas originales. Cabezas 1800cm3. Original para motores de venta en México, libremente modificada con un solo árbol de levas y ocho válvulas como máximo. No se debe agregar material a la cabeza. Debe de respetarse desde su origen: Posición de puertos, orificios para bujías, eje del giro de árbol de levas y balancines. Los autos que se presenten con cabezas 1800 será limitada su participación a dos cambios de cabeza por temporada como máximo. Estos autos quedan condicionados a colocación de lastre dependiendo su desarrollo en pista con el objetivo de mantener competitiva la categoría, la posición del lastre será especificada por el comité organizador. 5.1) ÁRBOL DE LEVAS Libre 6) CIGÜEÑAL Deberá ser el original de acuerdo a la marca y modelo. Se prohíben los de billet y los súper-ligeros. (Huecos) Se Permite aligerar. Se permite balancear. Se prohíbe rellenar y/o strockear

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7) BIELAS Originales libremente modificadas Se permite actualizar Prohibido el uso de titanio y/o aluminio Se permite aligerar y/o balancear 8) PERNOS Y SEGUROS Libres siempre y cuando sean de mejor calidad Peso mínimo de perno 65 gramos 9) PISTONES Originales libremente modificados Se prohíbe agregar material NO se permite el uso de pistones forjados que no sean del fabricante correspondiente a la marca del auto. Y deberán conservar la misma cantidad de anillos (3) Se permite aligerar y/o balancear VI) SISTEMA DE LUBRICACIÓN 1) CARTER Se deberá usar cárter húmedo original y modificado para mayor capacidad, se permite la instalación de rompeolas. Queda prohibido el uso de cárter seco. 2) TANQUE DE RECUPERACIÓN DE ACEITE Su instalación es obligatoria con capacidad mínima de 1 litro, con una ventilación positiva en el exterior, con un filtro al final, en la parte más alta del automóvil y estará sujeta a aprobación del comité técnico.

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VII) SISTEMA ELÉCTRICO 1) DISTRIBUIDOR Se prohíbe el uso de magnetos, de encendidos HPV1 y HPV3 y de encendidos MSD o similares. Es obligatorio el sistema de ignición electrónico o de tipo original de acuerdo a la marca y modelo con o sin avance centrífugo y/o vacío el cual podrá modificar libremente. 2) BOBINA Se prohíbe el uso de bobina por bujía. La bobina deberá ser de tipo original de acuerdo a la marca y modelo. 3) ALTERNADOR El uso de alternador o generador es opcional siendo responsabilidad del piloto en caso de falla. 4) MOTOR DE ARRANQUE (MARCHA) Debe de estar en condiciones de operación en todo momento. Quien no cumpla con esta disposición, tendrá una sanción del 10% más a su tiempo en calificación y de una vuelta menos a su tiempo de carrera. 5) BUJÍAS Y CABLES DE BUJÍAS Libres.

6) LUCES DE FRENO Deben de ser las originales al modelo y diseño del auto, en caso contrario el tamaño de las luces deberá de cubrir las dimensiones de las originales. Deberán de estar en funcionamiento durante todo el evento y prendidas como mínimo 1 en caso de no cumplir con esta disposición el auto entrara a pits y podrá salir hasta el momento que haga la reparación. 7) BATERÍA Se permite el uso de batería de gel .

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VIII) SISTEMA DE ALIMENTACIÓN 1) CARBURACIÓN Libre en cuanto a marca y diseño de carburador horizontal. Se permite el uso de un solo carburador de 2 gargantas de hasta 50 mm cada una medida a la altura de los papalotes. 2) MÚLTIPLE DE ADMISIÓN Original de cabeza de flujo cruzado modificado para montar el carburado respetando su posición original. IX) CAJA DE VELOCIDADES 1) HOUSING El housing debe de ser original. Se permite su actualización 2) MAXIMO DE VELOCIDADES 5 hacia delante. 3) ENGRANES Y RELACIONES Engranes originales del fabricante. Se prohíbe engranes rectos. Se prohíbe el uso de cajas secuénciales. Relación de engranes libres respetando los aspectos antes citados Pasos originales del fabricante Se permite intercambiar posición de engranes de 3era, 4ta, 5ta 4) DIFERENCIAL No posi No anti bloqueante No soldado No modificar precarga Original

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5) REVERSA En condiciones de funcionamiento todo el tiempo. 6) ACTUALIZACIÓN CAJA DE VELOCIDADES Se permite el uso de cajas de velocidades actuales de modelos de la familia VW cumpliendo con las normas antes citadas. Se permite el uso de clutch hidráulico como actualización del modelo con el objetivo de migrar en 2010 a este sistema. X) SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN 1) DIRECCIÓN Caja de dirección original sin modificar sistema Sin modificar relaciones de piñón y cremallera Se permite el uso de hidráulica, standard o electrohidráulica Se permite cambiar terminales de dirección por ball joint. 7) SUSPENSIÓN DELANTERA Es OBLIGATORIO mantener los sistemas originales. Ejemplo: Tipo Mc Pherson deberá de seguir siendo Mc Pherson. Los puntos de fijación son libres. Se permite cambiar rótulas por ball Joint 8) SUSPENSIÓN TRASERA Libres para los vehículos marca Volkswagen, modelos Golf, Jetta, Caribe y Atlantic. Las demás marcas y modelos deberán de conservar el funcionamiento y tipo originalmente instalados libremente modificados Los puntos de fijación son libres. 9) AMORTIGUADORES Uno por rueda se permite modificar los puntos de apoyo Libres en cuanto a marca

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XI) FRENOS 1) CILINDRO MAESTRO DE FRENO Libre Se autoriza la colocación de 2 cilindros (Brake Balance) Se autoriza la utilización de “booster” Se prohíbe el uso de frenos ABS o asistidos electrónicamente XIII) RINES Y LLANTAS 1) RINES Libres 2) LLANTAS La llanta oficial será anunciada por medio de anexo al reglamento. XIV) COMBUSTIBLE 1) GASOLINA Gasolina Premium únicamente En cuyo caso podrá ser designada una estación de gasolina y su bomba oficial c/muestreo patrón para efectos de comprobación. 2) TANQUE DE GASOLINA Fuel cell con capacidad máxima de 60 litros +/- 0.5 % de variación

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XV) RECLAMOS Durante la temporada 2010 los participantes podrán hacer reclamo de piezas de motor o partes a los 5 primeros lugares de cada carrera siguiendo las siguientes normas: Los 5 primeros lugares de cada carrera no podrán hacer reclamo entre ellos Del 6 lugar en adelante podrán hacer el reclamo a los 5 primeros lugares de cada carrera. El piloto que reclame determinada parte, su auto será revisado de la parte que el está reclamando en caso de no pasar la revisión técnica el reclamo quedara nulo. Un piloto solo podrá reclamar la misma pieza solo 1 vez al año Costo de los reclamos Cabeza de Motor $ 15,000.00 Carburador y Multiple $10,000.00 1/2Motor $ 25,000.00 Reclamo de Clutch con volante $10,000.00 Caja de velocidades $ 15,000.00 El piloto llenara el formato de reclamo y deberá de ser entregado al revisor técnico del evento. Al momento de terminar la carrera el piloto deberá cubrir la cantidad antes mencionada la cuál quedara en depósito. El auto reclamado en caso de que no pase la revisión técnica, el reclamo quedara nulo. XII) REVISIONES TÉCNICAS Cualquier piloto al momento de tomar parte en una carrera acepta la revisión de su auto por parte del comité organizador en el momento que este lo indique. El piloto que se le pida ser revisado y no acepte será descalificado del evento y solo podrá volver a correr si acepta destapar su motor durante la 3 carreras siguientes de forma consecutiva. Los autos que después de ser revisados presenten alguna anomalía a este reglamento o modificación NO permitida perderán todos los puntos obtenidos antes de la fecha de la revisión, esta decisión es inapelable.

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SIMBOLOGÍA

símbolo Significado

M Masa

V Volumen

W Peso

T Temperatura Peso especifico Volumen especifico Viscosidad dinámica

F Fuerza

A Área

P Presión

Pa Pascal

Kg Kilogramo

Kgf Kilogramo fuerza

Ft Pie

In Pulgada

Mm Milímetro

Cm Centímetro

Lb Libra

N Newton

G Gravedad

H Altura

1 Rugosidad de tubos en uso en mm

Hr Caída de presión

R Radio

Z Diferencia de alturas

A Aceleración

L Longitud

C Velocidades absolutas

P Potencia

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL...Variedad de motores de combustión interna 14 15 1.4 Descripción...

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