yta bronce espanol

YAMAHA MOTOR CO., LTD.

Tabla de contenidosI. BASICO MOTOCICLETAS ......... 1[1] Componentes .................................... 21. Sistema de motor.................................... 2 2. Bastidor .................................................... 2 3. Sistema elctrico.....................................2

[4] Principios de operacin del motor a gasolina .......................................... 131. Combustin y explosin de la gasolina ..... 13 2. Principios de operacin .......................... 13 3. Tres factores para la operacin del motor ..... 14

[2] Trminos bsicos ............................ 31. Ciclo ......................................................... 3 2. Punto muerto ........................................... 3 3. Carrera ..................................................... 3 4. Dimetro ................................................... 3 5. Angulo del cigeal .................................. 3 6. Capacidad de escape ............................... 4 7. Volumen cmara de combustin ............... 4 8. Volumen del cilindro ................................. 4 9. Relacin de compresin ........................... 4 10. Velocidad del pistn ................................. 4 11. Efectos de la carrera y del dimetro en el rendimiento del motor ....................... 5 12. Torque ...................................................... 5 13. Caballo de potencia (potencia) .................. 6

III. CONSTRUCCION BASICA DEL MOTOR Y OPERACION ............. 15[1] Construccin bsica y caractersticas del motor de 2-Tiempos y de 4- Tiempos ......................................... 161. Construccin bsica y caractersticas del motor de 2-Tiempos .......................... 16 2. Construccin bsica y caractersticas del motor de 4-Tiempos .......................... 17

[2] Operacin y tipos de motores de 2- Tiempos ......................................... 181. Operacin bsica de los motores de 2-T ...... 18 2. Sincronizacin de las lumbreras ............. 19 3. Fundamentos del sistema de barrido ....... 19 4. Tipos y caractersticas del sistema de admisin, del sistema de barrido y sincronizacin de las lumbreras .............. 20

[3] Curvas de rendimiento .................. 71. Diagrama de curva de rendimiento del motor .. 7 2. Diagrama de curvas de rendimiento de la conduccin .. ............................................ 8

[3] Construccin y funcionamiento de las principales partes del motor 2-Tiempos .................................. 281. Culata ..................................................... 28 2. Cilindro ................................................... 28 3. Pistn ..................................................... 30 4. Aros de pistn ........................................ 31 5. Cigeal y biela ...................................... 33 6. Carters ................................................... 34 7. Rodamientos y sellos de aceite .............. 35

II. BASICO MOTOR ............................. 11[1] Qu es un motor? .......................... 12 [2] Tipos de motores trmicos ........ 12 [3] Clasificacin de los motores de combustin interna ....................... 121. Clasificacin por tipo de combustible ...... 12 2. Clasificacin por tipo de movimiento ...... 12 3. Clasificacin por sistema de encendido .... 12 4. Clasificacin por ciclos de operacin ...... 13 5. Otros mtodos de clasificacin .............. 13

[4] Operacin de los motores de 4Tiempos ...................................... 381. Operacin bsica del motor 4-Tiempos ... 38 2. Sincronizacin de las vlvulas ............... 39 3. Tipos y caractersticas de los trenes de vlvulas .................................................. 39


[5] Construccin y Funcionamiento de las principales partes del motor de 4-Tiempos ............................ 421. Culata ..................................................... 42 2. Tren de vlvulas ..................................... 43 3. Cilindro ................................................... 46 4. Pistn ..................................................... 46 5. Aros de pistn ........................................ 46 6. Cigeal ................................................. 47 7. Biela ....................................................... 48 8. Cojinetes planos ..................................... 48

[10] Transmisin de potencia ............ 951. Embrague ............................................... 96 2. Tipos de embragues ............................... 96 3. Construccin y operacin del embrague ...... 98 4. Transmisin y mecanismos de cambios .... 101 5. Mecanismos de transmisin final ......... 108 6. Mecanismos de puesta en marcha ....... 110

IV. CONSTRUCCION BASICA DEL BASTIDOR Y OPERACION ... 113[1] Bastidor ........................................... 1141. Funciones del bastidor ......................... 114 2. Clasificacin y tipos de bastidores ....... 114 3. Nombre de cada parte .......................... 117

[6] Sistema de Lubricacin ............... 491. Propsitos de la lubricacin .................... 49 2. Lubricacin del motor de 2-Tiempos ......... 50 3. Lubricacin del motor de 4-Tiempos...........54 4. Aceite lubricante ..................................... 57

[2] Sistema de direccin .................. 1181. Sistema de direccin (parte de la suspensin delantera) ......................... 118 2. Inclinacin y avance ............................. 118 3. Manubrios (Manillares) ......................... 119

[7] Sistema de refrigeracin ............. 591. Sistema de refrigeracin por aire ............ 59 2. Sistema de refrigeracin por agua .......... 60

[8] Sistema de combustible .............. 611. Carburador .............................................. 61 2. Principios del carburador ........................ 61 3. Combustin y explosin ......................... 62 4. Relacin de mezcla ................................ 62 5. Tipos de carburadores ............................ 63 6. Construccin y operacin del carburador VM .................................................... 65 7. Construccin y operacin del carburador SU .................................................... 70 8. Inspeccin del carburador ....................... 76 9. Gases de escape ................................... 81 10. Tanque de combustible ........................... 84 11. Tapa tanque del combustible .................. 85 12. Llave de paso de combustible ................ 86 13. Combustible ........................................... 90

[3] Sistema de suspensin ............. 1201. Descripcin del sistema de suspensin ..... 120 2. Sistema de suspensin delantera ......... 122 3. Sistema de suspensin trasera ............ 124

[4] Sistema de frenos ........................ 1301. Freno de tambor ................................... 130 2. Freno de disco ...................................... 132 3. Lquido de frenos .................................. 136

[5] Ruedas ............................................. 1371. Tipos de ruedas (aros) .......................... 137

[6] Llantas .............................................. 1381. Llanta radial y llanta diagonal ................ 138 2. Construccin de las llantas ................... 140 3. Patrn de dibujo .................................... 141 4. Tamao de la llanta ............................... 142 5. Llanta con neumtico y sin neumtico .... 144 6. Presin de aire ..................................... 144

[9] Sistema de escape ........................ 921. Pulsaciones del escape .......................... 92 2. Mtodos de reduccin de ruidos ............. 93


V. CONSTRUCCIN BASICA Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ELECTRICO ..................... 145[1] Fundamentos de la electricidad ... 146Smbolos elctricos .................................. 146 1. Conduccin de la electricidad ............... 147 2. Accin elctrica de la corriente............. 147 3. Corriente alterna y directa ..................... 148 4. Flujo de la electricidad .......................... 149 5. Corriente elctrica, voltaje, resistencia y potencia ........................................... 150 6. Circuitos elctricos ............................... 151 7. Electricidad y magnetismo ................... 152 8. Semiconductores ................................. 154

VI.APENDICE ........................................ 193[1] Inspeccin Pre-Entrega (Inspeccin motocicleta nueva) 194 [2] Lista de chequeo de inspeccin . 196 [3] Materiales ........................................ 198 [4] Elementos de mquina .............. 202 [5] Principios fundamentales y reglas ................................................ 208 [6] Unidades ......................................... 212 [7] Tablas de conversiones ............ 217 [8] Smbolos usados en frmulas .. 220 [9] Sistema internacional de unidades (SI: Systeme International dUnites) .......................................... 221

[2] Sistema de encendido ............... 1591. Tipos de sistemas de encendido .......... 159 2. Bobinas de encendido, puntas de contacto y condensadores ......................... 159 3. Construccin y funciones del sistema de encendido ....................................... 161 4. Buja de encendido ............................... 166

[3] Sistema de carga ......................... 1691. Principios de generacin de potencia y tipos de generadores ............................ 169 2. Generador AC ....................................... 171 3. Generador DC ....................................... 177 4. Batera ................................................. 178 5. Batera sellada MF ............................... 181

[4] Sistema de arranque ................... 1841. Principios del motor y motor de arranque .. 184 2. Sistema de seguridad del arranque........185

[5] Sistemas de luces y seales ... 1881. Sistema de luces ................................. 188 2. Sistema de seales .............................. 190



I. BASICO MOTOCICLETAS


[1] ComponentesLos componentes de la motocicleta pueden ser divididos en tres categoras: sistema de motor, bastidor y elctrico. Estas categoras se subdividen nuevamente y cada mecanismo es explicado brevemente.

1) Sistema de motor(1) Sistema de generacin............ El sistema de generacin de potencia para la conduccin consta de los de potencia siguientes sistemas: 1) Motor.......................................Convierte la energa calrica generada por la explosin de la combustin del combustible en energa mecnica (fuerza rotacional). 2) Sistema de admisin................ Convierte el combustible en una mezcla de aire-combustible fcilmente del combustible explosiva y la entrega al motor. 3) Sistema de lubricacin..............Proteje las partes metlicas en movimiento con una pelcula de aceite, reduce la friccin y suministra refrigeracin para una operacin suave. 4) Sistema de escape ..................Descarga rpidamente la alta presin de los gases para reducir la presin y ayudar a reducir la temperatura del motor. 5) Sistema de refrigeracin............Mantiene la temperatura adecuada del motor para un funcionamiento suave. (2) Sistema de transmisin............ Es el sistema usado para transmitir la potencia generada por el motor a la de potencia rueda trasera y consta de los siguientes mecanismos: 1) Mecanismo del embrague......... Conecta o desconecta la transmisin de potencia del motor al sistema de cambios. 2) Mecanismo de cambios.............. Permite seleccionar los requerimientos de potencia y de velocidad del motor de acuerdo a sus necesidades. 3) Transmisin............................. Transmite la potencia del mecanismo de cambios a la rueda trasera. 4) Mecanismo de arranque........... Transmite la rotacin del pedal de arranque al cigeal, hacindolo girar.

2) Bastidor (chasis)Mecanismos de direccin.......... Comprende el mecanismo requerido para la conduccin y el mecanismo de y de conduccin operacin de la direccin. 1) Fundamentos del bastidor..........El bastidor aloja el motor y los mecanismos de la direccin. 2) Mecanismo de amortiguacin.... Soporta la rueda delantera, los cambios de la direccin, absorbe los chode la direccin ques de la carretera y provee una direccin estable. 3) Mecanismo de amortiguacin......Soporta la rueda trasera, absorbe los choques de la carretera y provee una de la rueda trasera direccin estable. 4) Mecanismo de las ruedas........... Las ruedas soportan el bastidor y los frenos reducen o paran la rotacin de y de los frenos las ruedas. 5) Otros ........................................ Tanque de combustible, llave de combustible, asiento, guardafango, etc.

3) Sistema elctricoMecanismos elctricos.............. La potencia elctrica crea la chispa de encendido para la operacin del motor y opera varias caractersticas para una conduccin segura. Comprende los siguientes mecanismos:

1)Mecanismo de encendido...........Crea el alto voltaje de la chispa elctrica para el encendido de la mezcla aire-combustible necesaria para la operacin del motor. 2) Suministro de potencia del ......... Provee potencia a cada mecanismo elctrico para una operacin continua dinamo 3) Mecanismos de luces y de .........Iluminacin y seales para una conduccin segura, y equipos de seguriseales dad, tales como varios medidores. 4) Mecanismo del arranque............. Un mecanismo es usado para girar el cigeal con potencia elctrica y encender el motor.

2


[2] Trminos bsicos1. CicloPara que el motor funcione, el pistn debe realizar movimientos cclicos. Esto significa, que el motor debe admitir una mezcla de aire-combustible, comprimirla, quemarla y expulsar los gases quemados, en ciclos. Estos cambios cclicos en un cilindro se llaman un ciclo. Si el motor requiere cuatro carreras del pistn (dos vueltas completas del cigeal) es llamado motor de cuatro ciclos, o 4 ciclos, o motor de 4 carreras. Si el motor requiere dos carreras del pistn (una vuelta completa del cigeal) es llamado motor de dos ciclos o 2 ciclos, o motor de 2 carreras.P.M.S. P.M.I. Admisin Compresin Escape Combustin

2. Punto muerto (P.M.S.) (P.M.I.)Punto muerto es el punto donde el pistn cambia su direccin y su velocidad es igual a 0. Punto muerto superior (P.M.S.) es el punto donde el pistn empieza a bajar. Punto muerto inferior (P.M.I.) es el punto donde el pistn empieza a subir.

3. CarreraMovimiento en una sola direccin del pistn. Cuando el pistn se mueve hacia arriba desde el P.M.I. hasta el P.M.S. o se mueve hacia abajo desde el P.M.S. hasta el P.M.I. El movimiento del pistn en una sola direccin es llamado carrera. La distancia del movimiento se indica en mm.P.M.S. P.M.I. Carrera Dimetro del cilndro

4. DimetroEs el dimetro interior del cilindro y se indica en mm.

5. Angulo del cigealEs el ngulo formado por la lnea central del cigeal y la lnea que pasa por el centro del pasador del cigeal con referencia al P.M.S. y al P.M.I.APMS DPMS

3


6. Capacidad de EscapeCuando el pistn se mueve hacia arriba desde el P.M.I. hasta el P.M.S., el volumen desplazado por el pistn se llama carrera de volumen y puede ser calculada por la siguiente frmula. El volumen est indicado en cc o cm3 y litros o m3. D2 2LN = V = r LN 4 D: Dimetro del cilindro, r : Radio del cilindro L : Carrera, N: Nmero de cilindros : Relacin de la circunferencia de un crculo, 3.14 P.M.S. P.M.I.

7. Volumen cmara de combustinEs el espacio que hay entre la culata y la cabeza del pistn, cuando ste se encuentra en el P.M.S.

8. Volumen del CilindroEs la suma total del desplazamiento del pistn (carrera de volumen) y el volumen de la cmara de combustin (V+v).

9. Relacin de compresinGrado en que se comprime la mezcla cuando el pistn est en el punto muerto superior (P.M.S.) de la carrera de compresin.Relacin compresin R = Cmara Combustin v + Desplazamiento V Volumen cmara combustin v

=

V +1 v

* Una relacin de compresin ms alta significa que el motor es de alta velocidad, pero hay restricciones en la relacin de compresin. Estas son Motor 2-Tiempos: 6 ~ 8 : 1 relaciones para Motor 4-Tiempos: 8 ~ 10 : 1 motocicletas tipo general.

P.M.S.

P.M.I.

10. Velocidad del PistnLa velocidad del pistn es 0 en el P.M.S. y en el P.M.I., y es mxima ms o menos a la mitad de la carrera. La velocidad de pistn se expresa por el promedio de su velocidad y se puede calcular con la siguiente frmula: 2LN LN v = Promedio velocidad pistn (m/s) v= = 60 30 L = Carrera (m)N = Velocidad motor (rpm)

El pistn alterna con cada vuelta del cigeal, y por lo tanto, el pistn se mueve 2L por cada vuelta. Cuando el cigeal hace N vueltas, el pistn se mueve 2LN. Para indicarlo en segundos, se divide por 60.P.M.S. P.M.I.

4


11. Efectos del dimetro y de la carrera en el rendimiento del motorMotores de la misma cilindrada, varan su carcter dependiendo del dimetro y de la carrera. Motores de carrera corta .................... La carrera es ms pequea que el dimetro. Motores cuadrados.............................. La carrera y el dimetro son iguales. Motores de carrera larga......................La carrera es ms larga que el dimetro. Comparados con un motor de carrera larga, el tipo cuadrado o de carrera corta pueden alcanzar fcilmente su velocidad y desarrollar alta potencia. Si la velocidad del motor es la misma, la velocidad del pistn es menor y el coeficiente de friccin tambin se puede reducir. Entre otros mritos, est el bajo peso y el diseo compacto. Por lo tanto, los motores cuadrados y de carrera corta son dominantes.

12. Par de giro (torque)El momento de fuerzas aplicado a un elemento que gira se llama par de giro. Las motocicletas se mueven gracias al par de giro generado en el cigeal.x Par de Giro = Fuerza distancia (Tkgm [Nm]

= Fkg [N] rm) x Cuando una fuerza F (kg) [N] es aplicada a una llave con una longitud de r (m) para apretar un tornillo, un par de F.r (kgm) [Nm] es aplicado. Variacin del par (reduccin primaria y secundaria, y reduccin de velocidad en la caja de cambios). Como se muestra, si un par F es aplicado a un pion A (con r) en contacto con un pion B (con 2r),x El par en el eje A es: Ta = F r

Pin 10 dientes

Pin 20 dientes

El par en el eje B es: Tb = F 2r x Cuanto mayor es el dimetro del engranaje, mayor es el par, sin embargo su velocidad de rotacin se reduce a la mitad.Torque kg m [Nm]

(1) En el caso de un motorLa longitud (r) de la llave, es como la distancia desde el eje del cigeal al pasador, esto es, la mitad de la carrera del pistn. La fuerza (F) aplicada a la llave es comparada con la presin de la compresin creada por los gases quemados, los cuales empujan el

Curva del Torque Mximo torque Velocidad motor rpm

pistn hacia abajo. As, el torque (T) vara segn la cantidad de F, siendo r una constante. La cantidad de F vara con las variaciones en la velocidad del motor, esto es, variaciones en la eficiencia de la combustin, por lo tanto, T tambin cambia. En realidad, el par de giro es producido como se muestra en la figura. A una velocidad especfica el par de giro es mximo (esto es llamado par mximo), pero futuros incrementos en la velocidad del motor no incrementan el par. El mximo par est indicado junto con la velocidad del motor, a la cual el mximo par es entregado. Cuando una motocicleta est corriendo al mximo par, la fuerza de salida de la rueda trasera es la mxima.

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13. Caballos de vapor (Potencia)El rango de trabajo se refiere a la cantidad de trabajo hecho en un tiempo especfico (el par del cigeal es el que mueve la motocicleta, pero el par slo no es una medida de potencia. Cuando la velocidad, que es el tiempo, es agregada a esta potencia, se llama caballo de potencia). Rango de Trabajo = Trabajo hecho = kgm/seg (Trabajo realizado por seg.) Tiempo tomado

(1) Unidad de potencia

eee

PS (Pferd starke en Alemn) 1 PS = 75 kgm/seg. [735.49 W] (La potencia para levantar un objeto de 75 kg a una distancia de 1 m en un segundo. (La mayor potencia, la mayor cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo).

(2) Clculo de la potencia del cigealEs conveniente observar que tanto se ha movido (m) el pasador del cigeal por una fuerza especfica (kg) en un tiempo especfico en segundos (seg).x Trabajo hecho Q = Fuerza F Distancia S T x Par T = Fuerza F Distancia r F = r Distancia cubierta S por N vueltas del pasador del cigeal por minuto = 2 rN Carga de trabajo Q Rango de trabajo = 1pS = 75 kgm/seg [735.49 W] Tiempo en seg.

Q = FS =

T x 2 rN = 2 NT r

2 NT NT Potencia (PS) = = = 0.0014NT x 60 75 716 (Rango de trabajo)

(3) Relacin entre la velocidad del motor y la potenciaLa potencia vara dependiendo del producto dad del motor. A mayor velocidad del motor , mayor potencia. Sin embargo, a cierta velocidad, el par comienza a decrecer, y la potencia tambin baja. Cuando la potencia es mxima, es llamada potencia mxima y es mostrada como un detalle del rendimiento del motor, junto con la velocidad del motor a la cual se produce la mxima potencia. *SI Indicadas en este manual En este manual, las SI y las unidades usuales estn indicadas como sigue: (Eg) Par de ajuste 10 Nm (1.0 kgm)Indicaciones principalesPotencia mxima Velocidad del motor rpm

del par del cigeal multiplicado por la velociPotencia PS

Puntos Volumen o capacidad de escape Presin Rendimiento Par (Torque)6

SI (Unidades usuales) 1 L (1000 cm) 1 kPa (0.01 kg/cm) 1 kw (1.360 PS) 1 Nm (0.1 kg . m)


Los diagramas de rendimientos se clasifican en diagramas de rendimiento del motor y El diagrama del rendimiento del motor indica las relaciones de la potencia motriz, el torque y el consumo especfico de combustible, con la velocidad del motor. De otro lado, el diagrama de rendimiento de la conduccin muestra las relaciones de las posiciones de los cambios, la velocidad del motor, la fuerza de conduccin de la rueda trasera y la resistencia de conduccin, con la velocidad del vehculo. Leyendo las curvas de rendimiento usted es capaz de entender las caractersticas y el rentran en los catlogos. Por ejemplo, usted puede chequear precisamente las caractersticas de una motocicleta especfica, esto es, usted puede hallar que la mquina tiene excelente aceleracin, conduccin potente, rpida, o conduccin econmica y eficiente. Comparando las curvas de rendimiento de dos motocicletas diferentes, usted puede ver la diferencia entre las caractersticas, permitindole seleccionar una motocicleta ms adecuada a sus preferencias.Fuerza de conduccin de la rueda trasera (kg) Salida del eje (PS)

Velocidad del vehculo 1,000 (rpm) x Diagrama de rendimiento de conduccin de YB501a

dimiento de las motocicletas, que nos mues-

Consumo especfico de combustible x 100 (g/PSh)2a 3a 4a

diagramas de rendimiento de la conduccin.

Torque del Eje (kgm) Velocidad del motor x 1,000 (rpm)

[3] Curvas de rendimiento

Diagrama de renfimiento del motor YB50 PS max 4.8 PS/7,000 rpm T max 0.52 kgm/6,000 rpm

1. Diagrama de rendimiento del motor

Velocidad del vehculo (km/h)

El eje vertical indica la salida del cigeal (PS) [W], el torque del cigeal (kg.m), el consumo especfico de combustible (g/psh) y el eje horizontal indica la velocidad del motor (rpm). De este diagrama usted puede hallar el rango de las velocidades del motor (banda de potencia) a las que se desarrollan la potencia y el torque mximos. Tambin, puede hallar el rango de velocidades del motor (banda de torque) a las que el torque del motor es constante y la motocicleta acelera mejor, corre ms rpido es potente, y econmica.

(1) Eje de potencia y eje de torqueLa potencia y el torque mostrados por las curvas de rendimiento son la potencia y el torque medidos en el cigeal, ya que all no hay prdidas de potencia ni de torque a travs de la reduccin primaria, la caja de cambios y la reduccin secundaria. En las mediciones actuales, el motor (desmontado de la motocicleta) se ensaya con dinammetros elctricos. La potencia se mide en el pin conductor a plena aceleracin. Imponiendo cargas (kg) sobre el dinammetro y cambiando la velocidad del motor, se calcula el torque del cigeal desde la carga y la eficiencia en la transmisin. La potencia del eje se calcula del torque calculado.Frmula indicando la relacin Potencia eje (PS) [w] = entre el torque y la potencia 2 NT NT = 75 60 716 x

N: velocidad del motor (rpm) T : Torque a velocidad especfica del motor

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YAMAHA MOTOR CO., LTD. Carcter de un motorLas curvas de torque y de potencia indican el carcter del motor. Cuando el rango de velocidad del motor al que se desarrollan el mximo torque y potencia es amplio o cuando la velocidad de tal motor es baja, el motor es del tipo de baja velocidad y es muy fuerte a velocidades de rango medio. En resumen, el motor es adecuado para mquinas de calle. De otro lado, cuando el rango es estrecho o la velocidad del motor es mayor, el motor es del tipo de altas velocidades y es adecuado para mquinas deportivas de altas velocidades. En general, el motor con una curva de torque ms redondeada y una curva lenta a velocidades de servicio normal, es un motor fcil de operar. Por el contrario, si hay una gran diferencia entre las velocidades mximas y mnimas del motor o si el torque mximo se desarrolla en el lado de mayor velocidad, el motor es difcil de operar. Cuando se comparan la YB50 y la RZ50, la primera muestra mejor rendimiento a velocidades cercanas a 6500 rpm y por lo tanto, es buena para usos prcticos.Comparacin de curvas de rendimiento del motor entre YB50 y RZ50 YB50 RZ 50 PS max 4.8/7,000 7.2/9,000 T max 0.52/6,000 0.62/8,000

Salida del eje (PS)

x Velocidad del motor 1,000 (rpm)

(2) Consumo especfico de combustibleEl consumo especfico de combustible difiere del consumo de combustible que indica cuantos kilmetros puede recorrer el vehculo con un litro de combustible. Este muestra cuantos gramos de combustible se consumen por caballo de potencia por hora. En general, la motocicleta puede funcionar ms eficientemente (el menor consumo especfico de combustible) a lo largo del rea de la curva de potencia donde la potencia mxima y el torque se producen.=2 3 .8 91a = 3 8. 9

13

2a

3a

duccin de la rueda trasera (kg), la resistencia de la conduccin (%) y la velocidad del motor (rpm), y el eje de las horizontales indica la velocidad del vehculo (km/h), con las relaciones de las posiciones de los cambios. De este diagrama, usted puede ver la relacin entre la velocidad del motor y la velocidad del vehculo en cada posicin de engranaje, entre la velocidad del vehculo o la velocidad del motor y la fuerza de conduccin de la rueda trasera, la fuerza de traccin requerida para ascender colinas, la capacidad mxima de ascenso, y la velocidad mxima en cada posicin de los cambios.Velocidad del vehculo (km/h)

4a

El eje de las verticales indica la fuerza de con-

8

Velocidad del motor 1,000 (rpm)x

=1

2. Diagrama de rendimiento de conduccin

28

3

02

6 .5

=

.1 3

6

Torque del eje (kgm)

YAMAHA MOTOR CO., LTD. (1) Relacin entre la velocidad del motor y la velocidad del vehculo en cada cambioLa relacin puede ser calculada de cada relacin de reduccin del engranaje y del dimetro de la rueda trasera (dimetro efectivo de la llanta). D: Dimetro efectivo de la llanta(m) 60 x x D N x V (km/h) = N: Velocidad del motor (rpm) x 1,000 i i : Relacin de reduccin total de cada engranajeEjemplo : YB50 D = 0.538 m i : 1a velocidad : relacin de reduccin primaria x Relacin de reduccin de la caja x Relacin de 74 40 39 reduccin secundaria x x19 (3.894) 13 (3.076) 12 (3.250) =38.928

i : 4a Vel. 74 (3.894) 19 N: 8,000 rpmx x 60 x D N V (1st) = x 1,000 i

x

27 (1.038) 26

x

39 (3.250) =13.136 12

=

x x 60 x 0.538 8000 = 20.8 km/h x 1,000 38.928

x x x 60 0.538 8000 V (4th) = = 61.7 km/h 1,000 13.136 x

Si una motocicleta est funcionando a 4000 rpm, la velocidad del vehculo ser de 10 km/h en 1a, cerca de 17 km/h en 2a, cerca de 25 km/h en 3a. y al rededor de 31 km/h en 4a. Si se desplaza de 4a a 3a mientras va a 30 km/h (alrededor 4.000 rpm), la velocidad del motor se incrementa 1.000 rpm a unas 5.000 rpm, la potencia y el torque del motor tambin se incrementan, permitindole a la motocicleta ascender una colina o desarrollar el rendimiento requerido. La mxima velocidad prctica del motor es la velocidad a la que se desarrolla la potencia mxima en cada cambio. En el caso de la YB50, la mxima velocidad prctica es de 7.000 rpm. La velocidad de la motocicleta cae directamente, bajando desde el punto donde la lnea recta de cada cambio cruza la lnea de las 7.000 rpm, que indica el mximo rango. Actualmente, cuando la velocidad del motor se incrementa a 8.000 y 9.000 rpm, la velocidad del vehculo tambin muestra un incremento, pero la fuerza de conduccin de la rueda trasera se reduce considerablemente y por lo tanto, la velocidad actual del vehculo no se incrementar en la misma forma. Por lo tanto, cuando se chequea el rendimiento de la aceleracin, la velocidad del motor es elevada al mximo en 4a (superior) desplazando los cambios a unas 7.000 rpm. La elevacin de la velocidad del motor hasta que la fuerza de conduccin de la rueda trasera se reduce considerablemente se llama sobrerevolucin y la vida del motor se ve acortada. El tacmetro tiene una zona roja de peligro de sobrerevolucines.Fuerza de conduccin kg) (Resistencia de desplazamiento)

(2) Fuerza de conduccin de la rueda traseraLa fuerza de conduccin de la rueda trasera significa la fuerza de traccin de la rueda trasera. La motocicleta debe rodar hacia adelante venciendo esta fuerza de traccin. 1 Resistencia de conduccin La resistencia de conduccin es el total de la resistencia de rodadura (la resistencia de friccin de las llantas sobre la carretera), la resistencia del aire (la resistencia del aire cuando la motocicleta se mueve hacia adelante) y la resistencia de la pendiente (cuando la motocicleta est subiendo una pendiente). La resistencia a la conduccin es calculada segn la resistencia de friccin de los neumticos y el peso bruto de la motocicleta. La resistencia del aire es el rea frontal de la motocicleta y su velocidad, y la resistencia de la pendiente es la pendiente de la carretera y el peso bruto de la motocicleta.

Ejemplo de resistencia de conduccine ad nc i 0 s t e a es i re s p l a n de do g ra c una

e arr

t e ra

El

Resistencia del aireResistencia de rodamiento

Velocidad del vehculo (km/h) *A baja velocidad la relacin de resistencia de rodamiento, es relativamente baja, pero cuando se incrementa la velocidad, la resistencia del aire se incrementa en proporcin al cuadrado de la velocidad de la motocicleta. El propsito del carenaje usado en carreras de velocidad es reducir la resistencia del aire.

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YAMAHA MOTOR CO., LTD.2 Fuerza de conduccin de la rueda trasera La fuerza de conduccin de la rueda trasera es el torque del motor que es incrementado por los engranajes de reduccin, la caja de cambios y las ruedas dentadas. Esto vence la resistencia de conduccin y mueve la motocicleta hacia adelante. La relacin entre la fuerza de conduccin de la rueda trasera y el torque es:

1a

Fuerza de conduccin de la rueda trasera (kg)

r: Radio efectivo llanta (m) x x 2a F (kg) [N] =T i : Eficiencia de transmisin r De la curva de torque en el diagrama de ren3a dimiento , se calcula T. vara dependiendo de la posicin de los 4a cambios, el tipo de embrague y otros factores. 14.3 kg Margen de la fuerza de conduccin Por ejemplo, en el caso de la YB50, es 93% en 1a., 90% en 2a., 87% en 3a., y 85% en 4a. posicin. Velocidad del vehculo (km/h) De la frmula anterior se obtiene que la fuerza de conduccin de la rueda trasera llega al mximo cuando el torque del motor es mximo. Por lo tanto, la YB50 obtiene su mxima fuerza de conduccin de la rueda trasera a 6.000 rpm. Ejemplo : YB50 1a velocidad N : Fuerza de conduccin a 6,000 rpm

4a. vel. N : Fuerza de conduccin 6,000 rpm

F (kg) [N] =

x x Ti = r

x x 0.52 x 38.928 0.93 x 0.52 13.136 0.85 = 69.98 kg [N] F = = 21.58 kg [N] 0.269 0.269

Como se explic anteriormente, la fuerza de conduccin de la rueda trasera puede ser calculada del torque del motor a la velocidad del motor que se desarrolla en cada cambio de marchas. Por ejemplo, la motocicleta puede ascender una pendiente de 15% en 3a., pero no puede ascender una pendiente de 20%. Si se reduce a 2a. puede subirla con facilidad. La mxima fuerza de conduccin es aproximadamente 70 kg cuando la velocidad del motor es de 6.000 rpm (al desarrollo del torque mximo), a unos 15 km/h y en 1a. Con esta fuerza de conduccin, la motocicleta puede ascender una pendiente del 50% (tan 0.5 = 26.5) o ms. Esto es, se puede obtener la capacidad mxima de ascenso pero actualmente, dependiendo de la distancia de aproximacin a la colina o la distancia a ser ascendida, la motocicleta puede subir una cuesta ms empinada. En general, la pendiente que la motocicleta puede subir se calcula del peso muerto del vehculo, el coeficiente de friccin de las llantas, y el coeficiente de friccin de la carretera y se muestra en los catlogos. En el caso de la YB50 , tan = 0.32, esto es, cerca de 18. Cuando se conduce a 30 km/h y en 4a., la fuerza de conduccin de la rueda trasera es aproximadamente 17.4 kg y por lo tanto, la resistencia de conduccin en una carretera plana ser de 3.1 kg. La diferencia de la fuerza de conduccin y la resistencia es de 14.3 kg que es considerada como el margen de fuerza de conduccin. A mayor margen de fuerza de conduccin, mayor es la aceleracin y la capacidad de ascenso. Tambin, la respuesta del acelerador es bien marcada. La interseccin de la curva de resistencia de conduccin sobre una carretera plana con la curva de la fuerza de conduccin en el cambio ms alto (4a. en el caso de la YB50) es la mxima velocidad del vehculo. En la YB50, esto es aproximadamente 74 km/h. * * A una curva de fuerza de conduccin ms pendiente, ms brioso es el carcter de una motocicleta. Por el contrario, una motocicleta con una curva de fuerza de conduccin suave es fcil de conducir.

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x Velocidad del cigeal 1,000 (rpm)


II. BASICO MOTOR


[1] Qu es el motor?Para que una motocicleta pueda viajar en una carretera con una persona sobre ella, las ruedas necesitan una fuerza de conduccin. El dispositivo para producir esta fuerza de conduccin es el motor. * En general el motor es un dispositivo que convierte la energa del agua, del viento, del calor, de la electricidad o de la potencia atmica en energa mecnica. Un motor que convierte la energa calrica producida por la combustin, en potencia, se llama motor trmico.Molino de agua haciendo uso de la energa del agua.

[2] Tipos de motores trmicosHay dos tipos de motores trmicos. Uno es el motor de combustin interna, tal como el motor de gasolina y el motor diesel, en los que se produce energa calrica y se usa como potencia. El otro es el motor de combustin externa, tal como el motor de vapor, y la turbina de vapor que producen energa calrica fuera del motor y la convierten en potencia. Motores de combustin interna (el mecanismo de generacin de calor es el misMotores trmicos

mo que el mecanismo de conversin de energa) Motores a gasolina, motores diesel, motores de reaccin, etc. Motores de combustin externa (el mecanismo de generacin de calor y el mecanismo de conversin de energa estn separados). Motores de vapor, turbinas de vapor, etc.

Los motores de motocicletas deben ser de tamao pequeo, de alta potencia, fciles de manejar, con poca tendencia a tener problemas, y silenciosos. Teniendo esto en consideracin, se usan motores a gasolina.

[3] Clasificacin de los motores de combustin internaLos motores de combustin interna se clasifican por el tipo de combustible, el tipo de movimiento, el sistema de encendido y las funciones del pistn.

1. Clasificacin por el tipo de combustibleMotores a gasolina (gasolina), motores diesel (aceite ligero), motores a gas (GLP), turbinas de gas (aceite ligero, aceite pesado), y motores a reaccin (Queroseno).

2. Clasificacin por el tipo de movimientoMotores recprocos (motores de pistn) y motores rotatorios (turbinas, motores rotatorios).

3. Clasificacin por el sistema de encendidoEncendido por chispa, encendido por compresin, motores de bulbo caliente.

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4. Clasificacin por ciclo de operacinMotores de cuatro tiempos, motores de dos tiempos, motores rotatorios. (4-ciclos) (2-ciclos)

5. Otra clasificacin Sistema de admisin de combustible...............Admisin por vaco (supercargador, turbocargador). Sistema de refrigeracin del motor........... Refrigeracin por aire (refrigeracin natural por aire, refrigeracin forzada por aire) refrigeracin por agua, refrigeracin por lquido. Disposicin de cilindros ............................Simple, gemelo, 3, 4, y 6 cilindros en lnea, tipo V, tipo L horizontalmente opuestos, etc. Inclinacin del motor ................................ Vertical, inclinado hacia adelante, horizontal, inclinado hacia atrs. Corrientemente, el tipo principal de motor para las motocicletas es el de gasolina, recproco, y de encendido por chispa. Hay tipos de 4-Tiempos y de 2-Tiempos, y se emplea el sistema de admisin por vaco. Generalmente, se usan sistemas de refrigeracin por aire, pero en las motocicletas tipo deportivo y de gran tamao, se usan principalmente sistemas de refrigeracin por agua.

[4] Principios de operacin del motor a gasolina1. Combustin y explosin de la gasolinaCuando se enciende gasolina en una cazuela, se quema pero no explota. Sin embargo, si se enciende en un recipiente hermtico, los gases quemados se expanden, forzando luego a expulsar la tapa. Esto es, la gasolina produce potencia explosiva. Si la gasolina se quema rpidamente, entonces la potencia explosiva es grande. Para quemar la gasolina rpidamente, se mezcla con aire, y se vaporiza. As, la mezcla aire-gasolina vaporizada debe ser comprimida y encendida con una chispa. La gasolina se quema rpidamente y produce potencia explosiva. El motor a gasolina produce esta potencia explosiva que puede ser conducida para darle fuerza a la motocicleta.Biela Cilindro Pistn Gasolina Fsforo Encendido Aire Agite vigorozamente

Cigeal

2. Principio de operacinUna mezcla de aire-gasolina es succionada en un cilindro y comprimida por un pistn movindose hacia arriba. La mezcla comprimida se enciende con una chispa y se quema expandindose. El gas quemado se expande y empuja el pistn hacia abajo, girando el cigeal a travs de la biela. Esto es, el movimiento recproco del pistn se cambia a un movimiento rotatorio por medio de la biela y es trasmitido a travs de los engranajes.Movimientos hacia arriba y hacia abajo

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Movimiento rotativo


3. Tres factores para la operacin del motorPara mantener el motor trabajando suavemente, se requieren los tres siguientes factores importantes. La falta de cualquiera de ellos conducir a una falla en el arranque o causar que el motor se detenga.

Combustible de buena calidad

(

Debe suministrar una adecuada cantidad de buena mezcla aire-combustible.

)

Buena compresin

(

La mezcla debe ser comprimida adecuadamente y sin prdidas.

)

Chispa fuerte

(

Se deben producir chispas fuertes en el momento preciso.

)

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III. CONSTRUCCION BASICA Y OPERACION DEL MOTOR


[1] Construccin bsica y caractersticas de los motores de 2Tiempos y de 4-Tiempos1. Construccin bsica y caractersticas del motor de dos-tiempos El motor de dos-tiempos requiere nicamente una vuelta del cigeal (dos carreras del Buja pistn) para completar un ciclo de eventos en el cilindro. Cmara Formalmente se llama motor de dos ciclos Culata de combustin de tiempo. Cilindro La explosin (carrera de potencia) tiene luL.transferencia gar cada vuelta del cigeal. L. escape L.admisin El pistn se mueve hacia arriba y hacia abaAro del pistn jo, abriendo y cerrando las lumbreras de adPistn misin, de escape y de transferencia en el Pasador del cilindro. Esto es, el pistn acta como una vlpistn vula deslizante y el motor de este tipo se llaBiela ma motor de vlvula de pistn. Crter Para completar un ciclo de eventos por vuelCigeal ta del cigeal (dos carreras del pistn), los Pasador de la eventos tienen lugar separadamente en la biela cmara de combustin (sobre el pistn) y en el crter (bajo el pistn). Las mezclas de aire-combustible se compriCrter men dos veces por ciclo. Compresin primaria (compresin preliminar en el crter): La mezcla que cae al crter se comprime para que fluya a la cmara de combustin. Compresin secundaria (compresin en el cilindro y en la cmara de combustin). Para encender y quemar la mezcla fcilmente, est se vaporiza y se comprime y el resultado es una presin de combustin extremadamente alta. Hay una carrera de transferencia. La mezcla comprimida en el crter fluye al cilindro a travs de un pasaje de transferencia que obliga a los gases quemados remanentes a salir del cilindro.

Ventajas y desventajas del motor de dos-tiemposVentajas La explosin ocurre una vez cada giro, suministrando revoluciones suaves. El torque de potencia es suave. No necesita vlvulas, el nmero de partes es reducido, el mantenimiento es fcil y menos costoso. La generacin recproca de la fuerza inercial de operacin es baja. Motor silencioso con poca vibracin. Comparado con un motor de 4-Tiempos, se obtiene mayor potencia a la misma velocidad del motor. Comparado con un motor de 4-Tiempos, es posible realizar dos carreras de potencia. Para la misma capacidad, suponiendo que el promedio de la presin efectiva fuera la misma, es posible obtener dos veces ms potencia (actualmente 1.7 veces). PS/l es grande. g/PS es pequeo. Desventajas El proceso de admisin y de escape es corto, por esto, la prdida de combustible es mayor (retorno de mezcla). Hay orificios en las paredes del cilindro que son tocados por los aros del pistn, causando un desgaste irregular. Los orificios del escape estn en los orificios del cilindro, por esto, es fcil que se presente recalentamiento. Revoluciones difciles a bajas velocidades. El consumo de aceite es alto.

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2. Construccin bsica y caractersticas del motor de 4-Tiempos Eje de levas

El motor de 4-Tiempos requiere dos vueltas del cigeal (4 carreras del pistn) para completar un ciclo de eventos en el cilindro. Formalmente es llamado Motor de 4 ciclos de tiempo. La carrera de potencia se realiza cada dos vueltas del cigeal.

Tapa culata Culata

Pin cadenilla Balancn Resorte vlvula Vlvula Cilindro Aros pistnAro aceite

El cilindro tiene dos vlvulas, admisin y escape. Ya que stas funcionan de acuerdo a los movimientos de subida y de bajada del pistn, el cilindro no requiere de lumbreras. Por lo tanto, todos los eventos se realizan en la cmara de combustin por encima de la cabeza del pistn Para abrir y cerrar las vlvulas, hay un mecanismo de control sobre la culata, el cual es operado por el cigeal.

Cadenilla Tensor cadenilla Gua cadenilla Biela

Pin pistn Pistn Pin cadenilla Crter Cigeal

Ventajas y desventajas del motor de 4-TiemposVentajas El proceso de admisin, de compresin, de potencia y de escape se realizan independientemente, por lo tanto, la operacin es precisa, eficiente y altamente estable. El rango de operacin es amplio de bajas a altas velocidades (500 - 10,000 rpm o ms). La prdida de combustible causada por el soplado es menor que en el motor de 2-Tiempos. De este modo, el consumo de combustible es bajo. La conduccin a bajas velocidades es suave y el recalentamiento no es frecuente debido al sistema de lubricacin. Los procesos de admisin y de compresin son largos, la eficiencia de la capacidad y el promedio de la presin efectiva son altos. PS/ l es ms grande La carga por calor es baja comparada con un motor de 2-Tiempos. Desventajas El mecanismo de abertura y cierre de las vlvulas es complicado, hay muchas partes y el mantenimiento es ms complicado. El ruido mecnico es alto. La carrera de potencia ocurre una vez cada dos giros, as, el balance de las revoluciones es inestable (vibracin). antivibrantes. Es necesario aumentar el nmero de cilindros o agregar mecanismos

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[2] Operacin y tipos de motores de 2T1. Operacin bsica del motor de dos-tiemposCarrera de admisin y compresin secundaria. Cuando el pistn se mueve hacia arriba, se genera un vaco parcial en el crter, y cuando la falda del pistn abre la lumbrera de admisin, una mezcla de aire - combustible es succionada dentro del crter desde el carburador. De otro lado, las lumbreras de transferencia y la de escape estn cerradas por la cabeza del pistn y as, la mezcla en la cmara de combustin es comprimida (en la mitad posterior de la carrera ascendente del pistn). Explosin (potencia) y compresin primaria Cuando el pistn se aproxima al punto muerto superior, la mezcla vaporizada y comprimida es encendida por la buja. La presin del gas quemado fuerza el pistn hacia abajo y el pistn gira el cigeal a travs de la biela. Como el pistn se mueve hacia abajo, la falda del pistn cierra la lumbrera de admisin y con el posterior movimiento hacia abajo, comprime la mezcla en el crter (en la primera mitad de la carrera del pistn hacia abajo). Carrera de escape y compresin primaria Como el pistn contina movindose hacia abajo, la cabeza del pistn abre la lumbrera de escape para permitir que los gases remanentes fluyan hacia afuera del cilindro. De otro lado, la mezcla en el crter est siendo comprimida (en la mitad posterior de la carrera del pistn hacia abajo). Carrera de escape y carrera de barrido Cuando la cabeza del pistn abre la lumbrera de transferencia, inmediatamente despus que ha comenzado la carrera de escape, la mezcla comprimida en el crter fluye a travs del pasaje de transferencia en la pared del cilindro hacia la cmara de combustin. Esta carga fresca de mezcla obliga a salir los gases quemados remanentes hacia afuera del cilindro y al mismo tiempo, la cmara de combustin se llena con una mezcla fresca (en la mitad posterior de la carrera hacia abajo del pistn).Compresin en el cilindroP.M.S.

Carrera de admisin

P.M.I.

Encendido ExplosinCompresin en el crter

Escape

Escape

Carrera de barrido

Carrera de escape

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2. Sincronizacin de las lumbrerasEl motor de dos-tiempos trabaja abriendo y cerrando las lumbreras del cilindro con el movimiento alternativo del pistn. Por lo tanto, la sincronizacin de las lumbreras (tiempo en la cual se abren y se cierran las lumbreras) se determina por las posiciones y los tamaos de las lumbreras. *Como se discute abajo, esta sincronizacin de lumbreras vara con el sistema de admisin y de este modo, cambiando la sincronizacin de la lumbrera de admisin, se puede aumentar la eficiencia de la admisin: Sistema de admisin * 1) Vlvula de pistn La sincronizacin de las lumbreras se puede 2) Vlvula rotativa indicar de las dos formas siguientes: 3) Vlvula de lengetas

(1) Indicacin por el ngulo del cigealLa sincronizacin de abertura y cierre de las lumbreras se indica por el ngulo del cigeal en referencia a la lnea recta que pasa a travs del punto muerto superior (P.M.S.) y el punto muerto inferior (P.M.I.). Tal diagrama se llama diagrama de sincronizacin de lumbreras. El diagrama mostrado a la derecha indica la posicin del pistn en trminos de la posicin del pasador de la biela. El crculo exterior indica el trabajo realizado sobre la cabeza del pistn (en la cmara de combustin) y el crculo interior representa el trabajo realizado bajo el pistn (en el crter).EncendidoComp res in se c

P.M.S.

Abertura lumbrera admisin

ria da un

Expl os misin in d ACompresin primaria

Direccin de giro Cierre lumbrera admisin

Cierre Lumbrera escape

Cierre lumbrera trasnferencia

Barrido (transferencia)

Escape P.M.I.

Abertura lumbrera escape Abertura lumbrera transferencia

Diagrama de sincronizacin de lumbreras con vlvula de pistn

(2) Indicacin de las posiciones de las lumbrerasLa posicin de cada lumbrera se indica por la distancia (en mm) desde el borde superior del cilindro hasta el borde superior de cada lumbrera. El diagrama que se aprecia a la derecha muestra un desarrollo de un cilindro tipo 3lumbreras, que es el tipo bsico del motor de dos-tiempos.

Parte superior del cilindro

Lumbrera transferencia

Lumbrera de escape

Lumbrera transferencia Lumbrera admisin

Costado de la camisa

3. Fundamentos del sistema de barridoSi el barrido (los gases quemados son expulsados hacia afuera del cilindro) es incompleto, la carga fresca de mezcla se combina con los gases quemados remanentes, y de este modo, se reduce la eficiencia de la combustin. Para aumentar la eficiencia se han introducido varias mejoras al sistema de barrido. El sistema bsico de barrido es un barrido en forma de lazo. Barrido en forma de lazo (barrido Schnuerle) Las lumbreras de transferencia estn dispuestas inmediatamente a la izquierda y a la derecha de la lumbrera de escape. La carga fresca entra tangencialmente, con los dos flujos reunindose en la pared del cilindro opuesta a la lumbrera de escape y deflectando hacia arriba. Luego, los flujos giran hacia abajo hacia la lumbrera de escape, empujando los gases quemados hacia afuera del cilindro.

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4. Tipos y caractersticas de sistemas de admisin, sistemas de barrido y sincronizacin de las lumbreras(1) Sistema de vlvula de pistnEl tipo de vlvula de pistn es el tipo bsico de los motores de dos-tiempos. El cilindro tiene una lumbrera de admisin que es abierta y cerrada por el pistn. Esto es, el pistn acta como una vlvula. 1) Tipo de 3-lumbreras Es el tipo bsico de construccin ms simple en los motores de dos-tiempos. Actualmente, el cilindro tiene cuatro lumbreras, incluyendo dos lumbreras de transferencia, una lumbrera de admisin y una lumbrera de escape. La carga de mezcla que fluye hacia afuera de las dos lumbreras de transferencia opuestas, obliga a los gases quemados a salir del cilindro. Sin embargo, en este sistema los gases quemados tienden a permanecer en el centro del cilindro.Lumbrera de admisin Lumbrera escape Lumbrera de Transferencia Lumbrera admisin

Lumbrera de escape

Lumbrera de transferencia

2) Tipo de 5-lumbreras Esta es una versin mejorada del tipo de 3lumbreras. Se han adicionado dos lumbreras auxiliares de transferencia para empujar completamente hacia afuera los gases remanentes y as aumentar la eficiencia del barrido. Actualmente, el cilindro de 5-lumbreras tiene seis lumbreras, incluyendo dos lumbreras principales de transferencia, dos lumbreras auxiliares de transferencia, una lumbrera de escape y una lumbrera de admisin. * El motor con cilindro de 5-lumbreras fue desarrollado primero por Yamaha.Lumbrera de escapeGases remanentes

Gases remanentes Lumbrera de transferencia auxiliar Lumbrera admisin

Lumbrera de escape Lumbrera de transferencia principal

Lumbrera admisin

Lumbrera de trasnferencia principal

Lumbrera de transferencia auxiliar

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YAMAHA MOTOR CO., LTD.3) Sincronizacin de lumbreras y rendimiento del sistema de vlvula de pistn Para aumentar el rendimiento del motor, el motor debe arrastrar tanta mezcla como sea posible, la mezcla debe ser completamente comprimida y encendida en el momento ptimo, y los gases quemados deben ser completamente forzados hacia afuera del cilindro. Para este fin, el cilindro debe tener lumbreras ms grandes y una mayor duracin de abertura de las lumbreras. Sin embargo, esto no es tan simple, ya que las lumbreras se abren y se cierran con el pistn. Si se ajusta el tiempo para que las lumbreras abran ms temprano, las lumbreras cerrarn ms tarde. (La sincronizacin de cada lumbrera es simtrica en referencia al P.M.S. y al P.M.I.).Abertura lumbrera admisin

P.M.S. Encendidoria da un

Direccin de giro Cierre lumbrera admisin

Compr esi n se c

Expl o misin sin AdCompresin primaria

Cierre Lumbrera escape

Cierre lumbrera transferencia

Barrido Admisin P.M.I.

Abertura lumbrera escape Abertura lumbrera transferencia

Diagrama de sincronizacin de las lumbreras con vlvula de pistn

Los problemas son: Si la lumbrera de admisin se ampla verticalmente, la mezcla pueden fluir hacia el cilindro ms temprano, pero cuando la lumbrera se cierra con el pistn sobre la carrera de compresin, tomar ms tiempo cerrar la lumbrera completamente y as, una carga fresca de combustible se devolver al carburador. Tambin, la compresin en el crter ser menor y de este modo, la presin del crter se reducir. Cuando la lumbrera de transferencia y de escape se amplan verticalmente: Ya que la lumbrera de escape debe abrir antes que la lumbrera de transferencia, si se alarga la lumbrera de transferencia, la lumbrera de escape tambin debe ser ampliada. Esto significa que la lumbrera de escape se abre ms temprano y por lo tanto, la presin de la combustin se reducir ms rpido. Cuando el pistn se mueve hacia arriba las lumbreras cierran ms tarde y entonces, la carga de mezcla es soplada hacia la lumbrera de escape. Esto es, la presin de la compresin secundaria ser menor. El motor de dos-tiempos tiene la incompatibilidad que se anot anteriormente. Mientras que el motor funcione en el rango de velocidad que est especificado para el rendimiento deseado del motor, no tendr problemas. Pero si la velocidad del motor est fuera del rango de velocidades especificadas, el rendimiento se ver altamente reducido. En otras palabras, el motor no es fcil de usar. El motor de vlvula de pistn se adopta en muchas competencias de velocidad y de karts que estn diseados para funcionar normalmente a altas velocidades, pero no para las motocicletas de medias o bajas velocidades. Para compensar los demritos del tipo de vlvula de pistn, se desarroll el siguiente sistema de admisin. Este sistema de admisin permite a la lumbrera de admisin abrirse un tiempo mayor y al mismo tiempo, tambin se mejor el sistema de barrido para una mayor eficiencia en la admisin.

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YAMAHA MOTOR CO., LTD. (2) Sistema de admisin de vlvula rotativa En este tipo de motor, la lumbrera de admisin est colocada en la pared del crter, en lugar de estar en la pared del cilindro. La lumbrera se abre y se cierra con un disco (vlvula rotativa) accionado por el cigeal. En este sistema, la admisin de la mezcla no tienen relacin directa con la carrera del pistn. La sincronizacin de la lumbrera de admisin se puede ajustar libremente cambiando la forma del corte del disco para que el rendimiento del motor pueda ser mejorado considerablemente. El tamao de la lumbrera de admisin puede ser ampliado y adems, la lumbrera de admisin se puede abrir ms temprano para que pueda ser incrementada la eficiencia de la admisin. Tambin es posible reducir el soplado inverso de la mezcla hacia el carburador, cerrando la lumbrera ms temprano. As, la presin de la compresin primaria tambin puede ser incrementada. No se requiere lumbrera de admisin para el cilindro y de este modo, es posible adicionar una lumbrera extra de transferencia (3a. lumbrera de transferencia) a travs de la cual se dirige una carga fresca hacia la lumbrera de escape para incrementar la eficiencia del barrido. Ya que la mezcla es impulsada directamente al crter, se encuentra con menor resistencia. Estas ventajas contribuyen a incrementar la potencia de salida y particularmente, a aumentar el torque del motor y la economa del combustible en un rango medio de velocidades.3a. Lumbrera de transferencia

Lumbrera de admisin Cigeal Vlvula rotativa Tapa vlvula Vlvula rotativa Carburador

Crter

Vlvula rotativa

Comparacin de sistemas de admisin entre motores de 3-lumbreras y de vlvula rotativa.

Tipo de 3-lumbreras

Tipo vlvula rotativa

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YAMAHA MOTOR CO., LTD.1. Admisin (en el crter) Compresin (en el cilindro) 2. Explosin (en el cilindro) Compresin (en el crter) 3. Escape 4. (Escape) Barrido

Vlvula rotativa

1) Sincronizacin de las lumbreras y rendimiento del tipo de vlvula rotativa En el sistema de admisin de vlvula rotativa, la sincronizacin de la lumbrera de admisin puede ser libremente ajustada, independientemente de la carrera del pistn. En otras palabras, es posible ajustar la duracin de abertura de la lumbrera de admisin ms que en el sistema de admisin de vlvula de pistn, de tal forma, que se pueda prevenir el soplado inverso de la mezcla. Sin embargo, la lumbrera de admisin colocada en el crter se debe abrir y cerrar mecnicamente como en el motor de vlvula de pistn. Por lo tanto, el disco rotativo debe estar cortado de forma tal, que el motor pueda desarrollar el rendimiento deseado. No obstante, cuando el motor est fuera del rango de velocidad deseado, no se debe presentar un gran cambio en el rendimiento del motor. Por ejemplo, cuando la sincronizacin de la lumbrera de admisin est ajustada dndole importancia al rango de bajas y medias velocidades, se tendrn los siguientes problemas: la lumbrera de admisin empieza a cerrarse mientras permanece una fuerte inercia del flujo de la mezcla o la lumbrera de admisin permanece cerrada cuando la presin en el crter es negativa.

Sincronizacin de las lumbreras con vlvula rotativa Encendido Compresin en el cilindro. P.M.S. Explosin Compresin en el crter

Ad mi si nEscape P.M.I.

Barrido

Como se discuti anteriormente, el motor de vlvula rotativa contina involucrando problemas en la carrera de admisin. Por lo tanto, se han hecho esfuerzos para mejorar el sistema de admisin de vlvula rotativa con el propsito de incrementar la eficiencia de la admisin y la eficiencia del barrido. El resultado es el siguiente sistema de admisin.

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YAMAHA MOTOR CO., LTD. (3) Sistema de admisin de vlvula de lengetas La vlvula de lengetas se fabrica en un acero inoxidable especial y flexible y se abre y se cierra por los cambios en la presin del crter. Cuando la presin del crter se hace negativa, la vlvula de lengetas se abre, y an cuando el pistn comienza a moverse hacia abajo y la presin del crter est siendo comprimida, la carga fresca contina fluyendo hacia el crter, hasta que la inercia del flujo de mezcla iguala la presin. Cuando la presin del crter se incrementa, sta hace que se cierre la vlvula de lengetas de forma tal, que se puede prevenir el soplado inverso de la mezcla. Como se discuti anteriormente, la sincronizacin de la lumbrera de admisin puede ser controlada automticamente de acuerdo a los cambios en la presin del crter y as, la eficiencia de la admisin se puede incrementar ampliamente. Particularmente en el rango de bajas y medias velocidades, el torque del motor muestra un incremento. Otra ventaja de la vlvula de lengetas es que es compacta y por lo tanto, puede ser instalada, ya sea en el crter o en el cilindro.7a lumbrera Tope Vlvula de lengetas Vlvula de lengetas Tope Vlvula de lengetas instalada en el crter Vlvula de lengetas abierta

Carburador

Sistema de induccin del torque El sistema de induccin del torque est formado por una vlvula de lengetas y siete lumbreras. Esto es, la vlvula de lengetas est instalada en la lumbrera de admisin, y la 5a. lumbrera de transferencia (7a lumbrera) est situada sobre la lumbrera de admisin para incrementar la eficiencia del barrido. Esta combinacin de vlvula de lengetas y 7 lumbreras ha sido llamada induccin del torque.Vlvula de lengetas instalada en el cilindro (induccin del torque) Presin negativa

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1) Sincronizacin de las lumbreras de la vlvula de lengetas Comienzo de la admisin (Vlvula de lengetas abierta) * Inicio del flujo de la mezcla hacia el crter El volumen del crter se incrementa al final de la carrera de escape, y como el pistn se mueve hacia arriba, tambin se incrementa la presin negativa en el crter. Por lo tanto, cuando la ventana de admisin en el pistn se alinea con la lumbrera de admisin en el cilindro, la carga fresca de mezcla fluye al crter desde el carburador. Admisin y compresin (La vlvula de lengetas, est abierta) * Flujo de la mezcla hacia el crter Como el pistn se mueve hacia arriba luego de cerrar la lumbrera de escape, se comprime la mezcla en la cmara de combustin. De otro lado, se incrementa la presin negativa en el crter, y la falda del pistn abre completamente la lumbrera de admisin para que la mezcla fluya hacia el crter. Explosin (La vlvula de lengetas est cerrada) * Comienza la compresin en el crter Cuando el pistn comienza a moverse hacia abajo despus de la explosin, la presin positiva en el crter se incrementa. Como el flujo de la mezcla hace que se cierre la vlvula de lengetas, se previene el soplado inverso de la mezcla. Comienzo del escape (la vlvula de len getas est cerrada) Como los gases de la combustin se expanden y fuerzan el pistn hacia abajo, se incrementa la presin en el crter y en la cmara de la vlvula. Al mismo tiempo, el pistn movindose hacia abajo abre la lumbrera de escape permitindole a los gases quemados fluir hacia afuera.

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Escape y barrido (se abre la vlvula de lengetas) Como el pistn contina movindose hacia abajo, se abre la lumbrera de escape y la lumbrera auxiliar de transferencia (5a. lumbrera) y as, la mezcla en el crter fluye hacia el cilindro haciendo que los gases quemados sean forzados a salir. Adems, se incrementa la eficiencia de atrapado de la mezcla fresca por las pulsaciones de los gases de escape en el silenciador. Al mismo tiempo, se abre la 7a. lumbrera y la mezcla de la cmara de la vlvula fluye hacia el cilindro. Debido a la inercia del flujo de escape saliendo, se abre la vlvula de lengetas y fluye mezcla directamente hacia el cilindro a travs de la 7a. lumbrera, de tal forma, que puede ser incrementada la eficiencia del barrido.7a.lumbrera (5a lumbrera de transferencia), Lumbrera escapeLumbrera transferencia Lumbrera auxiliar de transferencia

Lumbrera admisin

Cilindro de 7 lumbreras

* En el sistema de induccin del torque, el pistn tiene la ventana de admisin en su falda para avanzar la sincronizacin de la lumbre* Al comienzo y al final de la carrera de admisin, actualmente se abre y se cierra la vlvula de lengetas pero esta sincronizacin de la vlvula cambia ligeramente con la condicin de operacin (nivel de presin negativa en el cilindro o en el crter, velocidad del flujo de la mezcla entrante, o efecto de inercia de los gases de escape y de la carga fresca fluyendo hacia el cilindro). Por lo tanto, es imposible indicar claramente la sincronizacin de la lumbrera de admisin. (En el caso del sistema de induccin de torque, la lumbrera de admisin en el cilindro est siempre abierta, independiente de la posicin del pistn, pero se cierra y se abre con la vlvula de lengetas).P. M.I Sincronizacin de lumbreras de la vlvula de lengetas Barrido Escape

ra de admisin.Encendido P. M.S

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YAMAHA MOTOR CO., LTD.2) Vlvula de lengetas tipo crter

Admisin y vlvula de lengetas tipo carter

Hay varios mtodos para incrementar la eficiencia de la admisin. Por ejemplo, cuando se usa la vlvula de lengetas tipo pistn, el volumen de admisin puede ser incrementado alargando los orificios al lado del pistn. Sin embargo, hay un lmite cuando se utiliza este mtodo. Con la TZR250, se obtiene un gran rendimiento utilizando una vlvula de lengetas tipo crter, lo que es ahora una prctica comn en las carreras mundiales de motocicletas. Esta ha incrementado el volumen de la admisin y suministrado alto rendimiento. Comparado con el mtodo de vlvula de lengetas tipo pistn, la construccin de la vlvula de lengetas tipo crter provee un proceso de admisin cuando el crter lo requiere (cuando el vaco es aplicado), sin ser limitado por el pistn. Esto incrementa grandemente el volumen de admisin (mezcla aire-combustible) y provee una muy buena respuesta. Vlvulas de lengetas de resina Para la vlvula de lengetas se ha adoptado una resina especial. Con sto, se consigue una reduccin de peso, con lo cual se consigue una excelente respuesta de la vlvula comparada con la vlvula de lengetas metlicas. Esto previene el oleaje de la vlvula a altas velocidades del motor.

Admisin de la vlvula de lengetas tipo crter P.M.S

P.M.I

Admisin y vlvula de lengetas tipo pistn Area del P.M.S. pasaje

Area de la falda del pistn con prdidas durante el proceso de admisin.

P.M.I.

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[3] Construccin y funcionamiento de las partes principales de los motores de dos-tiempos1. CulatasLa culata forma la cmara de combustin. Est hecha de una aleacin de aluminio que tiene buena resistencia al calor y disipacin del calor. Tiene aletas de radiacin y su tamao y perfil se determinan teniendo en cuenta la eficiencia de la refrigeracin. La cmara de combustin tiene principalmente forma de cpula con un gran nfasis en la eficiencia de la combustin y del barrido y tiene una buja en su centro. El volumen de la cmara de combustin afecta directamente la relacin de compresin.Aletas de refrigeracin [Enfriado por aire] [Enfriado por agua] Cilindro Culata Camisa de agua

[Cpula]

[Cono]

2. CilindrosEl cilindro acta como una gua del pistn y como fuente de potencia del motor. Tiene lumbreras de admisin y de escape cuyo tamao, forma y posicin, afectan altamente el rendimiento del motor. Para disipar el calor, tiene aletas de radiacin. El cilindro debe tener excelente resistencia al calor, al desgaste y a la presin; rpida disipacin de calor y poca distorsin por el calor. Hay varios tipos de materiales para cilindros.

Aletas de refrigeracin

Camisa de agua

[Enfriado por aire]

[Enfriado por lquido]

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(1) Cilindros de hierro fundidoSiendo hechos de hierro fundido de alto grado, los cilindros de hierro fundido son fciles de maquinar, pero son pesados y se usan principalmente en motocicletas pequeas.

Hierro fundido

(2) Cilindros de aluminio con camisa de hierro fundidoEl cilindro es de una aleacin de aluminio y est revestido con una camisa de hierro fundido especial por vaciado o ajustada por contraccin. Comparado con el cilindro de hierro fundido, ste tiene superior disipacin del calor y es ms liviano. Se usa principalmente en motocicletas de tamao mediano y grande.Camisa

(3) Cilindros de aluminioEl cilindro de aluminio se hace de una aleacin de aluminio y su pared interior es plateada con cromo duro. Siendo liviano y con excelente disipacin del calor, se usa principalmente para mquinas de competencia.

Cromado

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3. PistonesEl pistn se mueve alternativamente en el cilindro. Forma la cmara de combustin con su cabeza y hace girar el cigeal a travs de la biela. Adems, abre y cierra las lumbreras del cilindro. El pistn est siempre expuesto a altas temperaturas y presiones y se mueve a velocidades extremadamente altas y por lo tanto, debe reunir varios requisitos, tales como, excelente resistencia mecnica, disipacin del calor y poca expansin trmica. Actualmente, la mayora de los pistones se hacen de aleaciones de aluminio pero con inferior expansin trmica comparada con la del cilindro de hierro fundido. Para compensar esta desventaja, se han introducido varias ideas para los materiales y las formas de los pistones.

(1) Materiales del pistnLO-EX: El coeficiente de expansin trmica es ligeramente mayor que el de Hi-Si (alto silicio) pero tiene mayor resistencia al calor. (usado en motocicletas de competencia). Hi-Si: El coeficiente de expansin trmica es ligeramente menor que el LO-EX y por lo tanto, se usa para motocicletas generales.

(2) Formas del pistnEn la actualidad, el pistn tiene forma de cono, esto es, la cabeza del pistn tiene un dimetro menor que la falda y por lo tanto se llama pistn cnico. La temperatura a que est expuesto el pistn vara dependiendo del rea y por lo tanto, el efecto del calor sobre el pistn tambin vara de rea a rea. Esto es, la cabeza del pistn que est expuesta directamente a las altas temperaturas de los gases quemados se expande ms que la falda. Teniendo en consideracin estas caractersticas, la cabeza del pistn tiene dimetro ms pequeo que la falda. Las reas de las copas del pasador del pistn deben tener mayor resistencia que las otras reas y por lo tanto, estas reas se hacen con mayor espesor. Esto es, las reas de las copas del pasador del pistn se expanden ms y as, la cabeza del pistn es de forma ovalada cuando es visto desde la parte superior. Hay algunos pistones cuya posicin del pasador est fuera del centro del pistn. La pared del cilindro tiende a desgastar algo la forma ovalada del pistn. Esto se debe al empuje lateral del pistn causado por la biela. Para prevenir este empuje lateral, la posicin del pasador del pistn se ha ajustado fuera del centro del pistn. La cantidad de compensacin y la posicin del pasador al lado de la lumbrera de admisin o al lado de la lumbrera de escape se determina de acuerdo al tamao del pistn, a la forma y al balance del peso. Las ranuras del pasador del pistn se ajustan con pines de seguridad.

B Zona aros 2do tope Ranuras de los aros Posicin de la medicin del pistn Desplazamiento A Cabeza de pistn Pin ubicacin aros Orificio pasador del pistn Falda pistn cnica A > B (0.03 ~ 0.05 mm)

Manzana B

A

Ovalo A > B (0.1 ~ 0.2 mm)

Instale el pistn con la flecha hacia el escape

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(3) Tolerancia del pistnLa tolerancia entre el pistn y la pared del cilindro se llama tolerancia del pistn. Esta tolerancia es importante para prevenir que el pistn se pegue al cilindro debido a la expansin trmica. Si la tolerancia es mucha, el pistn ser ruidoso (cascabeleo o ruido de anillos) y si es muy pequea, el motor tiende a recalentarse, causando luego el agarrotamiento del pistn. La tolerancia del pistn se obtiene restando el dimetro del pistn (indicado por la fraccin decimal de la figura que indica el dimetro exterior del pistn) del dimetro del cilindro (indicado por la fraccin decimal de la figura que indica el dimetro del cilindro).Clculo de la tolerancia del pistn. Por ejemplo, en el caso de una mquina de 50cc, el dimetro es 40 mm.

El tamao del pistn como pieza de recambio se muestra en 2 dgitos.

40.002-)39.978 0.024 mm

La tolerancia es: 24 Dimetro del cilindro: 40.002 mm Dimetro exterior del pistn: 39.978 mm

En algunos casos, en lugar de cifras se usan, A, B y C para indicar los tamaos del pistn y del cilindro. Cuando se usa una combinacin de pistn y cilindro A, B o C se puede tener la tolerancia apropiada.

Tamao del pistn A

yta bronce espanol

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