Muchas veces los árboles no nos dejan ver el bosque. Esta frase tan manida lo es porque se puede aplicar en multitud de ocasiones. El sector automovilístico no iba a ser menos y, en este caso, para muchos no iniciados o conductores que no están especialmente interesados en el funcionamiento de su vehículo, la cilindrada es el bosque, y los cv los árboles.
La cilindrada es uno de los elementos clave en el desarrollo de la potencia de un motor. Juega un papel básico en la inyección, mezcla y explosión del combustible y, por lo tanto, en la potencia y velocidad que es capaz de desarrollar y alcanzar un coche.
En este post te hablamos de la cilindrada de un motor, qué es, cómo se calcula, cuál es su importancia, qué elementos la componen y su relación con el impuesto de circulación.
¿Qué es la cilindrada de un motor?
Como decíamos, la cilindrada es un aspecto clave dentro de la combustión. Entendemos por cilindrada a la suma del volumen útil de todos los cilindros de un motor motor de combustión interna alternativo. Su medida habitual son los centímetros cúbicos (cm3).
Básicamente, podemos decir que para que un motor desarrolle una determinada potencia necesita entregar un par motor al régimen de rotación. Para hacerlo, necesitará quemar combustible, que redundará en un mayor par y en que, en definitiva, el coche avance más rápido o más lento.
¿Y cómo se encarga un motor de combustión de realizar la quema? Pues a través de la mezcla de combustible y aire, de modo que a mayor necesidad de combustible que quemar, también aumenta la necesidad de aire.
Esta mezcla se da en el cilindro, que puede bajar su temperatura o aumentar su presión (en los motores turbo), o aumentar su volumen. El cilindro se desplaza a través de un recorrido que, según sea su longitud, desarrollará una potencia mayor o menor.
¿Cómo funcionan los cilindros?
No podríamos entender qué es la cilindrada sin saber primero cómo funcionan los cilindros. Bien,
para realizar su recorrido, a medida que baja el pistón en el cilindro se inyectan el combustible y aire formando la mezcla que explosionará e impulsará al vehículo.
Cuando se da la explosión tras la compresión del pistón en el cilindro, el pistón baja nuevamente y los gases resultantes del proceso se expulsan una vez vuelve a subir.
¿Cómo saber la cilindrada de un motor? Datos a tener en cuenta y fórmulas
Ya hemos explicado brevemente el funcionamiento de los cilindros, de modo que ahora podemos meternos de lleno en cómo saber la cilindrada de un motor.
Antes mencionamos que la cilindrada es la suma del volumen útil de los cilindros. Para calcularla, necesitaremos conocer los siguientes datos:
1. Diámetro del cilindro (D)2. Carrera del cilindro (C) o (L) el desplazamiento que realiza el pistón desde el PMI o punto muerto inferior hasta el PMS o punto muerto superior
3. Número de cilindros (N) que se encuentran en el bloque motor
4. Volumen de la cámara de combustión (Vcc), es el volumen final que ocupa la mezcla en el cilindro
Con estos datos podemos calcular tanto la cilindrada unitaria como la total:
Cilindrada unitaria
La cilindrada unitaria es el volumen de uno de los cilindros del motor, y se calcula de la siguiente manera:
Cilindrada Unitaria = [(π x D2)/4] x L
Cuanto mayor sea la cilindrada unitaria, más aire y combustible podrá entrar en el cilindro y el pistón entregará, en consecuencia, más par.
Cilindrada total
La cilindrada total, por su parte, es el resultado de multiplicar la cilindrada unitaria por el número de cilindros del motor, por lo tanto:
Cilindrada Total = [(π x D2)/4] x L x Número de cilindros
Relación de combustión
Dentro de estos parámetros conviene que nos paremos más detenidamente en la relación de combustión, que es la suma de la cilindrada y el volumen de la cámara de combustión.
La relación de combustión nos indicará cuál es la capacidad de compresión del aire desde la admisión hasta que finaliza la compresión. Un valor típico, en un motor de gasolina estaría en torno a 10, siendo los diésel turbopropulsados los que muestran valores más altos (entre 16 y 18).
Este valor, cuando es alto, indica que la presión en el ciclo de funcionamiento de los cilindros es también elevada, lo que aumenta el riesgo de autodetonaciones antes de tiempo. Para esos casos se utiliza gasolina con mayor capacidad de evitar autodetonación.
Este valor también nos indica el rendimiento térmico, al menos en teoría, del motor, es decir, cómo aprovecha el combustible y si es todo lo eficiente que desearíamos.
Ok, pero ¿Cuál es la cilindrada de un coche?
Una vez sabemos cómo calcular la cilindrada total de un motor, y sabemos que se suelen expresar en cm3, tenemos que hacer la equivalencia teniendo en cuenta que un litro es igual a 1000 centímetros. Por lo tanto, un coche con 1,2 litros de cilindrada tendrá 1,2 cm3. ¿Fácil, verdad?
¿Qué diferencia hay entre cilindrada y potencia?
No hay una diferencia como tal entre estos dos términos, pues son dependientes. Como hemos visto, la potencia del motor depende directamente del comportamiento de su cilindrada total.
De hecho, para calcular la potencia necesitamos saber la cilindrada total, y seguiremos una fórmula que necesita los siguientes datos:
- N, número de revoluciones por minuto
- Pme, presión media efectiva de los cilindros en relación kg/cm2
- Z, el número de tiempos del ciclo (2 o 4)
- V, cilindrada total
La fórmula que emplearíamos sería:
N = pme x Vxn22500 x 2
Elemento clave, los pistones
Ya sabemos que la cilindrada depende del movimiento de los pistones en el cilindro y de la cantidad de aire y combustible que se inyecta y se detona. Una de las partes claves de este movimiento son, por supuesto, los pistones.
Los pistones son una pieza, normalmente de alumino o aluminio combinado con otras aleaciones como el magnesio o el silicio, que están instalados en el cilindro y que son el elemento que, como un émbolo, se desplaza dentro del cilindro cambiando el volumen y la presión del carburante y el aire con su movimiento.
Cómo funciona un pistón, elementos que lo componen
En el caso de los motores de combustión interna, los pistones funcionan a alta presión y temperatura, por lo que son una pieza de extrema importancia.
El funcionamiento del pistón es realizar un desplazamiento a lo largo del cilindro, modificando su aceleración una vez llega al punto de inversión, y convirtiendo el proceso de combustión en un trabajo mecánico de fuerzas de inercia que se traslada al cigüeñal. El trabajo del pistón es el de generar fuerzas de inercia que luego.
Como tal, un pistón cuenta con los siguientes elementos:
- Cabeza, que es la parte superior y entra en contacto en todas las fases de presión del fluido
- Cielo, es la parte superior de la cabeza
- Alojamiento porta aros, que es donde se alojan los anillos y por donde entra el lubricante al pistón
- Perno, que es un pasador tubular
Aros/segmentos, controlan la lubricación de las paredes del cilindro y transmiten calor
El movimiento del pistón
Hay dos momentos clave en el movimiento del pistón, son el PMS y el PMI
PMS. Punto Muerto Superior
El PMS, o punto muerto superior, se atribuye al punto en el que el pistón se acerca más a la culata durante su recorrido por el cilindro. En el momento previo al PMS, el pistón reduce su velocidad para detenerse e iniciar el recorrido en sentido contrario hasta alcanzar la velocidad lineal máxima, que adquiere a mitad de carrera, antes de llegar al punto muerto inferior.
PMI. Punto Muerto Inferior
El PMI, punto muerto inferior, es el momento en el que el pistón pasa de hacer un recorrido descendente en el cilindro a uno ascendente. Coincide con el momento en el que la presión del cilindro es más alta y la velocidad de pistón cae hasta cero.
En este punto damos por finalizado este post. Esperamos haber aclarado todas las dudas posibles acerca de la cilindrada, su funcionamiento y su importancia en el desarrollo de la potencia de tu coche. Si tienes alguna otra consulta sobre este post o sobre el mundo del renting, puedes contactar con nosotros a través de
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