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CILINDRADA UNITARIA - Definición - Significado

Volumen que barre el pistón durante su desplazamiento (carrera) entre el punto muerto superior (PMS) y el punto muerto inferior (PMI). Es igual al espacio que queda libre en el cilindro cuando el pistón se halla en el PMI, menos el volumen de la cámara de explosión:

En el proyecto de un motor, es preciso mantener la cilindrada unitaria entre ciertos límites, inferior y superior, para no encontrarse con inconvenientes de tipos diversos. El límite inferior viene dado esencialmente por la necesidad de evitar una miniaturización exagerada o por la no conveniencia de conseguir la cilindrada deseada, mediante el fraccionamiento en un número excesivo de cilindros.

Son más significativos los motivos por los que no es aconsejable recurrir a cilindradas demasiado grandes. Ante todo existirían graves problemas para el encendido. Si la cilindrada unitaria es elevada (cilindro de gran tamaño), aumenta el recorrido de la llama, o sea, la distancia entre la chispa y los puntos más alejados de la cámara de explosión (esto únicamente se refiere a los motores de encendido por chispa, es decir, con ciclo de Otto). Debido a esto se requiere un tiempo mayor para la combustión, lo cual obliga a limitar el número de revoluciones por minuto y, como consecuencia, la potencia. Además, se producen con más facilidad fenómenos de combustión anormal, extraordinariamente perjudiciales. Las mayores dificultades de refrigeración crean el peligro de existencia de puntos calientes, que son la causa del autoencendido.

La temperatura del cilindro debe ser limitada (150-200 °C para la superficie interior de la bujía y unos 250 °C para las paredes de la cámara de combustión) por razones de resistencia y lubricación. La transmisión del calor de los gases calientes a las paredes se produce esencialmente por radiación; por ello, el calor transmitido es proporcional a la diferencia entre las cuartas potencias de las temperaturas de los gases y de las paredes y, prácticamente, independiente de la velocidad de rotación del motor. El calor irradiado es proporcional al volumen V del cilindro, mientras que el calor que puede disiparse al exterior con la refrigeración es proporcional a la superficie S, por lo que la diferencia de temperaturas en el interior y en el exterior del cilindro es proporcional a la relación VIS, es decir, al diámetro y, en definitiva -para motores similares, con la misma relación carrera/diámetro-, a la cilindrada unitaria.

Para una misma relación carrera/diámetro, los motores de gran cilindrada unitaria poseen una carrera mayor y, por tanto, una velocidad media vm del pistón más elevada. Esto limita el número de revoluciones admisibles y, por tanto, la potencia.

Por el contrario, los motores de cilindrada unitaria elevada poseen la ventaja de que permiten fácilmente la colocación de válvulas más grandes o, precisamente, de 4 válvulas por cilindro, así como el encendido doble, con 2 bujías por cilindro. Sin embargo, se trata de soluciones adoptadas muy raramente en los automóviles de serie, mientras que en los coches de carreras suele recurrirse a ellas, incluso para cilindros relativamente pequeños. Por estos motivos, mientras que antiguamente se alcanzaron cilindradas unitarias elevadísimas (por ejemplo, los Mercedes 60 HP de turismo de 1903 tenían una cilindrada unitaria de 2.309 ce y los De Dietrich de competición de 1906, de 4.540 ce), actualmente se adoptan valores mucho más bajos. Entre los casos límites pueden señalarse el bicilíndrico Honda 360 (cilindrada unitaria de 180 ce) y el Cadillac Fleetwood Eldorado, de 8.194 ce y 8 cilindros en V (cilindrada unitaria de 1.024 ce). El motor del Honda gira a una velocidad de 8.500 rpm, con una potencia específica de 87 CV/1, mientras que el del Cadillac lo hace a 3.800 rpm con 29 CV/1.

En los motores Diesel no existen los problemas relativos al encendido y es posible recurrir a cilindradas unitarias mucho mayores.

Una de las características de la marca Dodge ha sido la dedicación a los coches potentes, muchas veces de cilindradas notables. En la fotografía, el Dodge Charger de 1968, con cilindrada de 7.200 ce.

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