Calculadora de cilindrada y compresión

Cilindrada = π/4 × diámetro² × carrera × número de cilindros. Trabaje en centímetros para obtener cc directamente, o en pulgadas para obtener pulgadas cúbicas. Ejemplo: un V8 small-block con 4,00 in de diámetro y 3,48 in de carrera da 0,7854 × 4,00² × 3,48 × 8 = 349,8 ci, que son 5733 cc o 5,7 L (1 ci = 16,387 cc). La cifra es el volumen total que barren los pistones del punto muerto inferior al superior y no incluye la cámara de combustión.

Relación de compresión estática = (volumen barrido + volumen de compresión) / volumen de compresión, para un cilindro. El volumen de compresión es todo lo que hay encima del pistón en el punto muerto superior: el volumen de la cámara de la culata, más la cavidad del pistón (o menos una cúpula), más el volumen de la junta de culata comprimida (π/4 × diámetro de la junta² × espesor), más el volumen del plano si el pistón queda por debajo del plano del bloque. Con 499,6 cc barridos y 49,9 cc de compresión, RC = 549,5 / 49,9 = 11,0 : 1. Una junta más fina o una culata planificada reducen el volumen de compresión y suben la RC.

La relación de compresión dinámica solo cuenta la parte de la carrera posterior al cierre de la válvula de admisión, porque hasta entonces no empieza la compresión real. Halle la posición del pistón al cierre de la admisión (a partir de la carrera, la longitud de biela y el ángulo de cierre en grados después del punto muerto inferior), calcule el volumen barrido por encima de ese punto y úselo en lugar de la carrera completa: RCD = (Vc + π/4 × diámetro² × x) / Vc. Un árbol de levas con cierre de admisión tardío baja la RC dinámica; por eso un árbol de larga duración admite más compresión estática sin picado.

No hay una única cifra estática, porque influyen la distribución, el diseño de la cámara, el material de la culata y la refrigeración. Una regla habitual para motores de gasolina sin inyección directa es una RC dinámica de unos 7,5–8,5 : 1 con gasolina de 98, algo más con culatas de aluminio y una cámara de combustión rápida. Con árboles de levas suaves de calle eso suele corresponder a unos 9,5–10,5 : 1 estáticos. Los motores modernos de inyección directa con sensores de picado y un control fino del encendido usan 12–13 : 1 estáticos o más, porque el combustible inyectado en el cilindro enfría la carga.

En un Wankel, la cilindrada se indica por cámara de trabajo: Vh = 3√3 × R × e × B, donde R es el radio generador del rotor, e la excentricidad y B la anchura del rotor. El Mazda 13B tiene R = 105 mm, e = 15 mm y B = 80 mm, lo que da unos 654 cc por cámara, es decir, 1308 cc con dos rotores. Cada rotor completa una carrera motriz por vuelta del eje excéntrico, así que hace el trabajo de un 4 tiempos del doble de tamaño, y los reglamentos de competición suelen contar un 13B como 2,6 L.

La velocidad media del pistón es la velocidad promedio del pistón en una vuelta: cm = 2 × carrera × rpm / 60. Una carrera de 86 mm a 7800 rpm da 22,4 m/s (4400 ft/min). Es mejor medida del esfuerzo mecánico y del desgaste que las rpm por sí solas, porque las cargas de inercia sobre bielas y cojinetes crecen con el cuadrado de la velocidad del pistón. Los motores de calle típicos se quedan por debajo de unos 20 m/s, los deportivos llegan a 20–25 m/s y los de Fórmula 1 han superado los 25 m/s. La velocidad máxima del pistón es aproximadamente 1,6 veces la media.