Cilindrada unitaria y cilindrada total

Cilindrada unitaria y total de un motor

La cilindrada de un motor se obtiene realizando cรกlculos matemรกticos que derivan de la mediciรณn geomรฉtrica de sus componentes. En concreto de la parte del motor que genera la fuerza motriz. Sin embargo, no hay que confundir la cilindrada unitaria con la total, ya que hacen referencia a valores diferentes.

Aunque muchas personas asรญ lo creen, la cilindrada de un motor no es todo el hueco que hay dentro de los cilindros. Se trata solo del espacio que se aprovecha para crear el movimiento de los pistones. Es decir, el volumen que hay entre el Punto Muerto Superior y su Punto Muerto Inferior de los pistones.

Todo lo demรกs, queda fuera de lo que se considera cilindrada del motor. Como por ejemplo, las cรกmaras de combustiรณn, que son un espacio donde se inician las explosiones, pero hasta donde no sube el pistรณn. Tampoco cuentan, como es lรณgico, las partes de los cilindros hasta donde no bajan las cabezas de los pistones.

Carrera del pistรณn para medir la cilindrada unitaria

Cilindrada unitaria

Se trata del volumen de solo uno de los cilindros del motor. Como te hemos dicho, se trata de medir el espacio entre el Punto Muerto Superior y su Punto Muerto Inferior del pistรณn. Lo que se obtiene con la siguiente fรณrmula: ฯ€ x (diรกmetro del cilindroยฒ/4) y multiplicรกndolo por la altura del recorrido total o carrera del pistรณn.

Fรณrmula de la cilindrada unitaria

Por supuesto, en los motores de compresiรณn variable, se tiene en cuenta la relaciรณn de compresiรณn mรกs alta. Es decir, cuando el motor funciona con la mayor carrera del pistรณn posible. Si no conoces este tipo de motores, te recomendamos que le eches un vistazo al artรญculo Relaciรณn de compresiรณn de un motor. Al final tiene un apartado en el que se explica cuรกles son su ventajas y forma de funcionar.

Si estรกs familiarizado con los cรกlculos geomรฉtricos bรกsicos, es posible que te haya extraรฑado ver que la fรณrmula no es la tรญpica del cรกlculo del volumen de un cilindro. Es decir: ฯ€ x rยฒ x h (Pi por el radio al cuadrado por la altura). En el cรกlculo de cilindrada se sustituye rยฒ por dยฒ/4 (diรกmetro al cuadrado, partido por 4), que da el mismo resultado. Haz la prueba si quieres.

Cilindrada total

En este caso, ya sรญ estamos hablando de la cilindrada de un motor, que es lo que se suele anunciar en los diferentes vehรญculos que hay a la venta. La cilindrada total, es simplemente el resultado de multiplicar el valor obtenido con el cรกlculo de la cilindrada unitaria, por el nรบmero de pistones con los que cuenta el motor.

Fรณrmula de la cilindrada total

Nรณtese que es el nรบmero de pistones, no el nรบmero de cilindros. Aunque no es habitual verlos, se obtendrรญa un valor incorrecto en los motores de pistones opuestos, porque tienen dos pistones por cilindro. Una caracterรญstica que se puede ver por ejemplo en el motor INNEngine. De todas maneras, es indiferente usar cilindros o pistones en el resto de motores.

Cilindrada total de un motor

Cada resultado obtenido en estos cรกlculos, y debido a que el diรกmetro del pistรณn generalmente es expresado en milรญmetros, serรก expresado en milรญmetros cรบbicos. Por lo que, para obtener la cilindrada en centรญmetros cรบbicos (como es frecuente verlo expresado) debemos dividir al resultado por 1000.

Para quรฉ se usa la cilindrada unitaria y total

A parte de la utilizaciรณn de estos valores en el mundo de la ingenierรญa de motores, de su modificaciรณn y reparaciรณn, tambiรฉn se usa por ejemplo en el cรกlculo de los caballos fiscales de un vehรญculo con motor tรฉrmico. En las fรณrmulas empleadas para ello aparecen medidas como el diรกmetro de los cilindros y la carrera de los pistones.

Volviendo a la ingenierรญa de motores, la cilindrada unitaria, total y la relaciรณn que hay entre ellas se usa de forma habitual. Por ejemplo, para los motores convencionales se trata de que la relaciรณn entre ambas no sea ni muy grande ni muy pequeรฑa. Dicho de otro modo, no caer en cilindros demasiado pequeรฑos para la cilindrada del motor o en todo lo contrario.

Cilindrada unitaria baja (cilindros pequeรฑos)

Unos cilindros demasiado pequeรฑos causan, por ejemplo, que la cantidad de mezcla sea menor y por lo tanto que el par generado sea mรกs escaso. Lo que se puede solucionar con la sobrealimentaciรณn, aunque con ciertos lรญmites que no se superan en coches convencionales que vemos generalmente por la calle.

Cilindrada unitaria alta o baja

Cilindrada unitaria alta (cilindros grandes)

No hay que olvidar que el encendido de la gasolina no es instantรกneo y la llama que genera tarda en expandirse. Cuanto mรกs grande sea el cilindro mรกs tardarรก en empujar el pistรณn de forma efectiva, porque tardarรก en llegar. Lo que se puede solucionar en cierta medida con un mayor avance de encendido. Sin embargo, este avance tiene lรญmites y no se puede abusar de รฉl.

El resultado es que las revoluciones del motor no pueden ser muy altas, porque no le da tiempo a la llama a mover el motor a determinadas velocidades de giro. Ademรกs cuanto mayor es el cilindro, mayor es la velocidad que tiene que alcanzar el pistรณn para cubrir todo el movimiento y, de nuevo, eso genera mรกs fricciรณn y calor.

La ventaja es que un cilindro grande permite mayores vรกlvulas para la entrada de aire o mezcla y la expulsiรณn de los gases. Ademรกs de permitir mayor facilidad para incorporar sistemas de dos bujรญas.

Relaciรณn entre cilindrada unitaria y total

Como ves, ambos casos conllevan problemas extra que hay que solventar. Por ese motivo, ademรกs de otros, es por lo que se ven cada vez mรกs motores con una cilindrada total muy baja, pero tres cilindros. Por ejemplo, en los motores de 0,9 litros, 1.0 litros o incluso en los de 1.2 litros. A pesar de las vibraciones extra que causan, principalmente a bajas revoluciones.

ยฟSe puede modificar la cilindrada?

A pesar de que las potenciaciones de motores mรกs frecuentes solo implican una reprogramaciรณn de la electrรณnica, tambiรฉn hay modificaciones mรกs profundas que incluso llegan a modificar la cilindrada unitaria y, lรณgicamente, la total. Un buen ejemplo de ello es el Brabus 900 G65. Una modificaciรณn del Mercedes Clase G de 2016 con un motor de 12 cilindros y 6.0 litros, que tras los cambios cubicaba 6.3 litros.

Artรญculo relacionado:
Tipos de motores

Como has visto, hemos mencionado tanto el diรกmetro de los cilindros como la carrera del pistรณn. Ambos valores son susceptibles de cambios por parte de un preparador. Por ejemplo, el diรกmetro se suele ampliar mediante una rectificadora de precisiรณn, que disminuye el grosor de las paredes de los cilindros. Un recurso del que no hay que abusar debido a los lรญmites de resistencia del bloque motor. Que tendrรก que aguantar la misma carga, rozamiento y calor con una pared mรกs delgada. Esto supone por supuesto un aumento del tamaรฑo de los pistones en la misma medida.

En cuanto a la carrera del pistรณn, tambiรฉn se puede modificar, aunque eso puede conllevar cambios en bielas, cigรผeรฑal y otros elementos relacionados. Ademรกs, tampoco se puede abusar de esta modificaciรณn ya que la velocidad del pistรณn aumentarรก en cada vuelta de motor y eso aumenta el calor por rozamiento, ademรกs de otros problemas.

Imagen 1 โ€“ Nick Ares ; Imagen 5 โ€“ Eric Kilby


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     ROMรN dijo

    Muy interesante y a la vez muy fรกcil de entender, no se si puede facilitar temas de ejercicios referente a la cilindrada.

        wilson dijo

      hola alguien me puede disir este ejercicios por favor ยก un automovil tiene un motor de cutro cilindro .el diametro de cada cilindro es de 83mmy la carrera del piston tiene 90mm.

          Motorman dijo

        489 cm3 cil.unitaria y por 4 da 1947,8 cm3 o 1,947 lt.

        jhoanatan toapanta dijo

      necesito calcular la cilindrad de cuatro motores pero no se de donde sacar los cรกlculos por favor me puede ayudar con cuatro clase de motores y con sus dato
      el tipo de motor y el aรฑo por favor

     Gilberto dijo

    Este tema es muy interesante y facil de entender lo que nos imparten.

     euskal mutila dijo

    la base del pistรณn tambiรฉn puede ser calculada (mรกs fรกcil en mi opiniรณn) haciendo ฮ  X Radio del piston al cuadrado y luego multiplicado por la carrera para dar como resultado la cilindrada unitaria

     Justiniano886 dijo

    Pueden desarollar este ejercicio con todos los pasos un motor de 6 cilindros tiene un diametro de 80mm y una carrera 70mm calcular la cilindrada unitaria y la total gracias

        Comisario F 1 dijo

      Diรกmetro 8’0 c.c.

      Carrera 7’0 c.c.

      Multiplicamos el diรกmetro por si mismo, el resultado se multiplica por el nยบ pi que es 3’1416, lo que de lo dividimos entre 4, y multiplicamos por la carrera y nos da el volumen por cilindro, luego se multiplica por en nยบ de cilindros y tenemos el total.

      8’0 X 8’0 X 3’1416

      ————————- =50’265 X 7’0 =351’85 Volumen de un cilindro
      4

      351’85 X 6 cilindros = 2.111’15 cilindrada total.

     ospina 21 dijo

    gracias me sacaste de duda con este ejemplo (Y)

     raul barrgan padilla dijo

    me podrian apoyar para saber de cuentos centimietro cubiso es una suburbn 2014 saludos cordiales

     Javier dijo

    hola soy un alumno de tercero de eso y me gustarรญa si ustedes me pidieran aconsejar algรบn tipo de ejercicio para practicar el calculo de la cilindrada de un motor.

     Doryan dijo

    No no podemos trueno xD

     milton dijo

    pueden desarrollar este ejercicio : de un motor de 6 cilindros con un pistรณn de diรกmetro 82.7 mm y la carrera de 83.5 mm , utilizando al menos dos decimales en las operaciones , calcular la cilindrada total en centรญmetro cรบbicos y en litros, asรญ como cual es la relaciรณn de compresiรณn sabiendo que el volumen de la carrera de compresiรณn es de 49.82.

     Williams dijo

    Grasias por el aporte del buen entendimiento sobre conceptos y ejemplos faciles de entender,