Un motor de cuatro tiempos es, antes que nada, una bomba de aire. La nafta sola no hace nada: necesita oxígeno para quemarse. Cuanto más aire entra al cilindro, más combustible se puede quemar y más potencia sale. Casi todo lo que se hace para «sacarle más» a un motor apunta a lo mismo: meter más aire y sacar mejor los gases.
Los cuatro tiempos
- Admisión: el pistón baja y aspira aire (y nafta, si la inyección es indirecta).
- Compresión: el pistón sube y aprieta la mezcla.
- Explosión: la bujía enciende la mezcla y la presión empuja el pistón hacia abajo. Acá se genera el torque.
- Escape: el pistón sube otra vez y saca los gases quemados.
Cada cilindro aspira una vez cada dos vueltas del cigüeñal.
Cuánto aire mueve un motor
Un 2.0 a 6000 rpm con un 90 % de eficiencia volumétrica mueve 2,0 × 3000 × 0,9 = 5400 litros de aire por minuto. La eficiencia volumétrica (VE) dice qué tan bien se llena el cilindro comparado con su tamaño. Un motor atmosférico bueno anda entre el 85 y el 100 % en su mejor régimen. Con turbo puede pasar largamente el 100 %, porque el aire entra a presión.
Cómo se le mete más aire
- Más presión: turbo o compresor. Es la forma más directa de llenar más el cilindro.
- Más vueltas: si el motor llena bien arriba, más rpm es más aire por minuto.
- Mejor llenado: árbol de levas, tapa trabajada, admisión y múltiple de escape. Mejoran la VE en cierto rango de rpm, casi siempre a cambio de perder en otro.
- Aire más frío: el aire frío es más denso. Por eso existe el intercooler.
Y después, la nafta
Más aire sin más combustible deja la mezcla pobre, y una mezcla pobre a plena carga rompe motores. Cada vez que cambiás cómo respira el motor, hay que ajustar la inyección y el encendido. Eso es, en pocas palabras, la puesta a punto.
A four-stroke engine is, first of all, an air pump. Fuel on its own does nothing: it needs oxygen to burn. The more air you get into the cylinder, the more fuel you can burn and the more power you make. Almost everything people do to "get more" out of an engine aims at the same thing: get more air in and get the exhaust out better.
The four strokes
- Intake: the piston goes down and draws in air (plus fuel, with port injection).
- Compression: the piston comes up and squeezes the mixture.
- Power: the spark plug lights the mixture and the pressure pushes the piston down. This is where torque is made.
- Exhaust: the piston comes up again and pushes out the burnt gases.
Each cylinder breathes once every two crankshaft turns.
How much air an engine moves
A 2.0 at 6000 rpm with 90% volumetric efficiency moves 2.0 × 3000 × 0.9 = 5,400 litres of air per minute. Volumetric efficiency (VE) tells you how well the cylinder fills compared to its size. A good naturally aspirated engine sits around 85–100% at its best rpm. With a turbo it can go well past 100%, because the air arrives under pressure.
Ways to get more air in
- More pressure: a turbo or supercharger. The most direct way to fill the cylinder.
- More rpm: if the engine still fills well up top, more rpm means more air per minute.
- Better filling: camshafts, a ported head, intake and exhaust manifolds. They raise VE over some rpm range, usually at the cost of another.
- Colder air: cold air is denser. That's why intercoolers exist.
Then comes the fuel
More air without more fuel leans out the mixture, and a lean mixture at full load breaks engines. Every time you change how the engine breathes, the fuel and ignition have to be adjusted. That, in short, is tuning.