Inicio de utilización de un automóvil nuevo
En un automóvil nuevo todos sus elementos mecánicos han de ajustarse, para que la fricción que se genera al funcionar sea la calculada en el diseño y así obtener la mayor duración posible con el menor consumo de combustible y aceite del motor.
El órgano más complejo para lograr este ajuste y el equilibrio fiabilidad – duración – prestaciones – consumos, es el motor, y de ahí que en este artículo vayamos a tratar del rodaje del motor.
Con la evolución de los procesos de diseño, fabricación y de tipos y tratamiento de los materiales se consiguen unos ajustes mucho más precisos que hace años, con el efecto de requerir menos precauciones al iniciar la utilización del automóvil.
Además, el apriete angular entre diferentes elementos del motor, extremadamente preciso y equilibrado, no necesita de post aprietes tras rodar unos kilómetros como pasaba anteriormente.
Por todo esto se puede prescindir de la primera revisión después de recorrer unos 3.000 km, en la que se sustituía el aceite del motor, en muchos casos era específico para el rodaje, y reapretar elementos como la culata sobre el bloque entre otras cosas.
Para las explicaciones que siguen, y en los demás artículos de este blog, busco formas y aspectos de desarrollarlas que sean lo más didácticas y fáciles de entender posible, para llegar a encontrar ideas conceptuales e intuitivas de procesos bastante complejos si se estudiasen desde el prisma del diseño de I + D + i.
Rodaje del motor
Con la tecnología actual se ha dado un inmenso paso en los materiales y el tratamiento de superficies que friccionan durante el funcionamiento del motor, lo que permite que las precauciones durante los primeros kilómetros de uso del automóvil con motor nuevo sean menos exigentes, pero se ha de seguir un proceso o método para lograr los mejores resultados de duración, consumo de aceite y de combustible.
Los elementos más afectados por el rodaje del motor son los pistones – segmentos y cilindros, encargados de generar la energía (par) que produce el motor.
Con la siguiente animación se explican los aspectos más importantes para el rodaje del motor de un automóvil, con la silueta inicial de un Lada Niva:
- Es un motor de 4 cilindros en línea longitudinal delantero, con distribución OHC, árbol de levas en cabeza o culata
- Se aprecian los cinco apoyos de bancada del cigüeñal (numerados) y los del árbol de levas (he puesto 9 en la imagen y están numerados)
- Se resaltan los segmentos representados por las dos líneas horizontales en los pistones (habitualmente hay tres segmentos)
- He representado el espesor de las paredes de los cilindros como referencia del concepto inicial de rodaje del motor, observar la evolución de este espesor
- Al arrancar el motor el aceite del cárter es distribuido por el circuito de engrase y llega a todas las zonas donde hay fricción entre diferentes elementos
- El rozamiento entre los segmentos – pistones – cilindros es determinante para el rodaje del motor
- Se aprecia como el espesor de los cilindros va disminuyendo por el rozamiento de los segmentos, este es el concepto inicial del rodaje al que antes me refería; de la calidad y forma de este ajuste depende el resultado del motor, del que luego hablaremos
- Al funcionar el motor las fuerzas de rozamiento entre pistones y cilindros son proporcionales a demandas de aceleración, es decir a más aceleración más rozamientos y en consecuencia más fuerzas de fricción entre segmentos y cilindros
- Si a la aceleración se suma el incremento de RPM aumentan sensiblemente los rozamientos
Este concepto inicial del rodaje asociado a la disminución del espesor de las paredes de los cilindros nos lleva a ampliar la explicación analizando la forma de la superficie de los cilindros antes y después del rodaje.
Tres formas genéricas de hacer el rodaje del motor
He seleccionado tres formas diferentes de conducción durante el rodaje de un motor nuevo para llegar a tres resultados distintos:
Observar en los tres motores las rugosidades de las paredes de los cilindros, que he exagerado mucho para apreciar mejor las explicaciones.
Al funcionar, según sea la aceleración y RPM a que se utilice el motor durante el rodaje así serán las fuerzas de fricción entre segmentos – cilindros y estos son los resultados:
Motor central inferior:
- Se ha hecho un rodaje progresivo y por zonas de orografía variada; conducción suave en frío y sin aceleraciones bruscas
- Se utiliza el motor al principio a no más de 2/3 de las RPM de potencia máxima y se van aumentando progresivamente las RPM durante los siguientes 2.000/3.000 km hasta llegar a las RPM de potencia máxima cortos periodos de tiempo
- En recorridos variado se cambia frecuentemente de relación y las RPM del motor, así se rueda además del motor el resto de elementos y órganos
- El resultado en el motor es haber logrado reducir la forma de las crestas de las rugosidades sin eliminar estas totalmente
- Se logra el mejor equilibrio entre prestaciones y consumo, de combustible y de aceite
- El rozamiento entre segmentos – cilindros es el previsto y el motor utiliza poca de la energía que produce en auto moverse
- Porqué hay menos consumo de aceite se explica después con otra animación
Motor superior izquierdo:
- Se ha hecho un rodaje a bajas RPM y con poca aceleración, las fuerzas generadas entre segmentos – cilindros han sido mínimas reduciendo poco las crestas de las rugosidades
- El resultado es un motor que gasta una buena parte de la energía que genera en auto moverse, con más consumo de combustible y menos prestaciones
- La duración del motor puede ser mayor
Motor superior derecho:
- Se ha conducido durante el rodaje con bastante aceleración y RPM
- Los fuertes rozamientos segmentos – cilindros han desgastado bastante las crestas de las rugosidades disminuyendo mucho la energía necesaria para auto moverse el motor
- Se logran mejores prestaciones, con menos consumo de combustible y más consumo de aceite, luego se explica la razón de esto último
- La duración del motor es menor, pues cuando la estanqueidad de los segmentos con los cilindros llega a un valor mínimo el motor ha llegado a su fin de vida y con este tipo de rodaje se anticipa
Detalles comparativos de las tres formas de hacer el rodaje del motor
Con esta animación que se propone a continuación se ve con más detalle la superficie (aumentada) de las paredes de los cilindros:
Rodaje teórico ideal:
- Se ha logrado reducir las crestas y suavizar las formas, dejando unas micro cámaras en las que se aloja el aceite al subir el pistón, de esta forma no es empujado el aceite hacia arriba y se reduce el la cantidad de lubricante que es quemada durante la combustión
Rodaje a bajas RPM y poca aceleración:
- Se han reducido poco las crestas conservando alteraciones superficiales, además de incrementar el rozamiento segmentos – cilindro
- Las irregularidades pueden propiciar que las micro cámaras no sean estancas y pueda subir aceite al ascender el pistón, al menos durante unos cuantos miles de kilómetros hasta que por el funcionamiento se vayan desgastando las crestas de las rugosidades
Rodaje a altas RPM y mucha aceleración:
- Se desgastan bastante y pronto las crestas quedando muy poco espacio para las micro cámaras de aceite
- Al subir el pistón arrastra lubricante que no tiene suficiente espacio para alojarse
- Este tipo de rodaje aporta más prestaciones, algo menos de consumo de combustible si se conduce suave y más consumo de aceite
- Como se anticipó el motor llega antes al final de su vida útil
En la última animación se ven los elementos citados más afectados por el rodaje del motor; cilindros y segmentos además de los pistones, cigüeñal y, en este motor, los dos árboles de levas (es DOHC, doble árbol de levas en culata)
Los motores, según las marcas, han funcionado un cierto tiempo antes de ser montados en el automóvil.
Después circulan unos cuantos kilómetros para validar la calidad del producto antes de su comercialización, pero no se ha de considerar un rodaje.
Lo más frecuente es que en los manuales de utilización se den algunas premisas de cómo hacer el rodaje, generalmente poco explicitas.
En los automóviles prestacionales con mucha potencia y/o altas RPM de funcionamiento si se aporta más información sobre el proceso del rodaje.
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