Un limitador de revoluciones es un dispositivo que se instala en los vehículos modernos que tienen motores de combustión interna . Su finalidad es proteger un motor restringiendo su velocidad máxima de rotación , medida en revoluciones por minuto (RPM). Los limitadores de revoluciones están preestablecidos por el fabricante del motor. También hay unidades del mercado de accesorios en las que se instala un controlador independiente que utiliza una configuración de RPM personalizada. Un limitador evita que el motor de un vehículo se vea obligado a superar el límite del fabricante, conocido como la línea roja (literalmente, la línea roja marcada en el tacómetro ). En algún punto más allá de la línea roja, puede producirse un daño en el motor.
Los limitadores suelen funcionar apagando un componente necesario para que se produzcan los procesos de combustión, ya sea combustible, aire o chispa. Los motores de encendido por compresión utilizan reguladores mecánicos o limitadores para apagar los inyectores electrónicos de combustible. Un motor de encendido por chispa también puede apagar el combustible o detener el encendido por chispa y algunos simplemente reducen la potencia del motor modificando la sincronización de la chispa.
En el caso de una transmisión automática en modo "drive", las RPM del motor se mantienen de forma segura dentro del rango que elija la transmisión. Solo cuando se acelera demasiado el motor en los modos "park", "neutral" o "manual" es necesario un limitador de revoluciones. Estos vehículos no solían incluir un tacómetro hasta el cambio de milenio. Sin este indicador, no se puede ver la línea roja, pero hay tan poco riesgo de exceso de velocidad del motor con transmisiones completamente automáticas que las RPM del motor no son una preocupación.
Sin embargo, con una transmisión manual, las RPM del motor pueden alcanzar el límite máximo en punto muerto, o al cambiar a una marcha más alta demasiado tarde, o al cambiar a una marcha más baja demasiado pronto. En el caso de punto muerto o de cambiar a una marcha más alta demasiado tarde, un limitador de revoluciones puede mantener fácilmente las RPM del motor por debajo del límite máximo.
Si se cambia a una velocidad inferior demasiado pronto en una transmisión manual , la velocidad del vehículo hará que el motor supere la línea roja. En este caso, un limitador de revoluciones reducirá la potencia del motor, pero no puede evitar que las RPM del motor superen la línea roja.
Quizás la peor situación ocurre cuando se "pierde" un cambio. En el diagrama que se muestra, es posible estar a altas RPM y "perder" el cambio de 2.ª a 3.ª marcha y, en su lugar, pasar a 1.ª. Esto dará como resultado que se exceda la línea roja y no hay nada que evite que un motor sufra daños graves debido a una falla del tren de válvulas o de la biela. Usar el embrague lo más rápido posible puede evitar daños en el motor. [1]
La mayoría de los motores pequeños , como los de las cortadoras de césped, tienen un regulador de velocidad . A medida que aumentan las RPM del motor, la placa del acelerador en el carburador se cierra gradualmente, lo que reduce la cantidad de combustible y aire que ingresa al motor, hasta que las RPM del motor se estabilizan. Si las RPM caen por debajo del valor deseado, la placa del acelerador se abrirá automáticamente, lo que permitirá que ingrese más mezcla de combustible y aire al motor. Al ajustar el acelerador, generalmente se ajusta la tensión del resorte en el regulador, lo que a su vez permite que el motor funcione más rápido o más lento, según se desee. Si bien la línea roja no se puede ver en la mayoría de los motores pequeños, debido a la falta de un tacómetro, el riesgo de una velocidad excesiva del motor generalmente no es una preocupación. [2]
Los limitadores de revoluciones que reducen el consumo de combustible son los más comunes en los automóviles de carretera porque desgastan menos los componentes del escape, en particular el convertidor catalítico. Estos sistemas suelen reducir el exceso de velocidad del motor cerrando los inyectores de combustible y son el único sistema práctico en los motores diésel. [3] Este sistema es menos popular en los motores de alto rendimiento o de competición debido a las altas temperaturas en el funcionamiento con mezcla pobre y la falta de un convertidor catalítico.
Los sistemas de limitación de revoluciones del control de encendido funcionan apagando las bujías una vez que el motor alcanza una velocidad excesiva. [3] Esto es menos común en los vehículos de producción porque el sistema todavía inyecta combustible en el cilindro y, en consecuencia, libera combustible no quemado que puede encenderse en un turbocompresor o en el tubo de escape. Esto puede afectar las temperaturas en el escape, lo que provoca un desgaste prematuro del convertidor catalítico. [3]
Los vehículos equipados con sistemas de control electrónico permiten que la ECU module la posición del acelerador para mantener las revoluciones del motor en un rango seguro. Este es, con diferencia, el método más seguro para limitar la velocidad del motor y se utiliza en la mayoría de los coches de producción modernos, ya que no utilizan un cable del acelerador.
Los limitadores de corte duro cortan por completo el combustible o la chispa al motor. Este tipo de limitadores se activan a las RPM establecidas y "rebotan" en ellas si se aplica el acelerador. Este fenómeno se conoce como histéresis . El "rebote" se produce porque el limitador cortará el combustible o la chispa a las RPM establecidas, lo que hace que las RPM bajen. Si el motor está en un estado de acelerador abierto cuando las RPM caen, las RPM volverán a subir hasta el límite. Esto hace que el motor encienda y apague su potencia en ciclos. Un período de histéresis más largo facilitará una caída más significativa en las RPM antes de que se vuelva a conectar el combustible/chispa, y un período de histéresis más corto puede ayudar a disminuir esa caída en las RPM. En aplicaciones de carreras, se desea una histéresis extremadamente corta para no perder toda la potencia del motor de repente si/cuando se presiona el limitador de revoluciones.
Los limitadores de corte suave son un tipo de limitador de revoluciones que corta parcialmente el suministro de combustible al motor. Estos limitadores también pueden retardar el tiempo de encendido. Si se utiliza un limitador de revoluciones de corte suave, el motor comenzará a cortar el suministro de combustible o a retardar el tiempo de encendido antes de las RPM establecidas hasta que las alcance lentamente y permanezca allí. Si el motor se acelera demasiado de todas formas, un limitador de corte suave puede apagar progresivamente cada cilindro uno por uno hasta que las RPM del motor bajen a niveles seguros. Estos tipos de limitadores de revoluciones a menudo se confunden con los "limitadores suaves", que son un límite de RPM inferior independiente para cuando un vehículo no está en marcha.
Las RPM máximas de un motor están limitadas por el flujo de aire a través del motor, el desplazamiento del motor, la masa y el equilibrio de las partes giratorias, junto con el diámetro y la carrera de los pistones. [4] Los motores de Fórmula Uno pueden alcanzar velocidades de hasta 15 000 rpm según las reglas de Fórmula Uno [5] debido a su menor desplazamiento, baja masa y carrera corta.
Los motores con taqués hidráulicos (como el Buick/Rover V8 ) suelen tener un limitador de revoluciones en virtud de su diseño. Las holguras de los taqués se mantienen mediante el flujo del aceite lubricante del motor. A altas velocidades del motor, la presión del aceite aumenta hasta tal punto que los taqués se "inflan", lo que provoca que la válvula flote. Esto reduce drásticamente la potencia del motor, lo que hace que la velocidad caiga.
El nivel de RPM que se obtiene cuando se detiene la sincronización de la chispa puede ser un nivel constante o, con los módulos de control de encendido adecuados, variable. Los módulos de encendido de velocidad variable se pueden ajustar de forma rápida y sencilla para lograr el límite de RPM adecuado para diferentes situaciones, como carreras callejeras, carreras de aceleración, carreras en circuitos y conducción en autopistas.
Los módulos de encendido de varias etapas ofrecen un mayor control del límite de RPM. La primera etapa se puede utilizar para limitar los niveles de RPM al poner en marcha un vehículo desde una posición estacionaria, lo que proporciona máxima potencia y tracción. La segunda etapa se activa después del arranque para establecer un límite de RPM más alto para la aceleración a todo gas .
Existe una variación considerable entre los fabricantes en cuanto a dónde se debe colocar la línea roja para sus motores: desde 100 [6] hasta 12 000 RPM. [7] Si un motor va a una velocidad excesiva, lo que comúnmente se denomina "sobrerrevolucionado", pueden producirse daños en el pistón y el tren de válvulas cuando una válvula permanece abierta más tiempo de lo habitual. La flotación de la válvula puede provocar una pérdida de compresión, un fallo de encendido o una colisión entre la válvula y el pistón. [8] También es posible que el motor lance una biela entre el cigüeñal y el pistón. En ese caso, será necesario reparar o reemplazar el motor por completo.
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