La velocidad media del pistón es la velocidad promedio del pistón en un motor alternativo . Es una función de la carrera y las RPM. Hay un factor de 2 en la ecuación para tener en cuenta que se produce una carrera en 1/2 revolución del cigüeñal (o alternativamente: dos carreras por una revolución del cigüeñal) y un '60' para convertir segundos de minutos en el término de RPM.
Por ejemplo, un pistón en un motor de automóvil que tiene una carrera de 90 mm tendrá una velocidad media a 3000 rpm de 2 * (90 / 1000) * 3000 / 60 = 9 m/s.
El V10 de 5,2 litros que debutó en el Audi R8 de 2009 tiene la velocidad media del pistón más alta de cualquier coche de producción (26,9 m/s) gracias a su carrera de 92,8 mm y su línea roja de 8700 rpm. [1]
La media de cualquier función se refiere al valor promedio. En el caso de la velocidad media del pistón, tomada en un sentido matemático estricto, es cero porque la mitad del tiempo el pistón se mueve hacia arriba y la otra mitad hacia abajo; esto no es útil. La forma en que se usa el término generalmente es para describir la distancia recorrida por el pistón por unidad de tiempo, tomando la distancia como positiva tanto en el sentido ascendente como descendente. Está relacionada con la tasa a la que se realiza el trabajo de fricción en las paredes del cilindro y, por lo tanto, la tasa a la que se genera calor allí. Esto no es un rompecabezas. Representa una especificación para la que se debe diseñar en lugar de ser un resultado del diseño y la velocidad media del pistón es una función de las revoluciones por minuto, es decir, el pistón a una rpm específica será el mismo en el pico del gráfico que en el valle, es decir, a 286,071 grados en el cigüeñal si la rpm se mantiene constante. A 0 y 180 grados, la velocidad del pistón es cero. La velocidad del pistón es una prueba de la resistencia del subconjunto del pistón y la biela. La aleación utilizada para fabricar el pistón es lo que determina la velocidad máxima que puede alcanzar el pistón antes de que los coeficientes de fricción, los niveles de calor y la tensión recíproca superen los niveles máximos que el pistón puede soportar antes de que comience a fallar estructuralmente. Como la aleación tiende a ser bastante consistente en la mayoría de los fabricantes, la velocidad máxima del pistón a una rpm determinada está determinada por la longitud de la carrera, es decir, el radio del muñón del cigüeñal. Los tipos de motores más comunes en producción se construyen a escuadra, o por debajo de la escuadra. Es decir, un motor cuadrado tiene el mismo diámetro del orificio del cilindro que la longitud total de la carrera de 0 a 180 grados, mientras que en un motor subcuadrado, la longitud total de la carrera es mayor que el diámetro del orificio. El opuesto, sobrecuadrado, se utiliza principalmente en motores de mayor rendimiento donde la curva de par se acerca al pico de la velocidad máxima del pistón. Generalmente en este tipo de motor, el volumen del cilindro se puede mejorar artificialmente con turbocompresores o supercargadores, aumentando la cantidad de combustible/aire disponible para la combustión. Un ejemplo lo encontramos en los motores de carreras de Fórmula 1, donde el diámetro del cilindro es sustancialmente mayor que la longitud de la carrera, lo que da como resultado mayores rpm disponibles pero requiere mayores requisitos de resistencia de las bielas y los pistones y mayores tolerancias de temperatura para los cojinetes. El diámetro del cilindro en estos motores es bastante pequeño (menos de 45 mm) y la carrera es menor que eso, dependiendo de la curva de par y las rpm máximas disponibles diseñadas por el fabricante. El par máximo se alcanza a mayores rpm y se distribuye en un rango más amplio de rpm. Las especificaciones de estos son factores conocidos y se pueden diseñar de acuerdo con ellos. El par es una función de la longitud de la carrera: cuanto más corta sea la carrera, menor será el par disponible a menores rpm, pero la velocidad del pistón se puede llevar a velocidades mucho mayores.lo que significa mayores revoluciones del motor. Este tipo de motores son mucho más delicados y requieren un nivel de precisión mucho mayor en las partes móviles que los motores cuadrados o subcuadrados. Hasta principios de la década de 1960, los diseñadores se centraban en el par motor en lugar de en la velocidad del pistón, probablemente debido a consideraciones de materiales y tecnologías de mecanizado. A medida que los materiales han mejorado, las revoluciones del motor han aumentado.
![{\displaystyle V_{\text{media}}=2*{\frac {\text{Carrera [mm]}}{1000}}*{\frac {\text{RPM}}{60}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/744165340fe4c68c507df2196e31b987368a6532)