¿Por Qué No Puedo Hacer Mi Propio Motor?

Normalmente recibo la misma respuesta cada vez que la menciono: «No, no puedes hacer tu propio motor. Las piezas fundidas son demasiado complicadas. ¿Cómo vas a verter tu propio bloque? ¿Tienes fundición en el sótano de tu madre? Es demasiado caro mecanizar uno desde cero. No sabes lo que estás haciendo!»

Esta es una reacción común a mis preguntas. Odio que tengan razón. Realmente no sé lo que estoy haciendo. Soy un tipo de finanzas que aprendió a trabajar en autos leyendo libros. Pero he aprendido mucho en los siete años desde WRC México y los que no lo dicen también se equivocaron en eso.

Voy a hacerlo. Voy a hacer mi motor.

yo digo «hacer» mi motor debido a la construcción de un motor es algo totalmente distinto. Ahí es donde tomas un bloque de producción y cambias las varillas, los pistones y las levas. Tal vez abrillantes y pules las cabezas y elevas la compresión y juegas con resortes de válvulas. Eso es genial y todo, pero quiero hacer mi propio motor desde cero. Aquí no hay pastel de Betty Crocker.

No estoy buscando reinventar la rueda. No quiero algo de un sueño de fiebre de Jason Torchinsky, un motor circular raro de pistones o un motor de compresión variable, aunque las válvulas de rodillo se ven increíbles.

Echa un vistazo a este motor de cuatro cilindros de un solo pistón con una cabeza casera. En lugar de válvulas, el tubo gira como un árbol de levas para exponer un pequeño corte en el tubo a la cámara de combustión.

El centro del tubo es hueco, por lo que cuando esa ranura se alinea con la cámara de compresión mientras el pistón baja, extrae aire a través del cuerpo del acelerador en el extremo del tubo, hacia abajo, a través de la ranura y hacia el cilindro. Es algo hermoso en su simplicidad.

El video de arriba usó una cabeza casera en un bloque de producción. Quiero intentar lo contrario: hacer mi propio bloque y atornillar cabezas de producción. Estoy bien con un tren de válvulas tradicional para lo que intento hacer.

quiero algo pequeño, potente y ligero. La mayoría de los motores de producción están construidos para soportar toda una vida de abuso. Es probable que mi motor nunca vea más de 10,000 millas, así que ¿por qué no construir uno que sea súper liviano?

Sé lo que estás pensando: un V8 con cabezas de Hayabusa. Mis amigos y yo hemos estado hablando de esto desde el primer artículo en Racecar Engineering hace más de una década. (No puedo encontrar el original, pero aquí hay un resumen de un V8 Hyabusa.)

El problema es que es demasiado agradable. Los motores son muy caros. Quiero una versión de 24 Horas de Limones. Sé que el mundo no funciona así, pero creo que están equivocados. Creo que puedes construir tu propio motor.

Desafortunadamente, mi primer motor no será un V8. Será un cuatro en línea para demostrar que funciona. Luego puedo trabajar en el embalaje y mecanizado más complicados del V8.

Así que, ¿cómo construir su propio bloque? Bueno, la mayoría de la gente los elige. Los otros los mecanizan de un trozo sólido de metal. Estos dos métodos son la forma correcta de construir un bloque de motor desde cero.

Pero ninguno se adapta a mi locura. Las piezas fundidas de motores son geniales si estás haciendo 10,000 bloques; los he visto verter motores Ferrari en Discovery Channel de esa manera. Me falta una fundición y la capacidad de hacer esas fundiciones de arena perfectas.

La ruta CNC es, con mucho, la más genial. Conozca SolidWorks, el método de diseño CAD. Toma un trozo de aluminio y dile a la computadora que empiece a cortar metal hasta que te quede un bloque de motor.

También puede mecanizar manualmente el metal en un Bridgeport de la vieja escuela, pero no tengo la paciencia para aprender SolidWorks o ejecutar un Bridgeport durante un mes. Voy a tomar atajos.

Voy a mecanizar algunas piezas simples y combinarlas con otras hasta tener un bloque de motor. La llave son los cilindros, y puedo comprarlos. Solo necesito una forma de mantenerlos en su lugar y paralelos el uno al otro. Pensé que haría una placa superior e inferior con agujeros para cada cilindro. Ves, no es tan difícil.

el verdadero problema es La fijación de la manivela para el sistema de una manera que mantiene en su lugar. He visto motores flexionarse antes y no es bonito. ¿Alguna vez viste el video del equipo diseñando su propio motor de F1?

No solo los pistones se abrieron camino en la cabeza y golpearon las válvulas, sino que el bloque cambió de forma tanto que la manivela ni siquiera giró en los rodamientos. El siguiente video debería cargarse a las 21:25, donde se apoderan del bloque:

Así que eso va a ser un problema, pero tal vez no, porque no hay manera de que mi diseño vaya a hacer ese tipo de potencia. Supongo que lo averiguaremos y nos ocuparemos de ese asunto más tarde.

ya sé que el defecto principal en mi diseño, y no es el bloqueo del motor sólido. Es la forma en que se sujeta la manivela en el motor. Estoy pensando que la placa de cubierta inferior debería tener los discos de manivela mecanizados en la parte inferior como el dibujo de abajo.

Cada bloque de producción que he desmontado lo tiene colgado debajo de algunas tapas como ese diseño, pero también tiene la ventaja de estar conectado a un trozo masivo de metal en lugar de mi pequeña placa de cubierta. Así que me inclino hacia algo más como el dibujo de la derecha.

Cada motor de carreras personalizado que he visto tiene una estructura en forma de faja que baja y asegura la manivela desde los lados y la parte inferior. La estructura es parte de, o se ata a, la estructura exterior del motor similar a la imagen de la cubierta del video a continuación.

Por cierto, ¿cómo es genial este motor? Es un V8 de cuarto de escala. No tengo idea de quién es Kieth7000, pero es mi nuevo héroe. Mira esta cosa. Tal vez necesite aprender Obras Sólidas después de todo.

Ahora tenga en cuenta que todo debe construirse con un montón de tolerancia. Cuando todas las piezas están hechas y ensambladas en un «bloque», debe ir a un taller de máquinas para que los cilindros y los discos de manivela se alineen perforados entre sí.

¿Cómo puedo adjuntar la cabeza al bloque? Tomo la placa de cubierta superior con sus orificios para las mangas del cilindro y agrego y golpeo más orificios en el mismo lugar para la cabeza que quiero usar. El mismo trato con los conductos de refrigerante y aceite.

Cuando esta parte esté terminada, debería tener dos placas rectangulares conectadas entre sí por los tubos cilíndricos. La placa superior tendrá orificios adicionales que gotearán aceite y refrigerante desde la cabeza hasta el bloque. Puedo conectar tubos de metal entre las placas de cubierta para pasar el aceite a la manivela o simplemente puedo sacar el aceite de la cabeza y la manivela con una configuración de sumidero seco.

Puedo hacer lo mismo con el enfriamiento simplemente ejecutando el cabezal y el bloque como dos sistemas separados. Pone un montón de tuberías en el exterior del motor y agrega algunos puntos de falla, pero el bloque ya va a ser lo suficientemente complicado. Cuantos más componentes pueda extraer del bloque y de la casa externamente, mejor.

En su lugar, haré funcionar una bomba de aceite externa que extraerá el aceite de la caja de la manivela y la cabeza por separado. También puedo ejecutar diferentes salidas y alimentar diferentes presiones de aceite a diferentes partes del motor. Me encantaría echar un poco de aceite en el fondo de los pistones. No creo que lo necesite, pero me gusta mucho el concepto.

Hace mucho tiempo, pedí un bloque S14 de BMW con algunos de esos chorros de rociadores de pistón mecanizados en él, pero el chico de la sala de piezas robó el bloque. También fue el último bloque de 2,5 litros de Alemania.

Desde entonces, he querido esos estúpidos chorros de pistón. El problema es que un grupo de alemanes fueron a la escuela de ingeniería y elaboraron todas las cosas de dinámica de fluidos para obtener la presión de aceite correcta en las partes correctas del motor. Creo que necesito ejecutarlos por separado con sus propios reguladores de presión.

Ahora, para el refrigerante. Tiene que ir hacia abajo en el área entre las dos placas y rodear los pistones, así que necesito encajonar los lados de mi bloque para sostener el refrigerante. Mi corazonada es que esta caja exterior va a proporcionar una gran parte de la fuerza del motor. El área del refrigerante no verá más de 50 psi, por lo que no necesita ser a prueba de presión. Solo necesita distribuir la carga de la manivela a través del motor para que sea ideal algo que se parezca más al trabajo de escalera en un puente. Luego, incluso podía apoyar las placas de cubierta superior e inferior con ellas y luego cubrir el área con metal para sostener el refrigerante.

¿Cómo se hace esto todos juntos? Bueno, la placa de cubierta superior a la que se atornillan los tornillos de la cabeza se mecanizará para que el labio superior del manguito del cilindro presione directamente en la placa de cubierta. La placa inferior se deslizará sobre la parte inferior de las mangas. Entonces asumo que necesito soldarlo todo.

Antes de seguir adelante, conozco tu primera objeción. No hay forma de soldar el conjunto y mantener las tolerancias. No tengo intención de mantener todo perfectamente alineado. Mi objetivo es hacerlo lo suficientemente cerca para que pueda tener un taller de máquinas que lo haga todo cuando haya terminado. Así que, aunque no se lo que estoy haciendo, tal vez los chicos de un taller de máquinas puedan arreglar mi desastre cuando termine.

Mi concepto inicial parece factible. Es solo un tubo que sella una explosión y entrega la fuerza a través de una manivela por la parte de atrás. Pero luego miro los motores de Kieth7000 y me doy cuenta de que esto va a ser mucho más difícil de lo que parece. Sí, eso es un V10 a escala de un tercio:

La buena noticia es que puedo estudiar 50 años de diseño de motores, e Internet es un lugar bastante genial. Incluso los foros, a veces. Más importante aún, tengo algunos amigos increíbles que pueden diseñar y construir cualquier cosa como Rob Masek.

Construye robots de combate de tres pisos controlados por pilotos humanos a bordo como se ve en las películas. También tengo amigos como Strategic Racing Designs, a los que les encanta tomar una idea y convertirla en una realidad metálica tangible: me ayudaron a construir el Baja Pig y tienen una máquina CNC en su taller.

Y para todos los que odian por ahí, echa un vistazo a este motor hecho desde cero sin máquinas herramientas. Es muy diferente de lo que estoy tratando de hacer, pero los principios son los mismos. Admisión, compresión, potencia, escape.

Ahora, ese motor apenas carga el teléfono celular del constructor, pero al otro lado del espectro están estos dos motores gigantes. Aardema construyó este V12 de 1.193 pulgadas cúbicas para carreras de hidroaviones, que es, creo, un motor de 19,5 litros, si mis cálculos son correctos.

Conocí a estos chicos en PRI hace unos años y me hizo pensar que debería construir mi propio motor. Por supuesto, el suyo es una obra de arte y genera 3.000 caballos de fuerza.

El otro motor está hecho por Falconer y fue diseñado originalmente para mustangs P-51 a escala de tres cuartos que finalmente nunca se construyeron. Pero Falconer continuó con el motor de todos modos porque es genial. El Falconer también es un V-12, pero no hay discusión sobre el poder en su sitio web.

Una cosa que sé con certeza, si encuentro una manera de construir este motor, estoy mecanizando mi apellido en las tapas de las válvulas.Bill Caswell es un hombre de muchos talentos. De vez en cuando contribuye a Jalopnik.