¿Acelerar el motor en punto muerto puede causar daños?

Me detuve en un semáforo el otro día junto a un niño que conducía (lo que supongo que es) el Mustang 5.0 de su padre. Cuando procedió a rebotar en la línea roja y asar la mitad del embrague cuando se encendió la luz, recordé un viejo rumor que encontré en un foro de Civic hace años.

El rumor era que acelerar el motor en punto muerto, cuando el motor no estaba bajo carga, podría causar daños. Creo que el razonamiento fue similar a tirar el brazo porque no estabas sosteniendo una pelota. EDITAR: Gracias a Jason C por la información, el argumento predominante parece ser que la presión del aceite no puede seguir el ritmo de un motor de revoluciones libres.

Siento que el rumor era BS, pero por mi vida no puedo pensar en una razón. Entonces, mi pregunta es, en un auto de calle normal con un limitador de revoluciones y un cárter húmedo, ¿puede ocurrir un desgaste excesivo al acelerar el motor hasta la línea roja a toda velocidad en neutral que no sucedería si lo llevara a la línea roja en 1st - 6th ¿engranaje?

Me encantaría ver una respuesta convincente basada en la física a esto. He pasado los últimos 20 minutos leyendo interminables argumentos en foros sobre esto, y hay teorías convincentes pero sin fundamento en ambos sentidos. Espero que las respuestas publicadas entren en un análisis más riguroso. Las teorías para hacer daño parecen enfocarse en acelerar más allá del límite (pero algunos o incluso todos los tipos de limitadores hacen que esto no sea realmente posible) o la presión del aceite no se mantiene al día con una tasa rápida de aumento de rpm (pero la sensación es que una vez que las rpm son estables esto es discutible). Las teorías en contra incluyen menos estrés físico en los vínculos.
@JasonC gracias por la información, la edité en la pregunta. Tan pronto como leí su comentario sobre la escasez de petróleo, esperaba encontrar una respuesta utilizando el Toyota/Yamaha 1LR-GUE V10 del Lexus LFA como ejemplo, ya que puede pasar de ralentí a 9500 en 0,6 segundos, pero también utiliza un sistema de cárter seco, que más o menos eliminaría el problema.
Tengo la sensación de que, aunque la gente busca una respuesta general a esta pregunta, en realidad es muy específica del vehículo. Espero que las respuestas puedan entrar en detalles sobre cómo las diversas diferencias en el diseño del motor afectan el resultado, si es que realmente hay un efecto. El sistema de cárter seco es un buen ejemplo.

Respuestas (5)

De hecho, es principalmente un rumor, pero con algunos antecedentes.

La temperatura

El principal problema es con el enfriamiento. Si acelera el automóvil mientras está parado, el radiador recibirá menos aire, por lo que enfriará el refrigerante de manera menos eficiente. Por lo general, el ventilador forzará un poco de aire al radiador si el automóvil no se mueve lo suficientemente rápido (como si estuviera atrapado en el tráfico). Esto significa que el motor funcionará en el umbral más alto de temperatura. El problema empeorará si el automóvil ya tiene problemas de enfriamiento.

Desgaste innecesario

La secundaria es que está encendiendo el motor y, naturalmente, usándolo sin mover el automóvil. El motor se desgasta por una combinación de factores y uno de los más fuertes es el número de revoluciones que hará durante su vida útil. Es como conducir el automóvil por más millas de las que realmente tiene en el odómetro.

De cualquier manera, ambos factores solo compensan el desgaste del motor por muy poco, a menos que siga acelerando el automóvil durante 30 minutos y luego maneje 5 millas por día. El automóvil parecerá tener un kilometraje bajo, pero el motor se desgastará mucho antes que otros motores comparables.

No dudo de su respuesta, pero personalmente me gustaría ver algo un poco más allá de lo que ya existe. Con ese fin: ¿Puede proporcionar al menos algunos cálculos básicos de flujo de aire/transferencia de calor para respaldar la afirmación de que los ventiladores son inadecuados para enfriar a ciertas RPM (puede elegir un vehículo de ejemplo para ilustrar) y, de ser así, cuánto tiempo ¿Tendría que acelerar para que genere suficiente calor para hacer daño?
Continuación: Sin embargo, la parte del "desgaste innecesario" parece razonable, aunque es una consecuencia garantizada predeterminada de cualquiera de estos tipos de acciones, por lo que no estoy seguro de si vale la pena señalarlo, a menos que haga algunos cálculos que muestren el % de disminución esperada de la vida útil. . Por ejemplo, si mantiene 5000 RPM en lugar de ralentí a 800 durante 10 segundos, son 700 rotaciones adicionales en un motor con una vida útil esperada de cientos de millones , lo cual es bastante intrascendente.
(También fwiw, anecdóticamente, recientemente estaba diagnosticando un problema de enfriamiento en mi automóvil, un Honda Prelude 2001, 190k millas. Después de arreglarlo, hice una serie de pruebas. Después de dejar que el automóvil se calentara a una temperatura estable de refrigerante de 195F en ralentí , lo mantuve a 6500 RPM durante aproximadamente 20 segundos y el refrigerante se estabilizó alrededor de 210F, muy dentro de las especificaciones de funcionamiento habituales y comparable a las temperaturas alcanzadas durante la conducción normal, lo que sugiere que no hay calor adicional en comparación con las condiciones de conducción normales. otras pruebas abusivas también si piensas en alguna, de todos modos voy a obtener una nueva junta de cabeza la próxima semana).
@JasonC Tal vez no leí la pregunta de la misma manera que usted, pero entendí que el OP se refería a conducir a una velocidad más alta de lo habitual, como usar una marcha más baja o seguir acelerando el automóvil parado. Como mencioné al comienzo de la pregunta, esos problemas son muy pequeños y, por lo general, otros hábitos reducirán la vida útil del motor más que esto.
Y sobre su Integra, calentó el automóvil hasta 210 en 20 segundos, lo que significa que el motor se calentó mucho más rápido que si estuviera conduciendo normalmente a menos revoluciones. Tiene dos (muy pequeños) problemas allí: calentamiento rápido durante el funcionamiento (¿todos los anillos, pistones, juntas se expandirán al mismo ritmo?) y operar el motor en el umbral de temperatura más alto.
Verificaré la tasa de calentamiento durante la conducción normal y compararé, aunque solo es una conjetura que una tasa de calentamiento más rápida durante esa cantidad de tiempo causará daños. Pero puedo registrar y comparar tarifas al menos. 210 no está en el extremo superior de las temperaturas que veo con ese auto. Tiene alrededor de 220 cuando se conduce agresivamente, 200 normalmente. Publicaré el registro temporal la próxima vez que conduzca, prueba interesante. :)
El argumento del calentamiento rápido no es válido. El motor producirá mucho más calor con mucho menos flujo de refrigerante cuando se acelera normalmente en comparación con cuando se acelera en punto muerto.

Sí, esto provoca el desgaste del motor.

Cuando la transmisión está en punto muerto y el motor se "acelera" sin ninguna carga, las partes internas del motor que giran se acelerarán, acumulando fuerzas de rotación y laterales a un ritmo más rápido que el diseñado por el fabricante.

¿Por qué se desgastará el motor? (no es una lista exhaustiva):

Expansión del anillo de compresión del pistón

Acelerar rápidamente un motor calentará los anillos del pistón mucho más rápido. Debido a que tienen una masa térmica mucho más pequeña que las camisas de los cilindros, se expanden a diferentes velocidades. Si los anillos de compresión se expanden demasiado, generarán una mayor fricción en las camisas de los cilindros, provocando que las camisas de los cilindros se desgasten (reduciendo la compresión).

En el peor de los casos, los extremos del anillo de compresión tocan, pellizcan la camisa del cilindro y lo más probable es que hagan que el pistón se agriete. Entonces tendrás fragmentos de metal volando destruyendo la cabeza y el cilindro.

En un motor muy frío o pobre (sin suficiente combustible), es más fácil obtener una mayor diferenciación térmica entre la camisa del cilindro y los anillos del pistón.

Algunos de los primeros limitadores de revoluciones implementados usaban un corte solo de combustible que podía hacer que un cilindro se inclinara "lentamente" y desarrollara un punto caliente en el pistón debido a la detonación.

Al contrario de otros comentarios y respuestas dados, el sistema de enfriamiento NO puede ayudar, ya que la falla del pistón ocurre dentro de 4 a 10 milisegundos después de que se desarrolla un punto caliente en un pistón o anillo de compresión. (Vea el video para referencias a tiempos de milisegundos de inyección de combustible a continuación)

Inanición del sistema de aceite en sumideros húmedos

Más común en revoluciones excesivas continuas: la culata y el bloque de cilindros no drenan el aceite a la misma velocidad que el aceite se bombea fuera del sumidero, dejando el sumidero vacío, algo común en los motores Rover V8. Esto es muy común en motores que no tienen el aceite mínimo requerido. Los motores que no reciben servicio tienen sistemas de aceite sucios y son propensos a obstruirse a altas revoluciones.

Esto también puede ser causado si el bloque usa las mismas tuberías para drenar el aceite que también se usa para ventilar el sumidero causando la vaporización del aceite. Sin embargo, lo más probable es que el motor ya se esté sobrecalentando para que esto ocurra.

Algunas bombas de aceite mal diseñadas (y también las bombas de agua) pueden airearse y no pueden bombear aceite cuando aumentan las rpm demasiado rápido.

Los siguientes dos puntos son mucho más comunes en los motores de rendimiento en los que el fabricante ha ajustado la salida sin dejar margen para la mejora. Encontrarás muchos videos en YouTube de motocicletas y superdeportivos italianos acelerando sin carga y destruyéndose.

Los motores que pueden manejar repetidamente el limitador de revoluciones sin ninguna falla generalmente tienen un límite de revoluciones conservador establecido o tienen muchas piezas de rendimiento disponibles.

Alabeo de la biela (biela)

Algunas bielas se estirarán/doblarán durante una aceleración excesiva de rpm. En el peor de los casos, pondrá mayores fuerzas desequilibradas en el cigüeñal y los cojinetes (una relación de compresión más alta solo necesita 10 mil). Si el motor tiene tolerancias estrechas, también doblará las válvulas.

Deformación del cigüeñal

El cigüeñal o el bloque del motor no está diseñado para resistir un aumento tan repentino de la fuerza interna (similar a los desequilibrios armónicos). Solo se necesitan uno o dos mil (0.0254 - 0.0508 milímetros) para que el cigüeñal rompa un cojinete principal. Esto es común en motores de rendimiento y deportes de motor, por lo que tienen una mayor resistencia integrada en el bloque al agregar más costillas y correas al yeso o palanquilla.

Si tiene curiosidad sobre cómo se ve una falla armónica "catastrófica" del motor a 11,000 rpm con carga en un banco de pruebas, mire https://www.youtube.com/watch?v=1LkxGx5WJzA y salte a 15:55 donde Cosworth explora suavemente el límite de su 4 cilindros turboalimentado durante la investigación y desarrollo del motor F1.

En mi humilde opinión, llevar un motor a altas RPM bajo carga (donde el pistón está amortiguado en la parte superior de la carrera por una gran carga de combustible/aire) es mucho mejor que alcanzar las mismas RPM sin carga. Un motor descargado, con una carga de aire/combustible relativamente pequeña, depende completamente de los cojinetes de biela para detener el pistón en la parte superior de su carrera. en un motor "cargado", la gran carga y, por lo tanto, la alta presión de compresión amortigua la acción del pistón.

Dependiendo del año/modelo, el limitador de revoluciones no le permitirá cambiar la línea roja en punto muerto. Apagará el motor antes de que las rpm puedan dañarlo. Por lo general, lo corta a 4000 rpm, según el año, la marca y el modelo.

No escuches las tonterías que dice la gente aquí... Si el motor está en la temperatura de funcionamiento, está bien acelerarlo para que no se acerque demasiado a la línea roja. Y no acelerarlo durante largos períodos de tiempo... Trato a mis autos así y siguen siendo dorados.

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