Motores Hemi: ventajas y desventajas

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Motores Hemi: ventajas y desventajas

Puede aprender más de lo que nunca pensó sobre las raíces de los motores Hemi modernos  5.7, 6.4L y 6.2L de Chrysler.

Los motores Hemi han sido un elemento básico en la industria automotriz durante décadas. Conocidos por su diseño de cámara de combustión hemisférica, estos motores ofrecen una serie de ventajas en términos de rendimiento y eficiencia de combustible. Sin embargo, también tienen sus desventajas, como el costo y la complejidad de su diseño. En este artículo, conoceremos en profundidad Motores Hemi: ventajas y desventajas para que puedas decidir si son la elección correcta para ti.

Motores Hemi: ventajas y desventajas
Motores Hemi: ventajas y desventajas

¿Qué significa «Hemi»?

Motores Hemi: ventajas y desventajas
¿Qué significa «Hemi»?

En lo que respecta a los motores, la palabra «hemi» es una abreviación de la palabra «hemisférico». Esto significa que se trata de un tipo de motor que tiene una cámara de combustión de forma hemisférica. En otras palabras, el diseño del motor está pensado para maximizar la eficiencia de la combustión y aumentar la potencia. Por lo tanto, los motores «hemi» son altamente valorados en la industria automotriz y se utilizan en una variedad de vehículos, desde automóviles de carreras hasta camionetas de trabajo pesado. Además, gracias a su diseño único, los motores «hemi» son reconocidos por su sonido distintivo y su estilo inconfundible.

En el caso de los motores «hemi», desafortunadamente, incluso la forma más pura no es una verdadera media esfera. En realidad, se trata de algo menos de la mitad, lo que técnicamente se conoce como un diseño «semi-hemi». A pesar de esto, estas cámaras de combustión de sección esférica, como las que se encuentran en el Hemi original de Chrysler que debutó en 1951, son las más cercanas a ser verdaderamente hemisféricas. En otras palabras, aunque no son perfectamente hemisféricas, el diseño sigue siendo muy efectivo para aumentar la eficiencia de la combustión y la potencia del motor.

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¿Por qué darle a un motor una cámara de combustión «Hemi»?

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¿Por qué darle a un motor una cámara de combustión «Hemi»?

El trabajo de una cámara de combustión puede parecer simple a simple vista, pero en realidad es mucho más complejo. En primer lugar, su función principal es contener la expansión y la presión de un evento de combustión para que la presión pueda actuar sobre el pistón y empujarlo hacia abajo en el orificio. Sin embargo, la cámara de combustión también desempeña otro papel crítico en el proceso de combustión, ya que contiene la bujía, la fuente de ignición de los motores de gasolina. Gracias a esta fuente de ignición, la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión puede encenderse de manera controlada para producir la energía necesaria para mover el vehículo.

A lo largo de los años, los fabricantes de equipos originales han ido cambiando su preferencia sobre las diferentes formas de la cámara de combustión, en un esfuerzo continuo por mejorar la potencia, la eficiencia y reducir las emisiones. Esto se debe a que las prioridades de costo, masa, empaque y rendimiento han competido por su importancia año tras año. En particular, en lo que respecta al rendimiento, una cámara de combustión hemisférica tiene la ventaja sobre otras formas, aunque puede resultar costosa en otras áreas. Es importante destacar que estos cambios en la preferencia de los fabricantes de equipos originales están motivados por la necesidad de mantenerse a la vanguardia de la innovación y ofrecer a los consumidores productos cada vez más avanzados y eficientes.

Ventajas y desventajas

Motores Hemi: ventajas y desventajas
Ventajas y desventajas

Ventajas

La hemicámara, con su distintiva forma de semiesfera, es de gran interés debido a que produce un aumento más rápido en la presión de la cámara de combustión en comparación con los diseños típicos de válvula en cabeza que cuentan con una cámara en forma de cuña. Es importante señalar que este efecto se produce siempre y cuando la fuente de ignición se encuentre cerca del centro de la cámara.

La onda de presión reflejada que se genera a partir de las paredes de la cámara produce un pico de presión más rápido y coherente, lo que contribuye a una combustión más eficiente. Al quemar todo el combustible en un período de tiempo más corto, en comparación con un período de tiempo más largo, se logra una acumulación de presión dentro de la cámara en una etapa más temprana de la carrera de potencia. Esto resulta beneficioso debido a la ventaja mecánica que ofrece sobre el cigüeñal.

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  • Aumento del área de la válvula
Motores Hemi: ventajas y desventajas
Aumento del área de la válvula

Si la idea de una presión de cilindro más alta actuando antes en el ciclo de combustión resulta atractiva para usted, entonces la próxima ventaja del Hemi lo será aún más. La forma abovedada de la cámara de combustión implica que las válvulas se inclinen necesariamente, de modo que sus circunferencias crucen con la forma esférica del techo de la cámara.

Este diseño inclinado de la válvula, que a veces se conoce como «pentroof» en referencia a la hemicámara, permite una mayor suma de los diámetros de las válvulas de admisión y escape en comparación con el diámetro del orificio del cilindro. Esto significa que el flujo de entrada y salida de la cámara está menos obstaculizado por la pared del cilindro. Como resultado, se logra una mejor eficiencia en la combustión.

  • Destapando las válvulas
Destapando las válvulas

Cuando se comparan dos válvulas, una de mayor diámetro permitirá la entrada y salida de mayor cantidad de aire y combustible y de gases de escape, respectivamente. Sin embargo, si se intentara aumentar el diámetro de la válvula por sí sola, se generaría un problema al chocar contra la pared del cilindro y, en muchos casos, también entre sí.

Es aquí donde el hemi presenta una solución ingeniosa: inclina las válvulas hacia los lados para que se abran lejos de la pared del cilindro, un efecto conocido como «desprotección». De esta manera, es posible aumentar el diámetro de las válvulas sin generar interferencias y lograr una mayor entrada y salida de aire y gases de escape. De no ser por esta inclinación, todos los motores tendrían que conformarse con válvulas más pequeñas, limitando así su capacidad de rendimiento.

Cuando una válvula se abre y permite el paso de gas, el flujo se limita a valores de elevación bajos debido a que el área de cortina abierta debajo de la válvula es relativamente pequeña cerca del asiento. A medida que la válvula se abre más, el flujo aumenta hasta alcanzar un punto en el que ninguna elevación adicional contribuye al flujo general.

No obstante, el flujo de la válvula se ve inhibido cerca del asiento debido a la proximidad de la válvula al orificio del cilindro, lo que a su vez genera una restricción al flujo. En consecuencia, cualquier cosa que se haga para mitigar esta restricción de la cubierta resulta muy efectiva, y eso es precisamente lo que logra un Hemi.

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Desventajas

  • La desventaja de un Hemi
La desventaja de un Hemi

A pesar de que la cámara de combustión Hemi presenta múltiples ventajas, no todos los fabricantes la adoptaron en gran cantidad. Tal vez el mayor problema inicial para Chrysler, el fabricante que más la implementó, fue el tamaño y la masa de la cámara. Para colocar las válvulas en ángulos hemi y rediseñar las formas de los puertos para evitar interferencias con el tren de válvulas, se requería mucho espacio. Además, era necesario diseñar un tren de válvulas viable que durara, lo que incrementaba aún más el tamaño y el peso de los Hemis.

Es importante destacar que estos aspectos tienen un efecto directo en las dimensiones del motor, lo que significa que los Hemis son más grandes y pesados. Por ejemplo, un Gen-II Street Hemi de la época de los muscle cars pesa casi cien libras más que un Chrysler 426ci de bloque grande del mismo tamaño y en varias pulgadas más ancho. Estos factores influyeron en la decisión de algunos fabricantes de no utilizar la cámara de combustión Hemi en sus motores.

  • Emisiones
Emisiones

A pesar de los problemas de tamaño y masa, hay otro desafío importante que enfrentan los motores hemi: la emisión de óxidos de nitrógeno (NOX). Curiosamente, esto es resultado de la eficiencia inherente de la cámara de combustión hemi. Aunque la forma abovedada de la cámara de combustión permite una almohadilla de enfriamiento que reduce la temperatura de combustión y la formación de NOX, también promueve un aumento rápido de la presión, lo que contribuye a niveles elevados de NOX. Para poder cumplir con los estándares de emisiones actuales, los fabricantes deben tomar medidas adicionales para mitigar este problema, lo que hace que el Gen-III Hemi sea posible para los vehículos de producción de hoy en día.

  • Relaciones de compresión Hemi
Relaciones de compresión Hemi

Debido a la forma hemisférica de la cámara de combustión, la maximización de su superioridad es difícil independientemente de la marca de la tapa de la válvula. Aumentar la relación de compresión para aprovechar al máximo su forma superior generalmente implica mecanizar la plataforma de fuego del bloque, fresar la plataforma de la culata, reemplazar el pistón por uno de mayor compresión o una combinación de estas opciones.

Sin embargo, aumentar la compresión con un pistón abovedado o emergente tiene un límite práctico y un inconveniente. Cambiar la forma del pistón para reducir el volumen de combustión altera la velocidad y el tiempo del evento de combustión en sí, lo que ha llevado a la creación de extraños pistones, cúpulas, revestimientos y ranuras para llamas en el camino hacia el semi-remolque perfecto durante el último medio siglo. Por lo tanto, es recomendable permanecer en el lado modesto al aumentar la compresión de un motor semi-dirigido en un combo de aspiración natural. Sin embargo, la forma hemi se adapta muy bien a las aplicaciones impulsadas, como las carreras Top Fuel y Pro Mod, donde realmente brilla.

¿Cuántos tipos de Hemis existen?

¿Cuántos tipos de Hemis existen?

Hasta ahora, hemos discutido los motores hemi-headed en términos generales sin entrar en detalle en las diferentes variantes. Además de las obvias líneas de Chrysler Gen-I y Gen-II Hemis, hubo diseños de cabeza hemi de Ford y algunos de GM, aunque ninguno llegó a producción. Tanto el 427ci basado en FE 427ci Single Overhead Cam (SOHC) como el bloque grande «Blue Crescent» Boss 429 Ford de la serie 385 eran diseños de cabeza hemi con historias ganadoras, y Chevrolet experimentó con un Hemi de bloque pequeño de 302ci con Smokey Yunick para carreras de Trans Am.

Del mismo modo, Nick Arias, Jr. hizo historia al diseñar cabezas Chevy de bloque grande ganadoras de carreras con cámaras de combustión hemisféricas. En años más recientes, Hammerhead Performance ha desarrollado cabezas de cilindro hemi para Ford de bloque pequeño e incluso para el Chevrolet LS. Arias también desarrolló una cabeza hemi Ford de bloque pequeño que funciona bien.

Sin embargo, una cabeza «Hemi» como la Chrysler Gen-III Hemi, no es técnicamente una cabeza hemisférica en el sentido clásico. En realidad, su cámara de combustión se deriva de una sección de una esfera aplanada, lo que significa que sería más apropiado llamarla semi-esferoidal achatada. En caso de que estas palabras sean confusas, piense en un esferoide semi-achatado como una elipse que ha girado alrededor de uno de sus dos ejes. Por cierto, una esfera es simplemente un caso especial de un esferoide achatado, la única diferencia es que parece igual cuando la elipse (en este caso, un círculo) se gira a lo largo de cualquiera de sus dos ejes.

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  • Hemi Gen-III de Chrysler
Hemi Gen-III de Chrysler

El motor Gen-III Hemi de FCA no es técnicamente un hemi real, pero se le llama así debido a la marca y el reconocimiento que conlleva. Sin embargo, su forma de cámara de combustión en esferoide semi-oblado tiene características similares a las de un hemi real, como el tamaño de la válvula, el flujo del puerto y la calidad del flujo. Además, responde de manera clásica a la aplicación de impulso en variantes como la Jeep Trackhawk, Hellcat y Demon Hemi, que son actualmente los motores de automóviles de producción nacional más potentes de la historia.

La eficiencia de combustión del Gen-III Hemi es excelente, ya que mejora el ambiente de combustión con un tiempo de subida rápido como un hemi «real». A diferencia de un verdadero «hemi», tiene almohadillas de enfriamiento y bujías dobles en un encendido por chispa residual para reducir las emisiones de NOX. Entonces, aunque técnicamente no es un hemi, su eficiencia y potencia lo hacen digno del nombre.

¿Lo que existe en un nombre?

¿Lo que existe en un nombre?

Hay diferentes formas de escribir «hemi» y cada una tiene un significado distinto. La palabra «hemi» hace referencia a cualquier motor con cámara de combustión hemisférica, mientras que «Hemi» con mayúscula se refiere específicamente a los motores fabricados por Chrysler o FCA. Además, «HEMI» en mayúsculas se utiliza en material promocional de marcas como Dodge, Mopar, Ram o Chrysler, ya que se trata de una marca registrada. Esto puede ser confuso para algunos y es importante tener en cuenta la diferencia en el uso de estas palabras en diferentes contextos.

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Redacción Gossipvehículo