Historia Motor Nsu Prinz 3m3z

El motor de NSU Prinz Por R.M.Strobel Ingeniero en jefe de fabricación en NSU Motorenwerke AG, Neckarsulm, Wetern . A medida que el automóvil se convierte en un artículo de consumo indispensable para todos los estratos de la sociedad, su importancia como símbolo de estatus de una posición social determinada disminuye más y más. Este proceso natural de desarrollo evidentemente, ha sido acelerado por los problemas de tráfico cuyo origen debe buscarse en el buen pasar económico de los últimos años. Sólo esto pudo haber causado la motorización a grandes pasos hacia adelante. Entre las muchas construcciones que fueron creadas con la intención de combinar los requisitos del tráfico cotidiano profesional y ciudadano con la comodidad necesaria incluso para extensos viajes de vacaciones, el NSU Prinz, tal como fue diseñado en 1955 y desde entonces se produce en serie, como Prinz I y II, desde mayo de 1961 hasta el presente, parece cumplir con los requisitos de un gran círculo de compradores cada vez mayor. La velocidad sostenida de cerca de 120 km/h, más que suficiente incluso para las vías rápidas y autopistas, se ha obtenido con un rendimiento del motor de 30 CV a un CW resistencia del aire = 0,43 y un área frontal de 1,57 ma, que permite buen espacio para los codos y la cabeza de los pasajeros. Se eligió nn motor de cuatro tiempos, de construcción relativamente cara, con cámara de combustión hemisférica y árbol de levas a la cabeza, que permite al coche tener una buena economía de combustible. En los test de tráfico en la ciudad se han destacado la buena combustión en posición neutral y con un rango de carga parcialmente bajo, con el fin de mantener bajo el valor de CO de los gases de escape. Hemos logrado, en el diseño de la carrocería, de acuerdo al cambio del momento de guiñada en relación con el ángulo de ataque, dentro de límites muy modestos. El peso en seco de 537 kg está muy por debajo de la media y sólo se puede alcanzar con un esfuerzo considerable y después de numerosas mediciones realizadas. De esta manera la unidad propulsora, incluidos los dispositivos de aspiración y de escape, pesa 100 kg, el chasis (ejes, ruedas, suspensiones y piezas de dirección) 127 kg, la carrocería (en bruto) 168 kg, 28 kg de vidrio y los asientos y rios 114 kg. La relación entre el peso del vehículo con el peso total isible de 1:1,86, requiere naturalmente de un estudio exacto del chasis y la distribución de peso. El centro de gravedad cambia su posición con las diferentes cargas en una dirección longitudinal en menos de un 5 por ciento con respecto al centro de la base de la rueda hacia delante y hacia atrás. Esta pequeña desviación causa un tipo de comportamiento de la dirección que permanece casi estático con todas las cargas. En todos los caso, el vehículo es ligeramente subvirante. A este respecto se obtuvieron los valores de medición de µΘ del 0,55 con un pasajero y de 0,54 con cuatro pasajeros. Por lo tanto creemos que el comportamiento de conducción de este vehículo tiene en cuenta las modernas circunstancias del tráfico y que el espacio útil ofrece suficiente comodidad para cuatro o cinco personas. Durante cuánto tiempo el diseño de la carrocería se corresponde con el gusto del público es una cuestión de conjeturas: sin embargo, esperamos y creemos también que la elección que hoy se puede observar, de forma simple, que rechaza cualquier decoración superflua, durará bastante tiempo.

Durante los últimos 10 años en Europa, los automóviles se han transformado en un objeto esencial para todas las clases sociales y consecuentemente su importancia como símbolo del estatus social ha disminuido gradualmente. Este proceso natural de desarrollo fue asistido por la mejora economía y la subsecuente mejora del estándar del nivel de vida. Sin embargo, en la misma medida, en consonancia con la importancia creciente del automóvil, hubo una disminución en la demanda de vehículos de dos ruedas. Los intentos de mejora artística no faltaron para mantener vehículos de dos rueda en las carreteras, así como manejar unidades con una producción relativamente baja, tales como scooters, combinación de scooters y otros vehículos de tres ruedas, tales fabricaciones intentaron ser un compromiso donde no fueron capaces de satisfacer el aumento de la demanda de capacidad, velocidad, confort y seguridad. En vistas de estas circunstancias, el departamento de construcción de la NSU recibió la orden en 1955 para desarrollar un auto pequeño de 4 plazas, con un peso de aproximadamente 500kg., velocidad por encima de 100km/h y de una adecuada conducción, mientras que los planes desde el principio fue incluir una amplia gama de potencia variando entre 20 y 30 CV. El problema fue interesante, uno por la ingeniería de la construcción y particularmente, ya que coincidió con el regreso de los trabajos de NSU para la producción de automóviles después de un intervalo de varios años. De esta manera había margen para nuevas ideas con respecto a la construcción que lo que habría sido si uno se mantenía en línea con los tipos anteriores. En gran medida, sin embargo, fue necesario utilizar el equipamiento o maquinaria existente construida para la producción de vehículos de dos ruedas. La maquinaria utilizada para la construcción de automóviles, que había sido parada en 1928 ya no existía, y habría quedado completamente obsoleta de todos modos. La unidad propulsora elegida para esta nueva construcción era una de cuatro tiempos y motor de dos cilindros en paralelo. Durante la planificación inicial, se había considerado una capacidad cúbica de aproximadamente 400cm3, pero en una fase posterior esta fue incrementada a 600cm3. Por lo tanto, la potencia por litro sigue siendo restringida, a fin de garantizar una vida útil más larga. En cuanto a calentamiento y balanceo se refiere la unidad del cilindro de 300cm3 es satisfactoria. El costo del vehículo de producción debía ser lo más bajo posible y, además, esta producción debe ser económicamente viable. Por lo tanto, preferimos un motor de cuatro tiempos con refrigeración por aire, con una tracción trasera. De esta manera, también nuestra larga experiencia en la construcción de motores enfriados por aire, single o multi-cilindro de cuatro tiempos para motocicletas nos ayudó para achicar el tiempo de desarrollo. El progreso del trabajo de construcción fue de la mano con la extensión de algunos cursos prácticos y la finalización de nuestros equipos y maquinaria. A esta última categoría pertenece la compra anticipada de grandes máquinas de fundición a presión para nuestra propia fundición de metal ligero, con el fin de obtener las partes grandes de las carcazas por fundición a presión.

Para lograr diseño compacto, robusto y por consiguiente, tener las condiciones favorables con respecto al centro de gravedad y reducir el costo de producción, el motor, la transmisión y el diferencial están dispuestos en un solo bloque colocado transversalmente (Fig. 8.1) A la izquierda del cigüeñal está el embrague y también la turbina del ventilador, que está unida al volante del embrague. La salida a la caja se obtiene de engranajes impulsores helicoidales entre embrague y el cojinete principal. Ubicado del otro lado del cigüeñal esta el sistema de arranque “Dyna”, el cual controla la generación eléctrica, el arranque y actúa como masa de volante. El aire forzado es canalizado a través de una camisa de chapa y fluye a través del bloque y cabeza de cilindros. Uno tiene una idea general del flujo de aire con la figura 8.2. aunque tiene que ver principalmente con el sistema de calefacción, que se verá en una etapa posterior.

Además, la unidad muestra las siguientes características especiales (Fig 8.3). Como se mencionó anteriormente, es la llamada "unidad de dos cilindros en paralelo" con un punto de encendido constante. Por lo tanto, el cigüeñal tiene una sola pieza, que consta de tres partes forjadas , es decir, los dos extremos del manubrio y dos pasadores de cojinete a la derecha e izquierda, y las piezas centrales compactas, que está desarrollada como un contrapeso y la masa del volante. Tras las etapas iniciales de trabajo y el estriado de las muñequillas, estos son ensamblados por ajuste a presión y la inserción de un anillo intermedio, lo que permite su separación (por presión) en el caso de reparaciones1. La operación final de pulido de los pernos principales del cigüeñal se lleva a cabo después del ajuste de la prensa. La lubricación de los cojinetes de la biela se realiza cabo a través de los canales principales en los cojinetes principales en las muñequillas huecas cuyos extremos están sellados con tapones fijos. Además de los dos cojinetes de bancada, todavía hay uno que lleva el paso al lado del embrague y uno del lado del rio de generación. El embrague y el piñón se mantienen en el eje izquierdo por dos cojinetes de agujas. Este método bastante complicado de apoyar el cigüeñal resultó muy exitoso por cierto y alarga los intervalos entre las revisiones necesarias. Los casquillos de apoyo de los cojinetes bancada y de biela son en tres capas de la manera habitual: placa de soporte de acero, otra de bronce y una tercera capa con fines de refuerzo. Con respecto a las bielas y los pistones no hay puntos especialmente notables, si se debe mencionar que los cojinetes de biela no son del tipo divisible. Las bielas con sus cojinetes integrados se montan antes de prensar y ensamblar las piezas del cigüeñal.

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NT: para cambiar los metales de biela

El aceite salpicado desde el cojinete de biela sirve como lubricante necesario para los cilindros y los pernos de pistón. Como se menciono en el comienzo, el alojamiento completo del cigüeñal, engranajes y diferenciales se construye de una fundición de aleación de aluminio forjado, con un alto grado de rigidez. Con respecto a esta parte en particular, no hubo dificultad en absoluto, ni durante el período de desarrollo ni más tarde durante la producción en serie. Naturalmente se había adoptado un cuidado especial para establecer una distribución máxima de las tensiones a través de amplias nervaduras de superficies, es decir, en puntos como el bloque de empuje, o donde los tornillos se insertan con mucha carga. La parte inferior de la alojamiento sirve también como cárter de aceite, con una capacidad de aproximadamente 2 litros de aceite de motor. El motor y los engranajes son lubricados a través del filtro principal de aceite por una bomba de engranajes. La misma bomba también sirve de rio de control, un tema que se debatirán en una etapa posterior. Después de sacar las cuatro tuercas que sostienen la cubierta del filtro, situado en la base del alojamiento, el filtro de aceite se quita fácilmente para su limpieza o si es necesario un cambio. El tornillo de vaciado de aceite también va colocado en esta tapa de chapa del filtro. Los dos cilindros y el espacio para el mando del árbol de levas superior están fundidos en una sola pieza. Los cilindros son templados por inducción y con el fin de reducir el desgaste de los cilindros se utiliza como material una aleación de fundición gris y cromo para los bloques de cilindros. Se colocan aberturas en forma de costilla para el pasaje de aire de refrigeración entre los dos barriles (cilindros) y la carcasa para accionamiento del árbol de levas.

Paralelo a los agujeros, el cilindro también tiene agujeros para la presión de aceite y el drenaje de aceite necesario para engranaje superior de la válvula, así como más agujeros para los espárragos del cilindro y de la culata, que agarran el cilindro entre el cárter y la culata. Para permitir un margen para la dilatación por calor estos espárragos se desarrollan como tornillos de expansión. Con una capacidad cúbica de 598cm3 los cilindros miden 76mm. mientras que la carrera es de 66mm. La cabeza de cilindro para ambos pistones y el canal para el mando del árbol de levas está hecha de una sola pieza de fundición de aluminio. En esta instancia fue imposible utilizar una fundición forjada debido a la forma complicada de los puertos de entrada y salida. La cámara de combustión es semicircular permitiendo válvulas gran diámetro. Las válvulas estan puestas en un ángulo de 32° del centro del cilindro. Ambas válvulas estan hechas de una aleación especial gris de hierro fundido y los casquillos de guía de válvula de bronce y diámetro reducido. La tapa de cilindros tiene aletas de refrigeración muy buenas en toda la superficie donde es necesario incluyendo la parte central entre las dos cámaras de combustión. Mientras que el asiento de la válvula de isión tiene una superficie endurecida la válvula de escape está armada con una aleación de acero resistente al calor. Las válvulas se arman con resortes, en este caso con dos por válvulas de la manera usual (Fig. 8.4).

Sobre la cabeza de cilindro hay dos bloques de apoyo para el árbol de levas que es forjado y endurecido. También, es hueco, con el fin de obtener la lubricación de los cojinetes del árbol de levas y las pistas de la leva. El control de los movimientos de las válvulas se maneja por balancines acodados cuya pista de la leva también está endurecida con una capa de cromo-duro debido a la alta velocidad de fricción. La unidad del árbol de levas en la culata es de especial interés. Por el lado de los rios de generación eléctrica, el cigüeñal está equipado con un piñón de mando, que opera un engranaje de control en un eje corto. Mediante el uso de bielas livianas, el movimiento de rotación se transmite desde este eje intermedio a los excéntricos iguales en un eje corto en la cabeza del cilindro, unido con el árbol de levas. El peso de estas llamadas barras laterales se compensa por contrapesos. Con el fin de evitar distorsiones debidas a la dilatación habitual por el calor de la cabeza de cilindro, los cilindro, etc., el eje excéntrico superior se monta sobre rodamientos de rodillos, en una caja separada. Esta carcaza pivota a un lado de la cabeza de cilindro, como se muestra en la figura. 8.5.

Una tercer bieleta, más fina y fija, sirve para mantener la distancia real de los ejes excéntricos entre el cárter y la culata. Esta varilla intermedia no giratoria se coloca cerca de las bieletas giratorias y por lo tanto se calienta de igual manera, asi se mantiene la distancia necesaria del engranaje de mando, totalmente independiente de la dilatación por calor de la culata y el cilindro. La transmisión desde el eje excéntrico superior al árbol de levas a pesar de colocarse en línea no es necesariamente coaxial, se obtiene mediante un pin prensado en cada una de ellos y una conexión final que une estos pines. Como ya se ha mencionado, todos los puntos de apoyo de este engranaje de la válvula tienen abundante lubricación, y al mismo tiempo son enfriados. Este tipo particular de árbol de levas se utilizó por primera vez con las motocicletas 'Max' de un cilindro y no necesita de prácticamente ningún mantenimiento; además puede ser considerada como una unidad que da rigidez entre cigüeñal y árbol de levas. Una vez que los mecanismos están correctamente armados, no se producen desviaciones y cabe señalar que las 'SportMax', provistas con el mismo tipo de conexión, se ha probado en un gran número de carreras de motos como una de las máquinas más exitosas de 250cm3 que se haya construido.

Desde un principio, se prestó especial atención a la ventilación del motor (Fig. 8.6). Hay una conexión directa entre el entubado de la cabeza de cilindro con el cárter a través del canal para el mando del árbol de levas. En un punto adecuado en la tapa de la válvulas, los residuos de vapor de aceite y gases quemados pasan a través de un pequeño separador de aceite o filtro y luego a través de una manguera a la parte de baja presión de la entrada de aire del carburador. Esta conexión coincide totalmente con las últimas investigaciones en medidas relativas a la descontaminación de los gases residuales. En cuanto a la calefacción del coche (Fig. 8.2), intercambiadores de calor se adaptan a los colectores de escape, entre la culata y el silenciador, lo que resulta en que el aire fresco proveniente del aire forzado fluye alrededor de estas partes. Sin embargo, este aire nunca llega a ninguna parte cerca del bloque del motor, por lo tanto se evita que los vapores de aceite entren en el flujo de aire caliente. El aire necesario para el proceso de combustión fluye a través de un filtro de baño de aceite/aire al carburador "Solex". Una bomba de diafragma desarrollada por NSU alimenta el combustible en el carburador. La construcción de esta bomba permite la adaptación de cualquiera de las bombas de combustible estándar sin muchos problemas, si se desea.

Como se mencionó en uno de los párrafos anteriores, la salida motriz va desde la salida del cigüeñal a los engranajes de la caja totalmente sincronizados. La salida se transmite desde los engranajes al diferencial helicoidal de las ruedas motrices. El diferencial de las ruedas propulsoras en un diseño y construcción de la NSU. Las crucetas del eje trasero oscilantes estan unidas a los dos extremos (salidas) de la carcaza del diferencial (Fig. 8.1). La Fig. 8.7 muestra el conjunto completo de la unidad, así como con los ejes traseros y las ruedas. Para la suspensión del motor en el vehículo, la carrocería está equipada con un elemento de goma2 en la parte delantera y dos en la parte trasera. Con una alineación cuidadosa fue posible reducir a un mínimo las vibraciones y el ruido dentro y fuera del vehículo. El conjunto completo, como se describió anteriormente, es decir, carburador, escape, filtro de aire, conductos de aire, el embudo de canalización del aire, juntas universales (acoplamientos) y los bujes traseros pesa aproximadamente 96 kg. Este documento no estaría completo sin la inclusión de unos pocos detalles sobre el rendimiento. En este sentido los datos más importantes son las siguientes: Capacidad total Performance máxima Torque máximo Capacidad/Performance Presión media de trabajo Velocidad media del pistón Relación de compresión Consumo mínimo de combustible

598cm3 30HP a 5000 rev/min 4,48 kg/m a 3500rev/min 50,2 HP/litro 8,2kg/cm2 12,1m/seg 7,5:1 aprox. 208g/hp/hr a 4330rev/min

Ambos modelos, el "Prinz 4" y el "Sport-Prinz” estan equipados con este tipo de unidad. En el "Prinz 4” y basado en un peso en vacío de 565 kg, el motor le da al vehículo una velocidad máxima de aproximadamente 120 km/h. De acuerdo con la clasificación D.I.N., el consumo de combustible es aproximadamente 5,7 litros/100km el consumo de aceite de 0,5 litros/1000 km Con el modelo "Sport-Prinz" estos valores son similares. Este tiene un peso en vacío de 555 kg, pero, como resultado de una menor la resistencia del aire, es capaz de alcanzar una velocidad máxima de aproximadamente 133 km / h.

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NT: Patas de motor