El motor de NSU PrinzPor R.M.StrobelIngeniero en jefe de fabricacin en NSU Motorenwerke AG, Neckarsulm, Wetern Germany.

A medida que el automvil se convierte en un artculo de consumo indispensable para todos los estratos de la sociedad, su importancia como smbolo de estatus de una posicin social determinada disminuye ms y ms. Este proceso natural de desarrollo evidentemente, ha sido acelerado por los problemas de trfico cuyo origen debe buscarse en el buen pasar econmico de los ltimos aos. Slo esto pudo haber causado la motorizacin a grandes pasos hacia adelante.Entre las muchas construcciones que fueron creadas con la intencin de combinar los requisitos del trfico cotidiano profesional y ciudadano con la comodidad necesaria incluso para extensos viajes de vacaciones, el NSU Prinz, tal como fue diseado 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 crculo de compradores cada vez mayor. La velocidad sostenida de cerca de 120 km/h, ms que suficiente incluso para las vas rpidas y autopistas, se ha obtenido con un rendimiento del motor de 30 CV a un CW resistencia del aire = 0,43 y un rea frontal de 1,57 ma, que permite buen espacio para los codos y la cabeza de los pasajeros. Se eligi nn motor de cuatro tiempos, de construccin relativamente cara, con cmara de combustin hemisfrica y rbol de levas a la cabeza, que permite al coche tener una buena economa de combustible. En los test de trfico en la ciudad se han destacado la buena combustin en posicin 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 diseo de la carrocera, de acuerdo al cambio del momento de guiada en relacin con el ngulo de ataque, dentro de lmites muy modestos. El peso en seco de 537 kg est muy por debajo de la media y slo se puede alcanzar con un esfuerzo considerable y despus de numerosas mediciones realizadas. De esta manera la unidad propulsora, incluidos los dispositivos de aspiracin y de escape, pesa 100 kg, el chasis (ejes, ruedas, suspensiones y piezas de direccin) 127 kg, la carrocera (en bruto) 168 kg, 28 kg de vidrio y los asientos y accesorios 114 kg. La relacin entre el peso del vehculo con el peso total admisible de 1:1,86, requiere naturalmente de un estudio exacto del chasis y la distribucin de peso. El centro de gravedad cambia su posicin con las diferentes cargas en una direccin longitudinal en menos de un 5 por ciento con respecto al centro de la base de la rueda hacia delante y hacia atrs. Esta pequea desviacin causa un tipo de comportamiento de la direccin que permanece casi esttico con todas las cargas. En todos los caso, el vehculo es ligeramente subvirante. A este respecto se obtuvieron los valores de medicin de del 0,55 con un pasajero y de 0,54 con cuatro pasajeros. Por lo tanto creemos que el comportamiento de conduccin de este vehculo tiene en cuenta las modernas circunstancias del trfico y que el espacio til ofrece suficiente comodidad para cuatro o cinco personas. Durante cunto tiempo el diseo de la carrocera se corresponde con el gusto del pblico es una cuestin de conjeturas: sin embargo, esperamos y creemos tambin que la eleccin que hoy se puede observar, de forma simple, que rechaza cualquier decoracin superflua, durar bastante tiempo.

Durante los ltimos 10 aos en Europa, los automviles se han transformado en un objeto esencial para todas las clases sociales y consecuentemente su importancia como smbolo del estatus social ha disminuido gradualmente. Este proceso natural de desarrollo fue asistido por la mejora economa y la subsecuente mejora del estndar del nivel de vida.Sin embargo, en la misma medida, en consonancia con la importancia creciente del automvil, hubo una disminucin en la demanda de vehculos de dos ruedas. Los intentos de mejora artstica no faltaron para mantener vehculos de dos rueda en las carreteras, as como manejar unidades con una produccin relativamente baja, tales como scooters, combinacin de scooters y otros vehculos 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 construccin de la NSU recibi la orden en 1955 para desarrollar un auto pequeo de 4 plazas, con un peso de aproximadamente 500kg., velocidad por encima de 100km/h y de una adecuada conduccin, 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 ingeniera de la construccin y particularmente, ya que coincidi con el regreso de los trabajos de NSU para la produccin de automviles despus de un intervalo de varios aos. De esta manera haba margen para nuevas ideas con respecto a la construccin que lo que habra sido si uno se mantena en lnea con los tipos anteriores. En gran medida, sin embargo, fue necesario utilizar el equipamiento o maquinaria existente construida para la produccin de vehculos de dos ruedas. La maquinaria utilizada para la construccin de automviles, que haba sido parada en 1928 ya no exista, y habra quedado completamente obsoleta de todos modos.La unidad propulsora elegida para esta nueva construccin era una de cuatro tiempos y motor de dos cilindros en paralelo. Durante la planificacin inicial, se haba considerado una capacidad cbica 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 til ms larga. En cuanto a calentamiento y balanceo se refiere la unidad del cilindro de 300cm3 es satisfactoria. El costo del vehculo de produccin deba ser lo ms bajo posible y, adems, esta produccin debe ser econmicamente viable. Por lo tanto, preferimos un motor de cuatro tiempos con refrigeracin por aire, con una traccin trasera. De esta manera, tambin nuestra larga experiencia en la construccin de motores enfriados por aire, single o multi-cilindro de cuatro tiempos para motocicletas nos ayud para achicar el tiempo de desarrollo.El progreso del trabajo de construccin fue de la mano con la extensin de algunos cursos prcticos y la finalizacin de nuestros equipos y maquinaria. A esta ltima categora pertenece la compra anticipada de grandes mquinas de fundicin a presin para nuestra propia fundicin de metal ligero, con el fin de obtener las partes grandes de las carcazas por fundicin a presin.

Para lograr diseo compacto, robusto y por consiguiente, tener las condiciones favorables con respecto al centro de gravedad y reducir el costo de produccin, el motor, la transmisin y el diferencial estn dispuestos en un solo bloque colocado transversalmente (Fig. 8.1) A la izquierda del cigeal est el embrague y tambin la turbina del ventilador, que est 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 cigeal esta el sistema de arranque Dyna, el cual controla la generacin elctrica, el arranque y acta como masa de volante. El aire forzado es canalizado a travs de una camisa de chapa y fluye a travs 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 calefaccin, que se ver en una etapa posterior.

Adems, la unidad muestra las siguientes caractersticas especiales (Fig 8.3). Como se mencion anteriormente, es la llamada "unidad de dos cilindros en paralelo" con un punto de encendido constante. Por lo tanto, el cigeal 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 est desarrollada como un contrapeso y la masa del volante. Tras las etapas iniciales de trabajo y el estriado de las muequillas, estos son ensamblados por ajuste a presin y la insercin de un anillo intermedio, lo que permite su separacin (por presin) en el caso de reparaciones1. La operacin final de pulido de los pernos principales del cigeal se lleva a cabo despus del ajuste de la prensa. La lubricacin de los cojinetes de la biela se realiza cabo a travs de los canales principales en los cojinetes principales en las muequillas huecas cuyos extremos estn sellados con tapones fijos. Adems de los dos cojinetes de bancada, todava hay uno que lleva el paso al lado del embrague y uno del lado del accesorio de generacin. El embrague y el pin se mantienen en el eje izquierdo por dos cojinetes de agujas. Este mtodo bastante complicado de apoyar el cigeal result 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 cigeal.

1 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 pistn.Como se menciono en el comienzo, el alojamiento completo del cigeal, engranajes y diferenciales se construye de una fundicin de aleacin de aluminio forjado, con un alto grado de rigidez. Con respecto a esta parte en particular, no hubo dificultad en absoluto, ni durante el perodo de desarrollo ni ms tarde durante la produccin en serie. Naturalmente se haba adoptado un cuidado especial para establecer una distribucin mxima de las tensiones a travs 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 tambin como crter de aceite, con una capacidad de aproximadamente 2 litros de aceite de motor.El motor y los engranajes son lubricados a travs del filtro principal de aceite por una bomba de engranajes. La misma bomba tambin sirve de accesorio de control, un tema que se debatirn en una etapa posterior. Despus de sacar las cuatro tuercas que sostienen la cubierta del filtro, situado en la base del alojamiento, el filtro de aceite se quita fcilmente para su limpieza o si es necesario un cambio. El tornillo de vaciado de aceite tambin va colocado en esta tapa de chapa del filtro.Los dos cilindros y el espacio para el mando del rbol de levas superior estn fundidos en una sola pieza. Los cilindros son templados por induccin y con el fin de reducir el desgaste de los cilindros se utiliza como material una aleacin de fundicin gris y cromo para los bloques de cilindros. Se colocan aberturas en forma de costilla para el pasaje de aire de refrigeracin entre los dos barriles (cilindros) y la carcasa para accionamiento del rbol de levas.

Paralelo a los agujeros, el cilindro tambin tiene agujeros para la presin de aceite y el drenaje de aceite necesario para engranaje superior de la vlvula, as como ms agujeros para los esprragos del cilindro y de la culata, que agarran el cilindro entre el crter y la culata. Para permitir un margen para la dilatacin por calor estos esprragos se desarrollan como tornillos de expansin. Con una capacidad cbica 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 rbol de levas est hecha de una sola pieza de fundicin de aluminio.En esta instancia fue imposible utilizar una fundicin forjada debido a la forma complicada de los puertos de entrada y salida. La cmara de combustin es semi-circular permitiendo vlvulas gran dimetro. Las vlvulas estan puestas en un ngulo de 32 del centro del cilindro. Ambas vlvulas estan hechas de una aleacin especial gris de hierro fundido y los casquillos de gua de vlvula de bronce y dimetro reducido. La tapa de cilindros tiene aletas de refrigeracin muy buenas en toda la superficie donde es necesario incluyendo la parte central entre las dos cmaras de combustin. Mientras que el asiento de la vlvula de admisin tiene una superficie endurecida la vlvula de escape est armada con una aleacin de acero resistente al calor. Las vlvulas se arman con resortes, en este caso con dos por vlvulas de la manera usual (Fig. 8.4).

Sobre la cabeza de cilindro hay dos bloques de apoyo para el rbol de levas que es forjado y endurecido. Tambin, es hueco, con el fin de obtener la lubricacin de los cojinetes del rbol de levas y las pistas de la leva. El control de los movimientos de las vlvulas se maneja por balancines acodados cuya pista de la leva tambin est endurecida con una capa de cromo-duro debido a la alta velocidad de friccin.La unidad del rbol de levas en la culata es de especial inters. Por el lado de los accesorios de generacin elctrica, el cigeal est equipado con un pin de mando, que opera un engranaje de control en un eje corto. Mediante el uso de bielas livianas, el movimiento de rotacin se transmite desde este eje intermedio a los excntricos iguales en un eje corto en la cabeza del cilindro, unido con el rbol de levas. El peso de estas llamadas barras laterales se compensa por contrapesos. Con el fin de evitar distorsiones debidas a la dilatacin habitual por el calor de la cabeza de cilindro, los cilindro, etc., el eje excntrico 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, ms fina y fija, sirve para mantener la distancia real de los ejes excntricos entre el crter 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 dilatacin por calor de la culata y el cilindro. La transmisin desde el eje excntrico superior al rbol de levas a pesar de colocarse en lnea no es necesariamente coaxial, se obtiene mediante un pin prensado en cada una de ellos y una conexin final que une estos pines.Como ya se ha mencionado, todos los puntos de apoyo de este engranaje de la vlvula tienen abundante lubricacin, y al mismo tiempo son enfriados. Este tipo particular de rbol de levas se utiliz por primera vez con las motocicletas 'Max' de un cilindro y no necesita de prcticamente ningn mantenimiento; adems puede ser considerada como una unidad que da rigidez entre cigeal y rbol de levas. Una vez que los mecanismos estn correctamente armados, no se producen desviaciones y cabe sealar que las 'Sport-Max', provistas con el mismo tipo de conexin, se ha probado en un gran nmero de carreras de motos como una de las mquinas ms exitosas de 250cm3 que se haya construido.

Desde un principio, se prest especial atencin a la ventilacin del motor (Fig. 8.6). Hay una conexin directa entre el entubado de la cabeza de cilindro con el crter a travs del canal para el mando del rbol de levas. En un punto adecuado en la tapa de la vlvulas, los residuos de vapor de aceite y gases quemados pasan a travs de un pequeo separador de aceite o filtro y luego a travs de una manguera a la parte de baja presin de la entrada de aire del carburador. Esta conexin coincide totalmente con las ltimas investigaciones en medidas relativas a la descontaminacin de los gases residuales. En cuanto a la calefaccin 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 combustin fluye a travs de un filtro de bao de aceite/aire al carburador "Solex". Una bomba de diafragma desarrollada por NSU alimenta el combustible en el carburador. La construccin de esta bomba permite la adaptacin de cualquiera de las bombas de combustible estndar sin muchos problemas, si se desea.

Como se mencion en uno de los prrafos anteriores, la salida motriz va desde la salida del cigeal 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 diseo y construccin 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, as como con los ejes traseros y las ruedas.Para la suspensin del motor en el vehculo, la carrocera est equipada con un elemento de goma2 en la parte delantera y dos en la parte trasera. Con una alineacin cuidadosa fue posible reducir a un mnimo las vibraciones y el ruido dentro y fuera del vehculo.El conjunto completo, como se describi anteriormente, es decir, carburador, escape, filtro de aire, conductos de aire, el embudo de canalizacin del aire, juntas universales (acoplamientos) y los bujes traseros pesa aproximadamente 96 kg.Este documento no estara completo sin la inclusin de unos pocos detalles sobre el rendimiento. En este sentido los datos ms importantes son las siguientes:

Capacidad total 598cm3Performance mxima 30HP a 5000 rev/minTorque mximo 4,48 kg/m a 3500rev/minCapacidad/Performance 50,2 HP/litroPresin media de trabajo 8,2kg/cm2Velocidad media del pistn 12,1m/segRelacin de compresin 7,5:1Consumo mnimo de combustible 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 vaco de 565 kg, el motor le da al vehculo una velocidad mxima de aproximadamente 120 km/h. De acuerdo con la clasificacin 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 vaco de 555 kg, pero, como resultado de una menor la resistencia del aire, es capaz de alcanzar una velocidad mxima de aproximadamente 133 km / h.

2 NT: Patas de motor

El motor de NSU Prinz