EQUILIBRADO DEL CIGEAL DE LOS
MONOCILINDRICOS
Factores del equilibrado.
1.- Las vibraciones.
Las vibraciones proceden del hecho de que
un motor contiene elementos en rotacin (masas del cigeal) y otros en
movimiento alternativo (pistn).
En cuanto a la biela, est compuesta por un
elemento rotativo (cabeza de biela), de un elemento alternativo (pie de biela)
y de un elemento hbrido (medio rotativo, medio alternativo (cuerpo de biela).
Los movimientos de inercia desarrollados no
son de la misma naturaleza e incluso antagonistas:
- Una inercia regular en rotacin para el
cigeal y la cabeza de biela.
- Una inercia irregular para el pistn y el
pie de biela porque su velocidad es igual a cero en los puntos muertos y con
las aceleraciones y deceleraciones importantes entre los dos puntos muertos
alto y bajo y una inercia unas veces positiva y otras negativa dependiendo que
el pistn baje o suba (Nota del Traductor: Este to no gasta comas)
- Una inercia todava mas complicada que es
una mezcla de las otras dos para el cuerpo de la biela.
Equilibrar las masas en rotacin es
relativamente simple. Son las otras masas alternativas e hbridas la que causan
el problema.
El simple cambio de direccin del pistn
dos veces por vuelta del cigeal produce fuerzas enormes en el plano vertical
del movimiento del pistn y la fuerza mxima tiene lugar cuando la velocidad
mxima del pistn es mas elevada, o sea, en mitad de la carrera, cuando el
manetn est en un plano horizontal.
En otro orden de cosas, la biela genera
igualmente fuerzas que se sitan en un plano horizontal y en un plano vertical,
y su mximo, de la misma forma que el mximo producido por el pistn, siempre a
mitad de la carrera.
Estas son principalmente las fuerzas que
producen las vibraciones. Dependen de los factores siguientes:
- Para el pistn su peso y la velocidad
lineal mxima, es decir, del valor de la carrera mxima (si la carrera es
larga, para una misma velocidad de rotacin del cigeal, tambin la velocidad
del pistn es grande).
- Para la biela, su peso y su velocidad
lineal mxima, pero tambin su longitud (se puede para una misma carrera tener
dos bielas de longitud distinta)
Para disminuir las vibraciones puede haber
sido de inters disminuir el peso del pistn y disminuir el peso y longitud de
la biela.
Partimos en principio de que no se puede
modificar la carrera del motor.
En funcin del tipo de montaje del motor en
el chasis, las vibraciones van a transmitirse en ste pero es necesario saber
que se van a producir de una manera diferente si cambiamos el chasis. Las
vibraciones de un mismo motor Norton Atlas 750 en un chasis Featherbed son muy
diferentes que en un chasis de Matchless G15 porque las fijaciones no son las
mismas!! .
2.- Velocidad de rotacin – Par
mximo
La experiencia adquirida por los
constructores, sobre todo en los monocilndricos se traduce de la siguiente
forma para motores de igual cilindrada:
- Cuando mas se alarga la carrera y se
reduce el dimetro, la velocidad de rotacin va a estar mas limitada, el motor
subir de vueltas con mas dificultad y el par mximo se situar a bajo rgimen
(mquinas de trial).
- A la inversa, cuando mas reducida sea la
carrera, mas fcil ser la subida de vueltas, mas alta ser la velocidad de
rotacin mxima (la potencia depende tambin de la velocidad de rotacin) y por
el contrario el par mximo se situar mas alto de vueltas. Esta es igualmente
la razn por la cual sobre las mquinas de carreras la franja de utilizacin
del motor es reducida y se necesitan mayor nmero de velocidades.
Por todo esto, en las mquinas de carretera
y moto-cross, los constructores procuran un equilibrio entre los dos extremos.
El reparto de las masas del cigeal y de
sus anexos sigue la misma lgica:
- Cuando mas desequilibrio hay entre la
masa representada por el lado A (Balourd) del cigeal, (N del T: No
encuentro traduccin, se refiere al lado contrario de la muequilla o manetn
en el cigeal) y de la masa del lado B (Manetn) menos el motor gira deprisa y
tiene par abajo. (Ver Figura 2 del croquis).
- Cuando mas se tiende al equilibrio entre
estas masas, mas puede el cigeal girar deprisa pero hay menos par abajo.
Los constructores han escogido pues un
trmino medio en funcin de la utilizacin del motor.
Sin embargo las vibraciones estarn siempre
presentes mas o menos atenuadas y a regmenes diferentes en funcin de las
caractersticas del motor.
Es esto lo que gui a los constructores a
multiplicar el nmero de cilindros con el fin de disminuir las vibraciones y
tender hacia un equilibrio de las masas del cigeal netamente mejor. El mejor
equilibrio fue encontrado sobre el motor de 6 cilindros, dado el numero de
vueltas que puede alcanzar comparado con un mono o un twin.
FIGURA 1: Referencias en francs.
Tte de bielle = Cabeza de biela.
Trous dalgement = Orificios de aligerado
Verification dynamique = Verificacin
dinmica (N del T: Este me ha costado)
Avec coquille de mme poids que la tte de
bielle= Con coquilla del mismo peso que la cabeza de biela
Poids du vibreliquin seul = Peso del
cigeal solo
Poids bielle seule = Peso de la biela sola
Dont Pb1: poids calcul de la tte de
bielle = Donde Pb1 es el peso calculado de la cabeza de biela.
Poids pistn = Peso del pistn
Pour verification statique = Para
verificacin esttica
Poids vibrelequin complet = Peso del
cigeal completo.
3.- Equilibrado
Qu es el equilibrado de un cigeal?
Contrariamente a lo que se podra pensar haciendo referencia al equilibrado de
una rueda de coche, el equilibrado de un cigeal consiste en medir o
rectificar su factor de equilibrado.
El factor de equilibrado es la relacin
entre la masa del cigeal del lado B(Manetn) y la masa de su lado A (Balourd)
y se define de dos maneras:
- Un factor de equilibrado esttico que
tiene en cuenta el peso del cigeal pelado, el peso de la biela y el del
pistn.
- Un factor de equilibrado dinmico (en
rotacin) que tiene en cuenta el peso del cigeal pelado y el de la cabeza de
biela.
El peso total del cigeal para el factor
esttico es Pt=Pv+Pb+Pp
Pb1 es el peso calculado de la cabeza de
biela.
El peso total del cigeal para el factor
dinmico es Pt=Pv+Pb1
Como calcular el factor de equilibrado
esttico:
Dos maneras de operar (ver croquis de la
Figura 2)
FIGURA 2 Referencias en francs.
Manetn = Muequilla del cigeal para
alojamiento de biela.
Roulements du vilo = Se refiere a en vilo
sujetar en unas uves el cigeal apoyado sobre los rodamientos.
Cot Manetn = Lado del Manetn
Cote Balourd = Lado contrario
Rails = Railes
Padd = Abreviatura de peso aadido
O bien colocar al cigeal rodamientos
nuevos colocndolo sobre unas uves con el fin de que pueda girar libremente o
bien colocar el cigeal sobre dos railes cortantes perfectamente horizontales
con el mismo fin.
El cigeal debe naturalmente posicionarse,
teniendo en cuenta la diferencia de masas con el manetn vertical en la
posicin alta. Es necesario despus compensar la diferencia de masa cargando el
pistn con una masa suplementaria (arandelas, tornillos) de manera que se
llegue al equilibrio. El cigeal debe quedar inmvil cualquiera que sea la
posicin del manetn.
Pesar esta masa que ser denominada masa
adicional (Padd).
El factor de equilibrado viene determinado
por la frmula :
Fst = (Pt – Padd) / (Pt + Padd) * 100%