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%