Técnicas del automóvil motores

donde su velocidad es cero. A partir de este instante, la velocidad va en aumento y la aceleración en disminución, hasta un momento en que la última se anula, correspondiendo al valor máximo de la velocidad. Este momento concuerda con una posición de la manivela en la que la biela resulta perpendicular al codo. A partir de aquí, la aceleración cambia de sentido (deceleración) y la velo­ cidad disminuye, alcanzando a los 180“ el máximo valor de deceleración y anulándose la velocidad del pistón, para cambiar su sentido de movimiento. Figura 4.44 La velocidad media F,„ del pistón puede calcularse con la conocida expresión: Cn 3 10' ms siendo C la carrera expresada en centímetros y « el número de revoluciones por minuto a que gira el motor. Particularmente, para un régimen de 3.000 r.p.m., la carrera en centímetros expre­ sa la velocidad media del pistón en m s ‘. Así pues, en el movimiento del pistón existen variaciones importantes de la aceleración, que en combinación con las masas en movimiento, dan como consecuencia unas fuerzas de inercia, calculables con la expresión: F = m - a. Del mismo modo, el giro de la manivela ocasiona la aparición de fiierzas centrífugas expresadas por F = m ■a f ■ r. Por cuanto a la biela se refiere, participa en los dos movimientos anteriores. El pie de la misma sigue los movimientos del pistón, mientras la cabeza hace lo propio con el cigüeñal. Ge­ neralmente, en el estudio de las fuerzas que generan estos movimientos, se considera englobado 1/3 del peso total de la biela con la cabeza y 2/3 con el pie. Las fuerzas alternas de inercia F¡ están dirigidas constantemente en el sentido del eje del ci­ lindro y actúan sobre el codo del cigüeñal de forma análoga a las presiones del gas, modificando el esfuerzo transmitido al codo del cigüeñal por la explosión y la carga a que están sometidos los cojinetes de biela y bancada. Cuando el pistón desacelera mientras se aproxima al p.m.s., su fuerza empuja al motor hacia arriba, mientras que cuando se acerca al p.m.i. lo hace hacia abajo. Estas fuerzas modifican, por tanto, el par motor. Por el contrario, las fuerzas centríftigas Fe no tienen influencia sobre el par motor y están aplicadas solamente a las masas que las generan, es decir, al codo del cigüeñal y a la cabeza de biela. La fuerza resultante que actúa en cada instante sobre el codo del cigüeñal se obtiene reali­ zando la composición de los valores que en cada instante toma la fuerza debida a la presión del gas, actuante en la cabeza del pistón, y la fuerza alterna de inercia. En la Figura 4.45 puede ver­ se que en el comienzo de la carrera de expansión la fuerza de inercia se opone a la correspon­ diente a la presión del gas, por lo que el empuje transmitido por el pistón a la biela queda redu­ cido. Esta disminución es particularmente sensible cuando e motor gira a regímenes elevados, en los que aumenta de manera importante la fuerza de inercia.