Técnicas del automóvil motores

En cuanto al equilibrado de las fuerzas alternas generadas por el movimiento rectilíneo alter­ nativo del pistón, destacaremos dos tipos de ellas claramente diferenciadas: de primer orden y de segundo orden. Consideremos un motor monocilíndrico (Fig. 4.52) en el que admitimos que la masa del émbolo y la parte proporcional que corresponde a la biela, está concentrada en el codo o manivela. La fuerza alterna de primer orden F\ puede ser considerada como la proyec­ ción sobre el eje del cilindro de una fiierza ficticia Fq (centrífuga), generada por una masa m equivalente a la masa alterna que estaría aplicada al codo. Así pues, el valor de la fuerza centrí- fiiga ficticia Fo es: F q = múTr, y el de la fuerza alterna de primer orden es, en consecuencia: F\ = Focos a = moJr cosa. .Fo m Figura 4.52 Esta fuerza puede ser equilibrada del mismo modo que las tratadas anteriormente, para lo cual, basta colocar en oposición a la masa m, otra w ' de igual magnitud, que genere una fuerza F'o, cuyas componentes F \ y F '2 tienen líneas de acción perpendiculares entre sí. Una de ellas (la F \) anula a la F\, y la otra (F' 2 ) está aplicada perpendicularmente al eje del cilindro (en sentido horizontal), a causa de lo cual, las pulsaciones según el eje del cilindro se han transformado en pulsaciones per­ pendiculares al mismo. En resumen, por lo que respecta al equilibrio no hemos hecho más que transformar la fuerza de inercia vertical en otra horizontal, menos peijudicial y fácilmente absorbi- ble por el bastidor del vehículo. En el caso que acabamos de examinar, se habría podido obtener el equilibrio si w ' fuese una masa ficticia de las mismas características que m. Imaginando que un segundo émbolo está unido por su biela a m', es evidente que las ftierzas de inercia generadas por ambos pistones se equilibran mutuamente. Sin embargo, para lograr este propósito, es necesario que los dos émbolos estén situados en el mismo plano, y en la práctica no ocurre así, ya que se encuentran separados por una distancia d (derecha en la figura), en cuyo caso, las fuerzas alternas de inercia crean un par que actúa sobre los apoyos de bancada B, que tiende a levantar el eje de un extremo. En los motores de varios cilindros, las fuerzas alternas de primer orden resultan equilibradas cuando el eje motor lo está también estáticamente. El par debido a esta fuerza alterna resulta equilibrado cuando el eje lo está también dinámicamente. En la exposición hecha hasta aquí se ha admitido que las fuerzas actuantes sobre los codos del cigüeñal son iguales en magnitud; pero en la realidad, para un instante dado del funciona­ miento del motor, las velocidades que toman ambos pistones (en el caso de dos cilindros) son esencialmente distintas y, en consecuencia, las fuerzas de inercia no se equilibran mutuamente. Estas fuerzas se llaman de segundo orden y resultan ser en magnitud la diferencia entre las fuer­ zas de inercia reales y las de primer orden. La fuerza alterna de segundo orden puede ser imaginada como la proyección sobre el eje del ci­ lindro de una fuerza centrífuga, que forme siempre con el eje un ángulo dos veces mayor que el formado por la fuerza alterna de primer orden, es decir, doble ángulo que el codo del eje. Esta fuerza, a su vez, genera un par de segundo orden.