El volante de inercia | Club Foro Toyota C-HR

El volante de inercia

Juan CHR

Forero Experto
Motor
125H
Versión
Launch Edition
Color
Gris Diamante bitono
Hace poco, en otro post, hablamos del ciclo de Atkinson como una peculiaridad que tiene nuestro coche de gestionar el tiempo de compresión, uno de los 4 tiempos que maneja un motor de explosión moderno. Recordemos que los tiempos eran: admisión, compresión, expansión o combustión y escape. Me remito al post para su explicación oportuna.

Dijimos que solo uno de los ciclos, el de expansión o combustión, empuja al coche. Ese empuje lleva de forma violenta a moverse el pistón en el cilindro, un recorrido de arriba a abajo. En ese recorrido, la biela ha movido el cigüeñal media vuelta. Pero hay 3 tiempos más, y en cada uno el pistón recorre de arriba a abajo o viceversa su cilindro completamente. O lo que es lo mismo, en total en esos tres tiempos el cigüeñal ha recorrido una vuelta y media completa, pero ¿quien ha movido esa vuelta y media de más?

Es cierto que en los coches modernos hay más de un cilindro en el motor. Lo normal es que haya cuatro, y lo normal es que cada uno en un momento determinado esté en un tiempo de motor distinto, lo que garantiza que tras la combustión del cilindro 1, venga la del 2, luego la del 3 y luego la del 4, es decir es como si tuviéramos 4 piernas para accionar una bicicleta, aunque solo podamos utilizar una para cada pedalada,

Aún así, un motor de explosión vibra mucho porque trabaja a saltos, no es continuo. La forma de que no vibre tanto, dar más suavidad al movimiento es añadir al cigüeñal en el extremo más cercano a la transmisión y que gira con éste (es la parte que contacta con el embrague, que nosotros no tenemos) un disco pesado de metal, dentado en su extremo y que se denomina volante de inercia. También nuestro coche lo tiene.

vinercia1.png

Los dientes externos en un coche convencional sirven para enganchar el motor de arranque (piñón de arranque). Como quien arranca el térmico en nuestro coche es el motor/generador MG1 en el planetario, los dientes sobran. Tampoco tenemos embrague (modelo híbrido)

foto_volanteinerciacoche_wikimedia.jpg


El principio de funcionamiento en muy sencillo. Cuando se realiza la combustión se produce una fuerza que al pasar a la biela, y de aquí al cigüeñal produce un par motor, o un torque o si queréis, una torsión, o si lo veis mejor, una velocidad angular y una aceleración angular. el volante se va a oponer a esa aceleración (va a intentar quedarse quieto o en movimiento uniforme) y parte de la velocidad angular se la va a quedar. Cuando termina la explosión, el cigüeñal va a ser quien se quiera parar, pero ese disco se está moviendo, va a querer moverse, por lo que cede velocidad angular al cigüeñal, y éste se mueve.

¿que ha ocurrido realmente? Lo que hemos conseguido es distribuir lo más uniformemente el movimiento entre los cuatro tiempos recortando ese pico de aceleración en uno de ellos, solo añadiendo ese pesado disco en el que sus bordes exteriores tiene más masa que en su parte interior. Y se llama de inercia porque él se va intentar mantener en un estado de inercia (parado o con movimiento uniforme). De otra forma entre el cigüeñal y el volante de inercia se produce trasvase de energía cinética y el motor deja de vibrar tanto. Se puede decir que es una especie de "batería mecánica" que almacena energía cinética rotacional. (su fórmula en vez de usar la v (de velocidad lineal) usa la w (de velocidad angular)).

Decir que uno de los inconvenientes del volante de inercia es que los motores de arranque tienen que ser más potentes porque tienen que mover, aparte del cigüeñal el volante de inercia. Decir también que la cadena de distribución, la que mueve el árbol de levas, bomba de aceite y bomba de agua, (por cierto, esas dos bombas en nuestro coche son eléctricas, por tanto no necesitan moverse por dicha cadena) se engancha en el lado opuesto del motor, en el otro extremo del cigüeñal, y por tanto, poco tiene que ver con él.

El volante de inercia se encuentra en muchos otros sitios: en aerogeneradores, en locomotoras, en máquinas de vapor, en cajitas de música, incluso el famoso KERS de fórmula 1 no es más que un volante de inercia enganchado a un generador eléctrico para producir la energía eléctrica que necesita. Una bicicleta estática, o una de spinning tiene también una pieza pesada que gira. Eso también es un volante de inercia.

Un motor eléctrico no necesitaría un volante de inercia, porque su funcionamiento es continuo y basado en las repulsiones entre los campos magnéticos del rotor y del estator.

El volante de inercia no es un pieza específica de un híbrido, es más del motor térmico que posee, y me ha parecido interesante poder contaros algo sobre este elemento.

PD. este es nuestro motor. Y apuntando ahí está el volante de inercia. A la izquierda el motor térmico y a la derecha los motores / generadores eléctricos uno encima del otro.

toyota-tnga-engine-1-630x445.jpg
 
Última edición:

Sevicom

Forero Activo
Ubicación
Madrid
Motor
125H
Versión
Advance
Color
Blanco Perlado
Hay que reconocer que aún sabiendo lo que es y la función del volante de inercia, es un placer leerte y la forma en que lo explicas. Eres muy didáctico. A mi siempre me faltan la palabras
 
Arriba Pie