Cómo Funcionan los Volantes de Inercia: Impulsando el Rendimiento del Motor

Un volante de inercia es uno de los componentes más importantes de un motor de automóvil. Es un dispositivo mecánico diseñado específicamente para almacenar energía rotacional (energía cinética). Es proporcional al cuadrado de su velocidad de rotación y masa.

¿Qué es un volante de inercia?

Un volante de inercia, como rueda pesada, requiere fuerzas suficientes para girar sobre su eje. Resiste los cambios en la velocidad de rotación por su momento de inercia. Para cambiar la energía almacenada en el volante, su velocidad de rotación debe aumentarse o disminuirse. Es decir, sigue girando hasta que se aplica mucha fuerza.

Una gran cantidad de energía cinética se conserva cuando el volante gira. Esta energía se usa luego para impulsar el vehículo al arrancar el motor o acelerar.

Hoy veremos la definición, construcción, funciones, principio de funcionamiento y síntomas de un volante de inercia de automóvil en mal estado.

Construcción de un volante de inercia

Debido al requisito de dureza de un volante, se fabrica típicamente de acero que gira sobre cojinetes convencionales. Los volantes de alta densidad energética se fabrican con compuestos de fibra de carbono y usan cojinetes magnéticos. Tal volante gira a velocidades de hasta 60,000 RPM (1 kHz).

Funciones del Volante de Inercia

Los volantes se encuentran en casi todos los tipos de automóviles, ya que sirven a una variedad de propósitos que se discutirán aquí. A continuación, las funciones del volante en un motor de automóvil:

Equilibrado del motor: como los pistones están descentrados del centro del cigüeñal, ocurren vibraciones y bamboleos. Esto también es porque cada pistón dispara en un ángulo diferente.

La función del volante en esta situación es suprimir el movimiento lateral. Esto se logra debido al peso del volante. Los volantes reducen la vibración del motor en su conjunto, ya que el motor se estabiliza y equilibra en los soportes.

Arranque del motor: el volante juega otro papel al arrancar el motor. Los dientes de engranaje en el volante se conectan a un motor de arranque. Este motor de arranque se controla con la llave del coche, así que cuando se arranca el coche, el motor de arranque gira el volante.

Inmediatamente el motor gira, el efecto de combustión continúa girando el motor. El engranaje Bendix en el motor de arranque se retrae para que el volante gire libremente.

Reducción de tensión en el tren de transmisión: es otra función del volante, lograda estabilizando el movimiento del motor. También suaviza la velocidad del motor y reduce el desgaste en los componentes del tren de transmisión.

El volante también limita el desgaste entre el eje de transmisión y el árbol de transmisión. Estos dos están unidos con una junta universal.

Suavizado de la velocidad del motor: El cigüeñal convierte el movimiento del pistón en movimiento rotativo, que es brusco ya que la potencia se genera. La velocidad de rotación del cigüeñal es constante y el motor funciona suavemente. Esto es porque la masa del volante aplica inercia que mantiene el cigüeñal girando entre cada disparo de pistón.

Manipulación del peso: el peso del volante determina el rendimiento de un motor. El peso se diseña basado en el rendimiento de los vehículos.

Los volantes más pesados permiten que el motor trabaje bajo cargas que pueden causar que el motor se ahogue. Camiones grandes o remolques van bien con volantes más pesados, mientras que coches deportivos y algunos comerciales hacen buen uso de volantes más ligeros.

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Principio de Funcionamiento

El principio de funcionamiento de un volante es bastante fácil e interesante, ya que almacena energía para el uso del vehículo. Al igual que una batería mecánica almacena energía en forma química, los volantes guardan la potencia en forma de energía cinética.

Más energía se produce si el volante gira a mayor velocidad. Un mayor momento de inercia significa más voluminoso. Es mejor girar más rápido que aumentar su masa. Esto es porque volantes más ligeros producen el doble de energía que volantes que pesan más o el doble. Es decir, cuanto más ligero el volante, más energía almacenada.

Es aconsejable usar ruedas ligeras de alta velocidad en lugar de las de masa masiva. Pero para un vehículo más pesado como remolques, camiones, furgonetas, etc., los más pesados serán adecuados. Esto es porque llevan carga extra y no es importante correr a altas velocidades.

Así, saber cómo funciona un volante es que cuanto mayor la velocidad, mayor la energía almacenada. Sin embargo, si la velocidad sigue aumentando, el material de la rueda podría no manejar la fuerza. Esto puede llevar a su rotura.

El video a continuación explica cómo funciona un volante:

Síntomas de un volante en mal estado

A continuación, los síntomas que ocurren cuando un volante está defectuoso:

Patín del embrague: este problema del volante ocurre al cambiar marchas mientras se conduce. La marcha puede patinar. Sucede cuando no se transfiere potencia a las ruedas, resultando en un embrague desgastado.

El patín del embrague eventualmente desgastará también el volante. Ruidos de rozamiento pueden ocurrir repentinamente del plato de presión y otras partes del volante en el conjunto de embrague se sobrecalentarán. Esto llevará a deformación e incluso grietas.

Arrastre del embrague: este dilema del volante es similar al patín del embrague. En su situación, el embrague no se suelta completamente. Esto causará varios niveles de rozamiento de marchas al cambiar.

De hecho, podría llevar a fallo completo al poner el coche en primera marcha al arrancar desde parado. Este problema no viene directamente del volante, sino del cojinete o buje en el conjunto del volante o cigüeñal.

Olor a quemado: Un olor a quemado se produce cuando el embrague funciona incorrectamente. Esto es causado por un volante defectuoso o un conductor inexperto.

Los revestimientos de los embragues están diseñados con materiales destinados a reducir el ruido que el embrague hace al trabajar.

Este revestimiento produce mucho calor debido a la fricción si no se opera correctamente. Así, un olor acre, bastante notable, ocurre.

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Vibración del pedal de embrague: notaste vibraciones provenientes del pedal de embrague o suelo del vehículo cuando el volante está defectuoso. Esto ocurre porque los soportes de resorte del volante se han dañado.

Esto es para que sepas que el mecanismo de resorte normalmente reduce las vibraciones generadas por el uso del embrague.

Golpeteo del embrague (Clutch chatter): este problema ocurre al encontrar difícil enganchar el embrague. Salta junto con el volante mientras el embrague agarra y suelta el volante repetidamente. Se siente como un tartamudeo o vibración al soltar.

El golpeteo del embrague a menudo ocurre en cualquier marcha, popularmente al arrancar desde parada completa. Un volante deformado a veces puede ser la causa.

Este problema puede ser difícil de diagnosticar, ya que el disco de embrague, plato de presión o cojinete de liberación pueden estar en falta. Estas piezas pueden estar gastadas, rotas, deformadas o incluso contaminadas por aceite. Muestran los mismos síntomas que el golpeteo del embrague.

Eso es todo para este artículo "Principio de funcionamiento de un volante". Espero que se haya adquirido el conocimiento; si es así, comenta y comparte este artículo con otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!