ES2246006T3 - Sistema de equilibrado para motor de combustion. - Google Patents
Sistema de equilibrado para motor de combustion.Info
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Abstract
Un sistema de equilibrado, para un motor de combustión, que comprende un árbol (1) de accionamiento que soporta un primer piñón (4) impulsado por la corona (3) del cigüeñal del motor y un segundo piñón (5) que impulsa un árbol (2) impulsado por medio de un tercer piñón (6) fijado sobre este último, caracterizado porque el primer piñón (4) contiene un anillo (9) de material flexible insertado entre dos anillos (8, 7) de acero fijados respectivamente sobre el árbol de accionamiento (1) y al interior del piñón (4).
Description
Sistema de equilibrado para motor de
combustión.
El invento se refiere al filtrado de las
vibraciones del motor, en el interior de un sistema de
equilibrado.
Más precisamente, se refiere a un sistema de
equilibrado que comprende un árbol de accionamiento que soporta un
primer piñón impulsado por la corona del cigüeñal del motor y un
segundo piñón que impulsa un árbol accionado por medio de un tercer
piñón fijado sobre este último.
Los motores alternativos de combustión interna
comprenden partes móviles, tales como el cigüeñal, la biela y el
pistón, cuya rotación provoca esfuerzos que se traducen en
vibraciones del motor perjudiciales para la comodidad del
pasajero.
Para resolver este problema se conoce el añadir
al motor un sistema de equilibrado compuesto de árboles impulsados
de manera sincronía con el cigüeñal, y cuya masa está repartida
para provocar esfuerzos opuestos a los producidos por la unión
móvil, para reducir las vibraciones del motor.
Habitualmente, la disposición que tiene un motor
de cuatro cilindros consiste en dos árboles de equilibrado
contrarrotatorios que giran a velocidad doble de la del cigüeñal.
Uno de estos árboles es impulsado por el cigüeñal por medio de un
engranaje y este impulsa a su vez el segundo árbol.
Los árboles de equilibrado están dispuestos en
una caja, montada bajo el cárter de cilindros, y fijada por medio
de calzos de ajuste, que limitan el juego entre dientes entre la
corona del cigüeñal y los piñones que impulsan los árboles.
Estos árboles pueden también ser impulsados por
una cadena o una correa síncrona.
En el caso de impulso por piñones, el mayor
inconveniente es generar ruido de tableteo entre los dientes. Un
segundo inconveniente es la transmisión por la corona, montada
sobre el cigüeñal, de las vibraciones angulares de torsión dinámica
frente a los piñones de transmisión de los árboles de
equilibrado.
Actualmente, para reducir los ruidos de engrane,
la corona y los piñones de acero constan de engranajes
helicoidales.
Sin embargo la utilización de piñones de acero de
dientes helicoidales no permite reducir significativamente el ruido
de tableteo de dientes. Además hace falta entonces utilizar calzos
de ajuste de los juegos de los dientes que complican el
procedimiento de montaje de las cajas de árboles de equilibrado. El
empleo de calzos de ajuste no permite reducir los pares de torsión
dinámica producidos por el cigüeñal y transmitidos a los árboles de
equilibrado por medio de la corona.
La publicación JP 11051120 describe un sistema de
equilibrado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, que
comprende un filtro dinámico con el empleo de un piñón compuesto
sin utilización de calzos. Los piñones compuestos tienen la ventaja
de reducir los ruidos de engrane, pero no filtran los pares
dinámicos. Esta función es realizada por la introducción de topes de
caucho entre un piñón loco y un cubo fijo zunchado sobre el árbol
de equilibrado de accionamiento. Con el fin de limitar el fenómeno
de resonancia debido a la introducción de una rigidez muy débil en
el sistema, se introduce un rozamiento seco por la añadidura de
anillos de labios entre el piñón loco y un cubo fijo.
Esta solución permite liberarse de los calzos,
aunque este sistema resulta caro. Además, el rozamiento seco
realizado por los anillos de labios parece difícil de dominar y el
desgaste de los anillos en el tiempo no será despreciable.
Para remediar estos inconvenientes, el invento se
propone, utilizando piñones cuyo material posee excelentes
propiedades acústicas, suprimir los ruidos de engrane de dientes y
reducir las vibraciones provenientes del cigüeñal por medio de un
elemento simple y poco costoso y que posee una buena resistencia
mecánica.
Por esto, el invento propone un sistema de
equilibrado para motor de combustión, que comprende un árbol de
accionamiento impulsado por un piñón engranado con la corona del
cigüeñal, un árbol accionado impulsado por un segundo piñón del
árbol de accionamiento, y un filtro dinámico, siendo éste creado
por la inserción de un material blando situado entre el piñón y un
anillo de acero fijado sobre el árbol de equilibrado, permitiendo
otro anillo de acero la unión entre el piñón y el material
blando.
De acuerdo con otro aspecto del invento, el
sistema de equilibrado para motor de combustión, consta de piñones
que impulsan los árboles, estando dichos piñones realizados de un
material compuesto.
De acuerdo con otra ventaja del invento, los
piñones son sobremoldeados sobre los anillos de acero.
De acuerdo con otra ventaja, el material blando
es de caucho en forma de margarita o en forma elíptica.
Otras características y ventajas del presente
invento aparecerán claramente durante la lectura de la descripción
siguiente de un modo de realización en relación con los dibujos
adjuntos.
La figura 1 representa una vista de conjunto de
un sistema de equilibrado conocido.
La figura 2 representa un corte axial del sistema
de equilibrado que constituye el objeto del invento.
En la figura 1 está dibujado el sistema de
engrane de árboles de equilibrado. Este sistema, fijo por dos
árboles de equilibrado (1, 2), comprende una corona (3) montada
sobre el brazo de cigüeñal, no representado, y varios piñones (4, 5,
6) fijados sobre los árboles. Uno de los piñones (4), que rodea al
primer árbol, es impulsado por la corona. Un segundo piñón (5) es
solidario con el primer árbol (1). Se calienta y se fija sobre el
árbol enfriando. Impulsa el segundo árbol (2) de equilibrado por
medio de un engranaje, representado en el dibujo por un piñón (6).
Los piñones pueden ser de material compuesto, por ejemplo de
plástico, o de poliftalamida aromática de alta temperatura cargada
de fibra de vidrio o fibra de carbono, para limitar los ruidos de
engrane.
En la figura 2 se puede ver el conjunto del
sistema de equilibrado montado sobre los árboles de
equilibrado.
Este sistema está constituido por un anillo
flexible (9) fijado sobre el árbol (1) por medio de dos anillos (7,
8) de acero, estando los árboles (1, 2) en movimiento gracias al
conjunto del sistema de engranaje, tal como se describe en la
figura 1. Un anillo (8) permite la unión entre el árbol y el anillo
flexible,, y otro anillo (7) permite la unión entre el anillo
flexible (9) y el piñón (4) impulsado por la corona. El piñón (4),
de material compuesto, puede ser sobremoldeado sobre el anillo de
acero (7).
El primer árbol (1) lleva el anillo flexible (9),
que está constituido por un material flexible, como caucho, y que
absorbe las vibraciones transmitidas por el cigüeñal. En un modo de
realización particular, el caucho podrá tener forma de margarita o
elíptica para introducir una rigidez no lineal en el sistema, para
evitar los fenómenos de resonancia, que pueden provocar una rotura
del sistema, desacoplando las vibraciones que provienen del
cigüeñal.
El anillo (7) está, preferentemente, fabricado de
un acero de alta resistencia mecánica, para obtener una unión,
entre el piñón y el tope de caucho, resistente al desgaste.
Este sistema, que incluye los anillos (7, 8, 9)
de acero, permite filtrar los pares dinámicos proveniente del
cigüeñal y de este modo reducir las vibraciones. Un desplazamiento
angular relativo entre el piñón (4) y el árbol (1) de equilibrado
es posible gracias a la adición de este anillo (9) de material
flexible, evitando de este modo los fenómenos de resonancia.
Además, estos anillos (7, 8) simplifican la etapa
de montaje de las cajas de equilibrado suprimiendo los calzos, que
son situados entre la caja y el cárter de cilindros del motor para
limitar los juegos entre dientes.
Estos dos anillos están compuestos por un acero
que tiene una buena resistencia mecánica. Resulta de ello una mejor
resistencia de estos, y un desgaste menos rápido en el tiempo.
Claims (4)
1. Un sistema de equilibrado, para un motor de
combustión, que comprende un árbol (1) de accionamiento que soporta
un primer piñón (4) impulsado por la corona (3) del cigüeñal del
motor y un segundo piñón (5) que impulsa un árbol (2) impulsado por
medio de un tercer piñón (6) fijado sobre este último,
caracterizado porque el primer piñón (4) contiene un anillo
(9) de material flexible insertado entre dos anillos (8, 7) de
acero fijados respectivamente sobre el árbol de accionamiento (1) y
al interior del piñón (4).
2. Un sistema de equilibrado para un motor de
combustión, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer piñón (4) está realizado de
un material compuesto.
3. Un sistema de equilibrado para un motor de
combustión, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer piñón (4) está sobremoldeado
sobre un anillo de acero (7).
4. Un sistema de equilibrado para un motor de
combustión, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el material flexible es de caucho en
forma de margarita o elíptico.
Applications Claiming Priority (2)
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