Equilibrio del motor I3/entrega de potencia

Estoy tratando de aprender más sobre el equilibrio del motor 3 en línea y el equilibrio del motor en general (motocicletas)... I3 me interesa por algunas razones, pero quiero comprender mejor cómo funcionan.

Creo que los motores L4 y crossplane I4 tienen manivelas de 90 grados espaciadas uniformemente, por lo que cuando un pistón se detiene, otro está a la velocidad máxima, lo que significa que la velocidad del cigüeñal (y, por lo tanto, el motor) es más suave ... Eso es lo que entiendo de todos modos.

Escuché que esta misma suavidad se aplica a los motores I3 con manivela de 120 grados, pero estoy un poco confundido. Entiendo que las bielas están espaciadas uniformemente como en los ejemplos anteriores, pero el movimiento del pistón (y, por lo tanto, la velocidad) no me parece tan simple, incluso después de verlo moverse en línea. ¿Las velocidades de los pistones realmente se cancelan entre sí perfectamente como en los ejemplos de 4 cilindros anteriores (creando incluso la velocidad del cigüeñal), o es peor en comparación con ellos?

También creo (podría estar equivocado) que estos motores I3 pueden usar un solo eje de equilibrio para lidiar con el movimiento de balanceo causado por los 2 cilindros exteriores... En este escenario (usando el eje de equilibrio), ¿quedan otros desequilibrios?

Encuentro que los motores I3 y L4 son realmente geniales. Incluso son gritonas de disparo/altas revoluciones (mi tipo favorito), estrechas, tienen un gran equilibrio inherente/entrega de potencia, etc. L4 parece genial para bicicletas de litro y me encantaría ver algunas Screamer I3 ligeras (tal vez 300CCish) también, ya que también encuentro pequeñas motos deportivas para ser realmente geniales. Lo siento si estoy divagando un poco jaja.

Creo que se usa un eje equilibrador para compensar las vibraciones en los motores de 3 cilindros de los automóviles. No estoy seguro de cómo las motocicletas lidian con eso.

Respuestas (1)

De http://www.autozine.org/technical_school/engine/smooth1.htm :

Parece que no importa cómo gire el cigüeñal, el centro de gravedad combinado de los 3 pistones y bielas permanecerá en el mismo lugar, por lo que no se generará vibración. Por análisis matemático, también puede encontrar que no se generan fuerzas en la dirección vertical ni en la dirección transversal. (en realidad, realicé tales cálculos) Entonces, ¿por qué escuchamos que el motor de 3 cilindros necesita un eje equilibrador?

De hecho, el cálculo es incorrecto porque supone que el motor es un punto, por lo que las fuerzas de los 3 cilindros actúan sobre este único punto y dan como resultado la cancelación completa. En realidad, las fuerzas actúan en 3 lugares diferentes del cigüeñal, por lo que en lugar de cancelarse entre sí, hacen que el cigüeñal vibre de extremo a extremo.

También aquí hay una animación bastante clara (solo imagina más puntos rojos para dos tiempos): https://www.youtube.com/watch?v=E2u-zXsioRM

Asi que:

¿Las velocidades de los pistones realmente se cancelan entre sí perfectamente como en los ejemplos de 4 cilindros anteriores (creando incluso la velocidad del cigüeñal), o es peor en comparación con ellos?

Los golpes de poder están espaciados uniformemente. Hay uno cada 240 grados (cuatro tiempos) o 120 grados (dos tiempos).

El centro de gravedad del motor permanece igual, por lo que está equilibrado en ese sentido. El cigüeñal se balancea porque las fuerzas no se le aplican en ubicaciones simétricas a lo largo del eje (vea los puntos rojos para los golpes de potencia en ese video de YouTube, ¿cómo viajan constantemente de un extremo al otro? Esto es lo que hace que el cigüeñal se balancee .)

El movimiento del pistón no es tan complejo . Piense en ello como una "ola" que baja por el cigüeñal.

En este escenario (utilizando el eje de equilibrio), ¿quedan otros desequilibrios?

No. El único movimiento que debe contrarrestarse es el movimiento del cigüeñal debido a que los pistones aplican su fuerza sobre el eje. El centro de gravedad del motor permanece igual durante toda la rotación, aunque no hay otros desequilibrios.

Gracias por la info. Supongo que me pregunto acerca de las velocidades del pistón comparadas entre sí. Por ejemplo, un crosscrank I4 tiene un pistón a máxima velocidad por cada pistón que se detiene. Todo está perfectamente compensado en cuanto a la velocidad, lo que significa que la velocidad del cigüeñal se mantiene muy pareja. Es por eso que pregunto sobre el I3 porque cuando se detiene 1 cilindro, los otros 2 no se detienen ni tienen velocidad máxima, por lo que es más difícil saber cómo se compara incluso la velocidad del cigüeñal con los ejemplos de 4 cilindros.
@Guest Los pistones están a 120 grados uno del otro. Entonces, la potencia está en intervalos regulares de 120 grados en la rotación del cigüeñal en dos tiempos. Eso es 3 carreras de potencia uniformemente espaciadas por rotación del cigüeñal. Deje de pensar en las velocidades de los pistones y piense en su lugar en los ángulos del cigüeñal y el orden de encendido. Sus trayectorias verticales reales son una especie (no exactamente) del seno del ángulo actual del cigüeñal, en varias fases. La única forma en que el pistón A estaría a la velocidad máxima cuando el pistón B se detiene es si A y B tuvieran una diferencia de +/- 90 grados. Eso no pasa en tu I3 pero no importa.
No estoy muy bien informado sobre esto, pero la razón por la que pregunto es porque solía asumir que el cigüeñal de 180 grados I4 era suave, pero dado que los pistones están todos detenidos juntos, el cigüeñal de 90 grados es mejor porque evita esto. El I3 es igual en este sentido, pero me pregunto si el I4 tiene una ventaja de suavidad en el sentido de que cuando uno se detiene, otro está a la velocidad máxima.
@Guest Smoothness proviene de los intervalos de ángulo. Las velocidades relativas del pistón son una consecuencia de eso. El I3 de 120 grados tiene 3 golpes de potencia por revolución. Un I4 de 180 grados tiene solo 2. Así que el I3 es "más suave" desde ese punto de vista, supongo. Pero piense de nuevo que se debe a que los ángulos del cigüeñal están más separados, no a que algunos pistones se detengan al mismo tiempo. Aunque van de la mano, los ángulos son la razón, las velocidades son solo una consecuencia geométrica. Las velocidades del pistón son efecto, no causa. También tenga en cuenta que un volante suaviza todo.