MOTOR 3 CILINDROS EN ESTRELLA-32 CC-4T-SIN VALVULAS (3C-32-ROT)

[COCISFRAN]

Y en estos últimos he hecho un ejercicio de diseño del juego de bielas.

Ahora mismo estoy con el plano de las bielas, son un poco más largas de las que tu as utilizado y una ligera diferencia de grados en el anclaje de las bieletas. Sería fantástico que alguno de vosotros pudierais realizar un corte del motor en ese plano y  dotar de movimiento al conjunto para comprobar que no tropiezan en ningún punto. Te digo esto porque en otro motor que tengo casi terminado he tenido ese problema y he tenido que hacer unos cajeados en las camisas. No creo que en este motor tengamos ese problema porque he alejado los cilindros un poco más del centro.


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[COCISFRAN]

En cuanto a las soluciones para el ajuste, creo que la que propone Constructor de hacer tres encajes en el cigüeñal podría funcionar incluso utilizando el agujero del colector de aceite, desplazado a la medida necesaria y con el útil según la solución B. De esta manera no habría que tapar despues ningún agujero.

Se modificaría el cigüeñal, el deposito de aceite, el cárter principal y se haría un tornillo especial para dicho ajuste, en el que se aprovecha uno de los orificios de fijación del deposito de aceite. Este por su parte se gira 90º sobre la posición original.

Hola compañeros: He estado estudiando vuestras propuestas y he tratado de encontrar una solución tomando un poco de cada una de ellas. También he estado pensando como solucionar el equilibrado del cigüeñal manteniendo el contorno y poder hacer los tres agujeros ciegos a 120º. Dichos agujeros se posicionarían de forma que el CALADO DE LA DISTRIBUCIÓN lo haríamos con el DISTRIBUIDOR  en la posición de cruce. Como creo que decía carpin, no haría falta tener que hacer más agujeros en el cárter principal. Pongo un dibujo y ya me diréis si se puede mejorar en algún punto.

Para el equilibrado se podría eliminar material primero en las zonas 1 y comprobar si el motor vibra en exceso. El paso dos sería ampliar los dos agujeros principales a 10 mm (zona 2)y finalmente ampliar el agujero a 12 mm si fuese necesario (zona 3).

El colector de aceite, tal como propone f3checa se giraría 90º, se ampliaría en 1mm para que la cabeza del tornillo M4 no sobresalga. Yo solo he ampliado uno de los tornillos a M4, pero si lo preferís, se pueden ampliar los dos.

[f3checa]

Este es el movimiento de las bielas. No existe interferencia con los cilindros.

SimulacionEsquema.avi
y
SimulacionEsquema3

[carpin]

Ya funciona el motor 

[COCISFRAN]

    Eres un artista 

[f3checa]

Cocisfran adjunto el esquema de donde me han salido los cálculos para las bielas. La longitud de las mismas tu dirás cual debe ser, yo las he calculado teniendo en cuenta una distancia de seguridad entre la parte superior del pistón y la del cuerpo del cilindro de 0,5 mm.
Esto quiere decir que puede estar variando la relación de compresión que tu hayas calculado ya que esto corresponde a 0,479 cm3 a añadir al volumen de la cámara del distribuidor como volumen comprimido.

Como puede verse la distancia entre el muñón del cigüeñal y el tope del recorrido en el cilindro es de 59,25 mm y como la distancia del bulón del pistón y su cabeza es de 8,75 la distancia entre centros sería de 59,25-8,75 =50.50mm pero como recorto esos 0,5 de seguridad se queda en 50mm en la biela matriz y 11mm menos que es la distancia entre el centro del cigüeñal y el muñón de 11mm, para las otras dos me salen de 39mm.

[carpin]

Hola compañeros, hemos modificado algunos componentes del motor por lo tanto se han actualizado los siguientes planos:
-Plano nº 5, (mensaje 58) Cárter trasero, se ha modificado el grueso de las orejetas y las tomas de admisión.
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg74226.html#msg74226

-Plano nº 14, (mensaje 147) Árbol y cubierta trasmisión, se ha alargado un poco.
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg80636.html#msg80636

-Plano nº 16, (mensaje 144) Colector admisión, se han modificado los ángulos y la brida de sujeción.
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg80265.html#msg80265

-Plano nº 22, (mensaje 141) Piñones cónicos, se ha añadido alguna cota y algún pequeño detalle.
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg79794.html#msg79794

También se ha actualizado el índice de planos en el primer mensaje del tema.
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg70338.html#msg70338

[COCISFRAN]

Avanzamos, cuelgo el plano  09-BIELA MAESTRA 3C-30-ROTVERT.

[COCISFRAN]

Plano nº 10  BIELETA 3C-30-ROTVERT

[COCISFRAN]

Hola a todos los seguidores de este hilo: Supongo que estaréis pensando que ha habido un pequeño parón en el proyecto, pero nada más lejos de la realidad.

Con la ayuda de nuestros compañeros carpin, Constructor y f3checa, se han estado corrigendo y mejorando algunos detalles en el diseño de algunos componentes del motor, evitando de este modo a publicar sucesivas modificaciones.

Con el fin de no aburriros en el proceso, se ha preferido esperar a que todo este perfilado al máximo antes de colgar los nuevos planos, que esperemos que sean los definitivos.

En principio los planos afectados por algunos cambios que se irán documentando son los siguientes : nº 03, 09, 10, 11 y 13.

Saludos.

[Constructor]

Hola amigos.

Corrobora el comentario de Cocisfran, ultimamente, el trabajo de desarrollo ha sido casi frenético, he sido casi incapaz de seguir los cambios y mejoras propuestos por los diseñadores, incluso he dejado de dibujar hasta que terminan de hacer la ultimas mejoras. Si no, no hay que pueda seguirlos.

Aprovecho para felicitar el equipo de desarrollo, y aprovecho también para felicitar a f3checa por su incorporación al equipo de diseño y por sus aportaciones y mejoras. El motor está quedando magnifico.

Yo, por mi parte sigo con algunas pruebas de mecanizado, ya he pedido aluminio 7075 de diferentes formatos, para hacer alguna pieza, tal como la han definido el equipo de diseño, en cuanto tenga alguna otra pieza, la iré incorporando.

Reitero mis felicitaciones a todo el equipo.

Un saludo José.

[carpin]

Uno de los cambios que hemos hecho, ha sido modificar el soporte del deposito de aceite, haciendo que tenga tres tornillos en vez de dos. De esta manera aprobechamos uno de los agujeros para colocar un pasador para hacer el reglaje de los tres cilindros.
Por lo tanto se han modificado el pano nº 3 CARTER PRINCIPAL (mensaje 44) y el plano nº 13 COLECTOR DE ACEITE-RESPIRADERO CARTER(mensaje 97)

Y una vista de como quedara.

[carpin]

Tambien se ha modificado la biela maestra, ya que teniamos alguna interferencia, detectada con la simulacion en 3D de F3checa. Para solucionarlo se ha adelgazado la sección del brazo y ya de paso se han unificado los casquillos de bronce. Proximamente haremos lo mismo con las bieletas.




Hemos actualizado el plano nº 9 editado en el mensaje 187

[carpin]

Hace tiempo que no publicábamos nada es este tema, pero no es porque este parado, si no porque hemos tenido mucho trabajo para conseguir que el cigüeñal y todo el conjunto de bielas quede lo más equilibrado posible, para hemos modificado el cigüeñal y el disco de arrastre.

Como se puede ver en este mensaje:
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,6072.msg74509.html#msg74509
inicialmente el cigüeñal tenía unos agujeros pasantes de 8 mm para después ir agrandándolos hasta conseguir que el motor girara equilibrado.

Pero contando con las herramientas del programa de diseño 3D que nos permiten calcular la ubicación del centro de gravedad de todo el conjunto en las distintas posiciones  de funcionamiento del motor, hemos llegado a la conclusión de que era necesario aligerar todo lo posible el cigüeñal por la parte opuesta al muñón, dejandolo econ la tipica forma en C. Tambien se ha dado esta misma forma al disco de arrastre.
 








Teniendo en cuenta la dificultad de mecanizar el cigüeñal de una pieza (versión A) hemos incluido también la versión B en la que el muñón es una pieza independiente que después se fijaría al cigüeñal. Se adjunta los nuevos planos con ambas versiones.

[carpin]

De entre los correos que hemos intercambiado para llegar a esta solución me gustaría citar este de Coicisfran (cuento con su permiso) porque me parece muy instructivo:

Ya que tenemos la solución para realizar el calado de la distribución, a mí, también me parece mejor solución la versión C del cigüeñal, porque nos permite quitar más material que con las otras dos versiones. Si estáis todos de acuerdo lo podemos considerar como el definitivo.

Como dije en un mensaje anterior, no sé cómo funciona vuestro programa y por lo tanto no entiendo del todo los valores que dais, de todas formas creo entender que el c.d.g está muy centrado, lo cual significa que las fuerzas generadas también lo estarán.

Mucho de lo expuesto a continuación estoy seguro que ya lo sabéis, pero para seguir un orden me voy a repetir en algunos conceptos, espero me perdonéis el rollo:

Cuando un elemento o conjunto de elementos están equilibrados estáticamente, significa que la suma de fuerzas generadas por sus masas coinciden en su c.d.g.

Pero si ese elemento o conjunto de elementos están en movimiento (giratorio que es nuestro caso) deberán estar equilibrados estáticamente y dinámicamente. Significa que la suma de fuerzas estáticas, dinámicas (centrífugas) y momentos respecto a cualquier punto del eje de giro deberán ser “cero”.

Fuerza centrífugas:

En el primer dibujo adjunto he puesto las fuerzas que aparecen debido a las masas en movimiento giratorio, cuya suma deberá ser “cero”, deberán coincidir con el eje de giro y ser iguales y opuestas. Digamos que las fuerzas positivas las generan el muñón, la cabeza de biela y elementos asociados a ella y, según lo convenido entre la mayoría de ingenieros, los dos tercios de la caña de la biela (ver dibujo). Las fuerzas negativas o compensatorias se generan quitando masa en la zona adyacente al muñón, añadiendo en la parte opuesta o ambas a la vez.


Fuerzas alternas de inercia:

También el movimiento del émbolo su elementos asociados generan lo que llamaremos fuerzas alternas de inercia, que son más difíciles de neutralizar debido a que son de intensidad variable y opuestas cada revolución del motor. Son máximas cuando la aceleración del émbolo es máxima (en el PMS y en el PMI) y nulas aproximadamente en la mitad de la carrera del émbolo. En los motores de un solo cilindro resultan imposibles de neutralizar y se debe llegar a una solución de compromiso. Afortunadamente en los motores en estrella (cuantos más cilindros mejor), estas fuerzas están más repartidas y casi siempre habrá un cilindro opuesto a la masa que añadamos (o quitemos según la zona) para neutralizar dichas fuerzas. Con esto quiero decir que tendremos que desequilibrar estáticamente el cigüeñal quitando  más masa alrededor del muñón o añadirla en el lado opuesto para compensar estas fuerzas. Esa masa será la equivalente a la del émbolo, sus elementos asociados y el tercio restante del pié de biela.


Momentos:

Finalmente, los momentos generados por todas estas fuerzas (centrífugas y alternas de inercia) también deberán ser cero. Una forma de neutralizarlos es repartiendo las masas de compensación a ambos lados del muñón, la propuesta que hace Fernando (muy acertada por cierto) de rebajar de forma similar el disco de arrastre contribuye a minimizar los momentos, aunque no será suficiente. Lo ideal es construir un cigüeñal simétrico al plano de los cilindros para conseguir situar el c.d.g centrado en el plano formado por el eje de los cilindros, pero esto nos complicaría el proyecto. Para minimizar al máximo los momentos, se ha realizado el chaflán trasero al disco del cigüeñal y engordado en lo posible en el lado opuesto al muñón.

Si tal como tenemos diseñado el cigüeñal, el programa apunta que los desplazamientos del c.d.g son mínimos, yo lo dejaría como está, y en el caso que el motor notamos que vibra demasiado, lo que se puede hacer es pesar el émbolo completo y quitar la masa equivalente de ambos lados del muñón.

Bueno compañeros, en primer lugar pido disculpas por el rollazo, en segundo lugar quiero agradeceros vuestra colaboración porque ello está contribuyendo a que sea un buen proyecto y en tercer lugar, deciros que si el motor no funciona de la forma que nos gustaría no va a ser por culpa del equilibrado, así que ánimo y adelante que ya no nos queda casi nada.

Paco.

Y para ilustrarlo un poco adjunto unos dibujos