Puede que el término ‘volante motor’ no te suene en exceso, pero lo cierto es que este componente mecánico es vital en la mecánica de tu coche. Seguramente, en más de una ocasión te has preguntado qué aspectos influyen en la sonoridad y el refinamiento de un propulsor, pues hay coches que van mucho más “finos” que otros. En este aspecto, entran en juego la calidad de la inyección o el número de cilindros del automóvil, pero también el volante motor.
Probablemente a estas alturas de la vida ya te hayas percatado de que cuantos más cilindros tiene un motor más refinado y lineal suele ser en su funcionamiento, y esto se debe en gran medida al volante motor, ya que se encarga de acumular inercia y regularizar el movimiento del propulsor en todo su funcionamiento. Forma parte del conjunto del embrague.
¿Qué es el volante motor?
También conocido como volante de inercia, es un elemento pasivo que aporta al sistema una inercia adicional que permite almacenar energía cinética. Como ya sabrás, la inercia es el movimiento relativo que mantiene un objeto si una fuerza o cualquier otro objeto no actúa sobre él, por lo que su función es almacenar dicha energía cinética generada por el motor y derivarla a las ruedas.
Dicho de otra forma, acumula las inercias de las sucesivas explosiones del motor para lograr que el giro sea lo más continuo posible, ayudando con ello a que el movimiento del coche sea más suave, evitando que el coche y el motor vayan a tirones.
Componentes y ubicación del volante motor
Como puedes ver en las imágenes, el volante motor consiste en una rueda o disco de fundición o acero (ha de ser resistente y duro), por lo que suele resultar bastante pesado. Como su cometido es regular el giro del cigüeñal, se ubica en el extremo de este, junto al embrague -en una única posición posible-, y sus dimensiones dependen esencialmente de las características generales del sistema del que forma parte.
En su contorno posee una corona dentada que permite engranar el piñón del motor eléctrico de arranque, al tiempo que controla las revoluciones de giro del motor (las r.p.m.) mediante un sensor. Junto a esta también es importante el ‘entrante’, el cual actúa como soporte para el embrague. Hace que la caja de cambios funcione o no de acuerdo con el accionamiento del mismo.
Como acabo de comentar, el volante motor puede tener diferente aspecto, peso y tamaño, algo que depende esencialmente de otros aspectos como el número de cilindros del propulsor, el arranque del motor, el ralentí, las aceleraciones o el par motor. Así, hay dos tipos de volante motor o volante de inercia.
Tipos de volante motor
Actualmente podemos encontrar dos tipos de volante motor, los volantes de motor de una sola masa o los motores de inercia bimasa.
Volante de inercia monomasa
Son los menos comunes actualmente (desde hace unos 15 años) y constan de una sola pieza circular de grandes dimensiones que posee un perímetro dentado. También conocido como volante de inercia rígido, este va engarzado al motor de arranque y sirve de unión con el motor del coche.
Volante de inercia bimasa
También conocido como volante de masa dual (DMF o dual mass flyweel), estos suelen ser más completos y efectivos. Básicamente, se componen de dos piezas como las de los volantes de una sola masa -una unida al cigüeñal y otra unida a la transmisión-, pero en su interior cuentan con un muelle helicoidal y un rodamiento de bolas.
Estos evitan que las vibraciones que genera el motor vayan a la caja de cambios y puedan afectar al normal funcionamiento del vehículo. En otras palabras, absorben las vibraciones del motor en dos puntos, con lo que conseguimos un desembrague más progresivo, así como una reducción del ruido y las vibraciones.
Funcionamiento del volante motor
El funcionamiento del volante motor es física pura y dura. Pensemos que los pistones y las bielas se mueven gracias a los impulsos provocados por las detonaciones en el interior de cada cilindro, así que ese movimiento llega hasta el cigüeñal (el componente encargado de transformar la energía en movimiento circular), pasa por la transmisión y, finalmente, llega hasta las ruedas.
Por su ubicación, el volante motor recibe la mencionada fuerza cinética del motor (los impulsos), la asimila y la transfiere a las ruedas. Sin él, todas las vibraciones giratorias se transferirían a la conducción, provocando un molesto traqueteo y oscilaciones de resonancia que, probablemente, alguna vez hayas escuchado en el coche durante un breve período de tiempo.
Para eliminar dichas vibraciones, el volante motor acumula una parte de la energía de giro en cada impulso para aportarla al cigüeñal hasta que reciba el siguiente impulso, a fin de que el movimiento se transforme en un giro lo más continuo posible. En los motores bimasa, el volante motor emplea dos masas.
El volante motor se utiliza para suavizar el flujo de energía entre una fuente de potencia y su carga.
La primera de ellas gira a favor de motor, al tiempo que la segunda lo hace en consonancia con la transmisión. Ambas quedan unidas por los elementos amortiguadores, los cuales permiten que entre ellas haya una oscilación de ángulo de amplio rango, punto en el cual las vibraciones son expulsadas o convertidas en potencia para las ruedas.
En términos prácticos, cuantos más cilindros tenga el motor del vehículo en cuestión, más regular será su giro y más continuo será el movimiento del cigüeñal (aunque se mantienen los impulsos), por lo que la masa necesaria del volante motor será menor. Por el contrario, cuanto más pesado y grande es el volante motor, más le cuesta al bloque subir de revoluciones, lo que le resta agilidad al conjunto.
Si lo que quisiéramos fuera conseguir un arranque más sencillo o tener un ralentí equilibrado, el volante motor debe contar con una masa mayor, ya que lo que queremos es acumular una gran cantidad de energía en la primera fase, que será devuelta en las sucesivas. Si tenemos un motor diseñado para ofrecer una aceleración rápida, el volante motor debe tener una masa menor, ya que facilita la aceleración.
Otras funciones del volante motor
Junto a la eliminación de las vibraciones procedentes de la mecánica, el volante motor también tiene otra serie de funciones adicionales:
- Recoge en su superficie las referencias del fabricante o del mecánico para conocer el reglaje recomendado, de forma que quien lo manipule pueda saber el nivel exacto de distribución de la pieza para su correcto funcionamiento. Queda grabado en la pieza.
- Apoya al motor de arranque eléctrico. El volante motor inicia el cigüeñal y le transmite potencia para que este haga sus primeros ciclos de expansión. Así, el motor comienza a funcionar, porque si esta tarea fuera únicamente del motor de arranque, su desgaste sería brutal y habría que cambiarlo cada dos meses.
Actualmente se están buscando otros usos para el volante motor, entre los que destacan:
- La absorción de la energía de frenado de un vehículo, de modo que se pueda reutilizar posteriormente en la aceleración del mismo, como el sistema de recuperación de energía de la Fórmula Uno (ERS) que os expliqué recientemente.
- Uso en diversas aplicaciones eléctricas industriales, como, por ejemplo, como dispositivos para suavizar el funcionamiento de instalaciones generadoras de energía eléctrica a través de la energía eólica y la energía fotovoltaica.
- En los ferrocarriles eléctricos, como un sistema de freno regenerativo que reutiliza la energía extraída del frenado para alimentar de nuevo las líneas de potencia. Con nuevos materiales y diseños se logran mayores rendimientos.