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Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

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  • Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

    Hablando de un fiat 1.9 tengo ciertas dudas.
    Es mejor un cigueñal de 8 o 4 contrapesos ? porque ?
    Ademas es mejor un cigueñal liviano o pesado? porque ?

  • #2
    Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

    Siempre es mejor usar un cigueñal de 8 contrapesos, por una cuestión de distribución de masa más uniforme a lo largo del mismo.

    Siempre conviene tener un tren alternativo lo más liviano posible, porque requiere menos esfuerzo para moverlo. Por lo tanto, para romper la inercia se requiere de menos fuerza. A ver, tener todo extremadamente liviano no sirve, porque después el motor pierde "Fuerza". Pero lo que te dá de ventaja tener todo el tren alternativo bien liviano, es que puedas jugar a gusto con el volante.

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    • #3
      Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

      A mi al menos que no entiendo mucho, el cigueñal de 4 contrapesos no me convence, prefiero siempre uno de que cada muñón tenga 2 contrapesos (en un 4 cilindros, 8 contrapesos). Lo veo más equilibrado. Y de hecho, es algo que se nota mucho. En mi experiencia personal, tengo un gol 1.6 (cigueñal 4 contrapesos) llevado a 1.8 (con un cigue 8 contrapesos). Lo primero que noté al manejarlo y en el primer arranque, fue que es muchísimo más sereno el andar y vibra mucho menos el motor. Se nota mucho esa diferencia, más allá del torque que haya ganado y todo lo demás.

      Respecto al peso del mismo, depende mucho de qué quieras armar. Es decir, de dónde querés que tenga la fuerza el motor. No vas a poner un cigueñal de 20 kg si tu idea es girarle 12000 RPM, pero tampoco le pondría un cigueñal muy liviano si la idea es armar un auto de calle con una levita mejorada. La parte baja tiene que ir acorde a lo que querés buscar que haga el motor. No siempre "más liviano es mejor", o "más pesado es mejor".

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      • #4
        Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

        Originally posted by Darkacces View Post
        Siempre es mejor usar un cigueñal de 8 contrapesos, por una cuestión de distribución de masa más uniforme a lo largo del mismo.

        Siempre conviene tener un tren alternativo lo más liviano posible, porque requiere menos esfuerzo para moverlo. Por lo tanto, para romper la inercia se requiere de menos fuerza. A ver, tener todo extremadamente liviano no sirve, porque después el motor pierde "Fuerza". Pero lo que te dá de ventaja tener todo el tren alternativo bien liviano, es que puedas jugar a gusto con el volante.
        Si, estamos de acuerdo con el 8 contrapesos.

        Ahora sobre lo otro no, siempre el peso alternativo es mejor, lo que podes perder de inercia, lo recuperas en menor fuerza para acelerar, aparte de que sea mas liviano hace que todo sufra menos. La inercia la perdes o ganas con el volante, pero SIEMPRE en este punto es mejor todo mas liviano.


        Ahora en los 1.9 de fiat no, cuando alivianan cigueñal empiezan los quilombos, porque no esta para andar tocando mucho. Dejalo como viene sin alivianar, solo balancealo.

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        • #5
          Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

          La pregunta es, si siempre es mejor hacer un cigueñal de 8... porque existe el de 4?

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          • #6
            Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

            Lo importante en un cigueñal es el ratio de balanceo. Osea... a diferencia de lo que se cree lo que más importa cuando se balancea un cigueñal no es el peso de los elementos alternativos (de hecho miles de cigueñales al día se balancean sin considerar el peso de los mismos) sino el esfuerzo sobre las bancadas principales dado que esto es lo que te genera la principal pérdida. Si vos reducís el esfuerzo sobre las bancadas te permite reducir el diámetro o la superficie de contacto lo que te genera ganancia en potencia o ganar en rigidez del sistema y poder girar más arriba o girar al mismo régimen con un motor de más potencia con la misma pérdida por fricción en el cigueñal.

            Por otro lado todo tiene un límite porque aumentar el ratio de balanceo genera esfuerzos giroscópicos mayores y mayor predisposición a fallar por fatiga y te obliga a hacer un cigueñal más rígido metiendo más material (o mejorando el diseño). Por eso el diseño de los contrapesos es importante.... vos necesitas alejar el peso lo más posible del centro de giro para aumentar el ratio de balanceo pero al hacerlo sin aumentar la masa reducís la rigidez del cigueñal por hacerlo más vulnerable a fuerzas de segundo orden. En estas fuerzas de segundo orden influyen el peso de la biela y pistón... pero en realidad lo que más influye es la potencia y el régimen de giro del motor. Dado que no es lo mismo los esfuerzos en un motor de 110hp que en uno de 200hp.

            Ahora bien. Un cigueñal de un auto de calle.. mismo de un generador eléctrico... es más jodido de diseñar que uno de carrera, si??? si. Los cigueñales vibran y por ende tienen harmónicas fundamentales. Generalmente la primer harmónica en un motor 4 cilindros y la más jodida de todas ronda las 3000rpm. En este momento el cigueñal puede estar más cerca de romperse que a 6500rpm. Si uno pudiera representar el factor de seguridad del cigueñal a medida que aumentan las RPM vería un descenso violento cercano a las 3000rpm... luego una recuperación para luego volver a caer lentamente cerca de las 6500-7000rpm... y así.. luego lo mismo pero en menor medida. Por ende un diseñador de un motor de carrera debe preocuparse solamente por un régimen acotado de funcionamiento de su motor. Para controlar bien la vibración del motor deben primero hacer bien rígido al block.. por eso vemos como vinculan todas las bancadas... etc. Ahí vemos la diferencia entre Lehman y los vendedores de piezas aftermarket comunachos. Donde Lehman usaba las mismas medidas de los bulones de bancada para vincular una parrilla que rigidizaba todo mientras que los vendedores aftermarket de ahora... como eurospec copiando lo de Lehman dicen.. ¨boludo? Dejo el mismo diámetro.. nahhh.. modifiquemos el block y mandemos dos .. super super reforzado. Lo que no le explicaron a estos flacos es que Lehman también trabajaba en el cigueñal para aumentar el ratio de balanceo y reducir los esfuerzos en las bancadas, rigidizaba el block vinculando las bancadas entre sí y ni en pedo iba a debilitar el block taladrando otro punto de fijación si era totalmente al pedo. No siempre más es mejor.

            Entonces. Que gano con más contrapesos... 4 o 8. Agregar contrapesos es una relación de compromiso, pero a diferencia de lo que dicta el rezo popular... es siempre la manera más barata de resolver un problema cuando no se quiere resolver haciendo las cosas bien, que suele ser algo más caro. Te van a decir que 8 es mejor que 4... porque siempre más es mejor. O porque a la vista se lo ve simétrico... a mi me gustan las cosas simétricas jaja.. pero no siempre es así.

            No lo digo yo. El desarrollo de los motores de carreras a muy alto nivel a buscado siempre un conjunto cigueñal+volante lo más liviano posible y con la rigidez necesaria. Para ello en los 4 cilindros arrancan por rigidizar el block lo más posible. Luego empiezan con un cigueñal de 4 contrapesos y buscan al menor peso del conjunto y aprovechando todo el espacio dentro del motor lograr el mayor ratio de balanceo para reducir al máximo los esfuerzos en las bancadas. Por eso vas a ver que los muñones de biela los hacen huecos dado que tiene el mismo resultado a aumentar el peso del contrapeso pero mejor dado que baja el peso del cigueñal sin reducir significativamente su resistencia mecánica.. mayor rigidez. No sirve diseñar un cigueñal si no se hace con el volante que vas a usar. Por eso es importante no andar cambiando de volante como loco si no estás dispuesto a rediseñar el cigueñal. El volante es importantísmo... dado que masa*radio*velocidad^2 es lo que manda en la inercia general del sistema y un desbalanceo en el volante es muy danino. Y acá te explica el porque del diámetro del volante y su peso en los autos. Sencillamente en un auto de calle regulando y a medida que resto cilindros y aumento el tiempo entre detonación y detonación... necesito aumentar el ratio de balanceo significativamente para reducir los esfuerzos en las bancadas (esto sin analizar al volante como un acumulador de energía, solo viéndolo desde el punto de vista de los esfuerzos en las bancadas). Pero en un auto de carreras como se está muy poco tiempo a bajo régimen puedo omitir esto y pensar solamente en lo necesario al régimen que voy a operarlo. Por ende me concentro en diseñar bien el cigueñal y hacerlo lo más liviano y rígido posible al conjunto cigueñal-volante.

            Por ende... volviendo al hilo del párrafo anterior. Arrancan con un cigueñal de 4 contrapesos y van llegando al de 8 a medida que necesitan aumentar el ratio de balanceo para llegar a los esfuerzos en las bancadas que se fijaron como objetivo. Por eso vas a ver motores VW de calle 4 cilindros 110hp como el 1.6 8v del Audí A3 que tenía 4 contrapesos... y luego al mismo motor turbo (1.8T) le hacen un block en acero para aumentar la rigidez y capacidad de carga y le mandan un cigueñal de 8 bancadas.. sencillamente porque es la manera más barata de reducir los esfuerzos en las bancadas. Imaginate que no se van a poner a probar con uno de 4 forjado en acero, con el muñon de biela hueco y algún material exótico con un material más pesado que el acero injertado en el contrapeso jaja. En motores de carrera también ven de reducir el diámetro en los muñones de biela si es que bajan el peso del conjunto biela-pistón. Y todo esto siempre sin vencer los límites de velocidad que establece el sistema de lubricación para lo cual también se juega con las luces. Pero las luces también afectan a como vibra el motor... y por eso es un arte todo esto.

            Es mejor 4 a 8? Un ingeniero de autos de competición de verdad te diría... si la rigidez está ok, vibra dentro de los parámetros y los esfuerzos de las bancadas son más que aceptables... manejate con el más liviano posible.. por ende el de 4. Si no lo podes resolver con el de 4... entonces será un 4.5.... 5... 6.. hasta llegar a 8. Si si.. escuchaste bien... 4.5.. 5.. jaja. Te dejo algunas fotos de un motor de BTCC de Audi Motorsport con varias variantes de cigueñales. Generalmente esto es muy loco, no es algo tan necesario en motores de 6 cilindros en adelante. Pero en un motor de 4 por como vibra y cuando se giran 10.000rpm... girar en Brands Hatch no es lo mismo que en Silverstone y requiere no solo una caja relacionada diferente.. sino otro cigueñal muchas veces.


            Foto del Audi BTCC con un... 4 contrapesos? jaja.



            Foto del mismo motor pero con un 8? no.. para.. es raro. Tiene contrapesos de diferente tamaño.WTF.


            Y había foto de uno más raro pero ya no están más en los servidores.

            Un caso de un V8. Un motor con menor distancia entre eventos de combustión. Fijate un cigueñal con bastante desarrollo. Alivianan el muñon de biela para aumentar el ratio de balanceo. Hace más pesados los contrapesos del lado de la distribución y del volante para reducir los efectos de los esfuerzos de primer y segundo orden que transmiten estos elementos.. y fijate la forma de los contrapesos como barren cada uno un determinado porcentaje de grados de giro del cigueñal. Como verás este cigueñal a la vista con el criterio de que 8 contrapesos te equilibra el motor porque son 8 contrapesos iguales a cada lado del muñon estaría mal hecho y está lejos de eso.




            Perdona la espantosa redacción. De madrugada me cuesta y no tengo la energía de antes para leer y corregir mi redacción o darme a entender mejor. Pero como reza la biblia ¨la verdad te libera¨. Lee que hay cosas muy buenas al alcance de uno en internet como la SAE.

            Slds!
            Last edited by Ibiza20v; 24-07-2017, 06:16.

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            • #7
              Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

              Yo cuando empece a pensar en mi motor averigue por curiosidad con Omega cuanto costaba un cigueñal... jajajaja. Lo mismo que pensé que por lo menos iba a poder comprar resortes Scherdel a medida... mmmm. Justo en la pobreza. Por eso no lo analice mucho y me conseguí un cigueñal de un 2L TFSI... pero sabía que no era lo mejor.

              Slds!
              Last edited by Ibiza20v; 24-07-2017, 06:32.

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              • #8
                Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                Claramente Diego nunca viste un Fiat de 4 contrapesos jajaja.

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                • #9
                  Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                  Originally posted by Se-R View Post
                  Claramente Diego nunca viste un Fiat de 4 contrapesos jajaja.
                  Siempre está muy bueno lo que escribe Diego, el tema es si querés que esté relacionado con el caso que trata el post en el que escribe, es otro precio jajajaja

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                  • #10
                    Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                    Originally posted by Lean_TS View Post
                    Siempre está muy bueno lo que escribe Diego, el tema es si querés que esté relacionado con el caso que trata el post en el que escribe, es otro precio jajajaja
                    Yo explique la teoría general que es mucho más enriquecedor que decirle... esto es lo que va jajaja.
                    Aprovecho porque en cualquier momento me olvido y fue.

                    Slds

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                    • #11
                      Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                      Originally posted by Ibiza20v View Post
                      Yo explique la teoría general que es mucho más enriquecedor que decirle... esto es lo que va jajaja.
                      Aprovecho porque en cualquier momento me olvido y fue.

                      Slds
                      Queres descular cosas, hay un relay esperandote jajaja

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                      • #12
                        Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                        Cómo me falta física aplicada a la ingeniería mecánica, la puta madre...

                        Los motores son una cosa hermosa, nunca se termina el aprendizaje.

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                        • #13
                          Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                          Originally posted by Darkacces View Post
                          Cómo me falta física aplicada a la ingeniería mecánica, la puta madre...

                          Los motores son una cosa hermosa, nunca se termina el aprendizaje.
                          Totalmente!
                          No creo nunca llegar a tener un cigueñal echo a medida. Pero leer todo lo que escribio ibiza20v, es muy lindo.

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                          • #14
                            Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                            Muchas gracias Ibiza por tu tiempo, me has aclaro bastante mas el panorama.
                            Ahora tengo otra consulta. Si yo tengo dos bielas de X entrecentro iguales las dos, pero una biela tiene un diametro de muñon de Y (digamos grande) y la otra biela tiene un diametro de muñon mas chico que efecto produciría eso? o al tenes el mismo entrecentro las bielas es lo mismo?
                            Esto ultimo dejando de lado que la de menor diametro de muñon ayudaria a redicir el peso en el cigieñal como describiste mas arriba, voy a efecto que pueda llegar a producir una biela respecto a la otra..

                            Comment


                            • #15
                              Re: Cigueñal 8 o 4 contrapesos , liviano o pesado ?

                              Originally posted by Ibiza20v View Post
                              Lo importante en un cigueñal es el ratio de balanceo. Osea... a diferencia de lo que se cree lo que más importa cuando se balancea un cigueñal no es el peso de los elementos alternativos (de hecho miles de cigueñales al día se balancean sin considerar el peso de los mismos) sino el esfuerzo sobre las bancadas principales dado que esto es lo que te genera la principal pérdida. Si vos reducís el esfuerzo sobre las bancadas te permite reducir el diámetro o la superficie de contacto lo que te genera ganancia en potencia o ganar en rigidez del sistema y poder girar más arriba o girar al mismo régimen con un motor de más potencia con la misma pérdida por fricción en el cigueñal.

                              Por otro lado todo tiene un límite porque aumentar el ratio de balanceo genera esfuerzos giroscópicos mayores y mayor predisposición a fallar por fatiga y te obliga a hacer un cigueñal más rígido metiendo más material (o mejorando el diseño). Por eso el diseño de los contrapesos es importante.... vos necesitas alejar el peso lo más posible del centro de giro para aumentar el ratio de balanceo pero al hacerlo sin aumentar la masa reducís la rigidez del cigueñal por hacerlo más vulnerable a fuerzas de segundo orden. En estas fuerzas de segundo orden influyen el peso de la biela y pistón... pero en realidad lo que más influye es la potencia y el régimen de giro del motor. Dado que no es lo mismo los esfuerzos en un motor de 110hp que en uno de 200hp.

                              Ahora bien. Un cigueñal de un auto de calle.. mismo de un generador eléctrico... es más jodido de diseñar que uno de carrera, si??? si. Los cigueñales vibran y por ende tienen harmónicas fundamentales. Generalmente la primer harmónica en un motor 4 cilindros y la más jodida de todas ronda las 3000rpm. En este momento el cigueñal puede estar más cerca de romperse que a 6500rpm. Si uno pudiera representar el factor de seguridad del cigueñal a medida que aumentan las RPM vería un descenso violento cercano a las 3000rpm... luego una recuperación para luego volver a caer lentamente cerca de las 6500-7000rpm... y así.. luego lo mismo pero en menor medida. Por ende un diseñador de un motor de carrera debe preocuparse solamente por un régimen acotado de funcionamiento de su motor. Para controlar bien la vibración del motor deben primero hacer bien rígido al block.. por eso vemos como vinculan todas las bancadas... etc. Ahí vemos la diferencia entre Lehman y los vendedores de piezas aftermarket comunachos. Donde Lehman usaba las mismas medidas de los bulones de bancada para vincular una parrilla que rigidizaba todo mientras que los vendedores aftermarket de ahora... como eurospec copiando lo de Lehman dicen.. ¨boludo? Dejo el mismo diámetro.. nahhh.. modifiquemos el block y mandemos dos .. super super reforzado. Lo que no le explicaron a estos flacos es que Lehman también trabajaba en el cigueñal para aumentar el ratio de balanceo y reducir los esfuerzos en las bancadas, rigidizaba el block vinculando las bancadas entre sí y ni en pedo iba a debilitar el block taladrando otro punto de fijación si era totalmente al pedo. No siempre más es mejor.

                              Entonces. Que gano con más contrapesos... 4 o 8. Agregar contrapesos es una relación de compromiso, pero a diferencia de lo que dicta el rezo popular... es siempre la manera más barata de resolver un problema cuando no se quiere resolver haciendo las cosas bien, que suele ser algo más caro. Te van a decir que 8 es mejor que 4... porque siempre más es mejor. O porque a la vista se lo ve simétrico... a mi me gustan las cosas simétricas jaja.. pero no siempre es así.

                              No lo digo yo. El desarrollo de los motores de carreras a muy alto nivel a buscado siempre un conjunto cigueñal+volante lo más liviano posible y con la rigidez necesaria. Para ello en los 4 cilindros arrancan por rigidizar el block lo más posible. Luego empiezan con un cigueñal de 4 contrapesos y buscan al menor peso del conjunto y aprovechando todo el espacio dentro del motor lograr el mayor ratio de balanceo para reducir al máximo los esfuerzos en las bancadas. Por eso vas a ver que los muñones de biela los hacen huecos dado que tiene el mismo resultado a aumentar el peso del contrapeso pero mejor dado que baja el peso del cigueñal sin reducir significativamente su resistencia mecánica.. mayor rigidez. No sirve diseñar un cigueñal si no se hace con el volante que vas a usar. Por eso es importante no andar cambiando de volante como loco si no estás dispuesto a rediseñar el cigueñal. El volante es importantísmo... dado que masa*radio*velocidad^2 es lo que manda en la inercia general del sistema y un desbalanceo en el volante es muy danino. Y acá te explica el porque del diámetro del volante y su peso en los autos. Sencillamente en un auto de calle regulando y a medida que resto cilindros y aumento el tiempo entre detonación y detonación... necesito aumentar el ratio de balanceo significativamente para reducir los esfuerzos en las bancadas (esto sin analizar al volante como un acumulador de energía, solo viéndolo desde el punto de vista de los esfuerzos en las bancadas). Pero en un auto de carreras como se está muy poco tiempo a bajo régimen puedo omitir esto y pensar solamente en lo necesario al régimen que voy a operarlo. Por ende me concentro en diseñar bien el cigueñal y hacerlo lo más liviano y rígido posible al conjunto cigueñal-volante.

                              Por ende... volviendo al hilo del párrafo anterior. Arrancan con un cigueñal de 4 contrapesos y van llegando al de 8 a medida que necesitan aumentar el ratio de balanceo para llegar a los esfuerzos en las bancadas que se fijaron como objetivo. Por eso vas a ver motores VW de calle 4 cilindros 110hp como el 1.6 8v del Audí A3 que tenía 4 contrapesos... y luego al mismo motor turbo (1.8T) le hacen un block en acero para aumentar la rigidez y capacidad de carga y le mandan un cigueñal de 8 bancadas.. sencillamente porque es la manera más barata de reducir los esfuerzos en las bancadas. Imaginate que no se van a poner a probar con uno de 4 forjado en acero, con el muñon de biela hueco y algún material exótico con un material más pesado que el acero injertado en el contrapeso jaja. En motores de carrera también ven de reducir el diámetro en los muñones de biela si es que bajan el peso del conjunto biela-pistón. Y todo esto siempre sin vencer los límites de velocidad que establece el sistema de lubricación para lo cual también se juega con las luces. Pero las luces también afectan a como vibra el motor... y por eso es un arte todo esto.

                              Es mejor 4 a 8? Un ingeniero de autos de competición de verdad te diría... si la rigidez está ok, vibra dentro de los parámetros y los esfuerzos de las bancadas son más que aceptables... manejate con el más liviano posible.. por ende el de 4. Si no lo podes resolver con el de 4... entonces será un 4.5.... 5... 6.. hasta llegar a 8. Si si.. escuchaste bien... 4.5.. 5.. jaja. Te dejo algunas fotos de un motor de BTCC de Audi Motorsport con varias variantes de cigueñales. Generalmente esto es muy loco, no es algo tan necesario en motores de 6 cilindros en adelante. Pero en un motor de 4 por como vibra y cuando se giran 10.000rpm... girar en Brands Hatch no es lo mismo que en Silverstone y requiere no solo una caja relacionada diferente.. sino otro cigueñal muchas veces.


                              Foto del Audi BTCC con un... 4 contrapesos? jaja.



                              Foto del mismo motor pero con un 8? no.. para.. es raro. Tiene contrapesos de diferente tamaño.WTF.


                              Y había foto de uno más raro pero ya no están más en los servidores.

                              Un caso de un V8. Un motor con menor distancia entre eventos de combustión. Fijate un cigueñal con bastante desarrollo. Alivianan el muñon de biela para aumentar el ratio de balanceo. Hace más pesados los contrapesos del lado de la distribución y del volante para reducir los efectos de los esfuerzos de primer y segundo orden que transmiten estos elementos.. y fijate la forma de los contrapesos como barren cada uno un determinado porcentaje de grados de giro del cigueñal. Como verás este cigueñal a la vista con el criterio de que 8 contrapesos te equilibra el motor porque son 8 contrapesos iguales a cada lado del muñon estaría mal hecho y está lejos de eso.




                              Perdona la espantosa redacción. De madrugada me cuesta y no tengo la energía de antes para leer y corregir mi redacción o darme a entender mejor. Pero como reza la biblia ¨la verdad te libera¨. Lee que hay cosas muy buenas al alcance de uno en internet como la SAE.

                              Slds!
                              Gracias por tanto, soy tu fan diego. jajaja

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