Motores diésel industriales japoneses: Revisión de la sincronización del eje de equilibrado cuando la vibración en un rango de RPM estrecho persiste a pesar de la contribución equilibrada del inyector y soportes de motor normales

No toda la vibración del motor proviene de la combustión

Los motores diésel industriales utilizados en Japón pueden desarrollar vibraciones fuertes dentro de un rango de RPM limitado, incluso cuando la contribución del inyector y los soportes del motor parecen normales.

Donde un motor está equipado con un sistema de ejes de equilibrado, los técnicos deben considerar si su relación de fase sigue siendo correcta.

Un eje de equilibrado no genera potencia del motor.

Su función es generar fuerzas de inercia opuestas que reducen la vibración producida por el mecanismo de vaivén del motor.

Los componentes de vaivén generan fuerzas de inercia predecibles

Los pistones y las bielas aceleran y desaceleran repetidamente.

Su movimiento crea fuerzas de inercia que dependen de:

• la geometría del motor;
• la velocidad del cigüeñal;
• la disposición de los cilindros;
• y el orden de encendido.

Algunos diseños de motor utilizan uno o más ejes de equilibrado para contrarrestar órdenes de vibración seleccionados.

El principio simplificado es:

Fuerza de inercia del motor → El eje de equilibrado crea una fuerza opuesta → La vibración neta disminuye

Por lo tanto, la sincronización es esencial.

La rotación correcta con una fase incorrecta aún puede producir vibración

Un eje de equilibrado puede girar libremente mientras está instalado una o más posiciones de engranaje fuera de su fase prevista.

El sistema produce entonces una contrafuerza en un ángulo de cigüeñal incorrecto.

En lugar de cancelar la vibración de manera efectiva, puede dejar una gran fuerza residual o potencialmente reforzar parte de la vibración.

Las causas posibles incluyen:

• montaje incorrecto después del trabajo de sincronización;
• error de indexación de engranajes;
• problemas de cadena de transmisión o engranajes;
• daño en la chaveta;
• o mala interpretación de las marcas de sincronización.

El comportamiento en un rango de RPM estrecho puede proporcionar una pista importante

El desequilibrio del inyector a menudo produce una aspereza relacionada con la combustión vinculada al encendido del cilindro.

Los problemas del sistema de equilibrado pueden volverse particularmente notables en rangos de velocidad donde las fuerzas de inercia objetivo crecen fuertemente.

Por lo tanto, los técnicos pueden comparar:

• la frecuencia de vibración;
• las RPM del motor;
• la contribución del cilindro;
• la condición de los soportes;
• las marcas de sincronización del eje de equilibrado;
• y el historial reciente de reparaciones del motor.

Los equipos industriales japoneses pueden operar a través de bandas de velocidad repetidas

Las bombas, compresores y maquinaria de velocidad variable pueden moverse regularmente entre bajas y altas velocidades del motor.

Si la vibración aparece repetidamente en la misma región de RPM, los operadores pueden proporcionar una condición de diagnóstico altamente repetible.

Eso es más útil que describir el motor como generalmente "áspero".

Por qué esto es diferente de un amortiguador torsional

Un amortiguador torsional del cigüeñal controla la oscilación de torsión en el cigüeñal.

Un eje de equilibrado aborda principalmente las fuerzas de inercia de vaivén asociadas con la geometría del motor.

Los síntomas pueden superponerse, pero la física y las vías de inspección difieren.

Por qué el reemplazo del inyector puede fallar

La contribución equilibrada del inyector indica que el par de combustión entre los cilindros ya puede ser razonablemente uniforme.

Si la vibración se origina en un eje de equilibrado con una fase incorrecta, otro conjunto de inyectores no puede corregir la relación de fuerza de inercia.

Conclusión de la industria

El análisis de vibraciones diésel debe clasificar la fuente antes de reemplazar los componentes.

Las categorías útiles incluyen:

fuerza de combustión,
vibración torsional,
inercia de vaivén,
y
vibración externa de la transmisión o accesorios.

Para motores equipados con ejes de equilibrado, la fase correcta es tan importante como la rotación libre.

Preguntas frecuentes

¿Puede la sincronización incorrecta del eje de equilibrado causar vibración solo en ciertos rangos de RPM?

Sí. El desequilibrio resultante de la fuerza de inercia puede volverse más notable a medida que cambia la velocidad del motor.

¿Todos los motores diésel utilizan ejes de equilibrado?

No. Esta dirección de diagnóstico se aplica solo a motores diseñados específicamente con ellos.