VOLANTE (de inercia) - Definición - Significado

Con este término suelen designarse los elementos de las máquinas dotados de movimiento rotatorio, de forma normalmente cilindrica, con radios y corona, o bien de disco lleno. Su principal característica mecánica es el momento de inercia, o resistencia a ser acelerado o decelerado. En el aspecto dinámico, un volante puede poseer múltiples funciones. Se emplea para reducir las variaciones de velocidad de rotación de un eje y hacer así más uniforme la transmisión de un movimiento rotatorio, absorbiendo las variaciones de velocidad por efecto de su inercia a la rotación.

Cuando en un sistema mecánico existe una variación periódica de velocidad, se denomina irregularidad periódica la diferencia entre los valores máximo y mínimo de dicha velocidad dividida por su valor medio. En relación con las prestaciones requeridas, para cada máquina se fija un límite de irregularidad que no debe superarse. Si es preciso, se aplica un volante que aumente con su presencia la inercia del sistema rotatorio y constituye el elemento regulador de la transmisión de energía, que así se producirá con variaciones de velocidad menores.

La causa de la variación de la velocidad de rotación en los sistemas mecánicos puede ser la diferencia entre el par motor a la entrada del sistema y el par empleado a la salida, diferencia que puede variar periódicamente y que provoca una modificación de la velocidad de rotación.

Durante el proyecto, una vez fijado el valor límite del grado de irregularidad, queda determinado, dependiendo de los sistemas de fuerzas y pares que actúan sobre el sistema, el momento de inercia mínimo del volante, valor que resultará tanto mayor cuanto menores sean las irregularidades y las velocidades medias de rotación.

En los motores alternativos automovilísticos, la acción, y por tanto el par suministrado por los pistones al eje, varía de un instante a otro, ya que, con el tiempo, las diferentes fases del ciclo termodinámico en cada cilindro dan lugar a empujes distintos y desfasados. En cambio, a la salida, el par utilizado puede considerarse constante con gran aproximación. Por efecto de la variación del par aplicado al cigüeñal, se tiene una modificación de la velocidad de rotación del eje y, por tanto, una irregularidad de rotación en la transmisión, que precisamente se reduce con la adopción de un volante, el cual altera la dinámica del sistema y regulariza la transmisión del movimiento en relación con su momento de inercia. En particular, la irregularidad de la transmisión sería muy grande a velocidades de rotación relativamente bajas y para valores elevados de las cargas que actúan sobre el cigüeñal.

En general, los motores con muchos cilindros tienen necesidad de volantes con momentos de inercia menores, ya que las variaciones relativas entre el par motor y el utilizado son menores. En la práctica, se emplean volantes también en los motores con muchos cilindros por razones de optimización de la transmisión del movimiento.

En los motores automovilísticos, el volante suele adoptarse para desempeñar varias misiones. Frecuentemente, posee una corona dentada exterior y periférica que engrana con el piñón del motor eléctrico de puesta en marcha. Además, una de las superficies laterales del volante puede emplearse como plano de rozamiento del embrague. De este modo, se reducen las dimensiones y se aprovecha al máximo la funcionalidad del elemento.

A veces, el nombre de volante se emplea también para indicar simplemente una masa giratoria. Con mayor frecuencia, se observa que muchos elementos de máquinas diversas (por ejemplo, tambores de freno, discos de embrague, etc.) desarrollan también la función de volante.