Paralelogramo de Watt

El paralelogramo Watt es una conexión mecánica ideada por James Watt en la que el punto central móvil del sistema se ve obligado a moverse aproximadamente en línea recta. Sus aplicaciones incluyen duplicar la potencia de un motor de pistón conectando un cilindro de doble efecto a un brazo oscilante y, en suspensión automotriz, la exclusión de movimientos laterales no deseados durante los cambios verticales del eje del vehículo.

El paralelogramo Watt consta de una serie de tres barras: dos más largas e iguales en tamaño, ambas conectadas a una barra central más pequeña. Los extremos exteriores de las barras largas están articulados en posiciones fijas entre sí, mientras que las dos juntas entre las tres barras son libres de girar. Teniendo en cuenta la distancia fija entre los extremos externos anteriores, el sistema es un ejemplo de una "conexión de cuatro brazos" .

James Watt relata el origen del principio del paralelogramo en una carta que escribió a Matthew Boulton en junio de 1784. Durante la Revolución Industrial, los mecanismos para convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal se utilizaron ampliamente en equipos industriales y mineros, locomotoras y dispositivos de medición. Tales aparatos tenían que combinar simplicidad de ingeniería con un alto grado de precisión y la capacidad de operar durante mucho tiempo a altas velocidades. Para muchas de estas aplicaciones, un movimiento lineal aproximado era una alternativa aceptable al movimiento lineal exacto. El paralelogramo Watt, descubierto por el ingeniero escocés James Watt en 1784, es uno de los ejemplos más conocidos .

Este paralelogramo no genera verdadero movimiento recto y, en verdad, incluso Watt nunca ha argumentado que lo haga. Aunque el sistema "Peaucellier-Lipkin" y el "inverter Hart" para generar un movimiento genuino en línea recta, el watt''s link también tiene la ventaja de ser mucho más fácil para los otros dos, una característica que comparte el sistema de Cebisceff, otra conexión a los cuatro brazos para el movimiento en línea recta, donde, sin embargo, el movimiento es paralelo a la línea que une los puntos fijos, a diferencia del watt''s link, donde el movimiento es perpendicular a esta línea Más bien, genera una curva llamada "Watts" , un lemniscata, que se convierte en el lemniscata Bernoulli cuando las longitudes de los brazos se eligen especialmente para formar un "antiparallelogramma" en una carta posterior a Boulton el 11 de septiembre de 1784, Watt argumenta que bajo ciertas condiciones, el punto central del brazo es libre de moverse de tal manera que se desvíe mínimamente de una línea recta.

En los motores, de acción simple, el pistón está conectado a la viga por medio de cadenas que transmiten la fuerza solo en la fase de tracción, y no en el empuje sfase, mientras que en un motor, de doble efecto equipado con un enlace de vatios, el pistón está conectado al centro de la barra central, y por lo tanto puede transmitir potencia en ambas direcciones: la linealidad del movimiento del paralelogramo permite el uso de conexiones rígidas, evita el bloqueo del pistón en el cilindro en el que fluye La aplicación diseñada por Watt para su paralelogramo era conectar un pistón de doble efecto (es decir, con vapor actuando alternativamente en ambos lados) al haz de un "motor de haz" , con el fin de duplicar su potencia. Tal configuración tiene la ventaja de un movimiento más suave de la viga en comparación con los motores de acción simple, con beneficios en la transformación del movimiento alterno en movimiento rotatorio. El paralelogramo Watt se utiliza en la suspensión trasera del eje rígido de algunos modelos de automóviles como una evolución de la barra Panhard, que se concibió a principios del siglo XX. Ambos sistemas están diseñados para evitar movimientos laterales relativos entre el eje y el cuerpo. El paralelogramo Watt se aproxima mejor a una línea recta vertical y lo hace conectándose al centro del eje en lugar de en un extremo, como cuando se usa una barra Panhard larga. Se compone de dos barras horizontales de igual longitud con los extremos montados en el marco. En el Centro de estas dos barras está conectada una barra vertical corta, cuyo centro (el punto que se moverá en línea casi recta) está montado en el centro del eje. todos los puntos de unión son libres de oscilar en el plano vertical. En cierto sentido, el paralelogramo de vatios puede verse como dos barras Panhard montadas una frente a la otra, donde las oscilaciones laterales opuestas se sintonizan y compensan entre sí por la pequeña barra oscilante central. El paralelogramo también se puede instalar boca abajo, con el punto central conectado al chasis y las barras largas conectadas al eje, reduciendo así las masas no suspendidas y mejorando ligeramente el comportamiento de la carretera: esta configuración está muy extendida en los coches de carreras que participan en el Campeonato Australiano de supercoches. El paralelogramo Watt también se puede utilizar para evitar los movimientos longitudinales del eje, aunque esta configuración es típica de la suspensión de los coches de carreras. Normalmente prevé el uso de dos paralelogramos separados montados longitudinalmente en los dos extremos del eje, paralelos a la dirección de movimiento del vehículo.

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