El regulador de la BSA Hornet
Autor: “Pika”
Como tengo el tema muy reciente, ya que en la última semana habré desmontado la Hornet unas 5 ó 6 veces para calibrar la potencia, eliminar la campana famosa, aumentar la autonomía, etcétera, adjunto algunas fotos y reseñas que quizás sean útiles.
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Doy por sentado que has logrado desmontar el grupo del martillo (fotos superiores), por lo que empiezo desde aquí. Lo primero es extraer el grupo alimentador-posicionador del balín. Para ello debes extraer el pasador de la foto.
Sin este pasador, y con la palanca de carga de munición en posición cargada (introducida a fondo), podrás quitar el pulsador y todo el conjunto saldrá sin problemas.
Ahora se trata de desplazar el puerto de carga del balín, que es de un material plástico, para poder tener acceso a un tornillo que une el grupo depósito-regulador-válvula al cañón. Se quita dicho tornillo y ya tenemos separado el grupo con el puerto de transferencia a la vista (al montar ojo con las juntas).
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Seguidamente hay que desenroscar del depósito la válvula y el regulador. Si todo va bien tendremos ambos elementos en nuestras manos.
La parte de la derecha es la válvula con su muelle antagonista del martillo, y a la izquierda está el regulador. Ambas partes se unen mediante un tubo roscado.
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El único contratiempo que podemos encontrar es que al desenroscar el conjunto te quedes con la válvula y el tubo en la mano y que el regulador se haya quedado en el interior del depósito. Puedes intentar sacarlo con algún alicate fino, pero no es fácil. Lo que yo he hecho es dar algo de presión al depósito de aire para hacer que "dispare" el regulador (con mucho cuidado, poca presión pues sale enseguida, y disparando dentro de una mochila con ropa para que no se deteriore el regulador por el golpe).
Funcionamiento del regulador
En esencia el regulador consta de dos partes, una delantera en la que se encuentra el cierre, con una bola posicionada con un pequeño muelle, y otra posterior donde está la cámara de regulación y desde donde el émbolo empuja a la bola anterior abriendo o cerrando el paso a más aire. El movimiento del émbolo, que está siendo presionado en todo momento por la presión existente en la cámara de regulación, está controlado por el desplazamiento del muelle del regulador (dentro del cuerpo de la derecha).
Entre ambos elementos se encuentran los sellos, que no sirven sino para modificar el recorrido necesario para abrir y cerrar la puerta de la bola. Si el émbolo es largo (hemos colocado "muchos sellos") empujará a la bola permitiendo el paso de aire del depósito a la cámara de regulación, donde este ultimo presionará el muelle desplazando el émbolo hasta que a una presión de regulación el émbolo dejará de presionar a la bola y ésta cerrará el paso a más aire del depósito.
El aire a presión del tanque penetra por el grupo del antiretorno, que debe estar liberado gracias a que el émbolo presiona sobre la bola y permite el flujo de aire hacia la cámara de regulación. A medida que va pasando el aire la presión en la cámara de regulación aumenta presionando sobre el grupo del muelle de regulación y desplazándolo hacia la derecha en el esquema, con lo que el empuje del émbolo sobre la bola disminuye hasta que, a una presión determinada, la bola termina por cerrar el flujo de aire hacia la cámara de regulación. Esta presión será la presión de regulación establecida por el regulador. Cuando, tras un disparo, la presión dentro de la cámara de regulación (conectada con la válvula) disminuye el muelle del regulador actúa sobre el émbolo, y éste sobre la bola, liberando nuevamente el paso de aire del tanque a la cámara de regulación hasta alcanzar la presión de regulación, a la que se vuelve a cerrar el flujo.
Una manera sencilla de variar la presión de regulación, establecida en el regulador, es modificando la longitud del émbolo (añadiendo sellos por ejemplo): cuanto más largo es el émbolo más debe desplazarse el muelle del regulador y mayor es la presión de regulación. Pero ojo. Si colocamos muchos sellos, y el desplazamiento del émbolo es demasiado largo, es posible que la presión del depósito no sea la suficiente para desplazar el muelle del regulador, con lo que la bola estará siempre presionada y el aire del depósito pasará en todas las circunstancias; tendríamos un sistema sin regulación. Al revés, si acortamos demasiado el émbolo puede que no llegue a presionar a la bola ni tan siquiera en esencia de presión, por lo que ésta actuaría como un antiretorno puro y tendríamos un serio problema si llenamos el depósito de aire en este caso (a ver cómo lo vaciamos...).
El regulador puede funcionar de forma incorrecta si el muelle (las juntas que lleva en su interior) no está bien lubricado o si existe alguna partícula, o impedimento mecánico, que impida su movimiento natural. A nivel de émbolo y sellos ocurre lo mismo: sellos aplastados y deformados son bastante comunes si se empieza a jugar con ellos (eso de los sellos a base de trocitos de plástico no deja de ser una chapuza). Por otra parte es inevitable que un regulador funcione peor en determinados momentos, especialmente cuando la presión del depósito se aproxima a la de regulación.
Comportamiento del flujo del aire
Como aproximación, el caudal de un gas a través de un orificio dado es directamente proporcional a la presión hasta un valor crítico en el que el caudal alcanza un máximo, y a partir del cual es constante (flujo crítico o chokeado).
Cuando la presión en la cámara de regulación es superior al valor de choke el caudal en cada disparo es función exclusivamente del tiempo de apertura de la válvula. Este tiempo de apertura es constante cuando la presión también lo es (presión regulada) y variable si la presión cambia (no regulada). Siempre supondremos que la parte mecánica (muelles del martillo y de la válvula) es fija.
En sistemas chokeados, que funcionan en régimen regulado, esto da lugar a un comportamiento constante (velocidad del balín), mientras que los no regulados se caracterizan por una velocidad del balín creciente a causa del aumento del tiempo de apertura (pues se reduce la presión a cada disparo).
Si la presión es inferior a la de choke, bien por el diseño del equipo (ausencia de orificios chokeables) o simplemente porque la presión disponible en el tanque disminuye por debajo de este valor, el caudal será proporcional a la presión (constante en régimen regulado y variable en el no regulado, esto es disminuye a cada disparo) y al tiempo de apertura (constante en régimen regulado y variable, creciendo a cada disparo, en el no regulado). Sin embargo, el factor tiempo de apertura tiende a ser constante (efecto de los muelles mecánicos) con una influencia de la presión cada vez más pequeña, por lo que el efecto dominante será la disminución de caudal al bajar la presión disponible.
Ajuste del regulador
Si el regulador de la BSA Hornet fuese ideal el ajuste de su regulador pasaría por encontrar una presión de funcionamiento óptima (Póptima) y hacerla coincidir con la presión de regulación (Pregulación) y la presión necesaria para la apertura del regulador (Papertura).
Pregulación = Póptima = Papertura
Para conseguirlo los pasos a seguir serían los que a continuación se enumeran:
- Modificar la presión de regulación hasta que Pregulación = Póptima
- Aumentar la presión de apertuta hasta la presión de regulación
El primer punto consiste en disminuir la presión de regulación a la que viene tarado el regulador hasta llegar a un valor Póptima. Habrá que modificar (quitar) los sellos del regulador experimentando hasta alcanzar un valor correcto. La presión Papertura es aquella para la que la válvula abre por efecto del martillo en condiciones estáticas. Depende pues de dos muelles (el del martillo y el de la válvula) y de la presión del aire sobre la válvula (intentando cerrarla).
En funcionamiento, la fuerza ejercida sobre la válvula tanto por el muelle de la válvula como por el aire a presión (Pregulación x área) deberían ser ligeramente superior a la fuerza ejercida por el muelle del martillo. Y debe ser ligeramente superior para que con una pequeña disminución de la presión del aire, acabado el régimen regulado, la válvula se abra rápidamente.
Una consideración importante es que una presión de regulación elevada hace más difícil la constancia de caudal puesto que pequeñas variaciones aleatorias en el impacto del martillo tendrán mayor repercusión. Como idea, a mayor presión de regulación (o de trabajo) serán necesarios mayores impactos del martillo para lograr dicha estabilidad de funcionamiento o, dicho de otra forma, a mayor presión de regulación se trabaja eficientemente sólo en regímenes de alta potencia. Una presión de regulación alta con un martillo “suave” da lugar a inestabilidades y a una excesiva fluctuación en los valores de velocidad, incluso en un régimen regulado. Por otra parte una presión de regulación elevada hace que la presión disponible en el tanque rápidamente sea inferior a ésta, y a partir de ese momento el equipo se comporte en un régimen no regulado. Parece evidente la ventaja de trabajar con presiones de regulación “bajas” (mayor rango de actividad regulada y menor sensibilidad a la mecánica del martillo).
Efecto de los muelles del martillo y de la válvula
El sistema formado por el muelle del martillo, y su tornillo de pretensado, y el muelle de la válvula es, para una presión de regulación constante, quien gestiona el tiempo de apertura de la válvula.
Tapertura = función { Fmuelle_martillo – [ Fmuelle_válvula + (presión x área) ] }
Es decir, tanto la magnitud como la estabilidad (repetibilidad) del tiempo de apertura dependen de estos dos muelles. Obviamente el tiempo de apertura afecta a la velocidad del balín (magnitud y dispersión) pero no así a la variación de ésta con la presión del tanque (forma de la curva y presencia de campana). Modificar la forma de la curva requiere cambiar la presión de regulación establecida en el regulador.
Un aumento del impacto del muelle del martillo, bien mediante ajuste de su longitud (número de espiras) o bien de su tornillo, se traduce en un incremento de la velocidad media (traslado de la curva hacia arriba). Una disminución de la fuerza del muelle de la válvula se traduce en una mayor inestabilidad en el tiempo de apertura y por tanto en la velocidad, especialmente a presiones elevadas.
Con un muelle sin pretensión es posible aumentar la velocidad (con límites) desde este punto ajustando la presión ejercida por el tornillo. El comportamiento de un muelle muy pretensado no resultará tan uniforme y estable como el de un muelle de mayor longitud y comportamiento equivalente.
Se ha optimizado el proceso definiendo un muelle de martillo que en condiciones libres de pretensión dé unos 270 m/s (para la presión de regulación seleccionada), siendo posible ajustar al alza dicha velocidad con el tornillo de pretensado.
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