Guía Esencial del Cigüeñal: Función, Construcción y Componentes

Un cigüeñal es un eje rotativo que convierte el movimiento alternativo del pistón en movimiento rotativo. Se utiliza comúnmente en motores de combustión interna para realizar esta operación. Los cigüeñales consisten en una serie de codos y muñones de biela a los que se conectan las bielas.

Un cigüeñal con al menos un eje rota dentro del bloque del motor. Gira sobre los cojinetes principales. Los muñones de biela giran dentro de las bielas usando cojinetes de biela.

Cómo se fabrican los cigüeñales

Los cigüeñales suelen fabricarse con metales como el hierro fundido. El metal fundido se vierte en un molde durante el proceso (fundición).

Los cigüeñales modernos se fabrican con acero forjado, utilizado en algunos motores de alto rendimiento. Se calienta un bloque de acero hasta que está al rojo vivo y luego se le da forma usando una presión extremadamente alta.

Los cigüeñales se forjan para resistir el desgaste y la tensión del movimiento rotativo. Se usan aceros aleados con tratamiento térmico o aceros nitrurados. Los muñones del cigüeñal también se endurecen superficialmente.

Leer: Componentes de un motor de automóvil

Funciones

Las funciones de los cigüeñales son proporcionar un accionamiento más suave a los motores grandes con múltiples cilindros. El movimiento lineal de los pistones se transforma en movimiento rotativo.

En la combustión de la mezcla aire-combustible, se produce potencia. Esta potencia se transforma en movimiento rotativo del cigüeñal. El movimiento lineal de los pistones se convierte a través de la biela en par motor. Luego se transmite al volante de inercia.

El eje del cigüeñal tiene orificios que alimentan el motor con aceite. Este aceite suaviza el movimiento. Los contrapesos ayudan al equilibrio del conjunto y al peso de la biela.

Los cigüeñales también funcionan como soportes de carga, ya que soportan cierta carga durante el proceso. Una de las cargas es la tensión severa de flexión y torsión.

Al estar el movimiento rotativo del cigüeñal constantemente acelerándose y desacelerándose, se añaden cargas adicionales por vibración torsional. Los cojinetes también experimentan un alto grado de desgaste.

Componentes y diseño del cigüeñal

Las partes componentes del cigüeñal incluyen:

• Muñones principales
• Muñones de biela
• Brazos de manivela (cheeks)
• Contrapesos

Muñones principales soportan los cojinetes principales y definen el eje de rotación del cigüeñal.

Muñones de biela permiten la conexión de la biela.

Brazos de manivela conectan los muñones de biela con los muñones principales.

Contrapesos proporcionan equilibrio y están montados en los brazos.

El diseño de un cigüeñal se basa en el orden de encendido del motor y el número de cilindros. También está determinado por el diseño del motor, el número de cojinetes del cigüeñal y la carrera.

Lubricación del cigüeñal

La lubricación juega un papel importante en la eficiencia del motor, ya que su mecanismo de funcionamiento implica el rozamiento de dos piezas metálicas. Para evitar desgaste innecesario en el cigüeñal, tanto los muñones principales como los de biela ruedan sobre una película de aceite. Esta película de aceite se asienta sobre la superficie del cojinete.

El aceite se suministra al cojinete principal a través de las galerías de aceite desde el bloque del motor. Lleva a cada asiento del cigüeñal, y el orificio correspondiente en la carcasa del cojinete recoge el aceite hacia el muñón.

Cómo funciona el cigüeñal

El funcionamiento del cigüeñal es bastante interesante y sencillo. Existe una distancia entre el centro del muñón principal y el centro del muñón de biela. Esta distancia se conoce como radio de manivela o tiro de manivela. Su medida determina el recorrido del pistón a medida que gira el cigüeñal.

La distancia desde la parte superior hasta la inferior se conoce como carrera. La carrera del pistón es el doble del radio de manivela.

El extremo trasero del cigüeñal se extiende fuera del cárter y se apoya en una brida de volante. Esta brida es una pieza mecanizada de precisión atornillada al volante. Su gran masa permite una pulsación suave de los pistones que disparan en diferentes momentos.

La rotación del volante pasa a través del volante y la transmisión y la transmisión final a las ruedas. Los cigüeñales están atornillados al engranaje de corona en una transmisión automática. Llevan el convertidor de par y lo pasan a la transmisión automática.

Para mejor comprensión, mira el video sobre cómo funciona el cigüeñal:

Fallos comunes del cigüeñal

Los problemas en el cigüeñal son raros, solo si el motor experimenta condiciones extremas. El componente es fiable y robusto, pero algunos fallos comunes incluyen:

Muñones desgastados: causados por presión de aceite insuficiente. Los muñones del cigüeñal contactan con las superficies de los cojinetes. Esto aumenta gradualmente el juego y empeora la presión de aceite.

Los muñones desgastados pueden causar graves problemas al motor si no se atienden. Llevan a la destrucción de los cojinetes y causan enormes daños al motor.

Fatiga: ocurre cuando fuerzas constantes en el cigüeñal provocan fracturas. Este problema suele ocurrir en el filete donde los muñones y el brazo se unen.

Un radio suave en el filete es crítico para evitar puntos débiles que conducen a grietas por fatiga. Las grietas pueden inspeccionarse en el cigüeñal usando magnaflux (partículas magnéticas).

¿Qué es un chasis de coche y su importancia?

Espero que hayas aprendido mucho de este artículo. Contiene funciones, tipos, problemas, partes y principio de funcionamiento del cigüeñal. ¡Comenta, comparte y recomienda este sitio a otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!