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El
Cigüeñal
El
cigüeñal es la pieza del motor que recoge el esfuerzo de la explosión
y lo convierte en par motor a determinadas revoluciones. Durante su
funcionamiento está sometido a los violentos esfuerzos provocados por
las explosiones y las reacciones debidas a la aceleración de los órganos
dotados de movimiento alternativo. Por esta causa se construye
generalmente por proceso de estampación, de acero cementado y templado,
con aleaciones de níquel y cromo. En su proceso de fabricación tienen
una gran importancia los tratamientos térmicos que se aplican a
determinadas superficies del cigüeñal, como el temple superficial que
se da a las muñequillas y apoyos de bancada, llamado
"flameado" o nitruración. Un procedimiento moderno es el
proceso de endurecimiento superficial mediante calentamiento eléctrico
y posterior enfriado, en una capa suficientemente gruesa, con el que se
obtiene un aumento de la resistencia a la fatiga.
En
la figura 1 se ha representado un cigüeñal para motor de cuatro
cilindros en línea, en el que pueden distinguirse los apoyos de bancada
A, que fijan el cigüeñal a la misma por medio de sombreretes, con
interposición de casquillos de antifricción, como en el caso de las
bielas. A los codos o muñequillas B se unen las cabezas de biela y en
su prolongación, oponiéndose a ellos, se encuentran los contrapesos H,
que equilibran el cigüeñal. Su peso es aproximadamente el del codo.
En uno de los extremos del cigüeñal se forma el plato C, al que se le
une el volante de inercia por medio de tornillos roscados en los
agujeros D.
En
E existe un orificio con casquillo de bronce, donde apoya el eje
primario de la caja de velocidades, sobre el que se monta el disco de
embrague, que ha de transmitir el movimiento del cigüeñal a las
ruedas. En F se monta un piñón por mediación de chavetero o a rosca,
del que se saca movimiento para el árbol de levas. En G se monta una
polea, también por mediación de chavetero, que da movimiento
generalmente a la bomba de agua y al generador de energía eléctrica.
El cigüeñal presenta una forma característica, en la que las
dimensiones correspondientes a los codos se calculan en función de las
cargas que deben soportar los cojinetes, la velocidad de régimen y la
rigidez que es necesario obtener para evitar las vibraciones
torsionales. El número de muñequillas y su situación depende del tipo
de motor (número de cilindros y disposición de los mismos), como ya se
vio. La separación entre los codos viene impuesta, asimismo, por la
disposición de los cilindros y, además, por el número de apoyos de
bancada, que a su vez se determinan en función de las características
de construcción del cigüeñal y de los esfuerzos a que ha de estar
sometido. Actualmente, es corriente el empleo de cigüeñales con cinco
apoyos, en los motores de cuatro cilindros, aunque en muchos casos, es
suficiente con tres. Los cigüeñales para motores de seis cilindros
suelen disponer de cuatro apoyos de bancada.
El
ancho de estos apoyos y su diámetro, guarda una estrecha relación con
los esfuerzos que ha de soportar. Al aumentar la superficie de apoyo,
para una misma fuerza aplicada a ella, resulta un menor esfuerzo
unitario sufrido. Generalmente, el apoyo más cercano al volante suele
ser de mayor superficie. Este apoyo, o el central en otros casos, está
provisto de unos cojinetes axiales en su acoplamiento a la bancada
(Figura 2), con forma de media luna, que limitan el desplazamiento axial
del cigüeñal cuando se acciona el mecanismo del embrague.
Los
cigüeñales van taladrados convenientemente desde los codos a los
apoyos, como muestra la figura 1, para permitir el engrase de los
mismos. El aceite que se hace llegar a presión a los apoyos de bancada,
pasa desde éstos, por el interior del cigüeñal hasta los codos, desde
los cuales es salpicado al exterior después de engrasar las
articulaciones, formando la correspondiente película de aceite como ya
se verá.
Fuente:
Canbus |
