El cigüeñal es una de las partes mas importantes en un motor de combustión interna.Ya que es el que se encarga de convertir el movimiento lineal en giratorio mediante el principio de biela-manivela.Ademas es un componente necesario en los motores de 4 tiempos, para la sincronización del movimiento del motor con el eje de levas por medio de una cadena o correa de distribución.
¿Que es el Cigüeñal?
Conocido también como eje cigüeñal,cigoñal o árbol de manivelas,es un eje que esta conformado por codos y contrapesos,que junto con el mecanismo de la biela consiguen transformar el movimiento lineal del pistón en movimiento rotatorio.Podemos definirlo como una barra acodada.
La forma y diseño de este elemento puede variar dependiendo de distintos factores, como por ejemplo el tipo de motor, a demás de las innovaciones y mejoras que aportan año a año los fabricantes de automóviles.
¿Cual es la Función del Cigüeñal?
El cigüeñal actúa sincronizadamente con diferentes elementos del motor para la transformación del movimiento.Es una de las partes mas importantes en el motor.Su función principal es la de convertir el movimiento lineal del pistón en movimiento circular uniforme.
Podemos anotar unas funciones secundarias que también posee el eje cigüeñal como son las siguientes:
Los contrapesos que tiene el cigüeñal esta diseñados para reducir las vibraciones del motor y equilibra las fuerzas de inercia que se producen por el trabajo del motor.
El eje cigüeñal guía el movimiento de giro.Y acciona a otros sistemas como el de distribución y volante de inercia.
¿Como Funciona el Cigüeñal?
En el momento que el motor esta en marcha,la mezcla combustible que se encuentra comprimida en el interior de la cámara de combustión,genera una explosión que empuja a el pistón de forma rectilínea.Este movimiento rectilíneo alternativo es transmitido a un elemento denominado biela, que se encuentra conectado tanto al pistón y al cigüeñal.
En el instante que el movimiento actúa sobre el cigüeñal, este eje acodado transforma este movimiento en uno circular uniforme.El volante y los contrapesos que posee el cigüeñal minimizaran las irregularidades del movimiento que el eje produce,para aprovechar de mejor manera la energía que recibe.
¿Donde esta Ubicado el Cigüeñal?
El cigüeñal como las demás partes que conforman el motor,esta dentro del cuerpo motor,como ya hemos mencionado este elemento es el que realiza la transformación del movimiento lineal en movimiento giratorio.
Con lo que podemos definir que el cigüeñal esta en el interior del bloque de cilindros, esta justo debajo de la conexión con las bielas,que están por debajo de los pistones.
Partes del Cigüeñal
- Eje
- Contrapesos
- Apoyos
- Muñequilla de Biela
- Orificio de Engrase
- Brazo
El cigüeñal esta conformado por las siguientes partes principales:
Eje
El eje de cigüeñal es quien se encarga de guiar el giro.Por medio de este podemos transferir el movimiento rotativo, por el volante del motor en un extremo y a la polea por el otro.Por una parte acciona mecanismos como el alternador,distribución,bomba de agua,etc. Y en el otro extremo va montado el volante de inercia.
Contrapesos
Son masas que van dispuestas en el lado opuesto de las muñequillas, para mantener un equilibrio de las fuerzas de inercia que se producen.Su función principal es la de equilibrar las masas en movimiento.
Apoyos
Servirán como asiento en bloque del motor.Son dichas partes donde gira el eje cigüeñal,se deslizan sobre los cojinetes de bancada.
Muñequilla de Biela
También denominada muñequilla de manivela, son donde van colocadas las bielas. Mediante este elemento se recibe la fuerza del motor.
Orificio de Engrase
Son perforaciones por donde ingresa el aceite,que lubricara los apoyos y los cojinetes,alargando la vida de trabajo y reduciendo el desgaste entre las piezas en fricción.
Brazo
Es el elemento que conecta al eje con cada una de las muñequillas.Su longitud dependerá de acuerdo a la carrera de la biela.
Tipos de Cigüeñales
Tenemos que mencionar que existen distintos tipos de cigüeñales, que pueden estar definidos tanto por el numero de manivelas y cilindros. Todo dependerá del requerimiento y diseño del motor.
Según el Número de Cilindros
Podemos definirlos por la cantidad de cilindros que poseen, entre ellos los siguientes:
Cigüeñal Monocilíndrico:El primero motor de combustión interna era monocilíndrico,que quiere decir esto que dicho motor solo tenia un cilindro y por ende solo disponía de una manivela.Por lo que era completamente similar al berbiquí de un carpintero.
Cigüeñales(Policilíndricos) de motores en Línea,Opuestos y en V: Son los motores que tienen de dos cilindros en adelante y por estas razones,los cigüeñales que poseen de dos o mas manivelas.El motor con cilindros en línea,tendrán la misma cantidad de cigüeñales y cilindros.En los motores opuestos, el número de manivelas y cilindros son iguales o tan solo la mitad.Sin embargo en los motores en V la cantidad de manivelas pueden ser solo la mitad del de los cilindros.
Según la Disposición del Cigüeñal
De acuerdo a la fabricación y diseño en los motores policilíndricos podemos determinar muchas variantes en el elemento cigüeñal, y el número de apoyos que posee cada motor. A continuación podemos mencionar algunos.
Materiales de Fabricación del Cigüeñal
El cigüeñal debe estar fabricado con aleaciones de mucha resistencia,ya que por su función y trabajo, esta sometido a grandes esfuerzos.Dichos piezas metálicas son realizadas con tratamientos térmicos, para mejorar la capacidad mecánica,aumentado la elasticidad y resistencia.
Las partes que mas sufren un desgaste en el cigüeñal son los apoyos y muñequillas de biela.
Dicho esto el material mas empleado para la fabricación de un cigüeñal es el acero al carbono,en casos de mayor exigencia se utilizaran aceros especiales al cromo-níquel o al cromo - molibdeno o vanadio, ademas de un gran tratamiento térmico.
Características que debe tener el material de construcción del Cigüeñal
Estas características en los materiales de fabricación van a variar de acuerdo a los diferentes diseños de motores. No podemos comparar un cigüeñal para un motor de dos tiempos con un solo cilindro,que un motor de cuatro tiempos de cuatro cilindros.Te mencionamos aquí las características que deben reunir estos materiales:
- Resistencia para poder soportar la energía de la combustión y no sufrir grietas.
- Coeficiente de Fricción bajo para reducir el desgaste entre piezas.
- Límite Elástico para soportar gran magnitud de fuerza y transmitir el par motor sin la necesidad de tener un gran tamaño.
- Condiciones muy buenas de maquinado y forja para una fácil fabricación.
Me encanta la mecánica y pienso muy pronto primero dios iniciar un proyecto personal
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