Cigüeñal automotriz

David Quispe Cahuina    julio 20, 2022    Cigüeñal , El Cigüeñal , Elementos Móviles , Kestrel Automotriz , Kestrel Motors , Manivela , Mecánica , Mecánica Motor , Sistema Mecánico   

El cigüeñal o árbol motor, recibe el impulso de las explosiones de cada cilindro, impulso que le hace girar con el volante, y éste a su vez, hace girar al cigüeñal en los tiempos de esca­pe, admisión y compresión siguientes. Del giro de éste obtienen su movimiento, por inter­medio de engranajes o cadenas los órga­nos de distribución, encendido (distri­buidor) y engrase (bomba de aceite), y en la misma forma o más bien por correas los de refrigeración (ventilador y bomba de agua), el generador de corriente (dína­mo o alternador) y compresor de aire acondicionado, en su caso.

El cigüeñal, también llamado cigoñal, es un eje que dispone de codos y que, gracias a un mecanismo de biela, logra convertir un movimiento circular uniforme en un movimiento rectilíneo alternativo y viceversa. Los motores de combustión interna que utilizan los automóviles disponen de un cigüeñal. 

Estos órganos absorben una parte de la energía del  motor y disminuyen por tanto la energía real transmitida a las ruedas. El cigüeñal presenta en sus extremos: un dámper o antivibrador para absorber las vibraciones del cigüeñal, el volante motor para acumular inercia y regularizar el giro de cigüeñal y un piñón para el engranaje del mando de la distribución. El cigüeñal gira sobre cojinetes unidos al cárter superior, cuyo número depende de la potencia y calidad del motor. En la figura 1.31 se ve el cigüeñal de un motor de cuatro cilindros con todos sus componentes: el platillo de sujeción del volante, las muñequillas partes rectificadas donde se sujeta la biela y los codos que forman con la muñequilla una "manive­la", los tres apoyos que forman el eje de giro y que están soportados por cojinetes dispuestos en el cárter superior, los huecos de los cilindros y el sombrerete de un cojinete de cigüeñal, que cierra y sostiene por abajo el apoyo del mismo, análogo a los de la cabeza de biela, pero más grande. Un cojinete, en detalle, puede verse en la figura 1.32, en la que se muestran las diferentes piezas que lo forman, y que se separan para recibir entre ellas el cigüeñal. Por un tubo llega el aceite a presión a lubricar el apoyo donde gira el cigüeñal entre los dos medios anillos, formados por casquillos de bronce con antifricción gruesa que lleva "patas de araña", como en la figura, o por delgados casquillos de acero, o de acero y cobre, recubiertos de una capa fina de antifricción.

Un cigüeñal​ es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de giro.

En la figura 1.33 se detalla el interior cortado de un motor de cuatro cilindros con camisas húmedas, en el que se distinguen: Los espárragos de sujeción de la culata, que lleva los cojinetes para el árbol de levas en cabeza; el bloque de una sola pieza con el cárter superior, en el que van los cojinetes que soportan el cigüeñal; las patillas de sujeción al chasis y el cár­ter inferior, cuyo papel es cerrar el mecanismo por abajo, sirviendo a la vez de depósito de aceite. Los cigüeñales de motores de seis cilindros pueden tener, además de los cojinetes extremos, uno, dos o cinco intermedios, como es el caso de la figura 1.45, en la que se ve, en el extremo delantero, el engranaje que manda los piñones de la distribución.

Bancadas de cigüeñal.

Como el cigüeñal recibe varios impulsos en cada vuelta, violentos y aislados, producidos por la explosión en cada cilindro, y a través de él se transmite toda la potencia que ha de obligar a moverse al automóvil, resulta ser una de las piezas que más sufren de todo el mecanismo, y por ello ha de hacerse robusto y rígido, para resistir a la fle­xión y a la torsión, se fabrican de acero forjado y las superficies rectificadas, apoyos y muñequillas, llevan un proceso de trata­miento que consiste en introducir Nitruración durisimos hasta una profundidad de 0,8 mm. Los fabricantes establecen la posible rectificación de las muñequillas y apoyos del cigüeñal crean­do casquillos sobre medida para la reposición, que en éste caso son casquillos con menos medida que la original, llamada medida estándar (STD), debido a la poca profundidad de los nitruros, no se emplean más de dos sobre medidas: l" Reparación. 0,010" fracción de pulgada que equivale a 0,254 mm menos, de diámetro. 2ª Reparación 0,020" fracción de pulgada que equivale a 0,508 mm menos, de diámetro. 

Motor de cuatro cilindros con camisas húmedas.

Es necesario que a pesar de haber rectificado el cigüeñal se conserve la capa de nitru­ros en su superficie de frotamiento. Una tercera reparación acabaría con esa capa y dejaría al cigüeñal débil en su superficie. Actualmente algunos cigüeñales modernos, usados en ciertos modelos, son huecos; así, pueden ser gruesos y robustos, pero de poco peso. También ha de estar muy equilibrado, estática y dinámicamente, para no sufrir variacio­nes en su rápido giro, que podrían romperlo. Por todo ello se procura dotarlo del mayor número de cojinetes posible. Si la potencia del motor no es grande puede disminuirse el número de apoyos, pero entonces el cigüeñal habrá de ser más sólido y rígido. Casi siempre van taladrados en el sentido de apoyos a codos para la circulación del aceite de engrase.

Debido a la forma que tiene el cigüeñal necesita de "contrapesos" o prolongaciones de los codos (Fig. 1.34), para estar bien equilibrado, si no fuera así se producirían vibraciones en el mismo, hay que decir que los modernos cigüeñales adquieren la velo­cidad de 6.500 y 7.000 revoluciones por minuto, un desequilibrio mínimo en el cigüeñal a esas revoluciones produce unos saltos en el giro que harían imposible el normal funcionamiento. El cigüeñal es un eje bien equilibrado. El volante montado en su extremo, le desequilibra y por ello en el extremo opuesto se coloca el Dámper o Antivibrador que más adelante estudiamos. Para que el motor funcione por sí mismo es preciso que explosione la mezcla de aire y gasolina; y como para eso tienen que realizarse antes la admisión y la compresión, lo que exige el desplazamiento de los pistones hasta que uno de los cilindros se ponga en explo­sión, es necesario hacer girar desde fuera el cigüeñal, lo que se consigue por medio del sis­tema de arranque. La mayoría de los motores de automóviles giran siempre en el sentido de las agujas del reloj (a derechas), mirando de frente al vehículo. 

Partes que conforman al cigüeñal.