Un cigüeñal es un eje giratorio que convierte el movimiento alternativo de un pistón en un movimiento de rotación. Se usa comúnmente en motores de combustión interna para realizar dicha operación. Los cigüeñales consisten en una serie de bielas y cigüeñales a los que se unen las bielas.
Un cigüeñal con al menos un eje gira dentro del bloque del motor. Gira utilizando los rodamientos principales. Los cigüeñales giran dentro de las bielas utilizando cojinetes de biela.
Cómo se fabrican los cigüeñales
Los cigüeñales generalmente están hechos de metal como hierro fundido. El metal fundido se vierte en un molde durante el proceso (fundición).
Los cigüeñales modernos están hechos de acero forjado que se utilizan en algunos motores de alto rendimiento. Se hace calentando un bloque de acero hasta que esté al rojo vivo. Luego se forma en forma usando una presión extremadamente alta.
Los cigüeñales están forjados para soportar el desgaste y la tensión del movimiento giratorio. Se utilizan materiales de acero aleado para tratamiento térmico o nitruro de acero. Los discos del cigüeñal también están endurecidos en la superficie.
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Funciones
Las funciones de los cigüeñales son dar un accionamiento más suave a los grandes motores con cilindros múltiples. Movimiento lineal de los pistones que se transforma en movimiento de rotación.
En la combustión de la mezcla de combustible y aire, se produce energía. Esta potencia se transforma en movimiento rotatorio del cigüeñal. El movimiento lineal de los pistones se convierte a través de la biela en par. Luego se pasa al volante
El eje del cigüeñal está perforado con algunos orificios que alimentan el motor con aceite. Este aceite suaviza el movimiento. Los contrapesos ayudan al ajuste de la estructura y a la pesadez de la biela.
Los cigüeñales también funcionan como soporte de carga, ya que parte de la carga es resistente durante el proceso. Una de las cargas es el esfuerzo de flexión y torsión severo.
A medida que el movimiento giratorio del cigüeñal se acelera y desacelera constantemente, se agregan más cargas de vibración torsional. Los rodamientos también experimentan un alto grado de desgaste.
Componentes del cigüeñal & Diseño
Las partes componentes del cigüeñal incluyen:
- Diarios principales
- Pasadores de manivela
- Bandas de manivela
- Contrapesos
Los diarios principales llevan los cojinetes principales y declaran el eje de rotación del eje.
Los cigüeñales permiten que la biela se conecte a ella.
Las bandas de manivela conectan los manivelas a los diarios principales.
Los contrapesos ofrecen equilibrio y están montados en las redes.
El diseño de un cigüeñal se basa en la capacidad de disparo del motor y el número de cilindros. También está determinado por el diseño del motor, el número de cojinetes del cigüeñal y el tamaño de la carrera.
Lubricación del cigüeñal
La lubricación desempeña un papel importante en la eficiencia del motor, ya que su mecanismo de trabajo implica el robo de dos piezas metálicas. Evitando el desgaste innecesario en el cigüeñal, los discos principales y los discos de varilla se montan en una película de aceite. Esta película de aceite se asienta sobre la superficie de apoyo.
El aceite se suministra al rodamiento principal a través de las galerías de aceite desde el bloque del motor. Conduce a cada sillín del cigüeñal, y el orificio correspondiente en la carcasa del cojinete recoge el aceite en el diario.
Cómo funciona el cigüeñal
El funcionamiento del cigüeñal es bastante interesante y fácil. Hay una distancia entre el centro del diario principal y el centro del pasador del cigüeñal. Esta distancia se conoce como radio de manivela o tiro de manivela. Su medición determina el rango de recorrido del pistón a medida que gira el cigüeñal.
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La distancia de arriba a abajo se conoce como trazo. La carrera del pistón es el doble del radio de la manivela.
El extremo trasero del cigüeñal se extiende fuera del cárter y se apoya con una brida del volante de inercia. Esta brida es una pieza mecanizada de precisión que está atornillada al volante de inercia. Su gran masa permite una pulsación suave de los pistones que se disparan en diferentes momentos.
La rotación del volante de inercia se abre paso a través del volante de inercia y la transmisión y la transmisión final a las ruedas. Los cigüeñales se atornillan al engranaje anular en un accionamiento automático. Lleva el convertidor de par y lo pasa a la transmisión automática.
Para una mayor comprensión, vea el video sobre cómo funciona el cigüeñal:
Fallas comunes en el cigüeñal
Los problemas en el cigüeñal son raros, solo si el motor experimenta condiciones extremas. El componente del motor es confiable y resistente, pero algunas fallas comunes incluyen:
Cojinetes desgastados: se producen cuando no hay suficiente presión de aceite. Los discos del cigüeñal entran en contacto con las superficies de los cojinetes. Esto aumenta gradualmente el espacio libre y empeora la presión del aceite.
Los cojinetes desgastados pueden causar problemas graves al motor si no se toman precauciones. Conduce a la destrucción de rodamientos y causa grandes daños al motor.
Fatiga: es cuando fuerzas constantes en el cigüeñal conducen a fracturas. Este problema suele ocurrir en el filete donde se unieron las revistas y la red be.
Un radio de filete suave es crítico para evitar puntos débiles que conducen a grietas por fatiga. Las grietas se pueden inspeccionar en el cigüeñal utilizando un magnafluxing.
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