cigueñal

cigueñal

by Carlos Velásquez

​

Un cigüeñal es un árbol de transmisión que aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.

​¿Cómo funciona un cigüeñal?

​La principal funcionalidad es transmitir el movimiento generado por los pistones a las ruedas, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento circular.

Material para su construcción​

• ​Aceros especiales (cromo - niquel) o (cromo - niquel - molibdeno - vanadio) tratados termicamente

• ​

• ​Acero especial de alta resistencia y endurecido por nitruración,

​Tipos de Cigüeñal​

Clasificación:​

​Por el número de cilindros

• ​1

• ​2

• ​3

• ​4

• ​5

• ​6

• ​8

• ​10

• ​12

​Por el tipo de motor:

• ​En Linea

• En v

• ​En w

• ​horizontales opuestos (Boxer)

​Esfuerzos presentes

​Los mayores esfuerzos a los que están sometidos los cigüeñales son torsión y flexión

​Fuerzas que cambian con frecuencias que pueden ser de miles de ciclos por minuto, debido al funcionamiento de rotación excéntrica que tienen sus partes interiores unido al peso de las bielas y pistones.

​Entorno de uso

​-Calor

- Medio ambiente

- Corrosión

- Luz solar

- Agentes químicos o físicos en grandes cantidades

Cualquier incumplimiento de estas condiciones se debe a una irregularidad en el resto del motor

Cigüeñal partido​

​

​Objetivos:

​Identificar posibles causas de rotura.

• ​Identificar posibles causas de rotura.

• Analizar los distintos tipos de fallas.​

• ​Encontrar posibles soluciones.

• ​Cigüeñal partido

Proceso de fabricación

​Existen tres tipos de fabricación de un cigüeñal:

• Por colada

• por mecanizado

• ​por forjado.

​Fabricación por colada

​Ventajas:

Purificación del material

Producción en serie

​Desventaja:

Requiere posterior mecanizado

Requiere moldes

Trabajo menos preciso

​

​Fabricación por Forjado

• ​Desventajas:

  Encarece la fabricación en serie

  Realización en etapas

  Fabricación de molde y premolde

  Ventajas:

  Calidad optima

  Gran resistencia mecánica

  Quedan sin porosidad

  Más maleables

  Mayor exactitud dimensional

​Fabricación por mecanizado

​Ventajas:

Resultados precisos

Desventajas:

No alterán las propiedades del material

Requiere un tratamiento posterior

​

Cojinetes de bancada.

​Llamados también metales, van colocados entre la biela y bancadas.

​Funcionamiento

​El cigüeñal gira apoyado sobre cojinetes de fricción con un bajo coeficiente de rozamiento. Estos cojinetes necesitan para su correcto funcionamiento un suministro constante de aceite a presión para evitar el contacto entre los metales y disminuir así la fricción.

​Cojinetes de biela y de bancada

​Los cojinetes de bancada, sobre los que gira el cigüeñal, y los cojinetes de biela, sobre los que gira la muñequilla, están sometidos a duras condiciones de trabajo. Para garantizar su correcto funcionamiento deben poseer las siguientes características:

​Resistencia a la fatiga: para soportar las cargas intermitentes que se producen durante el funcionamiento del motor.

Incrustabilidad: es la facultad del material del cojinete para absorber partículas abrasivos extraños que en otras circunstancias podrían arañar al eje cigüeñal o de levas.

​

Resistencia a la corrosión: es la característica que rechaza la corrosión química, como la que causan los ácidos que aparecen como subproductos de la combustión.

Resistencia térmica: indica hasta que punto el material del cojinete puede soportar su carga a temperaturas de funcionamiento del motor, sin que pierda su fuerza o sufra fractura por impacto.

​Constitución de los cojinetes:

​Por lo general se dividen en dos mitades, denominándose cada parte semicojinete o semicasquillo. Cada semicojinete esta formado por una base de acero semicircular sobre la cual se deposita el material antifricción.

​En una de las mitades se practica un orificio para la llegada del aceite y una ranura anular para su distribución. Además cada cojinete dispone de un talón para posicionarlo correctamente y para inmovilizarlo una vez montado.

​Material del cojinete

​La superficie de cojinete es una parte lisa que lleva a cabo la función de antifricción básica, y por lo tanto tiene una importancia vital. De todos los materiales que se emplean con esta finalidad, el que mas usa metal BABBIT. Una aleación blanda compuesta de 83% de plomo, 15% de antimonio, 1% de estaño y 1% de arsénico (clevite).

​El material BABBIT proporciona:

- El deslizamiento requerido para soportar fricción.

- La blandura que se requiere para que una cantidad razonable de materias extrañas se incrusten por si mismas.

​Otros materiales para cojinetes

El material antifricción también puede estar compuesto por la aleación de diversos metales, entre los que pueden destacar los siguientes:

• Metal blanco: aleación a base de estaño y plomo que posee buenas cualidades como metal antifricción, pero tiene baja resistencia mecánica, por lo que puede emplearse solo en finas capas.​

​• Cobre-plomo: este material tiene una estructura resistente, aportada por el cobre y las cualidades antifricción del plomo pero es poco deformable y por su dureza no permite la incrustación de partículas.

• Aluminio-estaño: Esta aleación es muy utilizadad actualmente, en este caso la resistencia la aporta el aluminio y la antifricción el estaño.

​Comprobación de los semicojinetes:

Cuando el motor trabaja en condiciones normales los cojinetes pueden tener un rendimiento aproximado mayor de cien kilómetros, pasado este kilometraje tendrá gran influencia en el bajo rendimiento del motor.​

Multiple Choice

Un cigüeñal es un árbol de transmisión que aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en movimiento:

• alternativo

• circular

• lineal

Multiple Choice

Un cigüeñal es un árbol de transmisión que aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en:

• alterenativo

• circular

• lineal 

Multiple Choice

La principal funcionalidad es transmitir el movimiento generado por los pistones a las ruedas, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento circular.

• cierto

• falso

Se examinan visualmente para verificar que conservan la capa de material antifricción y que no están rayados o tengan señales de agripado, de ser asi se deben de sustituir. La causa de la anomalía puede ser por falta de engrase, aceite sucio, juego de montaje incorrecto o por deformación del cojinete o del talon de fijación.

Multiple Choice

uno de del material para la construcción de los cigueñales?

• Aluminio

• Hierro fundido forjado

• Aceros especiales (cromo - niquel)

Multiple Choice

La fabricación del cigueñal  por colada

Requiere posterior mecanizado

Requiere moldes

Trabajo menos preciso

• ventaja 

• desventaja

• material

Multiple Choice

Las tejas llamados también metales, van colocados entre la biela y:

• piston

• bancadas

• tejas

Multiple Choice

El cigüeñal gira apoyado sobre cojinetes de fricción con un bajo coeficiente de rozamiento.

• cierto

• falso

Multiple Choice

Los cojinetes de bancada, sobre los que gira el cigüeñal, y los cojinetes de biela, sobre los que gira la muñequilla, están sometidos a suaves condiciones de trabajo.

• verdadero

• falso