¿Qué es y cómo funciona el cigüeñal?

El motor de un vehículo contienen en su interior una gran variedad de piezas que trabajan en conjunto para hacerlo funcionar, siguiendo un ciclo repetitivo que le permite realizar todos los procesos correspondientes. Una de estas piezas más importantes es el cigüeñal.

Si no sabes qué es el cigüeñal y cómo funciona esta importante herramienta, en el siguiente artículo te estaremos explicando cada uno de los datos que necesitas conocer para que entiendas cuál es la importancia de esta pieza y el papel que cumple en el funcionamiento del motor de un vehículo.

¿Qué es el cigüeñal?

El cigüeñal es un eje acodado que se encuentra presente en las maquinas que, siguiendo el mecanismo de biela y manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.

En un motor, la combustión causada por el combustible dispara el pistón directamente hacia abajo del cilindro, el trabajo del cigüeñal es convertir este movimiento lineal en rotación, básicamente girando y empujando el pistón hacia arriba del cilindro.

Es decir, el cigüeñal termina haciendo el mismo trabajo que la biela de una bicicleta, la cual convierte el movimiento más o menos hacia arriba y hacia abajo de las piernas en rotación.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento del cigüeñal es bastante interesante y sencillo. Existe una distancia entre el centro del muñón principal y el centro del pasador del cigüeñal. Esta distancia se conoce como radio de manivela o tiro de manivela. Su medida determina el rango de recorrido del pistón a medida que gira el cigüeñal.

La distancia de arriba a abajo se conoce como trazo. La carrera del pistón es el doble del radio del cigüeñal. El extremo trasero del cigüeñal se extiende fuera del cárter y se apoya con una brida de volante.

Esta brida es una pieza mecanizada de precisión que se atornilla al volante. Su gran masa permite una suave pulsación de los pistones disparando en diferentes momentos.

El movimiento causado por la combustión hace que el pistón del motor empiece a moverse de forma recta, movimiento que se transmite a través de una biela hasta el cigüeñal, haciendo que el movimiento en lugar de recto sea circular o rotatorio.

¿Cuáles son las características de un buen cigüeñal?

Si quieres conocer cuáles son las características que debe tener un cigüeñal de buena calidad, que sea resistente y duradero, a continuación te mencionamos algunas de las principales características que hacen destacar a ciertos modelos de cigüeñal.

Estas características son las siguientes:

• Limite elástico capaz de trasmitir el par motor y de soportar magnitudes de fuerza sin necesitar un tamaño extraordinario.
• Resistencia suficiente para soportar la combustión sin agrietarse.
• Elevados niveles de amortiguamiento y límite de fatiga para disminuir el efecto de la vibración.
• Coeficiente de fricción reducido que evite el desgaste exagerado.
• Excelentes condiciones de forja y maquinado.

Cada una de estas características describen a los mejores modelos de cigüeñales. Asegúrate que de que, si necesitas reemplazarla, cumpla con la mayoría de ellas.

¿De qué material está hecho?

La mayoría de los motores de producción utilizan un cigüeñal de hierro fundido que se fabrica vertiendo hierro fundido en un molde. Los cigüeñales forjados se utilizan en algunos motores de alto rendimiento.

Un cigüeñal forjado se fabrica calentando un bloque de acero hasta que esté al rojo vivo y luego usando una presión extremadamente alta para darle forma. Una vez que se ha forjado o fundido un cigüeñal, sus muñones y superficies de apoyo se mecanizan perfectamente lisas.

Los muñones deben ser más duros que sus cojinetes para garantizar que se produzca cualquier desgaste en los cojinetes reemplazables y no en el cigüeñal, que debe durar toda la vida útil del motor. El proceso de fabricación incluirá el endurecimiento de estas áreas mediante nitruración o tratamiento térmico.

Como puedes ver, el material que se utiliza para la fabricación de un cigüeñal es sumamente resistente y duradero, ya que este debe ser lo suficientemente fuerte para resistir el movimiento constante al que es sometido en el motor.

¿Cuáles son las partes de un cigüeñal?

Para que puedas conocer muy bien el funcionamiento de un cigüeñal en el motor de un vehículo también es importante que sepas cuáles son cada una de las partes que lo componen y el papel que cumplen en la herramienta.

Las principales partes del cigüeñal son las siguientes:

• Revistas principales: Los muñones del cojinete principal, o simplemente los muñones principales, se sujetan al bloque del motor y es alrededor de estos muñones donde gira el motor. Todos los muñones del cigüeñal se mecanizarán perfectamente lisos y redondos, y con frecuencia se endurecerán.
• Revistas de biela: Los muñones de las bielas están desplazados del eje de rotación y están unidos a los extremos grandes de las bielas de los pistones. Confusamente, también se les llama comúnmente pasadores de manivela o muñones de cojinetes de biela.
• Lubricación del cigüeñal: El contacto de metal con metal es el enemigo de un motor eficiente, por lo tanto, los muñones principales y los muñones de las varillas se desplazan sobre una película de aceite que se asienta sobre la superficie del cojinete.
• Contrapesos: El cigüeñal está sujeto a fuertes fuerzas de rotación, y la masa de la biela y el pistón que se mueven hacia arriba y hacia abajo ejercen una fuerza significativa. Los contrapesos se funden como parte del cigüeñal para equilibrar estas fuerzas. Estos contrapesos permiten un motor de funcionamiento más suave y mayores RPM.
• Arandelas de empuje del cigüeñal: En algún punto a lo largo de su longitud, se instalarán dos o más arandelas de empuje para evitar que el cigüeñal se mueva longitudinalmente. En el cigüeñal ilustrado, hay arandelas de empuje a ambos lados del muñón central. Estas arandelas de empuje se colocan entre las superficies maquinadas en la red y el asiento del cigüeñal, manteniendo un pequeño espacio específico y minimizando la cantidad de movimiento lateral disponible para el cigüeñal.
• Sellos de aceite principales: Ambos extremos del cigüeñal se extienden más allá del cárter, por lo que se debe proporcionar algún método para evitar que el aceite escape por estas aberturas. Este es el trabajo de los dos sellos de aceite principales, uno en la parte delantera y otro en la parte trasera.

Cada una de estas partes hacen posible que el movimiento rectilíneo de los pistones y la biela se pueda convertir en un movimiento circular y uniforme, para que así el funcionamiento del motor sea mucho más seguro y eficiente.