El cigüeñal es una de las piezas básicas del motor de combustión interna. Además de centrar toda la energía de las combustión que le mandan todos y cada uno de los pistones, convierte su movimiento lineal en rotatorio. El cigüeñal es el componente necesario para convertir la fuerza de la combustión en un par de giro y transmitirlo al volante de inercia. También es un elemento necesario en motores de cuatro tiempos para sincronizar el movimiento del motor con el del árbol de levas bien mediante correa de distribución o por cadena.
Qué vamos a leer
Que es el cigüeñal
El cigüeñal o árbol motor es una pieza acodada que gracias a esos codos y el mecanismo que forma junto a la biela, logra convertir el movimiento lineal del pistón en movimiento rotatorio. Es la pieza por la que sacamos la fuerza del motor hacia el embrague.
La forma de esta pieza puede ser variada dependiendo de varios factores como seria el tipo de motor.
Cigüeñal moto
Los motores de dos tiempos y un cilindro suelen tener cigüeñales desmontables.
Cigüeñal coche
Puesto que el motor mas habitual es el de cuatro cilindros en linea. El cigüeñal mas frecuente en la actualidad en los coches es el de cuatro cilindros, cinco apoyos de bancada y doble contrapeso.
Aunque puede tener muchas mas formas dependiendo de la disposición y numero de cilindros que tenga el motor.
Función del cigüeñal
Su función es convertir el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo para entregarlo a la caja de cambios. Esto se logra conectando los pistones a las muñequillas, para crear una rotación sobre el eje. Además de las muñequillas, el cigüeñal también está compuesto por contrapesos cuidadosamente diseñados para reducir la vibración del motor.
Sin el cigüeñal no se puede transferir el movimiento alternativo de los pistones al eje de accionamiento.
También sostiene el volante de inercia en el extremo por donde obtenemos la fuerza del motor. El volante de inercia, es como un depósito de energía que ayuda a mantener el movimiento alternativo constante del pistón.
Partes del cigüeñal
- Lado polea motor
- Contrapesos de cigüeñal
- Apoyo de cigüeñal
- Muñequilla de biela
- Lado volante motor
- Orificio engrase
El cigüeñal está compuesto por las siguientes partes principales:
Eje
El eje sirve de guía en el giro, gracias a el extraemos el movimiento rotativo por el volante motor por un extremo y por la polea por el otro. Por una parte la polea hace girar mecanismos como pueden ser; la distribución, bomba de agua, alternador o aire acondicionado, en el extremo contrario se ubica el volante motor.
Apoyos
Sirven de asiento en el bloque motor. Son las partes sobre las que gira, se deslizan sobre los cojinetes de bancada.
Muñequilla
En las muñequillas se sitúan las bielas. A través de ellas se recibe la fuerza del motor.
Contrapesos
Son masas que tienen en el lado opuesto de las muñequillas para equilibrar las fuerzas de inercia. La función de los contrapesos es la de conseguir un equilibrio dinámico, no solo del cigüeñal, sino del equipo motor (pistón, bulón, biela). Su tarea es equilibrar las masas en movimiento.
Características del cigüeñal
Las características varían en relación al tipo de motor, serán diferentes cigüeñales para un motor de dos tiempos de un cilindro que para un motor de cuatro tiempos de cuatro cilindros. Las principales que deben de reunir todos serán las siguientes:
- Limite elástico para transmitir el par motor sin necesidad de unas grandes dimensiones.
- Resistencia a los golpes para no sufrir grietas.
- Soportar la fatiga a las vibraciones.
- Coeficiente de fricción bajo para reducir el desgaste.
- Buenas condicione de maquinado y forja para facilitar su fabricación.
Estas características , que pueden parecer contrapuestas, hace que los cigüeñales puedan ser de múltiples materiales.
Materiales cigüeñal
Independientemente del material y el método de fabricación estas piezas siempre tendrán tratamientos térmicos. La función de los tratamientos térmicos en estas piezas es mejorar las características mecánicas, aumentando la resistencia y la elasticidad.
Las partes que mas sufren desgaste, como son, los apoyos y muñequillas reviven tratamientos para tener mayor resistencia al desgaste y menor fricción.
Comprobación del cigüeñal
Dado que el cigüeñal, así como los cojinetes sobre los que se apoya en el bloque y los cojinetes de las bielas, se encuentran en continuo giro. El desgaste del mismo suele ser el origen común de las averías de esta pieza del motor. Por ello, es necesario verificar de manera exhaustiva el estado y el desgaste del mismo para descartar posibles deformaciones causadas por el roce de las piezas.
Desgaste
El desgaste y las holguras observadas en el análisis del cigoñal deben atender a las tolerancias máximas establecidas por el fabricante. En caso de que el desgaste supere la tolerancia, deberemos sustituirlo. Una vez el cigüeñal limpio, podemos realizar las mediciones con el micrómetro para verificar que los valores están dentro de las tolerancias. Hay casos en los que pese a tener un desgaste si este está dentro de las tolerancias no será necesaria su sustitución. Para decidir sobre ello es necesario acudir a la tabla de valores que contiene los diámetros mínimos. Nos debemos guiar de la tabla de tolerancias para informarnos de los diámetros mínimos de los apoyos y muñequillas del cigüeñal. Cuando el desgaste no es excesivo, se puede proceder a rectificar los muñones de biela o de bancada.
Tras la verificación de los valores medidos y la comprobación de las tolerancias, se tomaran las decisiones sobre la sustitución, rectificación o alineación del conjunto que forma el cigüeñal
Tras la limpieza del componente, debemos comprobar si hay presencia de grietas o deformaciones que afecten al funcionamiento del mismo. Con una revisión visual deberíamos comprobar la ausencia de grietas.
Alineación
Otro tipo de desgaste común es el producido por los esfuerzos a los que se encuentra continuamente sometido, los cuales afectan a su deformación longitudinal. Para ello, es necesario verificar la correcta alineación de los soportes y el correcto equilibrado del conjunto que lo conforma.
Apoyos
Por último, antes de llevar a cabo el montaje del cigüeñal en el motor, será necesario comprobar y verificar las superficies donde va acoplado. Este conjunto de apoyos de bancada será necesario revisarlo para evitar que tenga grietas o hubiese tenido falta de engrase. Es importante puesto que una vez montado el cigüeñal debe quedar perfectamente adaptado al bloque motor.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función del sensor del cigüeñal?
En los motores con encendido electrónico este sensor junto con el sensor del árbol de levas informan a la CPU de la posición del motor.
¿Cuál es el retén del cigüeñal?
Es un sello importante en los motores, evita que se fugue aceite en la rotación del eje sobre el bloque motor. Tiene dos retenes, uno por el lado de la polea y otro por el otro del volante motor. ¿Te quedaste con ganas de saber cómo se cambia el retén del cigüeñal?
¿Cuál es la función de los contrapesos del cigüeñal?
La función de estos contrapesos es evitar las vibraciones en el funcionamiento del motor para evitar desgastes prematuros. Recordamos la importancia del equilibrado del equipo motor.
¿Cuál es la función de la polea del cigüeñal?
Servir de arrastre de elementos auxiliares como bomba de agua, de dirección, alternador, A.A. y en los motores cuatro tiempos sincronizar el motor con la distribución.
¿Cuántas vueltas da el cigüeñal de un motor de 4 tiempos?
Dos vueltas completas por cada ciclo termodinámico. Para leer mas sobre el funcionamiento del motor de cuatro tiempos haz clic aquí.
¿Cuántas vueltas da el cigüeñal de un motor de 2 tiempos?
Una vuelta completa por cada ciclo termodinámico.
Buenas tardes soy de Colombia mi pregunta es la siguiente: Tengo una motocicleta 4 tiempos y le quite peso al cigüeñal con 5 perforaciones en las masas aplicando la técnica necesaria en un taladro fresador quedando centradas entre si y llenando nuevamente las perforaciones con soldadura en masilla.
El trabajo quedo muy bien hecho, no quedo con vibraciones pero notamos que la moto esta muy mal de torque no tiene fuerza con acompañante no rueda ¿el trabajo del cigüeñal pudo haber afectado la fuerza de la moto?
Gracias quedo atento a su colaboración saludos desde Colombia
Buenas Diego
A tu pregunta sobre si afectó el aligeramiento del cigüeñal al torque del motor, la respuesta corta es que no debería afectar.
Pero ahora quiero decirte que los cigüeñales están equilibrados y aligerarlos es más difícil de lo que parece, de hecho por un mal aligerado con la vibración hay casos de cigüeñales partidos.
En mi opinión es mejor dejar estas piezas de serie o en caso de preparaciones llevar el cigüeñal a un taller especializado para aligerar.