El cigüeñal es un eje acodado presente en máquinas que transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme. Se encuentra debajo de los cilindros de un motor y conecta las bielas a los pistones, transformando la fuerza de los pistones en movimiento rotatorio del motor. Está fabricado de acero resistente a la torsión y puede tener diferentes configuraciones dependiendo del número y disposición de los cilindros del motor.
3. CONCEPTO
Un cigüeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que,
aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en
circular uniforme y viceversa.
En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con
la muñequilla y es la parte que se une al cigüeñal, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro
extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo, que esta acoplado un casquillo antifricción para la unión
con el pistón, a través de un eje llamado bulón. El cigüeñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los
apoyos el eje del motor.
Por ejemplo, para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos (hoy
ya en desuso), y de cinco apoyos, el más común actualmente.
6. CARACTERISTICAS
- El cigüeñal está fabricado de una aleación de acero. Posee como característica principal una gran resistencia
mecánica a la torsión, ya que éste necesita resistir la fuerza de empuje ejercida por los pistones durante el ciclo de
expansión.
- Algunos de ellos se construyen de forma hueca en su interior para permite ser anchos y resistentes conservando un
peso liviano.
- Su función consiste en transformar el movimiento de la biela en movimiento rotatorio. Se encuentra sobre el cárter
por debajo de los cilindros, siendo sostenido por casquetes, denominados también cojinetes.
- Equilibrio estático, distribuyendo todo su peso de forma uniforme alrededor del eje; y equilibrio dinámico para
eliminar cualquier vibración generada durante su giro a causada de la fuerza ejercida por las bielas.
7. CARACTERISTICAS
- Las partes torneadas por las cuales el cigüeñal es fijado al bloque del motor se denominan casquetes de bancada,
mientras que las secciones de acoplamiento de las bielas son conocidas como casquetes o cojinetes de biela.
-Entre los casquetes de bancada y los casquetes de las bielas se encuentran los llamados codos (también conocidos
como brazos del cigüeñal).
- Presentan además en los codos unos conductos a través de los cuales el lubricante de los casquetes de bancada es
dirigido hacia los casquetes de las bielas.
- Las fuerzas explosivas de los pistones y las de inercia en las piezas de movimiento recíproco son de intensidad
variable. Esta variación de torsión produce torsión en el cigüeñal, es decir, se produce vibración a causa de la torsión.
- La vibración es más notoria en los cigüeñales largos que en los cortos y a determinadas velocidades de giro
(velocidad crítica).
- En algunos motores se usa un amortiguador de vibraciones en la parte delantera del cigueñal para absorber las
vibraciones de éste.
8. TIPOS DE CIGÜEÑAL
POR EL NÚMERO DE CILINDROS:
( 1,2,3,4,5,6,8,10,12,24).
POR EL TIPO DE MOTOR:
◦ En línea
◦ En V
◦ En W
◦ Horizontales opuestos (Boxer)
◦ Radial
◦ Wankel
9. VENTAJAS
Proporciona un orden de disparo uniforme de 180 grados (cuatro tiempos) y tiene un equilibrio primario
inherente (medios primarios o de primer orden en la frecuencia de rotación del cigüeñal). Los cuatro en línea
con una manivela plana tienen fuerzas de sacudida secundarias desequilibradas (a la velocidad del cigüeñal dos
veces), que surgen de la angularidad de la biela que tiene un efecto sobre la altura del pistón. En motores más
grandes con pistones lo suficientemente pesados para hacer esto molesto, se agregan ejes de balance secundario
para restaurar la suavidad. El pequeño Chevy Cobalt que conduzco tiene estos ejes en el cárter, impulsados por
cadenas.
10. APLICABILIDAD
La principal utilidad y mas usada es en motores de combustión interna ya que todos los automóviles, camiones,
barcos, generadores y soldadoras a diésel, etc. , utilizan este mecanismo para convertir la energía proporcionada
por la combustión en movimiento rotatorio, y como te menciona Gaston es usado en compresores y bombas
de pistón , también es el mecanismo principal de las prensas troqueladoras mecánicas y en las bicicletas; el
conjunto de eje y pedales funcionan con el principio de este mecanismo.
