CIGÜEÑAL - Definición - Significado

Proyecto del cigüeñal

La relación entre la carrera y el diámetro influye sobre diversas características y sobre el diseño del motor. Su influencia se hace notar también sobre el cigüeñal. Efectivamente, a igualdad de cilindrada, aumentando el diámetro de los cilindros y disminuyendo correspondientemente la carrera, el cigüeñal se alarga y los brazos de las manivelas se acortan. Reduciendo la longitud del brazo de manivela se disminuyen las fuerzas de inercia causadas tanto por las masas de rotación como por las masas alternativas. Además, el cigüeñal, al tener un diámetro de giro menor, puede tener una constitución más ligera.

Otra ventaja la constituye el denominado recubrimiento de las muñequillas de bancada y de biela. Este recubrimiento permite obtener la resistencia y la rigidez deseadas con un espesor reducido de los brazos de manivela. De ahí resulta la posibilidad de alargar las muñequillas para dar mayor superficie de contacto a los cojinetes y unir muñequillas y brazos con una conexión de radio relativamente grande, lo que le proporciona un importante incremento de la resistencia a la fatiga.

Otro método, para aumentar más aún la resistencia a la fatiga del cigüeñal, consiste en comprimir mediante la acción de rodillos las fibras del acero de las conexiones de las muñequillas de bancada y de biela.

Las dimensiones de las muñequillas se calculan en función de las cargas que los cojinetes deben soportar, de las velocidades de régimen y de la rigidez que es necesario obtener para impedir que se produzcan deformaciones por flexión y vibraciones de torsión. Cuando un cigüeñal posee unas muñequillas que cumplen con estos requisitos, es generalmente más que suficiente para transmitir la potencia útil.

La capacidad de carga de los cojinetes es aproximadamente proporcional al producto del diámetro por la longitud de la zona de contacto con la muñequilla. Para una cierta carga y para una determinada longitud de la muñequilla, al aumentar el diámetro se incrementa la velocidad de rozamiento, pero disminuye la presión unitaria sobre el cojinete y, por esta razón, el proyectista tiene una cierta libertad de acción. Pero debe considerar que cuando los diámetros son pequeños pueden producirse deformaciones y, como consecuencia, presiones en zonas limitadas de los cojinetes, así como vibraciones de torsión. Por tanto, es aconsejable elegir unos diámetros bastante grandes para obtener mayor rigidez del cigüeñal y también mayor resistencia de los cojinetes, puesto que éstos se apoyan más fácilmente sobre toda su longitud.

El cigüeñal es taladrado para formar los agujeros de paso para el aceite necesarios para su lubricación. A menudo dichos agujeros sirven además para aligerar el cigüeñal. Una buena lubricación de los cojinetes es un factor importantísimo para el buen funcionamiento y la duración de los mismos. Los cigüeñales deben agujerearse en correspondencia con los brazos de manivela (al menos uno por cada manivela) para hacer llegar el aceite desde los cojinetes de bancada a los de biela. Generalmente el aceite llega, a través de ranuras realizadas en el bloque, a cada uno de los cojinetes de bancada y desde allí se le hace penetrar en el cigüeñal por los agujeros, que generalmente son radiales; recorre los canales efectuados en los brazos de manivela y sale por otros agujeros que desembocan en la parte media de los cojinetes. Para reducir el número de agujeros pueden alargarse los taladros de los brazos de manivela hasta atravesar las muñequillas de biela; en este caso no es necesario que las muñequillas estén agujereadas axilmente.