Cigüeñales automotrices.

Ciencia de los materiales.
Cigüeñales automotrices.
25/04/2013

Cigüeñales automotrices.
Eje acodado de un motor en el que van ajustadas las bielas1 unidas a los pistones o émbolos transformando el movimiento rectilíneo de éstos en circular o rotativo.
El cigüeñal es la pieza del motor  encargada de transformar el movimiento alternativo del pistón en un movimiento circular. Transmite lapotencia desarrollada por el mecanismo biela-manivela o conjunto de manivelas2, siendo uno de los elementos más importantes del sistema.
En los motores con los cilindros en línea, el cigüeñal está formado por tantas manivelas como cilindros. En los motores con los cilindros opuestos el número de manivelas puede ser el mismo que el de cilindros o sólo la mitad. En los motores en V, generalmenteel número de manivelas es la mitad del de cilindros.Al girar la manivela, la biela se ve obligada a retroceder y a avanzar. Por otra parte, si es la biela la que produce el movimiento de entrada (como sucede con el pistón en el motor de un automóvil) la manivela se ve obligada a girar.En los motores rotativos (eléctricos o de turbina), el árbol motor tiene simplemente forma cilíndrica, conestriados para su ajuste con el rotor (inducido eléctrico o rodete de la turbina) y engranajes o poleas para transmitir el movimiento. En los motores de pistón rotativo (tipo Wankel) el cigüeñal lleva simplemente una excéntrica circular por cada Sin embargo, en los motores alternativos tradicionales tiene una forma más complicada (puesto que hay manivelas), determinada por la necesidad de transformar elmovimiento alternativo en movimiento giratorio: precisamente dada su forma, se le denomina árbol de manivelas o árbol de levas, elementos primordiales que deben permanecer en buen estado para el buen funcionamiento del motor.
La biela es una varilla con un agujero que se adapta a la muñequilla y sigue sus movimientos: empuja y atrae. La fuerza se transmite en ambos sentidos; tirando de la biela yempujándola se hace girar el cigüeñal y se obtiene un movimiento rotatorio completo.
La manivela es un dispositivo que permite comunicar un movimiento de giro a un eje. Se emplea, al igual que la palanca y que la rueda, para multiplicar la fuerza. Con una manivela se reduce el esfuerzo necesario para hacer girar un eje. Dicho esfuerzo será tanto menor cuanto mayor sea la distancia del eje a lamanivela.
Partes de un cigüeñal.

Principio de funcionamiento.

Procesos de fabricación
El material empleado generalmente para la construcción de los cigüeñales es de acero al carbono; en los casos de mayores solitaciones se emplean aceros especiales al cromo-níquel o al cromo-molibdeno-vanadio tratados térmicamente. Se construyen también cigüeñales en fundición nodular que poseen unascaracterísticas de resistencia semejantes a las del acero al carbono.
Cuando, a causa de las fuertes descargas, deben emplearse cojinetes con una superficie bastante dura (antifricción de aleación cobre-plomo, duraluminio, etc.), las munequillas del cigüeñal se endurecen superficialmente mediante cementación, temple superficial o nitruración. En un sistema especial de temple superficial muy empleadoen la fabricación en serie, el endurecimiento se produce mediante un calentamiento superficial obtenido por procedimiento eléctrico (por inducción) y posterior enfriamiento con agua; este sistema de endurecimiento es muy rápido. Otro sistema de endurecimiento superficial es el flameado, en el cual el calentamiento se obtiene con la llama. Cuando los problemas económicos pasan a segundo término,como sucede en el caso de los coches de carreras, se puede elegir un acero especial de alta resistencia y adoptar el endurecimiento por nitruración.
En un principio, el cigüeñal se obtenía de un cilindro de acero, eliminando con el torno las partes sobrantes. Los brazos de manivela, al ser circulares, se aligeraban eliminando las partes laterales, y por esta razón la sección de los brazos de...