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HOBPRP GLFAGF
El cigüeñal• Forma parte del mecanismo biela-manivela.• Recoge y transmite la potencia desarrollada
por los cilindros.
COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN ENERGÍAENERGÍA
CIGÜEÑALCIGÜEÑAL
ENERGÍAMECÁNICAENERGÍA
MECÁNICA
MOTORES ROTATIVOS(Eléctricos o de
turbina)
MOTORES ROTATIVOS(Eléctricos o de
turbina)
MOTORES DE PISTÓN ROTATIVO
(tipo Wankel)
MOTORES DE PISTÓN ROTATIVO
(tipo Wankel)
MOTORES ALTERNATIVOS TRADICIONALES
MOTORES ALTERNATIVOS TRADICIONALES
El árbol motor tiene:•Forma cilíndrica•Estriados para su ajuste con el rotor•Engranajes o poleas para transmitir el movimiento
El árbol motor tiene:•Forma cilíndrica•Estriados para su ajuste con el rotor•Engranajes o poleas para transmitir el movimiento
El cigüeñal lleva solamente una excéntrica circular por cada pistón.El cigüeñal lleva solamente una excéntrica circular por cada pistón.
•En los primeros tiempos eran monocilíndricos.
•El cigüeñal posee manivelas Transforman el movimiento alternativo del pistón en rotativo del cigüeñal.
•En los primeros tiempos eran monocilíndricos.
•El cigüeñal posee manivelas Transforman el movimiento alternativo del pistón en rotativo del cigüeñal.
MANIVELASMANIVELAS
Dos BRAZOS DE MANIVELA
Dos BRAZOS DE MANIVELA
MUÑÓN DE BIELA•Gira sobre el cojinete de biela
MUÑÓN DE BIELA•Gira sobre el cojinete de biela
CIGÜEÑALCIGÜEÑAL
MUÑONES DE BANCADA:
•Muñequillas del eje de rotación del cigüeñal.
MUÑONES DE BANCADA:
•Muñequillas del eje de rotación del cigüeñal.
OTROS:•Collar de empuje axial•Plato de distribución•Plato de acoplamiento
OTROS:•Collar de empuje axial•Plato de distribución•Plato de acoplamiento
Motores de cilindros en línea:
•Tantas manivelas como cilindros
Motores de cilindros en línea:
•Tantas manivelas como cilindros
Motores de cilindros en V:
•Mitad de manivelas que de cilindros
Motores de cilindros en V:
•Mitad de manivelas que de cilindros
Número variableNúmero variable
Para regular el par motor:•Las combustiones en los diferentes cilindros han de suceder con intervalos iguales.•Se colocan las manivelas de tal manera que las correspondientes a dos ciclos consecutivos se encuentren desfasadas con un ángulo igual a: 180 h/i, Donde h es el número de tiempos e i el número de cilindros.ESTO SIRVE PARA MOTORES EN LINEA Y EN V, cuando el ángulo de la V es IGUAL al calculado con anterioridad.
AUMENTO DEL NÚMERO DE CILINDROS
AUMENTO DEL NÚMERO DE CILINDROS
AUMENTA EL NÚMERO DE MANIVELAS
AUMENTA EL NÚMERO DE MANIVELAS
Disminuye el grado de irregularidad del motor(relación entre el valor máximo y el valor medio del par motor)
Disminuye el grado de irregularidad del motor(relación entre el valor máximo y el valor medio del par motor)
Equilibrado• Se realiza mediante contrapesos que se sitúan
en las manivelas.• Equilibran el propio cigüeñal o las propias
manivelas• Reduce el efecto de las fuerzas y vibraciones
debidas al movimiento alternativo del pistón, biela y cigüeñal y sobre partes fijas (cojinetes de bancada)
FUERZAS CENTRÍFUGAS Y ALTERNATIVAS
FUERZAS CENTRÍFUGAS Y ALTERNATIVAS
MOTORES DE POCOS CILINDROS
MOTORES DE POCOS CILINDROS
MOTORES DE
MUCHOS CILINDROS
MOTORES DE
MUCHOS CILINDROS
Las fuerzas se equilibran entre
sí
Las fuerzas se equilibran entre
sí
Las fuerzas no se equilibran entre
sí
Las fuerzas no se equilibran entre
sí
CONTRAPESOS(en
contraposición del muñón de
biela)
CONTRAPESOS(en
contraposición del muñón de
biela)
PROYECTO DEL CIGÜEÑAL•Es importante tener en cuenta a la hora del diseño, la relación entre carrera y diámetro del cilindro.
RECUBRIMIENTORECUBRIMIENTOMUÑONES DE
BANCADA Y BIELAMUÑONES DE
BANCADA Y BIELAResistencia y
RigidezResistencia y
Rigidez
Compresión de las fibras del acero de las uniones
de las muñones de bancada y de biela
Compresión de las fibras del acero de las uniones
de las muñones de bancada y de biela
Aumenta la resistencia a Fatiga
Aumenta la resistencia a Fatiga
Dimensiones de las muñequillas son función
de
Dimensiones de las muñequillas son función
de
Cargas que los cojinetes
deben soportar
Cargas que los cojinetes
deben soportar
Velocidades de régimen
Velocidades de régimen
Rigidez necesaria para evitar
deformaciones
Rigidez necesaria para evitar
deformaciones
Diámetros de cojinetes pequeños
Diámetros de cojinetes pequeños
Vibraciones de torsión y
deformaciones
Vibraciones de torsión y
deformaciones
Sección interior
del cigüeñal
Sección interior
del cigüeñal
TaladrosTaladros
Aligeran el cigüeñal
Aligeran el cigüeñal
Sirven de agujeros de
paso del aceite de lubricación
Sirven de agujeros de
paso del aceite de lubricación
Lubrican los cojinetes
Lubrican los cojinetes
PROCESOS DE FABRICACIÓN•El material empleado es generalmente acero al carbono•La fabricación del cigüeñal:
•En principio Cilindro de acero torneado y sin contrapesos.•Posteriormente Se realizaban forjados y estampados en caliente con contrapesos
Actualmente, las operaciones de mecanización que se realizan son:
•Enderezado de la pieza en bruto antes del desbaste en el torno.•Tratamiento térmico: endurecimiento superficial, revenido, etc. •El acabado, que consiste en el rectificado, equilibrado y afinado.
Finalmente, se realizan controles de verificación
DURACIÓN CIGÜEÑAL
Averías cigüeñalAverías cigüeñal
Rotura por fatigaRotura por fatiga
Rayado de las muñequillas
Rayado de las muñequillas
Producida por:•Vibraciones de torsión•Golpeteo contra la culata•Mal equilibrado del cigüeñal
Producida por:•Vibraciones de torsión•Golpeteo contra la culata•Mal equilibrado del cigüeñal
Producida por:•Uso del motor sin estar en circulación el aceite•Bajo nivel de aceite
Producida por:•Uso del motor sin estar en circulación el aceite•Bajo nivel de aceite
Foto: Rotura del cigüeñal por fatigaFoto: Rotura del cigüeñal por fatiga
EXTRACCIÓN BIELA
Órden de extracciónÓrden de extracción
1º1º
3º3º
4º4º
2º2º
Debe estar desmontada la culata, el cilindro y el
pistón
Debe estar desmontada la culata, el cilindro y el
pistón
Separar los semicárteresSeparar los semicárteres
Extraer los árboles y engranajes que impidan
la extracción del eje
Extraer los árboles y engranajes que impidan
la extracción del eje
Extraer con útiles especiales la biela y los
rodamientos
Extraer con útiles especiales la biela y los
rodamientos
Foto: Extracción con mazaFoto: Extracción con maza
DESMONTAJE BIELA-CIGÜEÑAL
Orden de desmontaje
Orden de desmontaje
1º1º
3º3º
4º4º
2º2º
Marcar las piezas para su identificación en el
montaje
Marcar las piezas para su identificación en el
montaje
Extraer el eje mediante una prensa
Extraer el eje mediante una prensa
Separar un contrapeso del eje y el rodamiento
de agujas
Separar un contrapeso del eje y el rodamiento
de agujas
Dar la vuelta al cigüeñal y separar el otro
contrapeso
Dar la vuelta al cigüeñal y separar el otro
contrapeso
COMPROBACIÓN BIELA-CIGÜEÑAL
Orden de la comprobación
Orden de la comprobación
1º1º Holgura axial de la cabeza de la bielaHolgura axial de la cabeza de la biela
2º2º
3º3º
4º4º
7º7º
6º6º
5º5º
Holgura radial de la cabeza de la biela
Holgura radial de la cabeza de la biela
AlineamientoAlineamiento
Paralelismo del cigüeñal
Paralelismo del cigüeñal
Centrado del cigüeñal
Centrado del cigüeñal
Control del ejeControl del eje
Control de los radios
Control de los radios
Se introducen las galgas de espesores para conseguir la medida exactaSe coloca un reloj comparador sobre la cabeza de la biela y se mide el juego existente
Se coloca el cigüeñal entre las puntas de un reloj, se gira, se anotan los datos, y el mayor valor indica el descentrado
Se mide con una escuadra de precisión en varias zonas del
cigüeñalSe mide con un micrómetro y se comprueba que la medida
no exceda unos límites
Se comprueba el eje en conformidad de las tolerancias
de redondez y paralelismoUnos radios pequeños
pueden causar la fractura del cigüeñal
1.Holgura axial de la cabeza de la
biela
1.Holgura axial de la cabeza de la
biela
2.Holgura radial de la cabeza de la
biela
2.Holgura radial de la cabeza de la
biela
3.Alineamiento3.Alineamiento
4.Paralelismo4.Paralelismo
5.Centrado del cigüeñal
5.Centrado del cigüeñal
6. Control del eje y sus medidas
6. Control del eje y sus medidas
7. Control de los radios
7. Control de los radios
REPARACION BIELA-CIGÜEÑAL
ReparaciónReparación
La holgura axial o radial es mayor que la especificada por
el fabricante
El alineamiento, paralelismo o centrado es incorrecto
Se desmonta el cigüeñal y se sustituye la biela y las piezas de unión con el cigüeñal
Se desmonta el cigüeñal y se sustituye la biela y las piezas de unión con el cigüeñal
Se golpea con una maza en los contrapesos hasta conseguir las medidas correctas
Se golpea con una maza en los contrapesos hasta conseguir las medidas correctas
Se desmonta el cigüeñal y sustituir los elementos de unión con la biela
Se desmonta el cigüeñal y sustituir los elementos de unión con la biela
