Guía para principiantes sobre el cigüeñal y el árbol de levas

La mayoría de las personas están perdidas cuando se trata de automóviles. La sola mención de cambios de aceite, cajas de cambios, alineación de ejes, cigüeñal y árbol de levas los sume en un pánico absoluto. Sin embargo, la mayoría de estos son conceptos básicos que funcionan con principios sencillos. Veamos los cigüeñales y los árboles de levas, sus usos y los diferentes tipos.

¿Qué es un cigüeñal?

El cigüeñal es un componente de alta resistencia del motor de combustión interna (ICE) que se encuentra en distintos tipos de vehículos, como los tractores modernos, los automóviles, etc. Un cigüeñal es esencialmente una barra metálica con varios apéndices unidos que giran rápidamente (unas 14.000 rpm) y es esencial para transmitir la potencia del motor a las ruedas.

¿Qué hace un cigüeñal?

En términos más técnicos, la función principal del cigüeñal es convertir el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotativo transmitido al volante de inercia y a la transmisión. El cigüeñal también transmite potencia a otros componentes esenciales del motor, como la bomba de aceite, la bomba de refrigeración, la distribución de válvulas, el compresor del aire acondicionado y el alternador.

Por lo tanto, el cigüeñal está en movimiento constante y debe fabricarse con un material duradero y altamente resistente al desgaste, la fatiga y el calor. Los materiales más utilizados son el acero forjado o la fundición de hierro.

¿Cuáles son los diferentes tipos de cigüeñales?

Las bielas y la forma en que se conectan varían según el diseño del cigüeñal. Los cigüeñales se clasifican a grandes rasgos en dos tipos:

El cigüeñal monolítico

Este tipo se utiliza comúnmente en motores de varios cilindros, sobre todo en el motor de cuatro tiempos que se encuentra en la mayoría de los automóviles.

El cigüeñal de tipo ensamblado

Este tipo se utiliza comúnmente en motores monocilíndricos y bicilíndricos de cuatro tiempos, así como en motores de dos tiempos.

Debido a la alta resistencia de la fundición de hierro, esta se utiliza generalmente en la construcción de vehículos de producción de gran volumen y baja carga. Para los motores de bajo consumo que requieren una mayor relación potencia-cilindrada, se prefieren los cigüeñales de acero forjado.

¿Cuáles son los componentes de un cigüeñal?

El cigüeñal está diseñado con un núcleo resistente y superficies robustas para soportar el desgaste debido a su movimiento rotativo constante. Sus componentes principales son:

• Muñones principales: giran en el cojinete y determinan el eje sobre el que gira el cigüeñal.
• Muñones de biela: los muñones de biela están conectados a las bielas.
• Brazos del cigüeñal: los brazos del cigüeñal conectan los muñones de biela con el muñón principal.
• Volante de inercia/transmisión de fuerza: el volante de inercia ayuda a suavizar el par del motor y lo reduce
• Conducto de aceite: es una abertura que recorre el cigüeñal. El aceite fluye por el conducto de aceite cuando el motor está en funcionamiento y proporciona lubricación a las piezas móviles.
• Contrapesos: como su nombre indica, aportan equilibrio de peso al cigüeñal al reducir la carga sobre el cojinete principal. Se fijan directamente en el cigüeñal o se conectan a él mediante el brazo del cigüeñal

¿Qué es un árbol de levas?

Un árbol de levas es un componente muy importante del motor de combustión interna. Determinan (en gran medida) el rendimiento de su motor a distintas velocidades. Tiene forma de barra con lóbulos llamados levas situados a lo largo de su longitud.

¿Para qué se utiliza?

La función principal del árbol de levas es controlar la apertura y el cierre de las válvulas de escape y de admisión. Se asegura de que la válvula de admisión se abra en el momento adecuado para alimentar la mezcla de aire y combustible al motor. Esto es importante para convertir el movimiento rotativo en movimiento alternativo. Mejorar la función del árbol de levas puede aumentar la eficiencia, el par máximo, la potencia y el rendimiento general.

El árbol de levas tiene esencialmente dos partes: las levas y el eje, que sincronizan la apertura o el cierre de las válvulas con el engranaje del cigüeñal. Los automóviles utilizan árboles de levas fabricados con acero forjado o fundición de hierro.

¿Cuáles son los diferentes tipos de árboles de levas?

Generalmente existen dos tipos de árboles de levas según el tipo de "empujador" que utilicen.

Los árboles de levas con taqué plano

Este árbol de levas se sitúa donde el taqué y la leva se frotan entre sí, el punto en el que el taqué gira sobre la leva. Este movimiento giratorio es muy importante para prevenir el desgaste de las piezas en constante movimiento del árbol de levas. El árbol de levas de taqué plano funciona con taqués planos hidráulicos y sólidos (también llamados seguidores y taqués).

Árboles de levas de rodillo

Como su nombre indica, la punta es redondeada para garantizar que el rodillo mantenga la válvula abierta a una mayor alzada durante más tiempo. Este ajuste influye en la demanda de carga de aire-combustible y abre la válvula más rápido. Al igual que el taqué plano, el árbol de levas de rodillo funciona con taqués de rodillo hidráulicos y sólidos.

¿Cuáles son los diferentes componentes de un árbol de levas?

• Los muñones: mantienen el árbol de levas en su sitio para que no se desvíe mientras el eje gira a gran velocidad.
• Las levas: regulan la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape mientras el árbol de levas gira. La velocidad de apertura y cierre de las válvulas influye en el rendimiento del motor. Cambian su velocidad a medida que cambia la velocidad del motor.
• Los extremos: el extremo delantero del árbol de levas sincroniza el movimiento del motor con el cigüeñal, y el extremo trasero mantiene el encendido a tiempo con el resto del motor de combustión interna.
• El cojinete del árbol de levas: son añadidos para mejorar el rendimiento de los árboles de levas. El cojinete actúa aislando el árbol de levas para que no se vea afectado si el motor falla.

¿Cuáles son las diferencias entre un cigüeñal y un árbol de levas?

Existen varias diferencias clave entre un árbol de levas y un cigüeñal, además de su función. Veamos algunas diferencias clave:

Ubicación

El cigüeñal se encuentra debajo del cilindro, mientras que el árbol de levas se encuentra encima del cilindro.

Modo de funcionamiento

El cigüeñal convierte el movimiento lineal del pistón en movimiento circular, mientras que el árbol de levas se utiliza para sincronizar la apertura y el cierre correctos de las válvulas de admisión y escape.

Fabricación

Los cigüeñales suelen fabricarse con acero aleado forjado, mientras que los árboles de levas suelen fabricarse con acero forjado o hierro fundido.

Conclusión

El cigüeñal y el árbol de levas son piezas vitales del motor de combustión interna y tienen distintas piezas que articulan de diferentes maneras para garantizar que el eje funcione correctamente. Mientras que el cigüeñal está diseñado para transformar el movimiento lineal en circular, el árbol de levas regula la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape. La energía del árbol de levas se transmite al cigüeñal para que realice su funcionamiento.

Preguntas frecuentes

¿Qué tienen en común el cigüeñal y el árbol de levas?

Ambos son ejes, aunque están diseñados de forma diferente y conectados a distintas partes del motor. El movimiento del árbol de levas es impulsado por el cigüeñal mediante una cadena o engranajes en su extremo delantero. El cigüeñal aprovecha la energía generada por el cierre y la apertura de las válvulas en el proceso de combustión para impulsar el motor.

¿Cuáles son los signos de un cigüeñal defectuoso?

Existen varias señales importantes que apuntan a un cigüeñal defectuoso. Entre ellas se incluyen luces indicadoras intermitentes, un motor que se cala, fallos de encendido, aceleración irregular, consumo de combustible reducido y una vibración irregular del motor.

¿Cuál es la función principal del árbol de levas?

Regular y sincronizar el cierre y la apertura de las válvulas de admisión y escape.

¿Qué gira más rápido, el cigüeñal o el árbol de levas?

El cigüeñal gira el doble de rápido que el árbol de levas. Esto se debe a que solo hace falta una vuelta del árbol de levas para completar el funcionamiento de las válvulas durante un ciclo completo del motor, mientras que el motor de cuatro tiempos (cigüeñal) debe dar dos vueltas para completar un ciclo.

¿Cuál es la función principal de un cigüeñal?

Es la pieza más esencial del motor de combustión interna; transforma el movimiento lineal en movimiento rotacional.