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El cigüeñal

Un cigüeñal 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, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo. El cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor.

Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a 40 Rockwell "C" (40 RHC), debido a que cuanto más dura es la aleación más frágil se convierte la pieza y se podría llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las que está sometida. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla.

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.

En otras disposiciones como motores en V o bien horizontales opuestos (boxer) puede variar esta regla, dependiendo del número de cilindros que tenga el motor. El cigüeñal es también el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa así en los automóviles con motor de combustión interna actuales.

El bloque motor

El bloque del motor, bloque motor, bloque de cilindros o monoblock es una pieza fundida en hierro o aluminio que aloja los cilindros de un motor de combustión interna así como los soportes de apoyo del cigüeñal. El diámetro de los cilindros, junto con la carrera del pistón, determina la cilindrada del motor.

Funciones

La función del bloque es alojar el tren alternativo, formado por el cigüeñal, las bielas y los pistones. En el caso de un motor por refrigeración líquida, la más frecuente, en el interior del bloque existen también cavidades formadas en el molde a través de las cuales circula el agua de enfriamiento, así como otras tubulares para el aceite de lubricación cuyo filtro también está generalmente fijo a la estructura del bloque.

Cuando el árbol de levas no va montado en la culata (como es el caso del motor OHV) existe un alojamiento con apoyos para el árbol de levas de las válvulas.

El bloque tiene conexiones y aperturas a través de las cuales varios dispositivos adicionales son controlados a través de la rotación del cigüeñal, como puede ser la bomba de agua, bomba de combustible, bomba de aceite y distribuidor(en los vehículos que los poseen).

Material

Los materiales más usados son el hierro fundido y el aluminio, este último más ligero y con mejores propiedades disipadoras, pero de precio más elevado.

Resistiendo peor al roce de los pistones, los bloques de aluminio tienen los cilindros normalmente revestidos con camisas de acero.

El material del que son construidos los bloques tiene que permitir el moldeado de todas las aperturas y pasajes indispensables, así como también soportar los elevados esfuerzos de tracción de la culata durante la combustión, y alojar a las camisas de cilindro por donde se deslizan los pistones. Asimismo van sujetas al bloque las tapas de los apoyos del cigüeñal, también llamadas apoyos de bancada. Además, tiene que tener apoyos del cigüeñal reforzados.

La culata

La culata, tapa de cilindros, cabeza del motor o tapa del bloque de cilindros es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión.

Son varias las explosiones que se han dado con las configuraciones de la culata, según el tipo de motor, siendo la más sencilla la del motor de dos tiempos refrigerado por aire en la que literalmente es la tapa del cilindro atravesada por el orificio roscado para la bujía y que por una de sus caras tiene las aletas de refrigeración que buscan una mayor superficie de contacto con el elemento refrigerante que es el aire.

Los motores antiguos refrigerados por agua pero con válvulas en el bloque, son también sencillamente la tapa de los cilindros conformando la cámara de combustión, presentando la diferencia de ser una pieza de fundición hueca que en su interior conduce el elemento refrigerante que es el agua. las cabezas de los motores son muy diferentes en cuanto a material a comparación del monobloque.

Posteriormente, para aumentar la eficiencia del motor, los diseñadores fueron ubicando en la culata las válvulas y el tren de balancines que las accionan para permitir la entrada y salida de gases a la cámara de combustión y en consecuencia también los orificios o lumbreras de conducción de dichos gases. Más recientemente se desplazaron los ejes de levas desde el bloque para configurar el componente complejo de hoy en día.

Si el motor de combustión interna es de encendido provocado (motor Otto), lleva orificios roscados donde se sitúan las bujías. En caso de ser de encendido por compresión (motor diésel) en su lugar lleva los orificios para los inyectores.

La culata se construye en hierro fundido, aluminio o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante tornillos y una junta: la junta de culata. Se construye con estos elementos porque el sistema de enfriamiento debe ser rápido, y estos elementos se enfrían rápidamente.

Cuando la culata está dañada emite un sonido parecido a un golpeteo ligero y un poco fuerte en la cabeza. No son los busos ni las punterías. Cuando el motor está con los niveles correctos de aceite, los busos y punterías emiten un sonido parecido a un golpeteo continuo pero muy ligero y silencioso.