Cigonyal - la base d'un motor de pistons

Per descomptat, tothom ha sentit parlar del cigonyal. Però, probablement, no tots els automobilistes entenen clarament què és i per a què serveix. I alguns ni tan sols saben realment com és i on és. Mentrestant, aquesta és la part més important, sense la qual el funcionament normal d'un motor de combustió interna de pistons (ICE) és impossible. 

Cal tenir en compte que aquesta peça és bastant pesada i cara, i la seva substitució és un negoci molt problemàtic. Per tant, els enginyers no paren d'intentar crear motors de combustió interna lleugers alternatius, en els quals es podria prescindir d'un cigonyal. Tanmateix, les opcions existents, per exemple, el motor Frolov, encara són massa crues, per la qual cosa és massa aviat per parlar de l'ús real d'aquesta unitat.

Cita

El cigonyal és una part integral del conjunt clau del motor de combustió interna: el mecanisme de manivela (KShM). El mecanisme també inclou bielles i parts del grup cilindre-pistó. 

Quan la barreja d'aire-combustible es crema al cilindre del motor, es forma un gas altament comprimit, que durant la fase de carrera de potència empeny el pistó fins al punt mort inferior. 

La biela està connectada al pistó per un extrem amb l'ajuda d'un passador de pistó i, a l'altre extrem, al diàmetre de la biela del cigonyal. La possibilitat de connexió amb el coll ve proporcionada per una part extraïble de la biela, anomenada tapa. Com que el diàmetre de la biela està desplaçat respecte de l'eix longitudinal de l'eix, quan la biela l'empeny, l'eix gira. Resulta una cosa que recorda la rotació dels pedals d'una bicicleta. Així, el moviment alternatiu dels pistons es converteix en rotació del cigonyal. 

En un extrem del cigonyal, la tija, hi ha un volant d'inèrcia, contra el qual es pressiona. A través d'ell, el parell es transmet a l'eix d'entrada de la caixa de canvis i després a través de la transmissió a les rodes. A més, el volant massiu, a causa de la seva inèrcia, assegura una rotació uniforme del cigonyal en els intervals entre les curses de treball dels pistons. 

A l'altre extrem de l'eix, s'anomena puntera, col·loquen un engranatge, a través del qual es transmet la rotació a l'arbre de lleves i que, al seu torn, controla el funcionament del mecanisme de distribució de gas. La mateixa unitat en molts casos també engega la bomba d'aigua. En general, aquí hi ha les politges per a l'accionament de les unitats auxiliars: bomba de direcció assistida (), generador, aire condicionat. 

Construcció

Cada cigonyal específic pot tenir les seves pròpies característiques de disseny. No obstant això, es poden distingir elements comuns a tots.

Aquelles seccions que es troben a l'eix longitudinal principal de l'eix s'anomenen revistes principals (10). El cigonyal descansa sobre ells quan s'instal·la al càrter del motor. Per al muntatge s'utilitzen coixinets llisos (revestiments).

Els cargols de biela (6) són paral·lels a l'eix principal, però desplaçats respecte a aquest. Mentre que la rotació dels diaris principals es produeix estrictament al llarg de l'eix principal, els cargols de la manivela es mouen en cercle. Aquests són els mateixos genolls, gràcies als quals la part va rebre el seu nom. Serveixen per connectar les bielles i a través d'elles reben els moviments alternatius dels pistons. Aquí també s'utilitzen coixinets llisos. El nombre de cargols de biela és igual al nombre de cilindres del motor. Encara que en els motors en forma de V, sovint dues bielles es recolzen en un sol diari principal.

Per compensar les forces centrífugues generades per la rotació de les palanques, en la majoria dels casos, encara que no sempre, disposen de contrapesos (4 i 9). Es poden situar als dos costats del coll o només a un. La presència de contrapesos evita la deformació de l'eix, que pot provocar un funcionament incorrecte del motor. Hi ha casos freqüents en què la flexió del cigonyal fins i tot condueix al seu bloqueig.

Les anomenades galtes (5) connecten els cargols de biela principal i de biela. També actuen com a contrapesos addicionals. Com més gran sigui l'alçada de les galtes, més allunyats de l'eix principal es troben els eixos de biela i, per tant, més gran és el parell, però menor és la velocitat màxima que és capaç de desenvolupar el motor.

Hi ha una brida (7) a la tija del cigonyal a la qual està connectat el volant.

A l'extrem oposat hi ha un seient (2) per a l'engranatge de l'arbre de lleves (cinturó de distribució).

En alguns casos, en un extrem del cigonyal hi ha un engranatge preparat per conduir unitats auxiliars.

El cigonyal es munta al càrter del motor a les superfícies de seient mitjançant coixinets principals, que es fixen des de dalt amb tapes. Els anells d'empenta propers als diaris principals no permeten que l'eix es mogui al llarg del seu eix. Des del costat de la punta i la tija de l'eix del cárter hi ha segells d'oli. 

Per subministrar lubricant als cargols de biela principal i de biela, tenen forats d'oli especials. A través d'aquests canals es lubriquen els anomenats revestiments (coixinets lliscants), que es col·loquen als colls.

Producció

Per a la fabricació de cigonyals, s'utilitzen graus d'acer d'alta resistència i tipus especials de ferro colat amb l'addició de magnesi. Els eixos d'acer es produeixen generalment per estampació (forja) seguit d'un tractament tèrmic i mecànic. Per garantir el subministrament de lubricant, es foren canals d'oli especials. En l'etapa final de producció, la peça s'equilibra dinàmicament per compensar els moments centrífugs que es produeixen durant la rotació. L'eix està equilibrat i, per tant, s'exclouen vibracions i batecs durant la rotació.

Els productes de ferro colat es fabriquen mitjançant fosa d'alta precisió. Els eixos de ferro colat són més barats i aquest mètode de producció facilita la creació de forats i cavitats internes.

En alguns casos, el cigonyal pot tenir un disseny plegable i constar de diverses peces, però aquestes peces pràcticament no s'utilitzen a la indústria de l'automòbil, excepte per a les motocicletes. 

Quins problemes poden sorgir amb el cigonyal

El cigonyal és una de les parts més estressades d'un cotxe. Les càrregues són principalment de naturalesa mecànica i tèrmica. A més, les substàncies agressives, com els gasos d'escapament, tenen un efecte negatiu. Per tant, fins i tot malgrat l'alta resistència del metall del qual estan fets els cigonyals, estan subjectes a un desgast natural. 

L'augment del desgast es veu facilitat per l'abús de les altes velocitats del motor, l'ús de lubricants inadequats i, en general, la negligència de les normes de funcionament tècnic.

Els revestiments (especialment els coixinets principals), la biela i els diaris principals es desgasten. És possible doblegar l'eix amb una desviació de l'eix. I com que les toleràncies aquí són molt petites, fins i tot una lleugera deformació pot interrompre el funcionament normal de la unitat de potència fins a l'encallament del cigonyal. 

Els problemes associats amb els revestiments ("enganxar-se" al coll i esgarrapades dels colls) són la part del lleó de tots els mals funcionaments del cigonyal. Molt sovint es produeixen a causa de la manca d'oli. En primer lloc, en aquests casos, cal comprovar el sistema de lubricació (bomba d'oli, filtre) i canviar l'oli.

La vibració del cigonyal sol ser causada per un mal equilibri. Una altra possible causa pot ser la combustió desigual de la mescla als cilindres.

De vegades poden aparèixer esquerdes, que inevitablement acabaran amb la destrucció de l'eix. Això pot ser causat per un defecte de fàbrica, que és molt rar, així com per la tensió acumulada del metall o el desequilibri. És molt probable que la causa de les esquerdes sigui l'impacte de les peces d'acoblament. Un eix esquerdat no es pot reparar.

Tot això s'ha de tenir en compte abans de substituir o reparar el cigonyal. Si no trobeu i elimineu les causes dels problemes, en un futur proper, tot s'haurà de repetir de nou.

Selecció, substitució, reparació

Per aconseguir el cigonyal, heu de desmuntar el motor. A continuació, s'eliminen les tapes dels coixinets principals i les bielles, així com el volant i els anells d'empenta. Després d'això, s'elimina el cigonyal i es realitza la seva resolució de problemes. Si la peça s'ha reparat prèviament i ja s'han seleccionat totes les dimensions de reparació, s'haurà de substituir. Si el grau de desgast ho permet, es neteja l'eix, prestant especial atenció als forats d'oli, i després procedir a la reparació.

El desgast a la superfície dels colls s'elimina mitjançant la mòlta fins a una mida de reparació adequada. Aquest procés està lluny de ser tan senzill com podria semblar a primera vista, i requereix equips especials i qualificacions adequades del mestre.

Tot i que, després d'aquest processament, la peça està subjecta a un equilibri re-dinàmic obligatori, la reparació del cigonyal sovint es limita a la rectificació. Com a resultat, un eix desequilibrat després d'aquesta reparació pot vibrar, mentre els seients es trenquen, els segells s'afluixen. Són possibles altres problemes, que en última instància condueixen a un consum excessiu de combustible, una caiguda de potència i un funcionament inestable de la unitat en determinats modes. 

No és estrany que es redreça un eix doblegat, però els experts es mostren reticents a emprendre aquest treball. Redreçar i equilibrar és un procés molt laboriós i costós. A més, l'edició del cigonyal s'associa amb el risc de fractura. Per tant, en la majoria dels casos, un cigonyal deformat és més fàcil i més barat de substituir per un de nou.

En substituir, cal instal·lar exactament la mateixa peça o un anàleg acceptable, en cas contrari no es poden evitar nous problemes.

Comprar un cigonyal usat a baix cost és una mena de porc en un cop, que ningú sap què serà al final. En el millor dels casos, està una mica desgastat, en el pitjor, té defectes que no es noten a la vista.

En comprar-ne un de nou a un venedor de confiança, podeu estar segur de la seva qualitat. La botiga en línia xinesa pot oferir altres components del vostre cotxe a preus raonables.

No oblideu també que quan instal·leu un nou cigonyal, assegureu-vos de substituir la biela i els coixinets principals, així com els segells d'oli.

Després de substituir el cigonyal, el motor s'ha de fer funcionar de dos a dos mil quilòmetres i mig de manera suau i sense canvis bruscos de velocitat.