Cigüeñal

El cigüeñal es el principal órgano giratorio del motor, la pieza que recoge los empujes independientes de cada pistón y los fusiona en una única salida de giro continuo. Es el último eslabón mecánico antes de que la potencia abandone el motor a través del volante de inercia o la placa flexible y, desde ahí, pase al embrague o al convertidor de par y, finalmente, a las ruedas. En esencia, es la pieza que permite que una serie de pequeñas explosiones se convierta en una rotación suave y aprovechable.

Logra esto gracias a su característica forma acodada. Los apoyos principales discurren a lo largo del eje central del cigüeñal y giran sobre cojinetes de bancada fijados al bloque motor, definiendo el eje de rotación. Entre ellos se sitúan los muñones de biela, descentrados respecto a ese eje una distancia fija; a estos muñones desplazados se fijan las cabezas de las bielas. Cuando un pistón es impulsado hacia abajo, su biela presiona sobre el muñón y, al estar este descentrado, aplica un momento de giro al eje, igual que el pie sobre el pedal de una bicicleta hace girar el plato. La distancia de descentramiento es el radio de la muñequilla, y el doble de ese radio equivale a la carrera del pistón, una de las dos dimensiones que, junto con el diámetro, fija la cilindrada del motor.

Gestionar el orden y el espaciado de estos impulsos es clave para la suavidad de marcha. Los muñones se disponen en ángulos cuidadosamente elegidos para que los cilindros enciendan en una secuencia que reparta las carreras de explosión de manera uniforme y equilibre las fuerzas. Frente a los muñones se forjan o funden pesados contrapesos que compensan la inercia de las cabezas de biela en rotación y amortiguan las vibraciones propias de un mecanismo alternativo; sin ellos, el motor temblaría con violencia. Un amortiguador de vibraciones torsionales en la polea delantera reduce además los esfuerzos de torsión que, de otro modo, fatigarían el eje.

Los cigüeñales suelen forjarse en acero para soportar las exigencias de motores potentes, o fundirse en fundición nodular cuando el coste y los menores esfuerzos lo permiten. Sus muñones se rectifican con precisión y se endurecen superficialmente, y giran sobre finos cojinetes de fricción alimentados con aceite a presión a través de conductos taladrados en el interior del eje. El extremo delantero del cigüeñal acciona habitualmente la correa o cadena de distribución, que mantiene los árboles de levas y las válvulas sincronizados con la posición del pistón.

En servicio, el cigüeñal es sumamente duradero, pero depende por completo de un aceite limpio y a presión; una pérdida de presión de aceite arruina con rapidez los cojinetes de bancada y de cabeza y puede rayar o gripar los muñones. Una holgura axial excesiva, un cojinete de empuje desgastado o una grieta por fatiga son averías graves, y el remedio tradicional cuando aparece el desgaste consiste en rectificar los muñones a una cota inferior con cojinetes a medida.