Estructura, ajuste y métodos de soporte de los cojinetes del cigüeñal
I. Requisitos de funcionamiento y uso deCojinetes del cigüeñal
Los cojinetes del cigüeñal incluyen los cojinetes de biela y los cojinetes principales. Su función es proteger los muñones y los orificios de los cojinetes, reduciendo la fricción y el desgaste. Convierten la fuerza del gas transmitida desde el conjunto pistón-biela en par motor para su transmisión externa. También se utilizan para accionar el tren de válvulas del motor y otros dispositivos auxiliares.
Requisitos de uso: Todos ellos soportan cargas alternas y fricción a alta velocidad; por lo tanto, los materiales de los cojinetes deben tener suficiente resistencia a la fatiga, baja fricción, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión.
II. Estructura deCojinetes del cigüeñal
Tanto los cojinetes de biela como los cojinetes principales constan de dos semicojinetes, superior e inferior, que se acoplan entre sí. Cada semicojinete se compone de un soporte de acero y una capa de aleación antifricción, o bien de un soporte de acero, una capa de aleación antifricción y una capa de revestimiento blando. El primer caso se denomina semicojinetes de dos capas, y el segundo, de tres capas.
1. Soporte de acero y capa antifricción
El soporte de acero es el material base de la carcasa del cojinete, fabricado con acero de bajo contenido de carbono de 1 a 3 mm de espesor. La capa antifricción es una aleación antifricción de 0,3 a 0,7 mm de espesor, relativamente blanda, que protege el muñón.
Materiales de la capa antifricción:
(1) Aleación blanca (aleación Babbitt): Buen rendimiento antifricción, pero baja resistencia mecánica y escasa resistencia al calor. Se utiliza comúnmente en motores de gasolina con bajas cargas.
(2) Aleación de cobre y plomo: Alta resistencia mecánica, alta capacidad de carga y buena resistencia al calor. Se utiliza principalmente en motores diésel de alta carga. Sin embargo, su rendimiento antifricción es deficiente.
(3) Aleación a base de aluminio: Existen tres tipos: aleación de aluminio-antimonio-magnesio, aleación de aluminio con bajo contenido de estaño y aleación de aluminio con alto contenido de estaño. Las dos primeras poseen buenas propiedades mecánicas y una gran capacidad de carga, pero un rendimiento antifricción deficiente. Se utilizan principalmente en motores diésel; la última presenta buenas propiedades mecánicas y un rendimiento antifricción adecuado, y se utiliza ampliamente en motores diésel y de gasolina.
2. Posicionamiento de la chaveta y la ranura de aceite
El cojinete de biela cuenta con una chaveta de posicionamiento que se inserta en la ranura de posicionamiento del extremo grande de la biela y la tapa de la biela durante la instalación, impidiendo así que el cojinete se mueva hacia adelante y hacia atrás o gire. El casquillo del cojinete también dispone de orificios y ranuras de lubricación que deben alinearse con los orificios correspondientes durante la instalación.
III.Cojinete del cigüeñalAjuste de fuerza libre e interferencia
1. Fuerza libre: El radio de curvatura del casquillo del cojinete en su estado libre es ligeramente mayor que el radio del asiento del cojinete. Esta diferencia de diámetro se denomina fuerza libre o apertura. En los motores de gasolina, suele ser de 0,8 a 1,5 mm, y en los motores diésel, de 1,5 a 2,5 mm.
2. Ajuste por interferencia: Debido a que la circunferencia del diámetro exterior del casquillo del cojinete es ligeramente mayor que la circunferencia del asiento del cojinete, se genera un ajuste por interferencia tras el apriete de los pernos de la biela. Esto garantiza que el casquillo del cojinete no gire, se desplace ni vibre durante el funcionamiento, permitiendo un ajuste preciso entre el casquillo y el asiento del cojinete para facilitar la disipación del calor. El voladizo del cojinete suele ser de 0,04 a 0,09 mm.
Inspección: Después de instalar el cojinete en su alojamiento, apriete los pernos de ambos lados al par de apriete especificado por el fabricante. A continuación, afloje completamente el perno de un lado y utilice un calibrador de espesores para comprobar la holgura entre el alojamiento del cojinete y el orificio del cojinete. Esta holgura es el voladizo del cojinete. IV. Cojinete de empuje del cigüeñal
Función del cojinete de empuje del cigüeñal: Cuando un vehículo está en movimiento, el pedal del embrague aplica un empuje axial al cigüeñal, provocando su movimiento axial. Un movimiento axial excesivo afectará el funcionamiento normal del conjunto pistón-biela y alterará la sincronización correcta de las válvulas y la inyección del motor diésel. Los cojinetes de empuje son necesarios para garantizar el posicionamiento axial del cigüeñal.
Los cojinetes de empuje solo se pueden instalar en una ubicación para garantizar que el cigüeñal pueda expandirse libremente al calentarse. Los tipos principales incluyen:
1. Carcasa de cojinete con brida
2. Arandelas de empuje semicirculares
3. Arandelas de empuje circulares
Precauciones de instalación: El lado de la arandela de empuje con la capa antifricción (el lado con la ranura de aceite) debe mirar hacia las piezas giratorias. Cuando el cigüeñal se mueve hacia adelante, la arandela de empuje trasera soporta el empuje axial; cuando se mueve hacia atrás, la arandela de empuje delantera soporta el empuje axial.
Ajuste de la holgura axial: Sustituya las arandelas de empuje por otras de diferente grosor o modifique el grosor de las arandelas existentes. (Generalmente, el estándar es de 0,07 a 0,17 mm, con un límite admisible de 0,25 mm).
V. Métodos de soporte del cigüeñal
Un cigüeñal con un muñón principal entre cada dos cigüeñales adyacentes se denomina cigüeñal totalmente soportado; de lo contrario, se denomina cigüeñal parcialmente soportado.
1. Cigüeñal totalmente soportado:
Ventajas: Aumenta la rigidez y la resistencia a la flexión del cigüeñal; reduce la carga sobre los cojinetes principales.
Desventajas: Aumenta el número de superficies mecanizadas en el cigüeñal, aumenta el número de cojinetes principales y alarga el bloque del motor.
Aplicaciones: Ampliamente utilizado; los motores diésel suelen emplear este método de soporte.
2. Cigüeñal parcialmente soportado:
Ventajas: Acorta la longitud del cigüeñal, reduciendo así la longitud total del motor.
Desventajas: Requiere una mayor carga en los cojinetes principales.
Aplicaciones: Los motores de gasolina con menores requisitos de carga pueden utilizar este método.
Fecha de publicación: 6 de febrero de 2026
