El cigüeñal es la parte giratoria central del motor. Su función es convertir el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio y conducir el sistema de transmisión del vehículo, generador, compresor y otros accesorios a través de la salida de par.Soporta el cambio periódico de la presión del gas, la fuerza de inercia y la fuerza centrífuga, necesita tener alta resistencia, rigidez, resistencia al desgaste y buen equilibrio, es la parte clave que determina el rendimiento y la vida del motor.

Clasificación del cigüeñal

1. Según la forma estructural:

- cigüeñal integral: el cuello del husillo y el cuello del eje de la biela se forman en una sola pieza, con una estructura simple y una alta fiabilidad, adecuado para motores diesel de media y alta velocidad.

- cigüeñal combinado: se monta después de la fabricación segmentada para facilitar el mantenimiento. A menudo se utiliza en grandes motores diesel de baja velocidad.

2. Por tipo de motor:

- cigüeñal en línea (por ejemplo, tipo L) : el número de cuello de eje de la biela es el mismo que el número de cilindros. Es compacto y se utiliza principalmente en automóviles de pasajeros.

- cigüeñal en V (por ejemplo, V6, V8) : el número de cuello de eje de la biela es la mitad del número de cilindros, adecuado para motores de alta potencia.

- cigüeñal opositor horizontal: para motores de diseño especial (por ejemplo, motores porsche Boxer) con buen equilibrio.

3. Según la tecnología material:

- cigüeñal forjado: acero medio al carbono (acero 45) o acero aleado (acero 40CrMo) con alta resistencia a la fatiga para motores de alto rendimiento.

- cigüeñal fundido: hierro dúctil (qt700-2) de bajo costo, adecuado para motores de pequeña y mediana potencia.

Las especificaciones

1. Parámetros del tamaño:

- diámetro del cuello del husillo: φ50-φ300mm (aumenta con la potencia).

- diámetro del cuello de eje del enlace: φ40-φ280mm.

- longitud: 0.3-3m (dependiendo del número de cilindros con arreglo).

2. Materiales y propiedades:

- dureza: endurecimiento superficial HRC 50-62, matriz HRC 25-40.

- resistencia a la fatiga: acero forjado ≥600MPa, hierro nodular ≥400MPa.

3. Requisitos de precisión:

- redondeado del cuello de eje ≤0.01mm, coaxial ≤0.03mm, rugosidad de la superficie Ra≤0.8μm.

Parámetros de diseño

1. Diseño mecánico:

- resistencia a la flexión y torsión: debe cumplir con un factor de seguridad de 1,5 veces el par máximo del motor.

- esquinas redondas de transición: R≥3mm para reducir la concentración de tensión y evitar grietas por fatiga.

2. Equilibrio dinámico:

- el contrapeso está diseñado para compensar la fuerza centrífuga, la amplitud de la vibración es ≤0.02mm (equilibrio dinámico de la clase G6.3).

3. Lubricación y enfriamiento:

- diseño de paso de aceite: a través del cuello del husillo con el cuello de eje de enlace para garantizar la lubricación de alta presión.

- estructura hueca: reduce el peso y optimiza la disipación de calor.

Ámbito de aplicación

1. Campo del motor de combustión interna:

- maquinaria de construcción (por ejemplo, excavadoras), vehículos de pasajeros, vehículos comerciales, barcos, grupos electrógenos.

2. Aplicaciones especiales:

- motores de aviación, motocicletas, maquinaria agrícola (tractores).

3. Necesidades de la industria:

- alta fiabilidad (por ejemplo, vehículos militares), economía (vehículos comerciales) y alto rendimiento (motores de carreras).

Características importantes

1. Alta resistencia y anti-fatiga:

- el proceso de forja asegura que la línea de flujo de metal sea continua y que la superficie se refuerce para mejorar la vida.

2. Fabricación precisa:

- rectificado CNC con tecnología de inspección en línea para una precisión de hasta un micrón.

3. Diseño ligero:

- la optimización topológica o la estructura hueca reducen el peso muerto y mejoran la eficiencia del combustible.

4. Modularidad y reparabilidad:

- el diseño combinado facilita el reemplazo de las piezas de desgaste y reduce los costos de mantenimiento.

5. Adaptabilidad ambiental:

- resistencia a la corrosión reforzada por recubrimientos superficiales (por ejemplo, nitruración, cromado duro).

Introducción al proceso

1. Fabricación en blanco:

- forja: moldeada por prensas de forja en caliente, optimizada para la agilización del metal.

- fundición: molde de impacto de flujo de aire de hierro dúctil, alta precisión y bajo costo.

2. Tratamiento térmico:

- tratamiento de moderación: templado + templado a alta temperatura para optimizar la fuerza y la tenacidad.

- endurecimiento por inducción superficial: endurecimiento de frecuencia media para formar una capa endurecida (profundidad 1.5-3mm).

3. Arte de mecanizado:

- procesamiento de fresado externo: corte intermitente con fresadora de disco CNC para aumentar la eficiencia.

- rectificado de seguimiento: CNC de enlace para rectificar el cuello del husillo con el cuello de enlace, una vez que se completa la sujeción.

4. Tecnología de refuerzo:

- rodadura de esquinas redondeadas: los rodillos extruyen esquinas redondeadas para aumentar la vida del 120%-230%.

- refuerzo de granallado: la capa superficial de estrés de compresión eleva la resistencia a la fatiga.

5. Prueba de calidad:

- detección ultrasónica de fallas + detección de partículas magnéticas y detección de grietas, prueba de equilibrio dinámico para verificar la vibración.

 

El cigüeñal es un componente clave en un motor o equipo mecánico que se utiliza para convertir el movimiento alternativo del pistón en un movimiento rotativo. Los productos generalmente están hechos de aceros aleados de alta resistencia (por ejemplo, 42CrMo, 35CrMo) o hierro fundido nodular, forjados con precisión y tratados térmicamente para ofrecer excelentes propiedades mecánicas, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga. El cigüeñal tiene un diseño preciso que puede soportar altas cargas y condiciones de trabajo complejas. El rango de aplicación es amplio, que cubre la industria automotriz, la marina, la maquinaria de construcción y otros campos, para garantizar la operación eficiente y estable de todos los tipos de sistemas de energía.