¿Qué es el cigüeñal y cómo funciona?
El motor es la máquina que convierte la energía química en energía mecánica. La energía cinética se puede producir mediante la combustión del combustible del cilindro, que impulsa el movimiento alternativo del pistón del cilindro del motor.
De esta manera, al accionar la biela sobre el pistón, la manivela de conexión realiza un movimiento circular alternativo alrededor del centro del cigüeñal, para que este pueda girar. El volante y la caja de cambios están conectados, de modo que la potencia puede transferirse desde el cigüeñal a la caja de cambios, luego a un semieje y luego a la rueda, generando así la potencia.
Generalmente consta de un muñón principal, un muñón de biela, un cigüeñal, un bloque de equilibrio, una sección delantera y una parte trasera, que están hechos de acero estructural al carbono o hierro dúctil. El muñón principal, un muñón de biela y un cigüeñal forman el recorrido del cigüeñal; el número de recorridos del cigüeñal de un motor en línea es igual al número de cilindros; el número de recorridos del cigüeñal de un motor en V es igual a la mitad del número de cilindros.
La tecnología de procesamiento del cigüeñal es: piezas en blanco → perforación → rectificadora CNC → rectificadora de desbaste → pulidora con microacabado.
¿Qué es el árbol de levas y cómo funciona?
El árbol de levas tiene la función de controlar la apertura y el cierre de la válvula. Mediante la rotación continua del árbol de levas, la varilla superior de la válvula se empuja hacia arriba y hacia abajo, controlando así la apertura y el cierre de la válvula.
El árbol de levas incluye varias partes como el muñón del cojinete, la leva de admisión y escape, la rueda excéntrica y el engranaje que acciona el dispositivo de asistencia del motor y el muñón del engranaje de distribución. Los lados de la leva tienen forma de huevo y están diseñados para garantizar que el cilindro tenga una admisión y escape adecuados. En concreto, es para completar la acción de apertura y cierre de la válvula en el menor tiempo posible. Sus materiales son fundición dura y fría, fundición de baja aleación templada, fundición dúctil, acero de medio carbono, acero carburizado, etc.
La rigidez del árbol de levas es pobre y se deforma fácilmente; con alta precisión y procesamiento difícil.
¿Por qué es necesario pulir?
La pérdida por fricción del sistema de distribución de gas es uno de los tres factores principales del consumo interno del motor y representa entre el 7 % y el 10 % de la pérdida por fricción del motor. Entre ellos, la pérdida por fricción del conjunto del pistón ocupa el primer lugar y la del sistema del cigüeñal el segundo. Hay aceite lubricante en el motor. Cuando el motor está en marcha, el aceite del motor formará una capa de película de aceite en la superficie de cada componente del motor, lo que puede evitar la fricción causada por el contacto directo con cada componente.
Después de pulir el cigüeñal con la muela abrasiva, aún quedarán algunas marcas de pulido en la superficie, la rugosidad de la superficie Ra, Rz, Rock, Rpk y otros valores no son ideales y la tasa de soporte de contorno (Rmr) es baja, por lo que la capa de aceite en la superficie del cigüeñal es deficiente.
La superficie de contacto no forma una película de aceite estable, lo que fácilmente provoca desgaste anormal, quemaduras e incluso el desprendimiento del cigüeñal. Por lo tanto, el muñón principal, el muñón de biela y la superficie de empuje del cigüeñal están todos súper refinados y pulidos para mejorar la precisión de la superficie y la estabilidad dimensional del cigüeñal. Después del pulido de la superficie, se logran las características de lubricación de la superficie de contacto, la mejora en el tamaño geométrico hace que la película de aceite lubricante en la superficie del cigüeñal forme una película de aceite lubricante estable y transfiera uniformemente la capacidad de carga.
El proceso tradicional consiste en utilizar una máquina herramienta de acabado superior con piedra de afilar. Después del procesamiento, la geometría del muñón se daña gravemente, formando una forma de silla de montar (forma cóncava), y el impacto en el tamaño del muñón es significativo. El acabado superior de los cigüeñales ya ha utilizado el proceso de pulido con banda abrasiva CNC, y esta banda abrasiva es a prueba de humedad con flocado electrostático (para garantizar que las puntas abrasivas miren hacia afuera). Para poder pulir esquinas y hombros redondeados, la banda de pulido se puede mecanizar en una correa dentada para adaptarse a la superficie mecanizada.
Puede pulir simultáneamente muñones principales, muñones de biela, esquinas redondeadas, hombros y superficies de empuje. Su estructura es de tipo par de sujeción, con 4 piezas de almohadillas (tipo cóncavo medio) en cada muñón para presionar la banda abrasiva; las almohadillas y las bandas abrasivas son adecuadas para la selección de acuerdo con el material y la dureza de la pieza de trabajo; la función de carrete de cinta en la máquina asegura que cada muñón tenga una nueva sección de la banda abrasiva (longitud ajustable) para participar en el trabajo; el pulido se lleva a cabo mediante el principio de superacabado, y su eficiencia y efecto son mucho mejores que la piedra de afilar.
Parámetros comunes e importantes para el pulido
La rugosidad de la superficie se refiere al pequeño espaciamiento de la superficie de mecanizado y la planitud de pequeños picos y valles, lo que pertenece al error de microgeometría.