ES2287514T3 - Cigueñal para un motor de combustion interna de tipo v. - Google Patents

Abstract

Un cigüeñal (1) para un motor de combustión interna, que incluye: un primer par de chumaceras (21, 22) que delimitan axialmente una primera extensión final, un segundo par de chumaceras (23, 24) que delimitan axialmente una segunda extensión final opuesta, al menos una extensión intermedia interpuesta axialmente entre las citadas primera y segunda extensiones finales, un primer brazo (61) de manivela conectado a la chumacera exterior (21) del citado primer par de chumaceras (21, 22) y un segundo brazo (69) de manivela conectado a la chumacera exterior (24) del citado segundo par de chumaceras (23, 24), siendo las dimensiones axiales de los citados primer y segundo brazos (61, 69) de manivela tales que las citadas extensiones finales tienen sustancialmente la misma longitud (Y) que la de al menos una extensión intermedia, un primer y segundo contrapeso (61'', 69'') provistos en el primer y segundo brazo (61, 69) de manivela respectivamente, para equilibrar el cigüeñal (1), y un tercer y cuartocontrapeso (71, 72) dispuestos hacia el exterior de las respectivas chumaceras finales (21, 24); caracterizado porque unos asientos (80) están formados en uno (72) de los citados tercer y cuarto contrapesos (71, 72) para fijar un volante directamente a ese contrapeso.

Description

Cigüeñal para un motor de combustión interna de tipo V.

La presente invención se refiere a un cigüeñal para un motor de combustión interna de tipo V.

Para mejor comprensión de la técnica anterior en este campo y los problemas que acarrea, se describirá primero un cigüeñal conocido, con referencia a la figura 1 de los dibujos adjuntos, tomada de la patente de los Estados Unidos 4.730.512.

Esta patente describe un cigüeñal, normalmente indicado como 1, para un motor de combustión interna de seis cilindros de tipo V. En particular, el cigüeñal 1 incluye cuatro chumaceras, identificadas por los números 21 a 24 (que van de izquierda a derecha cuando se ve la figura 1) y seis muñones de manivela, identificados por los números 41 a 46. Las chumaceras y los muñones de manivela están conectados por una serie de nueve brazos de manivela, indicados del 61 al 69, de los cuales el primero 61, el segundo 62, el octavo 68 y el noveno 69, están provistos de contrapesos integrales 61', 62', 68' y 69' respectivamente, para equilibrar el cigüeñal 1.

El principal problema con la disposición de la técnica anterior descrita más arriba es que, para equilibrar el cigüeñal por medio de contrapesos que están formados integralmente con el árbol, los brazos de manivela externos 61 y 69 de cada par final de brazos de manivela 61-62 y 68-69, interpuestos entre las primeras dos chumaceras 21-22 y las dos últimas 23-24, respectivamente, necesitan ser significativamente más gruesos que los respectivos brazos de manivela internos 62 ó 68. Este grosor más grande supone un aumento significativo en la longitud X de las dos extensiones finales del cigüeñal, esto es, las que se extienden entre los pares de chumaceras 21-22 y 23-24 con respecto a la longitud Y de la extensión central, que se extiende entre las chumaceras 22 y 23, con un consecuente incremento del esfuerzo de pandeo en las áreas donde los brazos de manivela 62 y 68 están conectados a los pares adyacentes de muñones de manivela 41-42 y 45-46 respectivamente.

El grosor de estas áreas críticas podría, por supuesto, incrementarse para mejorar la resistencia al esfuerzo de las mismas, pero esto daría como resultado un incremento adicional de la longitud global del cigüeñal, y por lo tanto del motor.

Para equilibrar el cigüeñal de un motor de combustión interna de tipo V sin tener que incrementar la dimensión axial de las extensiones finales, el documento US 5.000.141 proporciona un cigüeñal del tipo descrito más arriba, en el que los dos pares de brazos de manivela exteriores axialmente tienen substancialmente el mismo grosor y dos contrapesos adicionales están dispuestos hacia el exterior de las chumaceras exteriores axialmente, concretamente dentro de una polea y un volante, respectivamente, montados coaxialmente con el cigüeñal.

Esta solución conocida, sin embargo, requiere el uso de una polea y un volante específicamente adaptados para contener cada uno un respectivo peso de equilibrio, lo que implica un diseño más complicado de estos componentes y por consiguiente un coste mayor.

Es por lo tanto el objeto de la presente invención proporcionar un cigüeñal para un motor de combustión interna de tipo V, del tipo que tiene un par de contrapesos dispuestos hacia el exterior de las chumaceras exteriores axialmente, que tiene una estructura más simple y es más barato de fabricar que la técnica anterior tratada más arriba.

Este objeto se consigue totalmente de acuerdo con la invención por medio de un cigüeñal que tiene las características definidas en la reivindicación 1. Características ventajosas adicionales están definidas en las reivindicaciones dependientes.

La invención se describirá con mayor detalle en lo sucesivo, puramente por medio de un ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una vista esquemática en alzado lateral, parcialmente seccionada a través de un plano axial, de un cigüeñal de acuerdo con la técnica anterior descrita más arriba; y

la figura 2 es una vista esquemática en alzado lateral de un cigüeñal de acuerdo con la presente invención.

Con referencia a la figura 2, en la que a las partes y los elementos idénticos o equivalentes a los de la figura 1 se les han dado los mismos números de referencia, un cigüeñal para un motor de combustión interna de seis cilindros de tipo V está generalmente indicado como 1 y, de izquierda a derecha cuando se miran los dibujos, tiene una primera chumacera 21, un primer brazo 61 de manivela, un primer muñón 41 de manivela, un segundo brazo 62 de manivela, un segundo muñón 42 de manivela, un tercer brazo 63 de manivela, una segunda chumacera 22, un cuarto brazo 64 de manivela, un tercer muñón 43 de manivela, un quinto brazo 65 de manivela, un cuarto muñón 44 de manivela, un sexto brazo 66 de manivela, una tercera chumacera 23, un séptimo brazo 67 de manivela, un quinto muñón 45 de manivela, un octavo brazo 68 de manivela, un sexto muñón 46 de manivela, un noveno brazo 69 de manivela y finalmente una cuarta chumacera 24.

Como en la técnica anterior descrita más arriba, aquellos elementos del cigüeñal que son simétricos en relación al elemento central, que es el quinto brazo 65 de manivela, forman pares de igual grosor. Además, para equilibrar el cigüeñal, el primer brazo 61 de manivela, el segundo 62, el quinto 65, el octavo 68 y el noveno 69 forman respectivos contrapesos integrales 61', 62', 65', 68' y 69'.

De acuerdo con la terminología adoptada más arriba, en el resto de la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el término "extensión" se usará para indicar una porción de cigüeñal que se encuentra entre dos chumaceras adyacentes. Además, las dos extensiones dispuestas una en cada extremo axial del árbol serán denominadas "extensiones finales", mientras que las extensiones interpuestas axialmente entre las extensiones finales serán denominadas "extensiones intermedias".

En el ejemplo ilustrado en la figura 2, las dos extensiones finales del cigüeñal 1 están interpuestas entre los pares de chumaceras 21-22 y 23-24, respectivamente, mientras la única extensión intermedia está interpuesta entre las chumaceras 22 y 23.

De acuerdo con una primera característica esencial de la invención, para evitar cualquier incremento en el esfuerzo en las áreas donde los brazos 62 y 68 de manivela están conectados a los pares de muñones adyacentes 41-42 y 45-46 de manivela respectivamente, las dimensiones axiales de los dos brazos 61 y 69 de manivela exteriores se reducen adecuadamente, haciéndolas sustancialmente iguales que las de los brazos 62 y 68 de manivela adyacentes, por lo que las dos extensiones finales del árbol son de la misma longitud axial Y que la de la extensión inter-
media.

De acuerdo con una característica esencial adicional de la invención, para asegurar que el cigüeñal 1 se equilibra a pesar de la reducción en las dimensiones axiales del primer y noveno brazo 61 y 69 de manivela, el cigüeñal incluye dos contrapesos adicionales 71 y 72 dispuestos hacia el exterior de las respectivas chumaceras finales 21 y 24. Las dimensiones axiales de los contrapesos 71 y 72 son comparables a las de los brazos 61, 62, 68 y 69 de manivela antes citados.

Finalmente, de acuerdo con otro aspecto de la invención, para limitar la longitud del cigüeñal 1, unos asientos 80 (ilustrados esquemáticamente en la figura 2) para fijar el volante (no mostrado) están formados directamente en el contrapeso 72 orientado hacia el volante.

La disposición propuesta le permite ventajosamente:

- distribuir la longitud del cigüeñal uniformemente a lo largo de las diversas extensiones del mismo, asegurando que el árbol está siempre equilibrado,

- reducir el esfuerzo en las extensiones finales del cigüeñal, en virtud de la reducción en la longitud de estas últimas,

- limitar la longitud del cigüeñal, formando los asientos para fijar el volante directamente en el contrapeso exterior dispuesto más cerca del citado volante, y

- conseguir una reducción de la masa, para un cigüeñal de las mismas dimensiones axiales, comparada con las disposiciones de la técnica anterior.

Incluso aunque la invención ha sido descrita en referencia a un motor de seis cilindros de tipo V, un experto en la técnica se dará cuenta de que se puede aplicar igualmente bien a cualquier motor de tipo V, cualquiera que sea el número de cilindros.

Claims (3)

1. Un cigüeñal (1) para un motor de combustión interna, que incluye:

un primer par de chumaceras (21, 22) que delimitan axialmente una primera extensión final,

un segundo par de chumaceras (23, 24) que delimitan axialmente una segunda extensión final opuesta,

al menos una extensión intermedia interpuesta axialmente entre las citadas primera y segunda extensiones finales,

un primer brazo (61) de manivela conectado a la chumacera exterior (21) del citado primer par de chumaceras (21, 22) y un segundo brazo (69) de manivela conectado a la chumacera exterior (24) del citado segundo par de chumaceras (23, 24), siendo las dimensiones axiales de los citados primer y segundo brazos (61, 69) de manivela tales que las citadas extensiones finales tienen sustancialmente la misma longitud (Y) que la de al menos una extensión intermedia,

un primer y segundo contrapeso (61', 69') provistos en el primer y segundo brazo (61, 69) de manivela respectivamente, para equilibrar el cigüeñal (1), y

un tercer y cuarto contrapeso (71, 72) dispuestos hacia el exterior de las respectivas chumaceras finales (21, 24);

caracterizado porque unos asientos (80) están formados en uno (72) de los citados tercer y cuarto contrapesos (71, 72) para fijar un volante directamente a ese contrapeso.

2. Un cigüeñal de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los citados tercer y cuarto contrapesos (71, 72) tienen sustancialmente la misma dimensión axial.

3. Un cigüeñal de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la dimensión axial de los citados tercer y cuarto contrapesos (71, 72) es sustancialmente la misma que la de los primer y segundo brazos (61, 69) de manivela.