Pistones del motor: ¿Cómo funcionan?
Los pistones son una parte fundamental de un motor de combustión de pistón. Los pistones del motor median la transferencia de energía entre la cámara de combustión y el mecanismo de movimiento conectado a los pistones.
Este artículo arrojará luz sobre la función, la construcción, el material y las fuerzas que deben soportar los pistones.
Tabla de contenido
Función de los pistones del motor
Los pistones del motor de combustión son uno de los componentes más estresados de un motor. Tienen que soportar mucho estrés causado por temperaturas muy altas (aprox. 2000°C o 3600°F) y una gran presión, que es incluso mayor en motores diesel que motores de gasolina Así, los pistones están sometidos principalmente a presión y temperatura.
Cigüeñal: ¿Para qué sirve y qué fuerzas debe soportar?
Además, los pistones del motor de combustión interna deben girar el cigüeñal con la ayuda de bielas y capturar la presión de expansión de los gases con su superficie. Otro trabajo de los pistones es separar la cámara de combustión de la cámara del cigüeñal.
Los pistones deben sellar bien pero no demasiado para mantener un espacio entre la falda del pistón y la pared del cilindro. Los pistones deben ser más pequeños que el cilindro (cientos de milímetros); de lo contrario, podrían agarrotarse o agrietarse. Esto se debe a la expansión térmica de los materiales.
Mire de cerca la animación de los movimientos del pistón arriba y observe un pequeño espacio entre la falda del pistón y la pared del cilindro. Dos filas en el pistón representan los segmentos del pistón que están más cerca de la pared que el propio pistón.
Construcción de pistones de motor
El pistón de un motor de combustión interna consta de varias partes:
- Corona/cabeza del pistón
- Faldón del pistón
- Bulón o pasador del pistón
- Anillos de pistón
1. Corona del pistón
La corona del pistón, conocida como cabeza del pistón, es la superficie en la parte superior del pistón. Necesita soportar temperaturas y presiones muy altas dentro de la cámara de combustión.
2. Faldón de pistón
La falda del pistón es la pared cilíndrica de un pistón y debe permanecer lubricada mientras el motor funciona, es decir, cuando el pistón sube y baja. Para retener la lubricación, la superficie de la falda del pistón es ligeramente áspera.
3. Pasador
El pasador de pistón se conoce como pasador de pistón o pasador de muñeca. Es una varilla corta y hueca generalmente hecha de una aleación de acero duro y de alta resistencia. Este pasador conecta el pistón a la biela y también proporciona un cojinete para la biela.
Biela: ¿Cuál es su función?
El diseño del bulón es crucial para el rendimiento de un motor, especialmente en motores de automóviles pequeños de altas revoluciones. En estos motores, el bulón debe soportar altas cargas y esfuerzos mientras opera a altas velocidades.
4. Anillos de pistón
El pistón está equipado con anillos para sellar el cilindro y evitar la pérdida de compresión y la fuga de aceite. Los anillos de pistón se colocan en las ranuras del pistón con un cierto espacio libre para garantizar la lubricación adecuada de la falda del pistón y las paredes del cilindro.
Anillos de pistón: ¿cuáles son su función y tipos?
Por lo general, se montan dos o tres anillos de pistón en un pistón. Hay dos tipos de anillos de pistón:
- Anillo de compresión: los dos anillos superiores (solo uno en caso de que el pistón tenga solo dos anillos) sellan la cámara de combustión presionando contra la pared del cilindro.
- Anillo de control de aceite: el anillo inferior, conocido como anillo de control de aceite, tiene tres funciones: controlar el suministro de aceite del motor al cilindro, lubricar la falda del pistón y mantener el exceso de aceite fuera la cámara de combustión.
tipos de pistones
Hay tres tipos de pistones, cada uno con una forma y función diferente: de tapa plana, de cúpula y de plato.
Pistones de tapa plana
Los pistones de parte superior plana tienen una superficie superior plana, lo que les permite crear la mayor fuerza y producir una combustión eficiente. Sin embargo, pueden crear demasiada compresión para cámaras de combustión más pequeñas.
Pistones de cúpula
Los pistones de cúpula, por otro lado, burbujean en el medio como la parte superior de un estadio, lo que aumenta el área de superficie disponible en la parte superior del pistón. Este diseño aumenta la relación de compresión, aunque el diseño del pistón de cúpula puede variar. Algunos de los pistones de la cúpula sufren de combustión lenta.
Pistones de cuenco
Los pistones de tazón son opuestos a los pistones de cúpula y, como sugiere su nombre, tienen la parte superior en forma de tazón o plato con bordes exteriores ligeramente curvados. Este diseño ayuda a evitar la detonación, ya que reduce la relación de compresión al agregar el volumen adicional del recipiente a la cámara. Estos pistones se utilizan generalmente en motores turboalimentados o sobrealimentados.
Altura de los pistones de diferencia
Entre otras cosas, la altura del pistón da como resultado diferentes propiedades. Un pistón alto es más pesado que uno bajo. En los motores de alta velocidad se utilizan pistones mucho más cortos que en los motores convencionales precisamente por su menor peso.
Los motores de gasolina generalmente tienen pistones con carreras más cortas que los motores diésel. Por lo tanto, el pistón de un motor de gasolina generalmente completa su carrera en un tiempo más corto que el pistón de un motor diesel. Sin embargo, los motores de gasolina tienen una eficiencia menor que los motores diésel debido a sus relaciones de compresión más bajas.
La desventaja de los pistones muy cortos es el aumento del consumo de aceite de motor porque dicho pistón no puede sellar perfectamente la cámara de combustión.
Explicación de la clasificación del aceite del motor
Material de los pistones del motor
Los pistones a menudo están hechos de aleación de aluminio, silicio, cobre, níquel y magnesio, pero también se pueden usar otros materiales. Los pistones que se usan en las carreras son mucho más sólidos que los pistones de los motores de los automóviles de pasajeros, mientras que su peso es mucho menor para alcanzar las altas RPM del motor.