El motor de un automóvil está compuesto por una gran cantidad de piezas móviles. De todas ellas, los pistones del motor son los más importantes. En los motores de combustión interna, los pistones se encuentran dentro de los cilindros del bloque motor y comprimen la mezcla de aire y combustible.
Pero, ¿para qué sirve el pistón?. Cuando la mezcla se detona, el pistón se impulsa hasta el punto muerto inferior (PM). A continuación, este impulso se transmite al cigüeñal a través de la biela, lo que convierte el movimiento vertical en movimiento de rotación y ayuda a proporcionar par y potencia al motor, esta es la función del pistón.
Un pistón de coche está fabricado con materiales muy resistentes, capaces de soportar altas temperaturas y presiones. Por ello, se fabrican con aleaciones de níquel, aluminio, silicio o magnesio, hierro forjado y hierro colado. A continuación, entraremos en detalle sobre este tema, ¡acompáñenos!
¿Qué es un pistón?
Los pistones son unas piezas hechas de hierro fundido, hierro forjado o distintas aleaciones de aluminio o níquel que transmiten al cigüeñal la fuerza resultante de la presión provocada por los gases en expansión durante la combustión de la mezcla de aire y combustible.
En cuanto a cómo funciona un pistón, los pistones del motor son unas partes del motor que se mueven de manera alternativa dentro de un cilindro e interactúan con un gas o un fluido. Gracias a esta interacción, el volumen y la presión del gas o fluido que hay en el interior del cilindro pueden cambiar, lo que provoca el movimiento.
Los pistones de los motores de combustión interna están cerrados por arriba y abiertos por la parte inferior. Se sujetan a la biela por su parte media y su estructura debe tener unas características específicas de peso para evitar desequilibrios y de conductibilidad térmica para resistir el efecto de las altas temperaturas.
Partes de un pistón
El pistón del coche es una pieza cónica metálica que tiene tres partes principales: cabeza, cuerpo y falda.
A continuación, se muestra un desglose más detallado de sus partes:
Cabeza: es la parte superior del pistón y es donde se comprime la mezcla de aire y combustible. Esta parte del pistón está expuesta a las altas temperaturas y presiones resultantes del encendido de la mezcla. Su forma puede ser diferente según el tipo de combustión que se desee obtener.
Ranuras de compresión: un pistón suele llevar dos ranuras de este tipo, donde se introducen los segmentos para mantener la compresión dentro de la cámara de combustión.
Ranura de control del aceite: suele llevar una de estas ranuras y es por donde se introduce el aro rascador de aceite. La diferencia con las ranuras de compresión es que cuentan con unos agujeros o ranuras verticales que sirven para controlar la dilatación y el drenaje del aceite.
Zona de landas: es la parte vertical del pistón en la que están talladas las ranuras de compresión y en la que se alojan los anillos. Su función es hermetizar los gases producto de la combustión.
Segmentos del pistón: son unos anillos que van sujetos a las ranuras del pistón y que se encuentran en el émbolo del pistón. Existen dos tipos según la ranura en la que se encuentren y desempeñan funciones diferentes. Por ejemplo, los aros de compresión se encargan de la estanqueidad de la cámara de combustión para evitar pérdidas de presión. Casi siempre, cuenta con dos de estos aros. Por otra parte, el aro rascador de aceite sirve para permitir que el lubricante llegue a la parte superior del cilindro, lo lubrique y elimine los residuos para garantizar la cantidad adecuada de aceite en la cámara de combustión.
Placa INBAR: es un cilindro instalado en el interior del propio pistón y alrededor del barreno. Desempeña una función antidilatante para evitar deformaciones por calor.
Barreno: es un orificio que atraviesa el cuerpo del pistón y en el que se aloja el perno que sujeta el pistón a la biela. Sirve de guía y debe su nombre a la barrena, la herramienta que se utiliza para hacerlo.
Faldón o falda: es la parte inferior del pistón. Sirve de guía y para proteger el pie de la biela y el perno.
Por supuesto, existen distintos tipos de pistones para motores de combustión interna, diferenciados por su forma, funcionamiento, tipo de lubricación u otras características.
Los pistones se pueden clasificar de la siguiente manera:
iSegún el tipo de cabeza: esta puede ser plana, cóncava o convexa.
iPor el tipo de faldón: que puede ser cónico, de barril u oval.
iSegún el tipo de lubricación del perno: por venas de lubricación, por barrenos en el mamelón o por una combinación de ambas.
iPor el tipo de combustible con el que se utilizan: pistón para diésel y pistón de gasolina.
iSegún el retorno del aceite en su ranura de lubricación: mediante barrenos, mediante ventanas de fundición o mediante cortes de sierra en la ranura de lubricación.
Además de esta clasificación, los pistones se pueden diferenciar por su diseño y funcionamiento, que está íntimamente relacionado con el del árbol de levas.
Los diseños típicos de los pistones de motor gasolina y diésel son los siguientes:
Pistones monometálicos con faldón completo. Se usan desde hace mucho tiempo y se caracterizan por su mecanismo sencillo. Durante su funcionamiento, la alta dilatación del faldón por el calor hace necesario utilizar ovalizaciones de compensación y juegos de acoplamiento.
Pistones de dilatación térmica controlada. Llevan placas de acero incorporadas que les confieren unas altas prestaciones de dilatación térmica.
Pistones para motores encendidos por chispa. Se utilizan sobre todo en motores de 4 y 2 tiempos. Tienen un diámetro de entre 58 y 110 mm y pueden tener una cabeza de varias formas: plana, convexa o cóncava.
Pistones Autothermik. Se diferencian por el tipo de placas que llevan y porque incluyen un corte en el punto de alojamiento del anillo de aceite. Este corte sirve para reducir la temperatura del faldón, ya que interrumpe la unión entre la cabeza y el faldón.
Pistones para motores diésel. Su cabeza tiene una forma distinta y presentan problemas similares a los de los motores de gasolina. Recientemente, algunos fabricantes han empezado a utilizar pistones de acero para motores diésel, ya que son más resistentes a la fatiga y también se dilatan menos que los de aluminio.
Pistones opuestos.Se trata de un diseño de dos pistones enfrentados en el mismo cilindro. Los motores de pistones opuestos tienen varias ventajas: mejor rendimiento, casi sin vibraciones, mayor eficiencia y menor número de piezas móviles. No obstante, su aplicación comercial a gran escala está pendiente.
Averías de los pistones del motor
La avería más común relacionada con esto es el gripado entre el pistón y el cilindro. El gripado del motor se produce cuando algunos de sus componentes se sobrecalientan y se funden. Esto se traduce en una pérdida de movilidad y en el daño de los pistones del motor. Ocurre en la parte superior del cilindro, que es la zona donde la temperatura es más alta. Prevenir el gripado del motor no es complicado, basta con mantener el vehículo de manera adecuada.
Las causas de la avería del sistema de pistones del motor pueden ser diversas: mala lubricación, mala refrigeración, deterioro de la junta de la culata, avería del segmento de compresión o desequilibrio de las bielas.
Esto provoca una pérdida de potencia, velocidad y ruidos metálicos procedentes del motor. La pérdida de rendimiento es notable y, aunque la avería no se haya presentado, algunos conductores deciden instalar un filtro de aire deportivo para mejorarlo.
Si se da esta situación mientras conducimos, lo ideal será levantar el pie del embrague para que el aceite lubrique el cilindro. Si es posible, hay que detenerse, inmovilizar el coche y dejar que la temperatura baje. Cuando el motor esté frío, se debe solucionar la falta de agua o aceite y seguir circulando a velocidad media.
Den
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