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Pistón

Pistón
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Elemento básico del Motor de Combustión Interna
Pistón. Es uno de los elementos básicos del Motor de Combustión Interna, es un cilindro abierto por su base inferior, cerrado en la superior y sujeto a la biela en su parte intermedia. El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime la mezcla, transmite la presión de combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de la combustión en la carrera de escape y produce un vacío en el cilindro que “aspira” la mezcla en la carrera de aspiración.

Fabricación

El pistón, que a primera vista puede parecer de las piezas más simples, ha sido y es una de las que ha obligado a un mayor estudio. Debe ser ligero, de forma que sean mínimas las cargas de inercia, pero a su vez debe ser lo suficientemente rígido y resistente para soportar el calor y la presión desarrollados en el interior de la cámara de combustión. En la fabricación de los pistones de los motores actuales se usan como elemento principal el aluminio, por ser un metal con amplias cualidades, al aluminio se le agregan otros elementos para obtener formulas adecuadas que proporcionan las características particulares necesarias según el tipo y aplicación del motor, se utilizacion aleantes como: cobre, silicio, magnesio y manganeso entre otros. Estas aleaciones son las que permiten obtener un producto de alta calidad como es el caso de los pistones Sealed Power. Básicamente existen dos procesos para la fabricación de los pistones: Estos pueden ser:

  • Fundidos
  • Forjados

Dependiendo de la cantidad necesaria a producir y especialmente de los esfuerzos, temperaturas, presiones, etc. a los que estarán sometidos (sea un Motor Diesel, naftero, de gasolina , de competición, etc.) se elige uno u otro método. Los pistones forjados tienen mayor resistencia mecánica. Luego llevan mecanizados varios que son los que determinan la forma final del pistón. Estos mecanizados son hechos con un CNC.

Funcionamiento

Pistones

El pistón es el encargado de cubrir toda la superficie interna del diámetro del cilindro. De manera que cuando baja (a grosso modo), es el encargado de hacer el vacío, que aspirará la mezcla proveniente de la admisión. (1. Tiempo admisión)

En el tiempo de compresión, será el encargado de comprimir dicha mezcla, con las válvulas cerradas. Generando calor y en el momento que la chispa salta. (2. Tiempo compresión)
Pistón y biela.

Debido a la explosión que se produjo, el pistón baja a alta velocidad, pues fue quien recibió la explosión en su superficie. Entonces baja como producto de la misma, y en ése momento es donde se genera la fuerza motriz, la que mueve el motor y por consiguiente la caja y las ruedas. (3. Tiempo fuerza) En el momento siguiente, cuando vuelve a subir, con la válvula de escape abierta ya, es el encargado de expulsar los gases de la cámara de combustión. (4. Tiempo escape) Estos son los tiempos que caracterizan a los motores de combustión interna de cuatro tiempos.

Anillos de Pistón (aros)

Los anillos de pistón, comúnmente llamados aros, consisten en anillos de compresión, los cuales actúan para prevenir que los gases escapen a través de la holgura entre el pistón y las paredes (camisetas) del cilindro, y los anillos de aceite, los cuales actúan para raspar el exceso de aceite lubricante de las paredes del cilindro, que fluye, regresando al cárter de aceite. Generalmente se construyen de acero.

Biela

Esta funciona para transmitir la fuerza recibida por el pistón al cigüeñal. Este elemento está sometido a esfuerzos de compresión y tracción mientras el motor está funcionando, por lo que los materiales empleados para su construcción deben poseer un alto grado de resistencia a los mismos y además, tienen que ser poco pesados al igual que los pistones.

Pasador

Es un cilindro hueco de acero que permite la unión de la biela con el pistón. En su elaboración hay que tener en cuenta el ajuste entre los elementos que une, pues debe permitir determinado movimiento entre ellos

Tipos de Pistones

Pistones de aluminio fundido (Sufijos P, NP)

Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es el de la fundición de lingotes de aluminio en grandes Crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funden o pasan de sólido a líquido) que luego se vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales. Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas por las empresas fabricantes de equipo original. Estos mismos pistones de la marca Sealed Power son los que tienen los vehículos que salen de la fabrica y son los mismos ofrecidos en las repuesteras como piezas de reposición.

Pistones forjados a presión (Sufijo F)

UEn éste proceso se utilizan trozos de barras de aleaciones de aluminio cortados a la medida y sometidos a presiones de hasta 3000 toneladas de fuerza, En los troqueles se forja con exactitud las dimensiones del pistón y las ranuras de los anillos con maquinados a precisión para brindar optima calidad y confiabilidad en el uso de estos, tanto en motores de uso diario como de trabajos pesados e incluso en los motores de autos de competencias.

Pistones Hipereutecticos (Prefijo H)

Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, lográndose una expansión molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición. Esta técnica de manufactura proporciona a éstos pistones características especiales, tales como soportar mayor fuerza, resistencia y control de la dilatación a temperaturas altas, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o agarre en el cilindro, la vida útil es mayor ya que las ranuras de los anillos y el orificio del pasador del pistón son más duraderas, además se pueden instalar en los nuevos motores e igualmente se usan en motores de años anteriores. Esta particular tecnología de los pistones Sealed Power se impone en especial para las nuevas generaciones de motores de alta compresión. Al usar pistones con prefijo “H” su reparación será confiable

Pistones con capa de recubrimiento (Sufijo C)

Los primeros minutos de funcionamiento de un motor nuevo o reparado son cruciales para la vida del motor. Los pistones de la marca Sealed Power han estado a la vanguardia de la tecnología del recubrimiento de las faldas del pistón. Inicialmente se utilizó el estaño (éste le da un color opaco figura 3) pero por ser nocivo a la salud ha sido eliminado por los fabricantes de pistones. En sustitución se está aplicando el nuevo recubrimiento anti-fricción compuesto por molibdeno y grafito en las faldas. Este proceso patentado por Sealed Power extiende la vida útil de los motores que lo usan, evita que los pistones se rayen, ayuda a prevenir daños por la lubricación inadecuada y mejora el sellado de los pistones.

Véase también

Fuentes