Qué es un pistón, cómo funciona
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El motor de un automóvil está compuesto por una gran cantidad de piezas móviles. De todas ellas, los pistones coche pueden considerarse las de mayor importancia. Los pistones del motor de combustión interna van dentro de los cilindros del bloque motor y comprimen la mezcla de aire y combustible.
Cuando la mezcla se detona, se impulsa el pistón hasta el punto muerto de la parte inferior (PM). A continuación, este impulso se transmite al cigüeñal a través de la biela y así se convierte el movimiento vertical en movimiento de rotación, ayudando a proporcionar el par y la potencia al motor.
Los pistones se hacen de materiales muy resistentes, capaces de soportar las altas temperaturas y las altas presiones. Por ello, se fabrican con aleaciones de niquel, aluminio con sicilio o magnesio, hierro, pistones forjados y hierro colado. A continuación, vamos a entrar en detalle al tema, ¡acompáñenos!
¿QUÉ SON LOS PISTONES DE UN MOTOR?
Los pistones de un motor 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 el proceso de combustión de la mezcla de aire y combustible.
El pistón, también conocido como émbolo, es parte del motor y se mueve de manera alternativa dentro de un cilindro, interactuando con un gas o un fluido. Por medio de esta interacción, el fluido o gas que hay en el interior del cilindro puede cambiar de volumen y de presión, dando lugar al movimiento.
Los pistones de motor de combustión interna van 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 conductibilidad térmica, para resistir el efecto de las altas temperaturas.
PARTES DE UN PISTÓN
El pistón coche es una pieza cónica metálica que tiene tres partes principales: cabeza, cuerpo y falda o polladera.
Más detalladamente, cuenta con las siguientes partes:
- Cabeza: esta es la parte de arriba del pistón y es el lugar en el que se comprime la mezcla de aire y combustible. Esta parte del pistón está expuesta a la alta temperatura y presión resultante del encendido de la mezcla. Su forma puede ser diferente según el tipo de combustión deseada.
- Ranuras de compresión: un pistón suele llevar dos de estas y es el lugar en el que se introducen los segmentos con la finalidad de mantener la compresión dentro de la cámara de combustión.
- Ranura de control del aceite: suele llevar una de estas ranuras y es el lugar en el que 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: se trata de la parte vertical de un pistón, en la que van talladas las ranuras de compresión y es donde se alojan los anillos. Hermetizan los gases producto de la combustión.
- Segmentos del pistón: son unos anillos que van sujetos a las ranuras del pistón y que van en el émbolo del pistón. Existen dos tipos según en 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 de arriba del cilindro y lo lubrique y también elimina lo sobrante, para procurar la cantidad de aceite adecuada en la cámara de combustión.
- Placa inbar: es un cilindro que va instalado en el interior del propio pistón y alrededor del barreno. Desempeña una función antidilatante para evitar la deformación por el calor.
- Barreno: es un orificio que pasa a través del cuerpo del pistón y que aloja el perno que sujeta el pistón a la biela. Sirve de guía y se llama así por la barrena, herramienta utilizada para hacerlo.
- Faldónes la parte inferior del pistón. Sirve de guía y para proteger el pie de la biela y el perno.
TIPOS DE PISTONES
Por supuesto, existen distintos tipos de pistones de motor de combustión interna diferenciados por su forma, funcionamiento, tipo de lubricación u otras características.
Los pistones se pueden clasificar como:
- Según el tipo de cabeza: esta puede ser plana, cóncava o convexa.
- Por el tipo de faldón: que puede ser cónico, de barril u oval.
- Según el tipo de lubricación del perno: por venas de lubricación, por barrenos en el mamelón, por venas de lubricación y barrenos en el mamelón.
- Por el tipo de combustible con el que se utilizan: pistón diésel y pistón de gasolina.
- Según el retorno del aceite en su ranura de lubricación: con barrenos, con ventanas de fundición o con cortes de sierra en la ranura de lubricación.
Además de esta clasificación, se pueden diferenciar los pistones del coche por su diseño y funcionamiento, que está íntimamente relacionado con el del árbol de levas.
Estos son diseños típicos de los pistones de motor gasolina y diésel:
- Pistones monometálicos con faldón completo. Usados desde hace mucho, se caracterizan por un mecanismo sencillo. En 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 sirven para dotarlos de unas altas prestaciones de dilatación térmica.
- Pistones para motores encendidos por chispa. Se utilizan más 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 rebajar la temperatura del faldón, pues interrumpe la unión entre la cabeza y el faldón.
- Pistones para motores diésel. Su cabeza tiene distinta forma y cuentan con unos problemas similares a los de gasolina. Recientemente, algunos fabricantes han introducido pistones para motores diésel hechos de acero, pues su resistencia a la fatiga es superior que la del aluminio y también se dilatan menos.
- Pistones opuestos. Es un diseño de dos pistones enfrentados en el mismo cilindro. Hay varias motor de pistones opuestos ventajas: mejor rendimiento, casi sin vibraciones, mayor eficiencia y menor número de piezas móviles. No obstante, está pendiente su aplicación comercial a gran escala.
AVERÍAS DE LOS PISTONES DEL MOTOR
El gripado del motor es un bloqueo de algunos de sus componentes, provocado por el sobrecalentamiento, que causa la fusión de las piezas metálicas móviles. Esto se traduce en una pérdida de movilidad y en unos pistones de motor dañados.
La avería relacionada más común es el gripado entre el pistón y el cilindro. Esta ocurre en la parte superior del cilindro, que es la parte en la que la temperatura es más alta. Prevenir el gripado del motor no es complicado, basta con procurarle un mantenimiento adecuado constante al vehículo.
Las causas de la avería del sistema de pistones del motor son varias: mala lubricación, mala refrigeración, deterioro de la junta de la culata motor, avería del segmento de compresión o desequilibrio de las bielas.
Esto provoca como consecuencias pérdida de potencia, velocidad y ruidos metálicos que van a más 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, detenerse, inmovilizar el coche y dejar que la temperatura baje. En frío, se procede a solucionar la falta de agua o aceite y se sigue circulando a velocidad media.
