El pistón es una de las piezas más cargadas e importantes del motor de un automóvil. Gracias a él, la energía térmica de la combustión del combustible se convierte en movimiento de la máquina. Pero muchos conductores no tienen ni idea de cómo es el pistón de un motor. Te contamos la estructura del pistón, así como sus posibles fallos.
Cómo funciona el pistón del motor en un coche
Los motores de combustión interna tradicionales también se denominan motores de pistón. En sus cuerpos (bloques) se hacen cavidades cilíndricas, o simplemente cilindros. Cada cilindro tiene su propio pistón. Recordemos el principio de funcionamiento de los motores de combustión interna. Cuando se produce la combustión de la mezcla de combustible y aire, los gases presionan sobre el pistón, y éste comienza a moverse progresivamente. Con la ayuda de la biela y el cigüeñal, este movimiento de traslación se transforma en movimiento de rotación, y luego se transmite a través de la transmisión a las ruedas.
Por supuesto, también tiene forma cilíndrica (o, mejor dicho, casi cilíndrica) para encajar perfectamente en la superficie del cilindro del motor. De hecho, el pistón (junto con otros componentes) está diseñado para convertir la energía de combustión de la mezcla de aire y combustible en energía cinética.
De qué partes se compone un pistón
Si nos fijamos bien en el aspecto del pistón de un motor de combustión interna, podemos observar sus dos componentes importantes: la carcasa del pistón y la pieza de estanqueidad. La carcasa del pistón, a su vez, consta de una parte inferior y una parte guía.
La parte inferior del pistón (o cabeza) es la parte superior y final del pistón. Recibe la presión del gas y la mayor parte de la carga térmica, por lo que tiene un metal más grueso que el resto de la carcasa.
La parte inferior del pistón puede tener una forma diferente: plana, con una muesca para crear la forma óptima de la cámara de combustión, con muescas para los platos de las válvulas (si de repente estas partes se encuentran cuando se rompe la correa de distribución o se sale la cadena). En los motores diésel y en los motores de gasolina de bajo volumen con alta relación de compresión, el pistón puede tener la parte inferior cóncava; de hecho, la mayor parte de la cámara de combustión se encuentra en ella. En otros motores (motores de gasolina de alta compresión), la cabeza del pistón puede ser convexa.
La parte guía (lateral) del pistón también se denomina falda. Mantiene la posición correcta del pistón en relación con el cilindro. La falda del pistón se desliza a lo largo de las paredes del pistón. Por ello, suele estar recubierta de materiales antifricción.
En la cara interior de la falda del pistón hay unos engrosamientos (resaltes) con orificios para el bulón del pistón, que conecta esta pieza con la biela. El bulón se fija mediante un ajuste estanco o mediante anillos elásticos, para los que hay ranuras en la falda.
La pieza de estanqueidad es un componente muy importante del pistón que se mueve en el cilindro. Sin ella, los gases de la cámara de combustión pasarían al cárter y el aceite del cárter pasaría a la cámara de combustión. Para evitarlo, el pistón tiene ranuras para instalar segmentos especiales de compresión y aceite. Los segmentos de pistón también se utilizan para refrigerar el propio pistón, eliminando el exceso de calor de la parte inferior del pistón a las paredes del cilindro.
La finalidad de estos segmentos se deduce claramente de su nombre. Los segmentos de compresión – suele haber dos por pistón, superior e inferior – no dejan escapar los gases al cárter, manteniendo la presión de trabajo (compresión) en el cilindro. Y las espumaderas de aceite: eliminan el exceso de aceite de la superficie del cilindro a medida que el pistón se desplaza hacia abajo.
¿De qué material están hechos los pistones? Antes se fabricaban con hierro fundido, un material pesado y bastante quebradizo. Luego se impusieron las aleaciones de aluminio. Disipan mejor el calor y pesan menos, por lo que se pueden utilizar en motores modernos de altas revoluciones.
Además de los pistones de aluminio, ahora se fabrican pistones de acero. Soportan mejor temperaturas y presiones de cilindro aún más elevadas. Y gracias a unas paredes más finas y una altura total con el mismo diámetro de cilindro, suelen tener una masa menor.
Cuáles son las causas del desgaste de los pistones y cuáles son sus consecuencias
Al igual que otras piezas, el pistón del motor de combustión interna está sujeto a un desgaste natural, especialmente su parte superior, que está más cerca de la cámara de combustión. Sobre ella recae la principal carga térmica y física. El primer segmento del pistón y su ranura se desgastan primero.
Hay factores que acortan la vida útil de un pistón de motor, como la falta de aceite o la mala calidad del mismo. Además, el pistón puede empezar a romperse debido al sobrecalentamiento o a la aparición de detonaciones – un proceso explosivo de combustión del combustible, que va acompañado de repentinos picos de presión y aumentos de temperatura en los cilindros.
Los síntomas de desgaste crítico del pistón suelen ser fácilmente perceptibles:
- funcionamiento inestable del motor;
- detonaciones cuando el motor está en marcha;
- disminución de la potencia del motor;
- aumento del consumo de aceite y humo azul por el tubo de escape;
- hollín en las bujías;
- aumento del consumo de combustible.
Si se detecta alguno de los problemas anteriores, no demore su solución – pueden tener consecuencias graves hasta la revisión del motor.
Este pistón presenta arañazos bien visibles (estrías) en la falda, que pueden haberse producido por sobrecalentamiento o falta de aceite.
Cómo elegir el pistón de recambio adecuado
Los buenos pistones de motor son de metal de calidad, alta precisión dimensional y peso fijo (con desviaciones mínimas). Los fabricantes poco conocidos suelen tener problemas con cada uno de los puntos.
Por eso, para no encontrarse con un defecto, es mejor elegir sólo recambios originales o pistones de fabricantes conocidos. Por ejemplo, empresas bien establecidas como Mahle o Kolbenschmidt.
Los pistones de esta forma se instalan en motores diésel. A la izquierda, pistón de aluminio; a la derecha, de acero. Foto: Mahle
Es importante no equivocarse con el tamaño del pistón. Para muchos modelos de motores existen piezas de tamaños de reparación – tienen un diámetro ligeramente mayor (normalmente una fracción de milímetros). Esto compensa el desgaste de las paredes del cilindro, que en el proceso de reparación de perforación bajo el nuevo tamaño, al mismo tiempo, la restauración de sus superficies.
En consecuencia, el tamaño del pistón se selecciona teniendo en cuenta la producción del cilindro (si no hay significativa, es suficiente para comprar pistones de tamaño nominal). Qué piezas se necesitan en cada caso particular, lo determinan los maestros de servicios en función de los resultados de los defectos y mediciones del motor reparado.
En resumen
- El pistón se mueve a través del cilindro del motor y toma la carga de los gases en expansión durante la combustión de la mezcla de combustible.
- Las partes principales del pistón son la carcasa (parte inferior y falda) y la parte de sellado con anillos.
- Los pistones se desgastan de forma natural, pero el proceso puede acelerar la falta de lubricación, la detonación y el sobrecalentamiento.
- Al sustituir los pistones, es necesario seleccionar correctamente su tamaño, es mejor utilizar productos de fabricantes conocidos.
0 Comments