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Pistón del motor

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Aunque el êmbolo surja típicamente mostrado en la posición natural (aquí está de cabeza para bajo), en esta posición se pueden observar claramente los dos grandes orificios de encaje del pasador del pistón (no se trata de clavija, pues la misma no permite bisagra entre las partes acopladas), donde irá a conectarse la biela .

El pistón o êmbolo de un motor es una pieza cilíndrica normalmente hecha de aluminio o aleación de aluminio , que se mueve longitudinalmente en el interior del cilindro de los motores de explosión.

Tabla de contenido

Constitución

El pistón tiene la forma de un vaso cilíndrico invertido siendo la superficie direccionada para la cámara de combustión denominada fondo o cabeza del pistón. La parte media, es normalmente llamada de cuerpo , donde existen dos orificios circules alojar el eje del pistón que lo une a la biela. La parte más alejada de la cabeza es denominada a calza del pistón.

Fijación

Los dos orificios circules que posee en la parte media son reforzados y opuestos y se destinan a posibilitar su fijación al pie de la biela a través de un eje en acero conocido como pasador del pistón, eje del êmbolo o passador . Para que este eje no se desplace por los orificios desgastando y deteriorando el cilindro del motor, es mantenido en posición dentro del pistón a través de retentores adecuados(aneis trabas) o revestido de un material que no dañe la superficie del cilindro durante el movimiento del pistón. Debido a la fijación pistón-biela que oscila transversalmente al motor, el pasador del pistón tiene uno orientación longitudinal faz al motor, o sea paralela a la cambota(virabrequim).

Segmentos

El movimiento de va-viene del pistón en un motor a cuatro tiempos, viéndose uno de los orificios de fijación a la biela y dos segmentos en su tope posterior

Durante su desplazamiento en el interior del cilindro el pistón debería adherir totalmente a este de forma a que no hubiera fugas de gases que diminuissem la fuerza de la compresión o de la explosión de la mezcla. Faz a la fuerte fricción que tal provocaría la solución encontrada fue dejar una pequeña folga entre el pistón y el cilindro tiende aquel un menos diámetro y colocando unos anillos, también llamados segmentos o llantas del êmbolo, en vuelta del pistón asegurando el aislamiento necesario. Esta folga garantiza aún espacio para que el pistón se pueda dilatar con el calentamiento del motor sin adherir al cilindro envolvente quedando impedido de moverse.

Los segmentos se encuentran alojados en ranuras efectuadas en la superficie exterior y son fabricados en un material menos duro que el material que constituye el bloque del motor de forma a que sean aquellos y no este la desgatarem-si con el uso.

Los dos o tres anillos situados más cerca de la cabeza del pistón son llamados segmentos de compresión y tienen por finalidad asegurar que no haya fuga de la mezcla gaseosa en la altura en que el pistón efectúa su movimiento compressor. El anillo que se encuentra más cerca de la cámara de combustión es llamado anillo de fuego pues es lo que contiene la explosión que se da en el cilindro vedando el pasaje de los gases. Los anillos de fuego son revestidos la crómio lo que les aumenta la resistencia a la condiciones extremas de funcionamiento a que son sujetos, permitiendo simultáneamente una mejor lubricación, pues retienen el óleo en su superficie disminuyendo así la fricción. El uso de este revestimiento permitió duplicar la durabilidad de los segmentos y reducir en más del 50% el desgaste de los cilindros.

En la posición más alejada de la cabeza del pistón se sitúa el llamado segmento o anillo raspador o anillo del óleo que posee un conjunto de orificios en contacto con el interior del pistón y cuyo objetivo es, cuando de su descendida durante la fase de explosión en el ciclo de cuatro tiempos retirar el óleo lubricante que cubre la superficie del cilindro de forma a que este no se mezcle con el aire que entrará en la fase siguiente. A través de las aperturas que comunican con el interior del pistón este óleo va lubrificar el propio pie de la biela cayendo en el cárter para ser reaproveitado posteriormente.

Materiales

Los pistones más antiguos eran construidos en hierro fundir habiendo sido más tarde mejoradas sus características estanhando o niquelando las superficies en contacto con los cilindros.

El uso del aluminio en el fabrico de los pistones

En un motor rodando a 3.000 rotaciones por minuto, el pistón realiza un movimiento completo al largo del cilindro cada centésimo de segundo. Este elevado ritmo, y la temperatura de cerca de 300 °C alcanzada por la cabeza del pistón, llevaron a la introducción del aluminio y aleaciones de aluminio, más leves y con una mayor capacidad de dissipação del calor.

El uso del aluminio vino sin embargo traer una dificultad: siendo el coeficiente de dilatação de este bastante superior al del hierro fundir Coeficientes de dilatação lineal, la folga del pistón tendría que ser excesivamente grande mientras el motor aún estuviera la baja temperatura. En estas circunstancias se oiría batirlo" del pistón contra las paredes del cilindro.

La ovalização de los cilindros

El movimiento de va-viene del pistón es controlado por la biela que por su parte está articulada con la cambota. Este movimiento provoca una fuerza perpendicular a la largura de la cambota que ejerce esfuerzos laterales sobre los cilindros y tiende a provocar, con el funcionamiento del motor, alguna ovalização de los respectivos orificios.

Las soluciones encontradas

Entre las soluciones encontradas para estos problemas se cuentan:

El desgaste de los segmentos

Con el uso los segmentos váyanse desgastando. Cuando eso ocurre los anillos gastos comienzan a estirar el óleo para dentro del cilindro donde se quema juntamente con el combustible provocando carbonização y un tabaco negro característico en el escape. El consumo de combustible aumenta pues la tasa de compresión queda también diminuida, dejando pasar mezcla no quemada para dentro del carter y el óleo lubricante del motor hace el sentido inverso.

Diámetro y Curso

Para el cálculo de la cilindrada del motor se entra en línea de cuenta con el volumen útil máximo existente en el interior del cilindro. Para ese cálculo se entra en línea de cuenta con la distancia recorrida en el interior del cilindro por el pistón, llamada "curso", generalmente indicada en milímetros y con el diámetro del cilindro, indicado igualmente en milímetros. ES frecuente se encuentren valores quiere de diámetros quiere de cursos oscilando entre 65 mm a 95 mm. Cuando el curso y el diámetro del pistón tienen la misma largura los motores son llamados de 'cuadrados', cuando el diámetro es mayor que el curso, son llamados de 'superquadrados' y cuando el diámetro es más pequeño que el curso, de 'subquadrados'. Motores superquadrados tienen mejor funcionamiento en rotaciones elevadas, como en coches de competición, motores subquadrados tienen mejor funcionamiento en rotaciones bajas, siendo este la mayor parte de los motores la diesel, y el cuadrado tienen un funcionamiento más homogêneo en todos los rangos de rotación.

Referencias

Componentes del automóvil : Motor

Cabeza: junta de la cabezacilindroinjectorválvulabalanceirovelacolector
Bloque y cárter : cambotapistóndistribuidorárbol de levasvolante