Pistón

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Un pistón es una de las piezas de los motores de combustión interna. También es usado en bombas reciprocas, compresores y cilindros neumáticos e hidráulicos ademas de otros muchos mecanismos. Es el componente móvil que está contenido en el cilindro de forma hermética contra las paredes con ayuda de los segmentos. Por la parte superior del cilindro el pistón tiene la culata. En los motores el propósito del pistón o pistones es transferir la fuerza de expansión del gas a través de la biela al cigüeñal. El pistón también actúa como válvula en los motores de dos tiempos al cubrir y destapar las lumbreras del cilindro. El movimiento del pistón es alternativo dentro del cilindro; comprime la mezcla contra la culata y transmite la presión de los gases al cigüeñal.

Podemos decir que la función de los pistones es formar una estanqueidad casi perfecta con las paredes del cilindro para evitar la fuga de gases.

El pistón es el elemento que recepciona la presión producida en el interior del cilindro cada combustión o explosión.  Esta reacción se produce en milésimas de segundo, apenas perceptible por el ojo humano. De esta forma, el pistón, al igual que las demás partes móviles del motor deberá estar fabricado con materiales capaces de resistir la presión y temperaturas que se generan.

Qué es el pistón

Un pistón es un componente de motores alternativos, compresores de gas y cilindros neumáticos entre otros mecanismos similares. Su forma es cilíndrica y forma la parte móvil de la cámara de combustión. En un motor de combustión interna, su propósito es transferir la fuerza de la expansión de gas en el cilindro al cigüeñal a través de la biela. Los pistones se hacen comúnmente de una aleación de aluminio fundido para conseguir ligereza y una conductividad térmica excelente.

Un pistón es básicamente un eje deslizante que encaja dentro del cilindro. Su propósito es cambiar el volumen del interior del cilindro, para ejercer o recibir una fuerza sobre un fluido. En un motor, su propósito es transferir la fuerza de la expansión de gas en el cilindro al cigüeñal.

Pistones
Pistones

Hay diferencias significativas entre los pistones diesel y de gasolina. Los pistones diesel deben resistir presiones y temperaturas más elevadas, por lo que son más grandes, voluminosos y pesados. Se pueden fabricar a partir de aleaciones de aluminio, acero o una combinación de ambos. Los pistones del motor de gasolina son más ligeros, diseñados para mayores velocidades del motor. Están fabricados con aleaciones de aluminio.
En un motor diesel, la presión máxima del gas, durante la combustión, puede alcanzar 150-160 bar. En un motor de gasolina, la presión máxima es inferior a 100 bar. Debido a la mayor presión, los pistones diesel deben soportar un mayor estrés mecánico.

Funciones del pistón

La función principal del pistón es transformar la presión generada por explosión/combustión de la mezcla de aire-combustible, sobre el cigüeñal.
También hay otras funciones secundarias cumplidas por el pistón:

  • Contribuye a la disipación de calor generada durante la combustión.
  • Asegura el sellado de la cámara de combustión, evitando fugas de gas de la misma y la penetración de aceite.
  • Guía el movimiento de la biela.
  • Asegura el cambio continuo de gases en la cámara de combustión.
  • Genera el volumen variable en la cámara de combustión.

Partes pistón

Debido a la modernización los pistones cada vez se realizan de forma mas adecuada a las exigencias estructurales del motor. Aunque puedan tener diferentes formas y tamaños los pistones tienen unas partes características.

Partes del pistón
Partes del pistón

Las partes que componen el pistón son:

  • Cabeza: Es la parte superior del pistón.
  • Cielo: Es la superficie de la cabeza del pistón que está en contacto con los gases del cilindro.
  • Ranuras: Son los alojamientos donde se alojan los segmentos o anillos. El canal del segmento de engrase tiene unos orificios para premitir su lubricación.
  • Falda: Es la parte del pistón que esta en contacto con el cilindro, se desliza en el interior de este guiando al pistón.
  • Orificio del bulón: Es el orificio que alberga el bulón para unir el pistón a la biela. La unión entre el pistón y la biela debe de ser móvil, el bulón debe tener al menos una unión libre.

Características pistón

Para que el pistón cumpla la función por la que esta emplazado en el interior del cilindro debe satisfacer las siguientes características:

  • Su material deberá ser muy robusto para soportar los esfuerzos de compresión, en especial la cabeza y el alojamiento del bulón.
  • Debe de ser ligero para generar menos inercias, a la vez que si son varios cilindros todos los pistones deben tener el mismo peso para evitar desequilibrios.
  • No deben alterarse con la temperatura y soportar grandes cantidades de calor.
  • El material debe tener una alta resistencia a la corrosión química y al desgaste.

Materiales de los pistones

El pistón puede parecer una pieza muy simple a primera vista, pero es una de las  mas sometidas a estudio. Esto es debido a que para cumplir sus características básicas tiene que ser; muy robusto, ligero y resistente a las temperaturas y presiones del cilindro.

Por esos motivos los pistones suelen ser de:

Pistones de hierro

Pistones de aluminio fundido

El aluminio fundido se vacía en moldes. Una vez enfriado se mecaniza con maquinas CNC y finalmente se realizan procesos térmicos para dar las propiedades necesarias a los pistones.

Pistones forjados

Estos pistones son fabricados con aluminio fundido en un molde pero el molde es forzado con presión. De esta forma el material tiene una densidad mayor que los de fundición.

Ventajas
  • Mucha mas resistencia mecánica.
  • Permiten mas revoluciones.
  • Mejor disipación de temperatura.
Desventajas
  • Mayor dilatación, por lo cual puede aumentar el consumo de aceite y tener un funcionamiento mas ruidoso en frío.

Comprobar pistones

Cuando se desmonta el motor, ya sea por la parte inferior o superior del cilindro, el pistón y la biela van unidos. Para poder verificar el correcto funcionamiento de este conjunto, es necesario proceder a su desmontaje de bulón y segmentos y la limpieza del pistón.

Equilibrar peso pistones
Equilibrar peso pistones

El examen realizado a los pistones deberá ser llevado a cabo de manera que comprobemos el posible desgaste de los mismos, así como la presencia de posibles grietas. En el caso que se aprecien síntomas de desgaste severos, los pistones deberán ser sustituidos.

Para medir el desgaste de los pistones, debemos ayudarnos de un micrómetro. Mediante esta herramienta comprobaremos sus medidas para verificar la tolerancia máxima de montaje.

Si la holgura supere la tolerancia máxima establecida, será necesario sustituir el pistón para evitar un desgaste excesivo de cilindro.

Preguntas y respuestas

¿Qué es el pistón de un motor?

Es la parte móvil dentro del cilindro que se encarga de transformar la presión de los gases en energía mecánica para el funcionamiento del motor.

¿Cuál es la función de los anillos del pistón?

Sellar al máximo los gases dentro del cilindro.

¿Cuáles son los pistones forjados?

Los formados inyectando metal fundido en un molde bajo presión. Si quieres ver mas sobre pistones forjados echa un vistazo a este fabricante.

¿Qué es el bulón de un motor?

Es un pasador que conecta dos piezas.

¿Cuál es el embolo de un cilindro?

Es el mecanismo que se mueve dentro del cilindro transformando la presiona de los fluidos en energía mecánica.

¿Cuál es la función de un pistón?

Transmitir la energía de los gases de dentro del cilindro al cigüeñal


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