Asignaturas:
- General
- Fondo del pistón
- materiales
- Anillos de pistón
- Juego final de los aros del pistón
- Pasador del pistón
- Desaxación del pasador del pistón.
- distorsión del pistón
- Pistón basculante
- Enfriamiento
General:
Los pistones realizan movimientos de subida y bajada en el cilindro. El cilindro está atascado en el bloque del motor y no se mueve. El pistón se mueve constantemente desde ODP (centro muerto inferior) al TDC (centro muerto superior) en el cilindro. La combustión tiene lugar en la parte superior del pistón (llamada base del pistón). A medida que las válvulas de admisión se abren y el pistón se mueve hacia adelante, se crea un vacío en la sección de admisión. Esta aspiradora aspira aire (o una mezcla de combustible) hacia el cilindro. En un motor sobrealimentado (mediante turbo o compresor), el aire de admisión se empuja hacia el cilindro con un cierto exceso de presión.
De válvulas de admisión se cierra y el pistón sube. El aire (o la mezcla de combustible) se comprime (comprime) y luego a una motor de gasolina con candelilla y a la una motor diesel encendido agregando combustible diesel.
Debido a que la mezcla se enciende, el pistón es empujado hacia abajo con gran fuerza. Entonces el válvulas de escape se abre y el pistón empuja los gases quemados hacia el escape en la carrera ascendente.
Los pistones deben cumplir las siguientes propiedades:
- La masa más baja posible para mantener las fuerzas de masa en el TDC y ODP lo más bajas posible. Las fuerzas de masa pequeñas ejercen menos tensión sobre los rodamientos y permiten frecuencias de rotación más altas.
- Buena conducción del calor; la temperatura del fondo del pistón puede superar los 400 grados centígrados. Para evitar que la temperatura de la base del pistón suba demasiado, ésta se enfría constantemente con un chorro de aceite contra la parte inferior. La menor carga térmica da como resultado un menor desgaste y un menor consumo de aceite.
- Resistencia mecánica suficiente.
- Bajo coeficiente de fricción.
Fondo del pistón:
La parte superior del pistón se llama "corona" o "parte inferior del pistón". Los huecos para las válvulas suelen estar rectificados en el fondo del pistón.
En los motores diésel de inyección directa, la parte inferior del pistón suele seguir formando parte del espacio de combustión. Luego se crea una cavidad especial en el pistón, que sirve para hacer girar el aire. El aire en ese espacio realizará un movimiento giratorio, de modo que el combustible diesel se mezcla inmediatamente bien con este aire durante la inyección.
La imagen muestra un motor diésel de inyección directa con una cámara de turbulencia previa en el pistón. Un motor diésel con inyección indirecta tiene una cámara de turbulencia previa separada en la culata. Entonces no queda ningún espacio de combustión en el fondo del pistón.
Materiales:
Los pistones suelen estar hechos de aleaciones de aluminio o magnesio. A veces se utilizan pistones de aluminio forjado con las bases cromadas. Son muy fuertes y tienen poco peso. La ventaja es que debido a su bajo peso también tienen una menor carga mecánica en las paredes de los cilindros (y por tanto menor desgaste), además pueden usarse en motores con mucha potencia. Debido a la producción especializada, el precio es mucho más alto que el de los pistones de aluminio normales.
También se hacen pequeñas ranuras en el costado del pistón, comparables a las ranuras de bruñido en la pared del cilindro. Estos sirven para "llevar" el aceite cuando se mueve hacia arriba y hacia abajo. Si no se previeran pequeñas ranuras, el aceite podría simplemente pasar por ellas y terminar en la cámara de combustión.
Anillos de pistón:
Los aros de pistón deben garantizar el mejor sellado de gas posible entre el pistón y el cilindro. Las fugas a lo largo de los segmentos del pistón provocan, entre otras cosas:
- Pérdida de compresión (y por tanto también pérdida de potencia).
- Pérdida de aceite a través de la cámara de combustión.
- Envejecimiento prematuro y contaminación del aceite; Debido a que los gases de fuga ingresan al aceite, estos gases pueden mezclarse con el aceite y provocar su envejecimiento.
Siempre hay una capa de aceite entre las ranuras de los anillos del pistón y los anillos del pistón (vea la imagen a continuación). No es posible que los aros del pistón se encarguen solos del sellado. El aceite también juega un papel importante en esto. Dice así:
- A medida que el pistón sube, los aros del pistón se mueven hacia la parte inferior de la ranura del aro del pistón. (ver imagen)
- El aceite de la pared del cilindro penetra entre el segmento del pistón y la ranura del segmento del pistón. Esto hace que el pistón quede presionado contra la pared del cilindro.
Cuando los anillos rascadores de aceite están desgastados, el aceite puede penetrar entre la pared del cilindro y el anillo rascador de aceite, provocando que acabe en la cámara de combustión. Luego, el aceite se quema, lo que produce humo azul o negro en el escape. El humo azul proviene del aceite de motor que ingresa directamente al escape, sin quemarse y se evapora. En el caso del humo negro, el aceite ha participado en el proceso de combustión y los restos de aceite quemado salen del escape en forma de hollín (negro).
Juego final de los aros del pistón:
La holgura de la ranura es el espacio entre los dos extremos del segmento del pistón. Si la holgura de bloqueo es demasiado pequeña, el segmento del pistón no tiene espacio para formar un diámetro más pequeño. La pared del cilindro podría dañarse y el segmento del pistón podría romperse. Si el espacio libre para la cerradura es demasiado grande, hay demasiado espacio entre los extremos; los aros del pistón no sellan lo suficiente y pueden provocar pérdida de compresión o aumento del consumo de aceite.
La holgura de la cerradura se mide con un galga de espesores. Con la medida anterior, la holgura de la cerradura debe estar entre 0,35 y 0,55 mm. La galga de espesores de 0,5 mm de espesor se pudo pasar con cierta resistencia. Entonces la autorización final está bien. Para obtener más información, consulte la página “medidas de aros de pistón" bajo el encabezado Medición mecánica.
Pasador del pistón:
El pasador del pistón se utiliza para unir de forma giratoria el pistón a la biela. El bulón del pistón está (teóricamente) montado en el centro del pistón y asegurado con un anillo de seguridad. En realidad, el pasador del pistón está montado descentrado, lo que mejora el rendimiento. Puede encontrar más información al respecto en el siguiente capítulo: Desaxado del pasador del pistón.
Desaxación del bulón del pistón:
La posición fuera del eje del pasador del pistón significa que el pasador del pistón no está completamente centrado (como se muestra en la figura). Por supuesto, estos pistones también deben montarse en una dirección determinada. La dirección se indica mediante una flecha marcada en la parte inferior del pistón. Esta flecha apunta hacia el lado de distribución.
Colocar el pasador del pistón descentrado tiene un propósito importante; reduce el desgaste de la pared del cilindro y reduce el ruido que hace el pistón al cambiar las paredes del cilindro. Cuando el pistón sube, se presiona contra el lado izquierdo de la pared del cilindro y cuando baja, se presiona contra el lado derecho. Con cada golpe de fuerza, el pistón será golpeado desde el lado izquierdo contra el lado derecho con una fuerza enorme.
Debido a que el pasador del pistón está colocado descentrado, la biela ya está en posición vertical antes del PMS. El pistón se mueve hacia el lado derecho del cilindro antes de la carrera de potencia. Cuando se produce la carrera de potencia, el pistón ya está en la posición correcta y ahora puede descender directamente con un solo movimiento. Gracias al bulón del pistón descentrado, la carrera de potencia ya no golpea el pistón contra la pared del cilindro, lo que reduce el ruido y el desgaste.
Distorsión del pistón:
El pistón adopta una forma diferente en un motor caliente que en un motor frío. El material se expande debido al calor. El pistón está construido de tal manera que la expansión sólo se produce en una dirección. De lo contrario, el pistón podría atascarse en el cilindro.
En el extremo izquierdo de la figura se puede ver el pistón en condiciones normales. La imagen del medio es del pistón del cilindro visto desde arriba, cuando está a temperatura de funcionamiento. Entonces el motor ha estado funcionando durante un tiempo, lo que hace que el material del pistón se caliente y se expanda. La imagen de la derecha es del pistón en frío. Ahora tiene forma ovalada. Las flechas arriba y abajo indican la diferencia de tamaño. El pistón de la imagen de la derecha ha sido reforzado a lo ancho y construido deliberadamente a lo largo para que tenga espacio para expandirse. La razón de esto es que todos los materiales se expanden cuando se calientan. Para ello también hay que dejar espacio al pistón.
El lado que no se expande, es decir, los lados izquierdo y derecho del pistón en la ilustración, se presiona contra la pared del cilindro durante la carrera de potencia. Este lado absorbe la fuerza de deslizamiento (ver imagen en el capítulo siguiente "Pistón basculante". Por supuesto, este está construido de esta manera, porque de lo contrario el espacio entre el pistón y la pared del cilindro sería demasiado grande con esta enorme fuerza. El pistón entonces El motor se lanza contra la pared del cilindro y, por tanto, tendrá una vida útil corta.
A pesar de esto, el sonido puede seguir siendo diferente cuando el motor está frío que cuando está caliente. Cuando el motor está frío, hay tanto juego entre el pistón y el cilindro que aún se puede escuchar un ligero golpeteo. Esto no supone ningún problema, siempre que la fase de calentamiento del motor se desarrolle sin problemas. Con esto quiero decir que el motor debe calentarse lentamente (ni a velocidades demasiado altas y ciertamente no con demasiada gasolina a bajas velocidades). Si esto sucede, el pistón aún no se ha expandido completamente y el aceite aún no ha alcanzado la temperatura de funcionamiento de al menos 60 u 80 grados. De este modo, el motor tendrá una vida útil significativamente más corta. La pared del cilindro se desgastará más rápido, al igual que el costado del pistón, que se desgastará con fuerza. El fabricante también puede reducir el ruido del pistón aplicando “desaxación”. (Ver capítulo anterior).
Pistón basculante:
Mientras se mueve hacia arriba y hacia abajo, el pistón también se mueve ligeramente a lo ancho en la pared del cilindro. Si se produce un desgaste en la pared del cilindro por un uso incorrecto del motor (pensemos en conducir rápido/altos revoluciones con el motor frío), la parte de la pared del cilindro (marcada en rojo en la imagen) puede quedar hueca. A esto también puede influir una mala elección de los materiales por parte del fabricante del coche (pensemos en algunos motores 1.4 16v de VAG), lo que significa que la anchura de la pared del cilindro aumenta y, por tanto, el pistón tiene más libertad de movimiento como motor. resultado de la fuerza de deslizamiento. En ese caso hablamos de “pistones basculantes”. La imagen muestra que el pistón está ligeramente torcido en el cilindro. Una situación un poco exagerada, pero el concepto de “pistón basculante” es claramente visible.
El resultado de la inclinación de los pistones es que el motor emite muchos ruidos de tictac. A veces casi se puede comparar con el sonido producido por un motor diésel. El sonido es puramente el golpe contra la pared del cilindro debido al espacio extra que tiene el pistón en el cilindro. Como resultado, el consumo de aceite a menudo aumenta (debido a un sellado deficiente) y el desgaste también suele aumentar. Lo único que se puede hacer al respecto es revisar el motor.
Enfriamiento:
El pistón se enfría rociando aceite de motor en la parte inferior. Esto se puede hacer con un rociador de aceite (ver imagen a continuación) o a través de un orificio en la biela. Esto, junto con más información sobre refrigeración y lubricación, se describe en la página sistema de lubricación.
