Todo lo que necesitas saber sobre el pistón del automóvil

En un motor de combustión interna, un pistón es uno de los mayores componentes que ayudan al funcionamiento del ciclo de combustión. La parte del motor está encerrada en un bloque de cilindros que usa un anillo de pistón para no dejar espacio para el escape de gas.

Los pistones ayudan en la transformación de la energía térmica en trabajo mecánico y viceversa. Se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro para expandir y contraer la mezcla de aire y combustible. Por esta razón, un pistón es inevitable en un motor de combustión interna.

Hoy veremos la definición, las funciones, el trabajo, los tipos, las piezas, los materiales y el diagrama de un pistón de automóvil.

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¿Qué es un pistón?

Un pistón es un dispositivo mecánico que se mueve hacia arriba para comprimir gas y hacia abajo debido a la explosión en un cilindro para transformar la energía térmica en trabajo mecánico.

Un pistón sigue un proceso cíclico para la continuación del proceso de conversión de calor. el proceso se logra de tres maneras:

• Proporcionar calor al gas dentro del cilindro para el trabajo útil
• Quitar el calor del cilindro para disminuir la presión, de modo que el gas se pueda comprimir fácilmente.
• Aplicar trabajo al pistón cuando está en su estado inicial, listo para realizar el ciclo nuevamente.

Funciones de un pistón en motores de combustión interna

Los pistones juegan un papel vital en el motor de un automóvil, incluido el motor de gasolina de encendido por chispa y el motor diesel de encendido por compresión. El proceso de estos dos motores de combustión interna es diferente, pero utilizan pistones para sus procesos. A continuación se muestran las funciones del pistón en el motor de un automóvil:

• La función principal del pistón es transferir la fuerza de salida de una pequeña explosión de gas en el cilindro a un cigüeñal. Esto proporciona un impulso de rotación a un volante.
• Se mueve hacia adelante para que los gases se puedan comprimir y se pueda producir una explosión por el movimiento hacia atrás.
• El pistón contiene un pasador llamado pasador de pistón, que permite que se escape el gas de la cámara.
• Una biela unida a la parte inferior del pistón permite transferir el trabajo mecánico.
• Los pistones ayudan a transportar la mezcla de aire y combustible dentro del período del ciclo de combustión.
• Los pistones ayudan a controlar el flujo de aceite en las paredes del cilindro mediante el anillo de control de aceite.

¿Cómo funciona un pistón?

Al preguntar cómo funciona un pistón, se le expondrá todo el principio de funcionamiento del motor de combustión interna. Esto se debe a que el pistón realiza el trabajo principal durante el ciclo de cuatro tiempos.

Tal como se mencionó anteriormente, un motor de combustión interna es de dos tipos y funcionan de dos maneras diferentes. Uno de ellos funciona con una bujía, de ahí que se denomine “motor de encendido por chispa” y el otro “motor de encendido por compresión”. Su funcionamiento es bastante diferente. Bueno, el funcionamiento de este motor se ha tratado en otro artículo.

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El siguiente video contiene el funcionamiento de un pistón en un motor de combustión interna motor:

Material del pistón

El hierro fundido es el material más antiguo utilizado para fabricar pistones. Sin embargo, los motores modernos se benefician de materiales más ligeros para el equilibrio del motor. Los buenos pistones deben poder resistir las temperaturas de combustión del motor. Las aleaciones como las aleaciones Y y el hiluminio se utilizan específicamente para obtener tales propiedades.

Los pistones están hechos de aleaciones de aluminio con un proceso de fundición. Algunos pistones utilizados en vehículos de carreras requieren una mayor resistencia y vida útil, por lo que están forjados.

Los pistones de palanquilla también se usan en motores de carreras porque no dependen del tamaño y la arquitectura de las piezas forjadas disponibles, lo que hace que el diseño cambie en los últimos minutos. Aunque no es comúnmente visible a simple vista.

a continuación se muestra el diagrama de un pistón:

Partes principales de los pistones y sus funciones

A continuación se encuentran las explicaciones de las partes principales del pistón:

Falda del pistón:

Una falda de pistón es un material cilíndrico adherido a la parte redonda de un pistón. Suele estar fabricado en hierro fundido para resistir el desgaste y sus propiedades autolubricantes. Hay ranuras en la falda que permiten que los anillos del pistón se asienten perfectamente. La función de la falda del pistón es viajar arriba y abajo del cilindro.

Anillos de pistón:

Los anillos de pistón son las piezas de anillos partidos que se montan en un área de rebaje del pistón. Por lo general, hay tres anillos de pistón en un motor. A veces el anillo puede ser uno, dependiendo del tipo de motor.

Cojinetes de pistón:

Los cojinetes son excelentes piezas de pistón que ayudan a la efectividad del movimiento. Está ubicado en los puntos donde ocurre la rotación pivotal. Estos rodamientos suelen ser piezas metálicas semicirculares que encajan en los taladros de estos puntos.

Pasador de pistón:

El pasador del pistón es una pieza del pistón que también se conoce como pasador de muñeca o pasador de pistón. Este pasador es el eje hueco o macizo en la sección del faldón. Hay un vástago de pistón pivotado en este pasador, sostenido en el buje del anillo de pistón. La función del pasador del pistón es ofrecer soporte de rodamiento para que el pistón pueda funcionar correctamente.

Cabeza de pistón:

Esta parte de un pistón también se conoce como corona o cúpula, que es la superficie superior. Es la parte que entra en contacto con los gases de combustión, lo que hace que experimente una temperatura extremadamente alta. La función del pistón es recibir presiones, temperaturas y otras tensiones del gas en expansión.

Perno de biela:

Otra pieza del pistón que no se puede dejar atrás es el tornillo de biela. Se utiliza para montar la biela en el cigüeñal. Hay una tapa de biela y un cojinete en el extremo inferior de los pernos de biela. Luego se usa una tuerca para bloquear los componentes junto con el perno.

Biela:

Una biela es una de las partes principales del pistón más abreviada como biela o biela. Conecta el pistón al cigüeñal del motor y permite el movimiento del pistón en la cámara. El componente está diseñado para soportar esfuerzos mecánicos, por lo que es lo suficientemente resistente. Las partes del pistón están hechas de procesos de forja y, a veces, de fundición.

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Tipos de pistones

A continuación se muestran los tres tipos de pistones:

Pistones de plato: un pistón de plato tiene la forma de un plato con bordes exteriores ligeramente curvados hacia arriba. Es fácil y simple, además de dar menos problemas a los ingenieros. A menudo se usa en aplicaciones reforzadas que no requieren un árbol de levas de elevación alta o una tasa de compresión alta.

Pistones de parte superior plana: el tipo de pistón de parte superior plana tiene una parte superior plana. Tiene la menor cantidad de espacio de superficie, lo que brinda la posibilidad de crear la mayor fuerza. Es perfecto para crear una combustión eficiente.

Los pistones de parte superior plana crean una gran explosión en la cámara, pero la compresión puede ser demasiado para cámaras de combustión más pequeñas.

Pistones de cúpula: el concepto de pistones de plato es bastante opuesto al tipo de plato. La burbuja del medio para aumentar el área de superficie que queda en la parte superior del pistón. Bueno, más área de superficie significa menos compresión, mientras que más compresión indica más fuerza creada.

La cámara de combustión tiene un límite superior que puede manejar, por lo que reducir la tasa de compresión es la mejor opción para evitar que el motor se averíe.

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Problema común del pistón

El problema que desarrollan los pistones es nada menos que crack. Esta grieta se produce en la parte superior de la cabeza de un pistón que se conoce como corona. Por lo general, es causado por una compresión excesiva o un tiempo de encendido demasiado avanzado como resultado de la presión de combustión en los motores de gasolina. La cabeza del pistón se agrieta porque opera fuera de la presión en la que se supone que debe trabajar.

En un motor diesel, el pistón desarrolla problemas por una condición conocida como fatiga térmica. La fatiga térmica ocurre cuando un motor funciona bajo una carga pesada junto con una carga liviana. Estos cambios drásticos constantes en la temperatura de combustión provocan repentinamente grietas térmicas en la cabeza del pistón.

Las grietas también ocurren en la falda del pistón debido a la constante carga excesiva del motor y la fatiga por alto kilometraje. En algunas situaciones, el diseño del pistón es la causa. La mayoría de las veces, el fabricante corrige lo último proporcionando una pieza reemplazada.

La falda del pistón aún puede agrietarse en la etapa inicial de un motor reparado cuando el pistón no está correctamente ajustado a las bielas. Esto provoca fracturas por tensión, que provocan una grieta grave en el faldón.

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Eso es para este artículo que destaca la definición, funcionamiento, partes, tipos, material, el problema de un pistón. Espero que se logre el conocimiento, si es así, déjanos saber tu opinión y no olvides compartir. ¡Gracias!