Pistones para motor y sus tipos

El motor de cualquier coche está compuesto por una serie de piezas que permiten realizar el proceso de combustión adecuadamente y transmitir esa fuerza a las demás partes del vehículo. De esta manera, el vehículo es capaz de moverse.

Entre las piezas más importantes, podríamos destacar a los pistones. Los pistones son los encargados de generar la comprensión en la cámara de combustión y transmiten la fuerza de la combustión a otras piezas del motor. Así que es una pieza esencial para el funcionamiento del motor.

¿Qué es un pistón?

También conocido como émbolo, el pistón es una parte fundamental del funcionamiento del motor. Su tarea principal es comprimir la mezcla de aire y combustible en el cilindro para transmitir la fuerza provocada hacia el cigüeñal.

Esta pieza suele estar fabricada en hierro fundido, hierro forjado o diversas aleaciones de aluminio o níquel. Tiene una forma de cono. Su parte superior es cerrada, mientras que su parte inferior es hueca. Y en la parte intermedia tiene algunos orificios con los cuales se sujeta a la biela. Los motores suelen tener varios pistones, un pistón por cada cilindro. Los motores suelen tener 4, 6, 12 y hasta 16 cilindros.

El propósito de los pistones es presionar, comprimir la mezcla de aire combustible dentro del cilindro. Lo que, a su vez, produce el movimiento del coche.

¿Cómo funciona el pistón?

El funcionamiento sería de la siguiente manera. Una vez que se ha encendido el coche, la batería envía una señal eléctrica hacia el cigüeñal para que éste comience a girar. El giro del cigüeñal hace que los pistones comiencen a subir y bajar. En este movimiento de subida y bajada, los pistones entran y salen de la cámara de combustión, que se encuentra en el interior del bloque motor. Los pistones entran a través de los cilindros hacia la cámara de combustión y comprimen la mezcla de aire y combustible. Cada vez que esto sucede, la bujía produce una chispa que causa la explosión de la mezcla.

La explosión empuja el pistón hacia afuera en dirección al cigüeñal. Luego, el pistón transmite esta fuerza al cigüeñal a través de la biela. Y, así, se genera la fuerza que mueve el coche.

Éste es un proceso que se repite una y otra vez durante el funcionamiento del motor. Cuanto mayores sean los RPMs, mayor será el movimiento del cigüeñal y los pistones, y por tanto, la velocidad que puede alcanzar el coche.

A través de este proceso, también se expulsan los gases de escape mediante la salida. Los pistones cuentan con anillos de compresión en la cabeza que no permiten que los gases salgan por el espacio que existe entre el pistón y las paredes del cilindro.

Características de los pistones

Los pistones deben tener ciertas características para cumplir su propósito y soportar las grandes presiones provocadas por la explosión de la mezcla. Por eso, suelen estar fabricados de materiales bastante resistentes, como, por ejemplo, aleación y aluminio. Los materiales suelen ser: hierro, cobre, níquel y silicio. Estos materiales tienen una buena resistencia a los desgastes y a la corrosión, además de conducir muy bien el calor.

La cabeza del pistón es la que recibe la mayor cantidad de fuerza. Por eso, su estructura suele ser robusta para poder soportarla. No obstante, los pistones también deben ser ligeros para facilitar su rápido movimiento. Y cada uno de ellos debe tener exactamente el mismo peso para no producir ningún desequilibrio.

El pistón también debe tener una forma tronco-cónica que le permita moverse a través del cilindro y cumplir su función. Las cabezas de los pistones suelen tener diferentes diseños. Pueden ser planas, cóncavas y convexas.

Partes de un pistón

Los pistones están compuestos por varias piezas, tales como:

• Cabeza del pistón. Es la parte superior del pistón y la encargada de comprimir la mezcla de aire y combustible. Está especialmente fabricada para resistir las altas temperaturas y la presión provocada por la explosión de la mezcla. Puede tener diferentes formas, según el tipo de combustión que se desea.
• Zona de landas. Esta es la parte vertical del pistón. En esta parte, se encuentran las ranuras de compresión y se encuentran los anillos que hermetizan la combustión.
• Ranura de compresión. Las ranuras de compresión son los lugares donde van insertados los aros del pistón. Su función es mantener la compresión de la combustión. El pistón suele tener dos de estas ranuras.
• Ranuras de control de aceite. Cada pistón también incluye dos de estas ranuras. En éstas es donde se introduce el aro rascador de aceite. Estas ranuras cuentan con unos agujeros verticales que le permiten drenar el aceite y controlar la dilatación.
• Segmento del pistón. Son los anillos que se encuentran en el émbolo del pistón y se sujetan a las ranuras del pistón.
• Barreno. Es el nombre que se le da al orificio que atraviesa el pistón, y es el lugar donde se encuentra el perno que sujeta el pistón a la biela.
• Placa inbar. No es más que un cilindro que va alrededor del barreno y en el parte interior del pistón. Su función antidilatante impide que alguna pieza se deforme por el calor.
• Faldón. Este es el nombre con el que se conoce la parte inferior del pistón. Tiene una doble función: proteger el perno y el pie de la biela, así como servir de guía para el funcionamiento del pistón.

Tipos de pistones

Existen diferentes tipos de pistones. Estos pueden ser clasificados de diferentes maneras:

• Según el tipo de cabeza del pistón. Pueden encontrarse pistones con diferentes cabezas: planas, cóncavas y convexas. Cada una tiene una función específica.
• Según la lubricación del perno. Existen diferentes tipos de lubricación para el perno. Algunos utilizan venas de lubricación, otros los barrenos en el mamelón, y otros utilizan los dos.
• Según el faldón. El faldón puede tener tres diseños: oval, barril o cónico.
• Según el retorno de aceite. El retorno del aceite puede ser con ventanas de función, con cortes de sierra en la ranura de lubricación o simplemente con barrenos.
• Según el tipo combustible que utiliza. Los motores diésel utilizan pistones diferentes a los de los motores de gasolina. Así que, aquí, hay otra forma de clasificarlos.

Pero, también, podrían clasificarse en base a su relación con el árbol de levas. En ese sentido, existen cuatro tipos de pistones:

Pistón monometálico de falda completa

Estos son los pistones más antiguos y con el mecanismo más sencillo. Utilizan acoplamientos y ovalizaciones de compensación que actúan frente a la dilatación del faldón provocada por las altas temperaturas.

Pistón de dilatación térmica controlada

Incorpora placas de acero que le ofrecen altas prestaciones de dilatación térmica.

Pistón para motores de encendido por chispa

Son el tipo de pistones que se utilizan en motores de 4 y 2 tiempos. La cabeza de este tipo de pistones puede ser plana, convexa o cóncava. Y suelen tener un diámetro de entre 58 y 110 mm.

Pistón Autothermik

Este tipo de pistón tiene varias diferencias con los anteriores. La primera es que lleva un corte justo en el punto donde se encuentra el anillo de aceite. El propósito de este corte es disminuir la temperatura del faldón. También, integra un tipo diferente de placas.

¿Qué son los anillos de pistón?

Los anillos de pistón son piezas circulares que se encuentran en el émbolo del pistón. Estos suelen estar fabricados con una aleación de hierro dúctil de cromo y molibdeno. En esencia, el propósito de los anillos de pistón es evitar las fugas de los cilindros y controlar el flujo de aceite. En resumen, sus funciones son tres:

• Controlar la cantidad de lubricante que fluye. Los anillos mantienen lubricado el punto de contacto entre las paredes de los cilindros y los pistones. De esta manera, se evitan los desgastes producidos por los residuos.
• Mantener la distancia que existe entre el pistón y el cilindro. Los anillos también tienen una función aislante entre el pistón y los cilindros. De tal manera que las fuertes tensiones que mueven constantemente el pistón no produzcan daños en su respectivo cilindro.
• Sellar el cilindro. Los anillos mantienen la presión de la cámara de combustión, ya que evita que éstos se escapen por el espacio que existiría normalmente entre el pistón y el cilindro.

Los pistones juegan un papel fundamental en el funcionamiento del motor.