Pistón del motor: qué es y para qué sirve

Los motores de combustión interna modernos tienen una estructura compleja en comparación con los análogos hechos en los albores de la industria automotriz. Esto se debe al hecho de que para garantizar la estabilidad, la economía y la eficiencia, los fabricantes instalan sistemas electrónicos adicionales en la unidad de potencia.

A pesar de la sutileza de los sistemas eléctricos, el dispositivo ICE no ha cambiado mucho. Los elementos principales de la unidad son:

• Mecanismo de manivela;
• Grupo de pistones de cilindro;
• Colector de admisión y escape;
• Mecanismo de distribución de gas;
• Sistema de lubricación del motor.

Mecanismos como manivela y distribución de gas deben estar sincronizados. Esto se logra gracias a la unidad. Puede ser cinturón o cadena.

Cada conjunto de motor realiza una función importante, sin la cual el funcionamiento estable (o incluso la operatividad) de la unidad de potencia es imposible. Considere qué función realiza el pistón en el motor, así como su dispositivo.

¿Qué es un pistón del motor?

Esta parte está instalada en todos los motores de combustión interna. Sin ella, es imposible asegurar la rotación del cigüeñal. Independientemente de la modificación de la unidad (dos o cuatro tiempos), la operación del pistón no cambia.

Esta parte cilíndrica está unida a la biela, que, a su vez, está fijada en la manivela del cigüeñal. Le permite convertir la energía liberada como resultado de la combustión.

El espacio sobre el pistón se llama cámara de trabajo. Toma todos los relojes del motor del automóvil (un ejemplo de una modificación de cuatro tiempos):

• La válvula de entrada se abre y el aire se mezcla con el combustible (en los modelos con carburador atmosférico) o el aire mismo es aspirado (por ejemplo, el aire es aspirado en un motor diesel y el combustible se suministra después de que el volumen se comprime al grado requerido);
• Cuando el pistón se mueve hacia arriba, todas las válvulas están cerradas, la mezcla no tiene a dónde ir, se contrae;
• En el punto más alto (también llamado muerto), se suministra una chispa a la mezcla de aire comprimido y combustible. Se forma una fuerte liberación de energía en la cavidad (la mezcla se enciende), debido a lo cual hay una expansión que mueve el pistón hacia abajo;
• Tan pronto como alcanza el punto más bajo, la válvula de escape se abre y los gases de escape se eliminan a través del colector de escape.

Todos los elementos del grupo de pistones del motor realizan ciclos idénticos, solo con un cierto desplazamiento, lo que garantiza una rotación suave del cigüeñal.

Debido a la estanqueidad entre las paredes del cilindro y las juntas tóricas del pistón, se crea presión debido a que este elemento se mueve hacia el punto muerto inferior. A medida que el pistón del cilindro adyacente continúa girando el cigüeñal, el primero se mueve en el cilindro hasta el punto muerto superior. Entonces hay un movimiento recíproco.

Diseño de pistón

Algunos debajo del pistón significan una combinación de piezas que están montadas en el cigüeñal. De hecho, este es un elemento con forma cilíndrica, que adquiere tensión mecánica durante la microexplosión de una mezcla de combustible y aire al final de una carrera de compresión.

El dispositivo de pistón incluye:

• fondo;
• ranuras para juntas tóricas;
• falda.

El pistón está unido a la biela con un pasador de acero. Cada elemento tiene su propia función.

Abajo

Esta parte de la parte adquiere tensión mecánica y térmica. Es el límite inferior de la cámara de trabajo, en el que se producen todas las medidas anteriores. El fondo no siempre es plano. Su forma depende del modelo de motor en el que está instalado.

Parte de sellado

En esta parte, se instalan rascadores de aceite y anillos de compresión. Proporcionan la máxima estanqueidad entre el bloque de cilindros del cilindro, de modo que con el tiempo, no se desgastan los elementos principales del motor, sino anillos intercambiables.

La modificación más común es para tres juntas tóricas: dos anillos de compresión y un raspador de aceite. Este último regula la lubricación de las paredes del cilindro. La combinación del fondo y la parte de sellado a menudo se denomina mecánica por la cabeza del pistón.

Falda

Esta parte de la parte proporciona una posición vertical estable. Las paredes del faldón guían el pistón y evitan que se voltee, por lo que la carga mecánica no se distribuiría uniformemente a lo largo de las paredes del cilindro.

Las principales funciones del pistón.

La función principal del pistón es poner en movimiento el cigüeñal empujando la biela. Esta acción ocurre cuando se enciende la mezcla de combustible y aire. La superficie plana del fondo adquiere toda la tensión mecánica.

Además de esta función, esta parte tiene algunas propiedades más:

• Sella la cámara de trabajo en el cilindro, por lo que la eficiencia de explosión tiene un porcentaje máximo (este parámetro depende del grado de compresión y la cantidad de compresión). Si las juntas tóricas están desgastadas, la estanqueidad sufre y, al mismo tiempo, el rendimiento de la unidad de potencia disminuye;
• Enfría la cámara de cocción. Esta función merece un artículo separado, pero en resumen, cuando se enciende dentro del cilindro, la temperatura aumenta bruscamente a 2 mil grados. Para asegurarse de que la pieza no se derrita, es extremadamente importante eliminar el calor. Esta función es realizada por los anillos de sellado, el pasador del pistón junto con la biela. Pero los principales elementos que eliminan el calor son el aceite y una porción fresca de la mezcla de aire y combustible.

Tipos de pistón

Hasta la fecha, los fabricantes han desarrollado una gran cantidad de modificaciones diferentes de los pistones. La tarea principal en este caso es lograr un "medio dorado" entre reducir el desgaste de las piezas, la productividad de la unidad y el enfriamiento adecuado de los elementos de contacto.

Para enfriar mejor el pistón, se requiere una mayor cantidad de anillos anchos. Pero con esto, la eficiencia del motor disminuye, ya que parte de la energía irá a superar más fricción.

Por diseño, todos los pistones se dividen en dos modificaciones:

• Para motores de dos tiempos. El fondo en ellos tiene una forma esférica, lo que mejora la eliminación de los productos de combustión y el llenado de la cámara de trabajo.
• Para motores de cuatro tiempos. En tales modificaciones, el fondo será cóncavo o plano. La primera categoría es más segura cuando se cambia la sincronización de la válvula: incluso con la válvula abierta, el pistón no chocará con ella, ya que tiene los huecos correspondientes. Además, estos elementos proporcionan una mejor mezcla de la mezcla en la cámara de trabajo.

Pistones para motores diesel: una categoría separada de piezas. En primer lugar, son mucho más fuertes que los análogos para los ICE de gasolina. Esto es necesario porque se debe crear presión dentro del cilindro en exceso de 20 atmósferas. Debido a las altas temperaturas y la tremenda presión, un pistón convencional colapsará fácilmente.

En segundo lugar, tales pistones a menudo tienen huecos especiales llamados cámaras de combustión de pistón. En la carrera de admisión, crean turbulencias, proporcionando un enfriamiento mejorado del fondo caliente, así como una mezcla más eficiente de combustible con aire.

También hay otra clasificación de estos elementos:

• Emitir. Se hacen fundiendo en un blanco continuo, que luego se procesa en tornos. Dichos modelos se utilizan en vehículos de pasajeros;
• Equipos nacionales. Estas partes están ensambladas a partir de diferentes partes, lo que hace posible combinar materiales para elementos de pistón individuales (por ejemplo, el faldón puede estar hecho de aleación de aluminio y el fondo puede estar hecho de hierro fundido o acero). Debido al alto costo y la complejidad del diseño, tales pistones no están instalados en motores convencionales. La aplicación principal de esta modificación son los grandes motores de combustión interna que funcionan con combustible diesel.

Requisitos del pistón del motor

Para que el pistón pueda hacer frente a su tarea, se deben cumplir los siguientes requisitos durante su fabricación:

1. Debe soportar cargas de alta temperatura, sin deformarse bajo tensión mecánica, y para que la eficiencia del motor no disminuya con un cambio de temperatura, el material no debe tener un alto coeficiente de expansión;
2. El material del que está hecha la pieza no debe desgastarse rápidamente como resultado de la función de un rodamiento deslizante;
3. El pistón debe ser liviano, porque con un aumento en la masa como resultado de la inercia, la carga en la biela y la manivela aumenta varias veces.

Al elegir un pistón nuevo, es extremadamente importante tener en cuenta las recomendaciones del fabricante; de ​​lo contrario, el motor experimentará cargas adicionales o incluso perderá estabilidad.

Preguntas y respuestas

¿Qué hacen los pistones en un motor? En los cilindros, realizan movimientos alternativos debido a la combustión de la mezcla de aire y combustible y al impacto en la manivela de los pistones adyacentes que se mueven hacia abajo.

¿Qué tipo de pistones hay? Con faldas simétricas y asimétricas con diferentes espesores de bajos. Hay pistones de expansión controlada, autotérmicos, autotermáticos, duoterm, con deflectores, con faldón biselado, Evotec, aluminio forjado.

¿Cuáles son las características de diseño del pistón? Los pistones difieren no solo en la forma, sino también en la cantidad de ranuras para instalar juntas tóricas. El faldón del pistón puede tener forma cónica o de barril.