Diferentes tipos de pistones y su aplicación.

Los pistones son una parte esencial del motor y el tipo de pistón utilizado puede tener un impacto significativo en el rendimiento y la eficiencia del motor. En este artículo veremos algunos de los diferentes tipos de pistones y sus aplicaciones.

Un pistón es un componente cilíndrico encerrado en un cilindro hermético al gas mediante anillos de pistón. El pistón convierte la energía liberada durante la combustión en acción mecánica y la transmite al cigüeñal en forma de fuerza de torsión a través del pasador del pistón y el carrete.

tipos de pistones

Hay diferentes tipos de pistones disponibles en el mercado, cada uno con sus propias características y características únicas.

A) Esta clasificación de pistón se basa en el diseño de la falda:

La falda es la parte inferior del pistón que rodea el perno del pistón.

1. Faldón tipo pistón macizo.

Un pistón de faldón sólido es un tipo de pistón utilizado en motores de combustión interna, generalmente en motores alternativos como los que se encuentran en automóviles y camiones.

Un pistón de faldón sólido es un pistón en el que el faldón está hecho de una pieza sólida de metal, a diferencia de un pistón de faldón dividido, que tiene una división en el faldón que le permite flexionarse y expandirse más libremente con los cambios de temperatura.

Se sabe que los pistones con faldón sólido son más duraderos y tienen menos posibilidades de rotura del faldón, pero son menos flexibles a la expansión térmica.

2. Faldón tipo pistón partido

Un pistón de faldón dividido es un tipo de pistón que tiene un diseño de faldón dividido o dividido. La falda del pistón es la parte que rodea la parte inferior del pistón y generalmente se usa para guiar y estabilizar el pistón a medida que se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro.

En el pistón de faldón dividido, el faldón se divide en dos o más secciones, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño del pistón. Esto puede proporcionar beneficios tales como reducción del ruido y la vibración, mejor control del aceite y mayor durabilidad. Se utilizan comúnmente en motores de alto rendimiento, motores diésel y aplicaciones de servicio pesado.

3. Pistón ranurado o pistón de juego constante

Un pistón ranurado, también conocido como pistón de juego constante, es un tipo de pistón utilizado en motores alternativos. Está diseñado con una ranura o ranura en la falda del pistón que permite que el pistón se expanda y se contraiga con los cambios de temperatura del motor.

Esta expansión y contracción puede hacer que el pistón se mueva ligeramente en el cilindro, lo que puede provocar que aumente la holgura entre el pistón y la pared del cilindro.

Un pistón ranurado ayuda a mantener una holgura constante entre el pistón y la pared del cilindro, lo cual es importante para evitar daños en el motor y reducir la fricción. Esto es especialmente importante en los motores de alto rendimiento donde las altas temperaturas y la expansión térmica pueden causar cambios significativos en la holgura entre el pistón y el cilindro.

Los pistones ranurados suelen estar hechos de aleación de aluminio o acero y se utilizan en motores de combustión interna, en particular motores diésel de alta velocidad, motores de turbina de gas y compresores alternativos.

B) Esta clasificación de pistón se basa en la forma y aplicación del pistón:

4. Pistón tipo zapatilla.

Un pistón deslizante es un tipo de pistón utilizado en motores de combustión interna, generalmente motores diesel grandes. El diseño del deslizador presenta un área de faldón reducida, lo que permite que el pistón se mueva más libremente en el cilindro. Este diseño ayuda a reducir la fricción y el desgaste entre el pistón y el cilindro, lo que puede mejorar la eficiencia y la longevidad del motor.

Además, este tipo de pistón ayuda a reducir la vibración del motor al permitir que el pistón se mueva independientemente del volante, lo que también puede ayudar a mejorar la eficiencia del motor.

Los pistones deslizantes tienen la capacidad de reducir el ruido del motor, mejorar la economía de combustible y aumentar la potencia del motor.

5. Pistón de acero.

Un pistón de revestimiento de acero es un tipo de pistón que se utiliza en motores de combustión interna. Se fabrica colocando un anillo o manguito de acero en la parte superior del pistón.

Este anillo o manguito de acero proporciona resistencia y soporte adicionales al pistón, lo cual es útil en motores de alto rendimiento que están sujetos a altos niveles de estrés y desgaste.

Un inserto de acero también puede ayudar a mejorar la disipación de calor y reducir la expansión térmica del pistón, lo que puede mejorar el rendimiento y la eficiencia del motor.

6. Pistón tipo correa de acero.

Un pistón de correa de acero es un tipo de pistón utilizado en motores diesel. La correa de acero es un anillo de acero que se envuelve alrededor de la falda del pistón, lo que proporciona resistencia adicional y durabilidad del pistón.

Una correa de acero puede ayudar a reducir la expansión del pistón y aumentar la eficiencia del motor. También ayuda a reducir el riesgo de falla del pistón, lo que puede ser costoso y causar un daño significativo al motor.

El pistón de correa de acero se puede utilizar en motores de alto rendimiento y alta potencia, así como en aplicaciones de servicio pesado, como camiones y equipos de construcción.

7. Pistón de puesta a tierra de levas.

Un pistón rectificado es un tipo de pistón rectificado (mecanizado) con una forma exacta para que coincida con el árbol de levas del motor. Esto se hace para asegurar la sincronización adecuada entre el movimiento de los pistones y la apertura y cierre de las válvulas en el motor.

A medida que el árbol de levas gira, empuja el pistón de tierra de la leva, que a su vez empuja la biela y el cigüeñal, lo que hace que el motor gire. Los pistones de tierra se usan comúnmente en motores de carreras y de alto rendimiento donde la precisión y la exactitud son fundamentales.

8. Pistón tipo Alfinz.

Este tipo de pistón tiene un anillo de aleación de acero que se fija en el anillo.

9. Pistón tipo presa de calor

Un pistón de presa de calor es un tipo de pistón que se utiliza para reducir la cantidad de calor que se transfiere desde la parte superior del pistón hasta la parte inferior. Esto se logra cortando una ranura adicional por encima de las ranuras estándar de los segmentos del pistón. Este canal adicional es menos profundo y angosto que los canales anulares estándar y actúa como una barrera para evitar que el calor pase desde la parte superior del pistón hacia la parte inferior.

Al agregar una ranura de presa de calor, se bloquea el flujo de calor del proceso de combustión hacia la parte inferior del pistón, donde puede dañar o bloquear el pistón en el manguito.

En general, un pistón de presa de calor se utiliza para aumentar la durabilidad y la longevidad del motor al reducir la cantidad de calor que se transfiere a la parte inferior del pistón, lo que ayuda a prevenir el daño y el agarrotamiento del pistón.

C) Esta clasificación de pistones se basa en el diseño de la cabeza o corona del pistón:

10. Pistones superiores planos.

Un pistón de parte superior plana es un tipo de pistón que tiene una superficie superior plana en lugar de una parte superior abovedada. La superficie superior plana es la más pequeña entre todos los demás tipos de pistones, lo que permite generar la mayor fuerza durante el proceso de combustión.

Esto hace que los pistones de parte superior plana sean ideales para una combustión eficiente, ya que crean una distribución uniforme de la llama en toda la cámara de combustión.

Sin embargo, el uso de un pistón de parte superior plana en una cámara de combustión más pequeña puede crear demasiada compresión que puede dañar el motor si no se maneja adecuadamente.

11. Desatascadores de platos.

Los pistones de placa son un tipo de pistón utilizado en motores de combustión interna. Tienen la forma de una placa con los bordes exteriores ligeramente curvados hacia arriba y generalmente se utilizan en aplicaciones en las que se impulsa el motor (como con un turbocompresor o supercargador) y no requieren un árbol de levas de alta relación de elevación o compresión.

Debido a su diseño, los pistones cilíndricos presentan menos problemas a los ingenieros en comparación con otros tipos de pistones, principalmente porque se utilizan en tipos específicos de aplicaciones en las que no es necesario que soporten niveles elevados de tensión. Además, son menos propensos al desgaste, lo que se traduce en menores costos de mantenimiento y reparación.

12. Pistones abovedados.

El pistón de cúpula está diseñado con un área elevada o "burbuja" en el centro del pistón. Esta área elevada aumenta el área de superficie disponible en la parte superior del pistón, lo que a su vez reduce la relación de compresión de la cámara de combustión.

La razón de esto es que, si bien una mayor compresión generalmente genera más potencia, existe un límite en la cantidad de potencia que un motor puede manejar de manera segura. Al reducir la relación de compresión, el pistón del domo ayuda a evitar una fuerza excesiva del motor que puede causar daños.

Diferentes tipos de pistones.

1. Pistones del maletero

Un pistón troncal es un tipo de pistón utilizado en motores de combustión interna. Se caracteriza por una gran longitud en comparación con el diámetro. Este diseño le permite actuar como un pistón y una cruceta cilíndrica. La biela del motor está inclinada durante gran parte de su rotación, lo que crea una fuerza lateral que actúa contra el costado del pistón y contra la pared del cilindro. El pistón más largo ayuda a mantener esta fuerza lateral.

Los pistones de cremallera son un diseño común en los motores desde los primeros días y se utilizan tanto en motores de gasolina como diésel. En su mayoría fueron reemplazados por el pistón deslizante más liviano en motores de altas revoluciones.

Los pistones de cremallera, especialmente para motores diesel, tienen una ranura para el anillo de aceite debajo del pasador, además de los anillos entre el pasador y la corona.

El nombre "pistón de equipaje" proviene del "motor de equipaje", un diseño temprano de la máquina de vapor del barco. Estos motores fueron diseñados para ser más compactos al evitar el uso de una cruceta separada y, en cambio, colocar el pasador directamente en el pistón. Estos pistones de vástago se parecían poco al pistón de vástago de los motores de combustión interna, siendo de diámetro extremadamente grande y de doble acción. Su "barril" era un cilindro estrecho montado en el centro del pistón.

2. Pistones de cruceta

Los pistones de cruceta son un tipo de pistón que se utiliza en grandes motores diésel de baja velocidad para soportar fuerzas laterales sobre el pistón. El pistón principal tiene un vástago de pistón grande que se extiende hacia abajo desde el pistón hasta un segundo pistón de menor diámetro.

El pistón principal se encarga de comprimir el gas y lleva los anillos del pistón. El pistón más pequeño, llamado cruceta, es una guía puramente mecánica. Corre en un pequeño cilindro como guía del maletero y también lleva el pasador.

La lubricación de cruceta tiene ventajas sobre un pistón estándar en el sentido de que el aceite lubricante no está sujeto al calor de la combustión. El aceite no se contamina con partículas de hollín de la combustión, no se descompone por el calor y se puede utilizar un aceite más fluido y de menor viscosidad. Esto da como resultado una menor fricción entre el pistón y la cruceta, que puede ser tan pequeña como la mitad que para un pistón estándar.

3. Émbolos deslizantes

Un pistón deslizante es un tipo de pistón diseñado para su uso en un motor de gasolina. Se caracteriza por su reducido tamaño y peso, que se consigue eliminando la mayor cantidad de material posible manteniendo la integridad estructural del pistón.

Por lo general, esto implica eliminar material de los lados de la falda del pistón, dejando solo dos piezas para evitar que el pistón se balancee en el orificio. El propósito de este diseño es reducir la masa recíproca del motor, lo que facilita el equilibrio y permite velocidades más altas.

En aplicaciones de carreras, las zapatas de pistón se pueden configurar para que sean extremadamente livianas y, al mismo tiempo, mantengan la rigidez y la resistencia requeridas. Esta reducción de la inercia también mejora la eficiencia mecánica del motor porque las fuerzas requeridas para acelerar y desacelerar las partes recíprocas causan menos fricción con la pared del cilindro.

Además, puede haber alguna reducción en la fricción de la pared del cilindro a medida que se reduce el área de la falda que se desliza hacia arriba y hacia abajo del cilindro. Sin embargo, la mayor parte de la fricción es causada por los anillos del pistón y las superficies de apoyo del pasador, por lo que el beneficio de esta reducción es limitado.

4. Pistones deflectores

Los pistones deflectores se utilizan en los motores de dos tiempos de compresión del cárter, que es un tipo de motor en el que la mezcla de combustible y aire se comprime en el cárter antes de ser forzada al interior del cilindro. El flujo de gas en el cilindro debe dirigirse de una manera específica para garantizar una evacuación efectiva, que es el proceso de eliminar los gases de escape del cilindro para dejar espacio para una nueva mezcla de combustible y aire.

En el soplado cruzado, la transferencia (entrada) y el puerto de escape están directamente frente a la pared del cilindro. Para evitar que la mezcla de admisión pase directamente de un puerto a otro, el pistón tiene una nervadura elevada en la punta llamada deflector, que está diseñado para desviar la mezcla de admisión hacia arriba, alrededor de la cámara de combustión.

Sin embargo, el barrido cruzado nunca fue tan efectivo como se esperaba, y se dedicó mucho esfuerzo y muchos diseños diferentes de coronas de pistón a desarrollar un barrido mejorado. Las coronas evolucionaron de una nervadura simple a una gran protuberancia asimétrica, generalmente con una cara empinada en el lado de entrada y una ligera curva en el escape.

5. Pistones de carrera

En los motores de carrera, la fuerza y ​​rigidez del pistón suele ser mucho mayor que la del motor de un automóvil de pasajeros, mientras que el peso es mucho menor para lograr las altas velocidades del motor requeridas en las carreras.