Componentes Móviles del Motor: Pistones y Segmentos Detallados

Elementos Móviles del Motor

El Pistón

El pistón es el elemento encargado de transmitir la fuerza generada por la explosión de la mezcla aire-combustible a la biela.

Cualidades Esenciales del Pistón

• Gran resistencia mecánica y térmica.
• Alta conductividad térmica.
• Bajo rozamiento con el cilindro.
• Peso reducido (fabricados comúnmente en aluminio o magnesio).

Partes de un Pistón

• Cabeza: Es la parte superior del pistón, expuesta a las mayores temperaturas y presiones. Tiene un mayor espesor y puede albergar parte o la totalidad de la cámara de combustión. Su forma puede variar según el diseño del motor.
• Falda: Sirve de guía para el pistón dentro del cilindro. Es un elemento crucial para transferir el calor del pistón a las paredes del cilindro y, desde ahí, al sistema de refrigeración. Para minimizar la fricción, a veces se aplica un baño de grafito.
• Alojamiento de los segmentos: Son las ranuras mecanizadas en el contorno del pistón donde se insertan los segmentos o anillos.
• Alojamiento del bulón: Es el orificio transversal en el pistón que permite introducir el bulón, el cual conecta el pistón con la biela.

Los Segmentos (Anillos del Pistón)

Los segmentos son anillos elásticos que se alojan en las ranuras del pistón.

Funciones Principales de los Segmentos

• Asegurar la estanqueidad entre la cámara de combustión y el cárter.
• Evitar pérdidas de presión durante la compresión y la combustión.
• Impedir el paso excesivo de aceite a la cámara de combustión.
• Facilitar la transferencia de calor desde el pistón a las paredes del cilindro.
• Guiar al pistón con un bajo coeficiente de fricción.

El cierre o corte de los segmentos puede ser de distintos tipos: recto, oblicuo o en escalón.

Tipos de Segmentos

• Segmentos de Compresión: Se encargan de mantener el hermetismo entre la cámara y el cárter. Generalmente, hay 2 o 3 por pistón.
• Segmentos de Engrase (o Rascadores de Aceite): Su función es distribuir uniformemente el aceite por las paredes del cilindro y retirar el exceso a través de los orificios presentes en su ranura. A veces constan de tres partes: un anillo superior, un anillo inferior y un elemento expansor intermedio.

Sección Transversal de los Segmentos (Formas Comunes)

• Rectangular: Suele ser el primer segmento, conocido como segmento de fuego. Mejora la estanqueidad y la transferencia de calor debido a su gran superficie de contacto con el cilindro.
• Trapezoidal exterior: Es un segmento de compresión que ayuda a limpiar el exceso de aceite, reduce la fricción y disminuye el periodo de rodaje del motor.
• Con chaflán interno: Segmento de compresión que, al bajar el pistón, se acuña contra la ranura para rascar el aceite y, al subir, mejora la hermeticidad.
• Trapezoidal interior: Segmento que reduce el riesgo de engomado (agarrotamiento) por acumulación de carbonilla y restos de aceite quemado.
• En forma de uña (o L): Ayuda a rascar y limpiar el aceite de las paredes del cilindro.
• Segmento de engrase (tipo ranurado): Limpia y reparte el aceite por el cilindro.
• Segmento de engrase con chaflanes paralelos: Diseñado para reducir el consumo de aceite.
• Segmento de engrase con chaflanes opuestos: También enfocado en reducir el consumo de aceite.