¿Qué es un Pistón?
El pistón es uno de los componentes clave de un motor que convierte la energía de combustión del combustible en potencia mecánica.
Existen dos tipos de motores: los motores alternativos y los motores rotativos, de los cuales los pistones se instalan en los motores alternativos. Los pistones se mueven arriba y abajo dentro de una pieza cilíndrica llamada cilindro, que genera la potencia del motor y es la fuerza motriz que hace funcionar el coche.
Los pistones no sólo se utilizan en motores de automóviles, sino también en motores de motocicletas, barcos y aviones.
Usos de los Pistones
Los pistones se utilizan principalmente en equipos como motores, compresores y compresores de aire. Utilizan un mecanismo por el que el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo para generar energía mediante cambios termodinámicos como la compresión y la expansión.
En los motores, la energía de combustión del combustible se convierte en potencia mecánica mediante el movimiento del pistón, que se transmite a las ruedas motrices del vehículo a través de un componente llamado cigüeñal. Los compresores de aire también utilizan el movimiento de los pistones para comprimir gases y utilizar esta energía para generar potencia.
El número de pistones varía en función de la aplicación, pero los motores de cuatro cilindros, formados por cuatro pistones, están muy extendidos en los automóviles estándar. Estos pistones también se mueven hacia adelante y hacia atrás en un cilindro, a más de 1.000 revoluciones por minuto. También se le conoce como el corazón del coche, ya que es un dispositivo necesario para generar la potencia del automóvil.
Principio del Pistón
El principio del movimiento del pistón es que, en un motor, la alta presión generada por la combustión del carburante hace que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro. Este movimiento se realiza generalmente repitiendo cuatro movimientos (admisión, compresión, expansión y escape).
1. Admisión
Es el proceso de introducir aire y combustible en el cilindro para su compresión. A medida que el pistón desciende, se crea una presión negativa en el cilindro y la válvula de admisión se abre, permitiendo la entrada de una mezcla de aire y combustible.
2. Compresión
Es el proceso por el que el pistón sube y comprime la mezcla de aire y combustible. Con las válvulas de admisión y escape cerradas, el pistón sube, comprimiendo la mezcla en el cilindro y aumentando su temperatura.
3. Expansión (Combustión)
Es el proceso por el cual la bujía hace saltar la chispa de la mezcla de aire comprimido y provoca su combustión. El gas caliente a alta presión producido por la combustión ejerce una fuerza descendente sobre el pistón, haciendo que se mueva hacia abajo. Este movimiento genera potencia en el motor.
4. Escape
Es el proceso de evacuación de los gases de escape del cilindro tras la combustión. Los pistones suben de nuevo y la válvula de escape se abre, permitiendo que los gases de post-combustión salgan del cilindro.
Estos procesos se repiten, el pistón sube y baja y el motor genera potencia.
Construcción de los Pistones
Los pistones son generalmente piezas cilíndricas de metal, fabricadas principalmente con materiales como aleaciones de aluminio o hierro fundido. Los principales componentes de un pistón son los siguientes:
1. Cabeza del Pistón
La cabeza del pistón es la parte del cilindro donde se produce la combustión y tiene una estructura robusta para soportar la presión de la mezcla de aire comprimido y gases de combustión.
2. Segmentos del Pistón
Rellenan el hueco entre el pistón y el cilindro, evitan las fugas de gas y garantizan la correcta distribución del aceite lubricante. Suele haber dos tipos: segmentos de compresión y segmentos de aceite.
3. Falda del Pistón
Se encuentra en la parte inferior del pistón y sirve para sostener el movimiento constante del pistón dentro del cilindro.
4. Bulón del Pistón
Pieza que une el pistón a la biela (la pieza que une el cigüeñal al pistón) y transmite el movimiento del pistón al cigüeñal.
Los pistones son un componente importante en el corazón del motor, y su rendimiento y durabilidad tienen un impacto significativo en el rendimiento y el consumo de combustible del vehículo, por lo que un mantenimiento adecuado y la sustitución de piezas es importante.