¿De qué está compuesto el conjunto del pistón?
El conjunto del pistón es una parte importante del motor del automóvil, que se compone principalmente de los siguientes seis componentes:
1. Pistón: Es una parte de la cámara de combustión y está equipado con varias ranuras para instalar el anillo del pistón.
2. Anillo de pistón: Se instala en el pistón para sellarlo, generalmente está compuesto por un anillo de gas y un anillo de aceite.
3. Pasador del pistón: conecta el pistón y la cabeza pequeña de la biela del pistón, hay dos modos: totalmente flotante y semiflotante.
4. Biela del pistón: biela del pistón y del cigüeñal, dividida en cabeza grande y cabeza pequeña en ambos lados, la cabeza pequeña conectada al pistón, la cabeza grande conectada al cigüeñal.
5. Cojinete de biela: componente lubricante instalado en la cabeza grande de la biela.
6. Perno de biela: perno que fija el extremo grande de la biela en el cigüeñal.
El anillo de pistón es el componente principal del motor de combustible. Este, junto con el cilindro, el pistón y la pared del cilindro, completa el sellado del gas combustible. Los motores de automóviles más comunes son diésel y gasolina. Debido a su diferente rendimiento con el combustible, el uso de anillos de pistón varía. Los primeros anillos de pistón se fabricaban por fundición, pero con el avance de la tecnología, surgieron los anillos de pistón de acero de alta resistencia. Además, con la mejora continua de las exigencias ambientales del motor, se han aplicado diversas aplicaciones avanzadas de tratamiento de superficies, como la pulverización térmica, la galvanoplastia y el cromado. La nitruración gaseosa, la deposición física, el recubrimiento de superficies y el tratamiento de fosfatación de zinc y manganeso, entre otras, mejoran considerablemente la función del anillo de pistón.
El pasador del pistón se utiliza para conectar el pistón a la biela y transmitir la fuerza del pistón a la biela o viceversa.
El pasador del pistón está sometido a una gran carga de impacto periódica en condiciones de alta temperatura. Debido a su bajo ángulo de oscilación en el orificio, es difícil formar una película lubricante, lo que resulta en una lubricación deficiente. Por ello, el pasador debe tener suficiente rigidez, resistencia y resistencia al desgaste. Su masa debe ser lo más pequeña posible, y el pasador y el orificio deben tener una distancia de coincidencia adecuada y una buena calidad superficial. En general, la rigidez del pasador es fundamental, ya que una deformación por flexión puede dañar el asiento del pasador.
En resumen, las condiciones de funcionamiento del pasador del pistón son altas, la relación de presión es alta, la película de aceite no se forma y la deformación no está coordinada. Por lo tanto, su diseño requiere una alta resistencia mecánica y al desgaste, así como una alta resistencia a la fatiga.
El cuerpo de la biela se compone de tres partes, y la parte conectada con el pasador del pistón se llama cabeza pequeña de la biela; la parte conectada con el cigüeñal se llama cabeza grande de la biela, y la parte que conecta la cabeza pequeña y la cabeza grande se llama cuerpo de la biela.
Para reducir el desgaste entre la culata y el bulón, se introduce a presión el buje de bronce de pared delgada en el orificio de la culata. Perfore o fresa ranuras en las culata y los bujes para que el aceite penetre en la superficie de contacto del buje lubricante con el bulón.
El cuerpo de la biela es largo y soporta una gran fuerza. Para evitar su deformación por flexión, debe ser lo suficientemente rígido. Por esta razón, el cuerpo de la biela de los motores de vehículos suele tener una sección en I, lo que minimiza la masa siempre que la rigidez y la resistencia sean suficientes. Los motores de alta resistencia tienen una sección en H. Algunos motores utilizan un pistón de refrigeración por aceite con inyección de cabeza pequeña en la biela, que debe perforarse a través del orificio longitudinal en el cuerpo de la biela. Para evitar la concentración de tensiones, el cuerpo de la biela, la cabeza pequeña y la cabeza grande están conectados mediante una transición circular suave y amplia.
Para reducir la vibración del motor, la diferencia de calidad de la biela del cilindro debe limitarse al rango mínimo, en el montaje de fábrica del motor, generalmente en gramos como unidad de medida de acuerdo a la masa grande y pequeña de la biela, el mismo motor para elegir el mismo grupo de biela.
En el motor tipo V, los cilindros correspondientes en las columnas izquierda y derecha comparten un pasador de cigüeñal, y la biela tiene tres tipos: biela paralela, biela de horquilla y biela principal y auxiliar.
Las placas que se montan en los soportes fijos del cigüeñal y del bloque de cilindros y cumplen la función de cojinete y lubricación se denominan habitualmente pastillas de cojinetes del cigüeñal.
Los cojinetes del cigüeñal se dividen generalmente en dos tipos: cojinetes (Figura 1) y cojinetes con brida (Figura 2). Los cojinetes con brida no solo soportan y lubrican el cigüeñal, sino que también desempeñan la función de posicionamiento axial (solo puede haber un punto en el cigüeñal para colocar el dispositivo de posicionamiento axial).
Cuando utilizamos pernos de biela, encontraremos que hay muchos problemas con los pernos de biela, habrá problemas de apariencia, problemas de longitud de tolerancia, problemas de fractura, problemas de rosca de diente, problemas encontrados durante la instalación, etc.
La forma más sencilla es probar el perno de la biela, identificar el problema y cambiarlo. La prueba del perno de la biela requiere un método. El perno de la biela es un perno importante que conecta el asiento del cojinete de la cabeza de biela con la tapa del cojinete. El perno de la biela está sujeto a la acción de la fuerza de precarga durante el montaje y a la fuerza de inercia recíproca cuando el motor diésel de cuatro tiempos está en funcionamiento. El diámetro del perno de la biela es pequeño debido al diámetro del muñón del cigüeñal y al tamaño del porche exterior de la cabeza de biela.
Un perno que conecta la tapa de biela dividida a la cabeza de la biela. En cada par de cojinetes, generalmente se utilizan dos o cuatro pernos de biela para asegurarlos. El tipo de perno varía. La cabeza suele mecanizarse con un plano de posicionamiento o un bloque convexo para su instalación y empotramiento en la superficie de apoyo del cojinete, evitando que el perno de la biela gire al apretar la tuerca. El diámetro del cuerpo de la biela en cada sección del cojinete es grande, de modo que puede posicionarse con el orificio del perno durante el montaje. El diámetro del resto del cuerpo de la biela es menor que el diámetro del orificio del perno, y su longitud es mayor, de modo que se puede reducir la carga de la parte roscada al soportar la carga de flexión e impacto. La parte roscada suele adoptar una rosca fina con mayor precisión.
Para evitar que la conexión roscada se afloje, el perno de biela cuenta con un dispositivo antiaflojamiento permanente, que generalmente consiste en un pasador de chaveta, una arandela antiaflojamiento y un recubrimiento de cobre en la superficie de la rosca. Los pernos de biela suelen soportar cargas alternas, lo que facilita la rotura por fatiga, con consecuencias extremadamente graves. Por lo tanto, suelen estar fabricados con acero de aleación o acero al carbono de alta calidad, y sometidos a un tratamiento térmico de temple. Durante el manejo, se debe verificar su firmeza para evitar aflojamientos. Durante el desmontaje regular, se debe revisar si presenta grietas o alargamiento excesivo, y se deben reemplazar a tiempo si es necesario. Durante la instalación, es necesario ajustar los pernos de biela de forma cruzada y gradual según la fuerza de preapriete prescrita, que no debe ser ni demasiado grande ni demasiado pequeña, para evitar accidentes como la rotura de los pernos de biela durante el trabajo.
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