¿De qué se compone 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 del pistón: Se instala en el pistón para sellar, generalmente compuesto por un anillo de gas y un anillo de aceite.
3. Pasador del pistón: Conecta el pistón con la cabeza pequeña de la biela del pistón; existen dos modos: totalmente flotante y semiflotante.
4. Biela del pistón: biela que conecta el pistón y el cigüeñal, dividida en cabeza grande y cabeza pequeña a ambos lados, la cabeza pequeña está conectada al pistón, la cabeza grande está conectada al cigüeñal.
5. Cojinete de biela: un componente lubricante instalado en la cabeza grande de la biela.
6. Tornillo de biela: tornillo que fija el extremo grande de la biela al cigüeñal.
El aro del pistón es el componente principal del motor de combustión interna. Junto con el cilindro, el pistón y la pared del cilindro, completa el sellado hermético del gas combustible. Los motores de automóviles más comunes son los diésel y los de gasolina. Debido a sus diferentes características de funcionamiento, el uso de aros de pistón varía. Los primeros aros se fabricaban mediante fundición, pero con el avance de la tecnología surgieron los aros de pistón de acero de alta potencia. Además, con la mejora continua de las funciones del motor y las exigencias medioambientales, se han desarrollado diversas aplicaciones de tratamiento superficial avanzado, como la pulverización térmica, la galvanoplastia, el cromado, la nitruración gaseosa, la deposición física, el recubrimiento superficial y el fosfatado de zinc y manganeso, entre otros, que mejoran notablemente la funcionalidad del aro del pistón.
El bulón del pistón se utiliza para conectar el pistón a la biela y transmitir la fuerza que actúa sobre el pistón a la biela, o viceversa.
El bulón del pistón está sometido a una gran carga de impacto periódica en condiciones de alta temperatura. Debido a que el ángulo de oscilación del bulón en el orificio es pequeño, resulta difícil formar una película lubricante, por lo que la lubricación es deficiente. Por esta razón, el bulón debe tener suficiente rigidez, resistencia y resistencia al desgaste. Su masa debe ser lo más pequeña posible, y el bulón y su orificio deben tener holguras de ajuste adecuadas y una buena calidad superficial. En general, la rigidez del bulón es particularmente importante, ya que una deformación por flexión puede dañar el asiento del bulón.
En resumen, la condición de funcionamiento del pasador del pistón implica una alta relación de presión, la imposibilidad de formar una película de aceite y una deformación descoordinada. Por lo tanto, su diseño requiere una resistencia mecánica y al desgaste suficientemente elevadas, así como una alta resistencia a la fatiga.
El cuerpo de la biela se compone de tres partes: la parte conectada al pasador del pistón se llama cabeza pequeña de la biela; la parte conectada al cigüeñal se llama cabeza grande de la biela, y la parte que une la cabeza pequeña con la cabeza grande se llama cuerpo de la biela.
Para reducir el desgaste entre la cabeza pequeña y el bulón del pistón, el casquillo de bronce de paredes delgadas se inserta a presión en el orificio de la cabeza pequeña. Se taladran o fresan ranuras en las cabezas pequeñas y los casquillos para permitir que el aceite salpique la superficie de contacto entre el casquillo lubricante y el bulón del pistón.
La biela es una varilla larga, y la fuerza a la que está sometida también es grande. Para evitar su deformación por flexión, la biela debe tener suficiente rigidez. Por esta razón, la biela del motor del vehículo suele tener sección en forma de I, lo que permite minimizar la masa manteniendo la rigidez y la resistencia suficientes. Los motores de alta resistencia utilizan una sección en forma de H. Algunos motores emplean una biela con cabeza pequeña y pistón de refrigeración por inyección de aceite, que debe perforarse a través de un orificio longitudinal en la biela. Para evitar la concentración de tensiones, la biela, la cabeza pequeña y la cabeza grande se conectan mediante una transición suave y circular de gran tamaño.
Para reducir la vibración del motor, la diferencia de calidad de la biela del cilindro debe limitarse al mínimo. En el montaje del motor en fábrica, generalmente se utilizan gramos como unidad de medida según la masa de la biela (grande o pequeña), y para un mismo motor se elige un grupo de bielas del mismo tamaño.
En el motor de tipo V, los cilindros correspondientes en las columnas izquierda y derecha comparten un muñón del 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 que cumplen la función de apoyo y lubricación se denominan habitualmente almohadillas de apoyo del cigüeñal.
Los cojinetes del cigüeñal se dividen generalmente en dos tipos: cojinetes (Figura 1) y cojinetes con brida (Figura 2). El cojinete con brida no solo soporta y lubrica el cigüeñal, sino que también cumple la función de posicionamiento axial del mismo (solo hay un lugar en el cigüeñal donde se puede instalar el dispositivo de posicionamiento axial).
Cuando utilizamos pernos de biela, nos encontramos con que existen muchos problemas con ellos: problemas de apariencia, problemas de tolerancia de longitud, problemas de fractura, problemas de rosca, problemas detectados durante la instalación, etc.
La forma más sencilla es probar el perno de la biela, identificar el problema y reemplazarlo. La prueba del perno de la biela requiere un método específico. Este perno es fundamental para conectar el asiento del cojinete del extremo grande de la biela con la tapa del cojinete. Durante el montaje, el perno de la biela está sometido a la fuerza de precarga y, además, a la fuerza de inercia recíproca durante el funcionamiento del motor diésel de cuatro tiempos. Su diámetro es pequeño, ya que está limitado por el diámetro del muñón del cigüeñal y el tamaño del orificio exterior del extremo grande de la biela.
Un perno que conecta la tapa de la biela dividida con el extremo grande de la biela. En cada par de cojinetes, generalmente se utilizan dos o cuatro pernos de biela para fijarlos. El tipo de perno varía. La cabeza suele estar mecanizada con un plano de posicionamiento o un bloque convexo para su instalación y embebido con la superficie de soporte del cojinete para evitar que el perno de biela gire al apretar la tuerca. El diámetro del cuerpo del perno en cada superficie de sección del cojinete es grande, de modo que pueda posicionarse con el orificio del perno durante el montaje; el diámetro del resto del cuerpo del perno es menor que el diámetro del orificio del perno, y la longitud es mayor, de modo que se puede reducir la carga de la parte roscada cuando se soporta la carga de flexión e impacto. La parte roscada generalmente adopta una rosca fina con mayor precisión.
Para evitar que la conexión roscada se afloje, el perno de la 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 la biela suelen soportar cargas alternas, lo que puede provocar fatiga y rotura, con consecuencias extremadamente graves. Por ello, se fabrican con acero aleado o acero al carbono de alta calidad y se someten a un tratamiento térmico de templado. Durante el mantenimiento, se debe prestar atención a la firmeza del perno para evitar que se afloje. Se deben realizar desmontajes periódicos para comprobar si presenta grietas o elongación excesiva, y sustituirlo a tiempo si es necesario. Al instalarlo, es preciso apretarlo gradualmente siguiendo la fuerza de pretensado prescrita, que no debe ser ni demasiado grande ni demasiado pequeña, para evitar accidentes como la rotura del perno durante el funcionamiento.
Si quieres saber más, ¡sigue leyendo los demás artículos de este sitio!
Por favor, llámenos si necesita este tipo de productos.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. se dedica a la venta de repuestos para automóviles MG y MAUXS. Le invitamos a comprar.
