Pistón.
El pistón es un mecanismo de movimiento alternativo en el cuerpo del cilindro de un motor de automóvil. Su estructura básica se divide en cabeza, culata y falda. La cabeza del pistón es la parte principal de la cámara de combustión y su forma está relacionada con la forma seleccionada de esta. Los motores de gasolina suelen utilizar pistones de cabeza plana, que ofrecen la ventaja de una pequeña área de absorción de calor. En los motores diésel, la cabeza del pistón suele presentar diversas cavidades, cuya forma, posición y tamaño específicos deben adaptarse a los requisitos de la mezcla y la combustión del motor diésel.
La cabeza del pistón es un componente de la cámara de combustión, por lo que suele tener diferentes formas. El pistón de un motor de gasolina suele tener una cabeza plana o cóncava, lo que permite una cámara de combustión compacta, un área de disipación de calor reducida y un proceso de fabricación sencillo. Los pistones de cabeza convexa se utilizan comúnmente en motores de gasolina de dos tiempos. Las cabezas de los pistones de los motores diésel suelen estar formadas por diversas cavidades.
La cabeza del pistón es la parte sobre el asiento del pasador del pistón, y la cabeza del pistón está instalada con un anillo de pistón para evitar que el gas a alta temperatura y alta presión ingrese al cárter y evitar que el aceite ingrese a la cámara de combustión; La mayor parte del calor absorbido por la parte superior del pistón también se transmite al cilindro a través de la cabeza del pistón y luego se transfiere a través del medio de enfriamiento.
La cabeza del pistón cuenta con varias ranuras para el montaje de los anillos, cuyo número depende de los requisitos del sello, relacionados con la velocidad del motor y la presión del cilindro. Los motores de alta velocidad tienen menos anillos que los de baja velocidad, y los motores de gasolina tienen menos anillos que los diésel. Los motores de gasolina comunes utilizan dos anillos de gas y uno de aceite; los motores diésel tienen tres anillos de gas y uno de aceite; y los motores diésel de baja velocidad utilizan de tres a cuatro anillos de gas. Para reducir las pérdidas por fricción, se debe reducir al máximo la altura de la correa y el número de anillos, siempre que se garantice el sellado.
Todas las partes del anillo del pistón debajo de la ranura se llaman faldas del pistón. Su función es guiar el pistón en el cilindro para el movimiento alternativo y soportar la presión lateral. Cuando el motor está en funcionamiento, debido al efecto de la presión del gas en el cilindro, el pistón se dobla y se deforma. Después del calentamiento del pistón, la cantidad de expansión es mayor que la de otras partes debido al metal en el pasador del pistón. Además, el pistón experimentará deformación por extrusión bajo la acción de la presión lateral. Como resultado de la deformación anterior, la sección de la falda del pistón se convierte en una elipse en la dirección del eje largo perpendicular al pasador del pistón. Además, debido a la distribución desigual de la temperatura y la masa a lo largo del eje del pistón, la expansión térmica de cada sección es grande en la parte superior y pequeña en la inferior.
Las principales fallas del conjunto de pistón y sus causas son las siguientes:
1. Ablación de la superficie superior del pistón. La ablación del pistón se produce en la parte superior, con picaduras sueltas en casos de baja viscosidad y fusión local en casos de alta viscosidad. La causa principal de la ablación de la parte superior del pistón es una combustión anormal, que provoca que la parte superior absorba demasiado calor o funcione bajo una carga excesiva después de que el segmento del pistón se atasque y se rompa.
2. Grietas en la superficie superior del pistón. La dirección de la grieta en la superficie superior del pistón suele ser perpendicular al eje del orificio del pasador, lo que se debe principalmente a la grieta por fatiga causada por la tensión térmica. La causa: la sobrecarga del motor provoca una deformación excesiva del pistón, lo que provoca grietas por fatiga en la superficie superior.
3. Desgaste de la pared lateral de la ranura del anillo del pistón. Al subir y bajar el pistón, el anillo del pistón se deforma radialmente debido a la alta temperatura en la primera ranura del anillo, afectada por el impacto del gas y la cuña de aceite. Esto genera fricción y vibración en la ranura, lo que provoca desgaste.
4. El anillo del pistón tiene coque atascado en la ranura. La coquización del anillo del pistón se debe a la oxidación del aceite lubricante o a la pérdida de libertad de movimiento del anillo en el depósito. Esta falla es muy perjudicial. Las principales razones son: sobrecalentamiento del motor diésel o sobrecarga prolongada, lo que provoca una grave deformación térmica de la goma del aceite lubricante, el anillo del pistón y el cilindro; contaminación grave del aceite lubricante y mala calidad del mismo; y un mal funcionamiento del sistema de ventilación del cárter, lo que provoca una presión negativa excesiva o una mala estanqueidad del cilindro, lo que provoca fugas de aceite. Por lo tanto, es necesario garantizar el uso de aceite de calidad para evitar el sobrecalentamiento del motor diésel.
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