PARTES MOVILES DEL MOTOR

MARCOS ANTONIO PEREZ LEON

El motor térmico de combustión interna esta formado básicamente por una serie de elementos estáticos y dinámicos, clasificados, en función de la misión que cumplen dentro del motor, en grupos esenciales, que serian:

EL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Elementos Fijos• Culata • Bloque de Cilindros• Carter

Elementos Móviles• Pistón • Biela• Cigüeñal

ELEMENTOS MOVILESEl grupo de elementos motrices es el encargado de transformar la energía térmica, desarrollada en el interior del cilindro, en energía mecánica, a través de un sistema biela-manivela que transforma el movimiento alternativo del émbolo en movimiento de rotación del cigüeñal.El conjunto esta formado por una serie de elementos sometidos, durante su funcionamiento, a grandes esfuerzos y altas temperaturas. Por ello están dotados de características especiales, en función de tipo de motor y de la potencia a desarrollar.

Su función principal es la de constituir la pared móvil de la cámara de combustión, transmitiendo la energía de los gases de la combustión a la biela mediante un movimiento alternativo dentro del cilindro. Dicho movimiento se copia en el pie de biela, pero se transforma a lo largo de la biela hasta llegar a su cabeza apretada al muñón del cigüeñal, en donde dicha energía se ve utilizada al movilizar dicho cigüeñal. De esta forma el pistón hace de guía al pie de biela en su movimiento alternativo

1 PISTÓN

Generalmente para la construcción del pistón se emplea la fundición de grano fino, pero cuando es necesario fabricarlo en dos o más partes se usa el fondo de acero fundido para resistir mejor las tensiones producidas por el calor. Los pistones se construyen en una gran variedad de materiales siendo los más comunes:

• Hierro fundido.

• Aleación de níquel y hierro fundido.

• Aleación de acero y aleación de aluminio.

MATERIALES

PARTES DEL PISTON

Pistón ó émboloEl pistón (r) es una especien de falda circular hueca y su corona está expuesta a la cámara de combustión para generar potencia.El pistón está construido de aluminio revestido es cual muy liviano y tiene una excelente conductividad térmica. De esta manera el pistón puede moverse a altas velocidades que se le exige dentro de la cámara de combustión.

PARTES DEL PISTON

Anillos del pistón

Los anillos del pistón son tres:

Dos de compresión (s) y uno de aceite (t) y están instalados en las ranuras de la cabeza del pistón manteniendo de está manera el gas contenido dentro de los cilindros.

Los anillos del pistón son una parte crucial que afecta la presión de compresión del motor, el consumo de aceite de motor, la explosión de la mezcla y el rendimiento del motor.

Pasador del pistón

El pasador del pistón no está fijo ni al pistón ni al brazo de biela, y sus extremos están sujetos por arandelas de seguridad (v), de manera que el pasador queda "flotando". El pasador del pistón es empleado para transmitir potencia desde la corona del pistón hacia el brazo de biela.

PARTES DEL PISTON

Pistones de aluminio fundido (Sufijos P, NP)

Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es el de la fundición de lingotes de aluminio en grandes Crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funden o pasan de sólido a líquido) que luego se vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales. Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas por las empresas fabricantes de equipo original

TIPOS DE PISTÓN

Pistones forjados a presión (Sufijo F)

En éste proceso se utilizan trozos de barras de aleaciones de aluminio cortados a la medida y sometidos a presiones de hasta 3000 toneladas de fuerza, En los troqueles se forja con exactitud las dimensiones del pistón y las ranuras de los anillos con maquinados a precisión para brindar optima calidad y confiabilidad en el uso de estos, tanto en motores de uso diario como de trabajos pesados e incluso en los motores de autos de competencias

TIPOS DE PISTÓN

Pistones Hipereutecticos (Prefijo H)

Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, lográndose una expansión molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o agarre en el cilindro, la vida útil es mayor ya que las ranuras de los anillos y el orificio del pasador del pistón son más duraderas, además se pueden instalar en los nuevos motores e igualmente se usan en motores de años anteriores.

TIPOS DE PISTÓN

Pistones con capa de recubrimiento (Sufijo C)

Los primeros minutos de funcionamiento de un motor nuevo o reparado son cruciales para la vida del motor. Inicialmente se utilizó el estaño pero por ser nocivo a la salud ha sido eliminado por los fabricantes de pistones. En sustitución se está aplicando el nuevo recubrimiento anti-fricción compuesto por molibdeno y grafito en las faldas (dándole un color negro).

TIPOS DE PISTÓN

La biela es el elemento del motor encargado de transmitir la presión de los gases que actúa sobre el pistón al cigüeñal, o lo que es lo mismo, es un eslabón de la cadena de transformación del movimiento alternativo (pistón) en rotativo (cigüeñal).

Debido a los grandes esfuerzos que tiene que soportar, y a que es un elemento de lubricación difícil, la biela es una parte crítica del motor, y su correcto diseño y fabricación son muy importantes.

2 BIELA

Por lo general, las bielas de los motores alternativos de combustión interna se realizan en acero templado mediante forja, aunque hay motores de competición con bielas de titanio o aluminio, realizadas por operaciones de arranque de material.

MATERIALES

La biela está dividida en tres partes,

Pie de Biela, que es el extremo que va unido al bulón, que, a su vez, va enganchado en el cigüeñal. Éste es el extremo mas pequeño de la biela.

El cuerpo es la zona central de la biela, que debe soportar la mayor parte de los esfuerzos, pero al estar en continuo movimiento también debe de ser ligero, por ello se suele construir con forma de doble T.

La cabeza es la parte que va unida al cigüeñal, a diferencia del pie, la cabeza va dividida en dos mitades, una de ellas unida al cuerpo, y la otra (sombrerete) separada de éste, necesitando dos tornillos para unirse a él.

PARTES DE LA BIELA

En función de la forma de la cabeza de biela, y como se une a ella el sombrerete, se pueden distinguir :

TIPOS DE BIELA

Biela aligerada: Si el ángulo que forma el plano que divide las dos mitades de la cabeza de biela, no forma un ángulo recto con el plano medio de la biela, que pasa por los ejes de pie y cabeza, sino que forma un ángulo, entonces se dice que la biela es aligerada.

Biela enteriza: Es aquella cuya cabeza de biela no es desmontable, no existe el sombrerete. En esos casos el conjunto cigüeñal-bielas es indesmontable, o bien es desmontable porque el cigüeñal se desmonta en las muñequillas.

Su función consiste en transformar el movimiento de la biela en movimiento rotatorio. Se encuentra sobre el cárter por debajo de los cilindros, siendo sostenido por casquetes, denominados también cojinetes.

Una de las características primordiales del cigüeñal es su equilibrio estático, distribuyendo todo su peso de forma uniforme alrededor del eje; y equilibrio dinámico para eliminar cualquier vibración generada durante su giro a causa de la fuerza ejercida por las bielas.

3 CIGÜEÑAL

El cigüeñal está fabricado de una aleación de acero. Posee como característica principal una gran resistencia mecánica a la torsión, ya que éste necesita resistir la fuerza de empuje ejercida por los pistones durante el ciclo de expansión.

Algunos de ellos se construyen de forma hueca en su interior para permitir ser anchos y resistentes conservando un peso liviano.

MATERIALES

En el cigüeñal se distinguen cuatro partes básicas: eje, muñequilla, cuello y brazo.

• El eje sirve de guía en el giro. Por él llega o se extrae el movimiento giratorio .

• El cuello está alineado con el eje y permite guiar el giro al unirlo a soportes adecuados.

• La muñequilla sirve de asiento a las cabezas de las bielas.

• El brazo es la pieza de unión entre el cuello y la muñequilla . Su longitud determina la carrera de la biela.

PARTES DEL CIGÜEÑAL

Cigüeñal desmontable de un motor de 2 tiempos mono cilíndrico (Piaggio)

TIPOS DE CIGÜEÑAL

Cigüeñal de 4 cilindros y 5 apoyos, con doble contrapeso por biela de un motor de automóvil.

TIPOS DE CIGÜEÑAL