Pistones, Anillos y Bielas

 

Reparación de

motores diésel  

Unidad 4 Pistones, anillos y bielas

 

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 Hay muchas piezas que son vitales para el funcionamiento del motor, una de el ella lass es el co conj njun unto to de pi pist stó ón y bi biel ela, a, qu que e fo form rman an pa part rte e de lo loss elementos móviles que encontraremos dentro del motor.

 

Conjunto biela  –  pistón  pistón

Pistones

 

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 Es una pieza que forma parte del mecanismo de funcionamiento de un motor, los émbolos tienen un diámetro muy parecido al de los cilindros y llevan anillos montados, que tocan las paredes del cilindro creando un sellado entre pistón y camisa.

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  El pistón se trata de un elemento que se mueve de forma alternativa dentro del cilindro. El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime el aire en la carrera de compresión, transmite la presión de combustión combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de la combu combustión stión en la carrera de escape y produ produce ce un vacío en el cilindro que aspira el aire en la carrera de admisión.

 

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 Además es el componente encargado de convertir un movimiento lineal en un mov movimi imiento ento rotativo. rotativo. La pri princi ncipal pal car caract acterís erística tica del pis pistón tón es la estanquidad.

Partes del pistón

 

Pistones de aluminio Para motore toress dié diésel sel son son alta altam mente ente resi re sist sten ente tess a la tempe tempera ratu tura. ra. Cuen Cuenta ta olsta herc diea hpiearrra o fcuonndidp oorta de ara eh sio stsenc aume au ment ntar ar la resi resist sten enci cia a al de desg sgas aste, te, canales de enfriamiento con revestimientoas s depfuncionamiento ara optimiza característic características funcionamien tor delalas falda.

 

Pistones articulados Constan de 2 piezas: corona de acero y falda de aluminio.

Se optim optimiz izaro aron n los los pasa pasajes jes de aceit aceite e incrementando la cantidad de aceite atrapado en la corona, el cual ayuda a redu re duci cirr las las temp temper erat atur uras as de dell pist pistón ón,, para una vida más larga. También se rediseñó easí l el peenfriamiento rfil de la inferior. corona, mejorando

 

FE FEDE DERA RALL-MOG MOGUL UL,, de desa sarr rrol olló ló un pis pistó tón n exc excep epci cion onal al;; en específico para aplicación en motores Cummins ISX. Se trata del pis pistón tón   “Powerforged”. Pi Pistó stón n sol solda dado do po porr fric fricció ción n en acero forjado. Ofrece 2 principales ventajas: 1. 1.-- Ma Mayo yorr resi resist sten enci cia a co cont ntra ra los los efec efecto toss co corr rros osiv ivos os de dell combustible (Diésel). 2.Mejor lubricación y retención dereduce película, además, el recubrimiento de fosfato manganeso drásticamente la fatiga y desgaste del mismo.

 

Bulón La unión de la biela con el émbolo se realiza a través de un pasador o bulón, el cual permite la articulación de la biela y soporta los esfuerzos a la que se encuentra sometido. Debe tener una estructura robusta y a la vez ligera para eliminar peso. Estos bulones se fabrican generalmente huecos. Montaje según la forma de unión: 

 Bulón fijo.

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 Bulón flotante.

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 Bulón semi flotante.

 

Medición e inspección

de alojamiento anillos.

de

Medidas de bulón y falda de pistón.

Alojamiento de perno.

 

Para el ar Para arma mado do e insta instala laci ción ón de dell pi pist stón ón se de debe be pres presta tarr espe especi cial al aten atenci ción ón a las las ind indica icaci cion ones es de

El pistón se envuelve además con opresor de anillos, lo que hace máss senc má sencill illa a la co colo loca cació ción n de

posición ento la al cabeza del pa embolo con co n resp respec ecto ci cili lind ndro ro para ra no equivocarse en su colocación.

este en el cilindro.

Para la in Para inst stal alac ació ión, n, lu lubr bric icar ar el pistón y tener la precaución de no golpearr el émbolo, golpea émbolo, solo impulsarl impulsarlo o para ayudar a que entre al

cilindro.

 

Daños en el pistón Fundición en la cabeza del pistón:  Caudal y momento de inyección no ajustado de acuerdo con los datos del fabricante del motor.

cavidades: Elevadas  Elevadas temperaturas Grietas en la cabeza del pistón y cavidades: por sistema de enfriamiento defectuos defectuoso. o. Uso excesivo del freno de motor, el resultado: un sobrecalentamiento.

Gripado en el pist stó ón:   Empl Empleo eo de pisto istone ness cu cuya yass profundidades o diámetros de cavidades son erróneos.

form forma as,

Anillos / segmentos

 

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  Los anillo anilloss reducen las fugas de los cilindro cilindross a un mínimo en condicio condiciones nes reales de funcionamiento y proporcionan un control máximo de aceite. Los segmen seg mentos tos del pis pistón tón cum cumple plen n tre tress fun funcion ciones es crí crítica ticass par para a el cor correct recto o funcionamiento del motor.   La primera es que aseguran la distancia adecuada entre el pistón y el cilindro evitando el roce permanente.   Segun Segundo, do, controla controlan n el flujo de lubricant lubricante e entre el segmento y las parede paredess del cilindro   Tercera, mantienen un sellado hermético en el cilindro.

 

Anillo de compresión 

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  La La func funció ión n pr prin inci cipa pall de los los an anil illo loss de compresión consiste en impedir el paso de los los ga gase sess de co comb mbus usti tión ón en entr tre e el pist pistón ón y la par pared de dell cil cilindr indro. o. En la mayoría de estos motores eso se logra con la ayuda de dos anillos de compresión.   La tran transf sfer eren enci cia a ex exce cesi siva va de ga gase sess calientes entre el pistón y la pared del cilindro tiene que serenci evitada en caso ca so.. La Las s co con nse secu cuen cias as serí er íantodo la pérdi pér dida da de pot poten enci cia, a, el au aume ment nto o de calentamiento en los componentes y la pérdida del efecto lubricante.

 

2do. Anillo de compresión 

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  La funci función ón primo primordi rdial al es el contr control ol del aceite, el diseño del anillo con una cara cónica le perm rmiite funci cio onar como una rasp spa ador, reducien iendo de esta manera la posibilidad de que el aceite pase a la cámara de combustión.   El segundo anillo es también conocido como co mo el an anill illo o rasc rascad ador or de ac acei eite, te, ya qu e minimiza cualquier aceite acumulado entre el anillo de compresión y el de aceite.

 

Anillo de control de aceite 

  La func funció ión n pr prin inci cipa pall de los los an anil illo loss acei ac eite te es lubr lubric icar ar la lass pa pare rede dess de ci cili lind ndro ross y los los pi pist ston ones es.. Los an anil illo loss aceite ayudan al control de

de los los de la

temp temper erat atur ura, a, ya qu que e en enfrí frían an el pi pist stón ón dirigiendo el aceite a través de él. Funciones adicionales

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  Es Esta tabi bili liza zarr el mo movi vimi mien ento to de dell pi pist stón ón (disminuir el cabeceo del pistón).   Tra Transf nsferir erir el cal calor or (di (disip sipaci ación ón tér térmic mica) a) del pistón hacia el cilindro.

 

Inconvenientes por mal funcionamiento de los anillos 

  Los anillos están diseñados para soportar condiciones térmicas muy altas, sin embargo, unalguna error enintervención el montaje, mecánica ya sea en el momento de fabricación o por puede traer consecuencias graves.

Los anillos tienden a presentar los siguientes daños: 

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  Se rayan y/o se fragmentan los pistones.  Se pegan los anillos a las ranuras del pistón por la presencia de residuos de carbono.   Se debilita o se rompe la ranura del pistón.

 

Instalación de anillos 

  Fíjese en las marcacion marcaciones. es. signif ifica ica qu que e es este te “Top”   sign lado debe estar situado en la parte superior mirando hacia la cámara de combustión.

Acate el orden prescrito para montar los se seg gmentos. Monte primero prim ero el seg segmen mento to ras rascad cador or de aceite, luego el segundo segmento de compresión y después el primer segmento de compresión.

 

Todass las ju Toda jun ntu tura rass del del segm segmen ento to rascador de aceite de tres piezas   –  compuesto de dos láminas de acero y el resorte expansor   –   tienen que esta star giradas en 120 ° las unas respecto a las otras.

Gire las junturas de los segmentos en el pistón montado manera que se Eso encuentren a unos 120 de ° las unas de lasellas otras. ayuda al pistón o a los segmen segmentos tos a la hora de arran arrancar car el motor. El mo moti tivo vo:: La co comp mpre resi sión ón es un po poco co más más re red ducid ucida a al ar ran nca car r el otor otor po porq rqu ue los segmentos delarra pistón no hanmrodado todavía

 

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  Verifique si los segmentos pueden girar con libertad en las ranuras.

 Verifique si el segmento desaparece en el perímetro total de la ranura. Es decir, la

su supe perf rfic icie ie de fric frde icci ción de deldel l se segm gmen ento to no debe sobresalir laón falda pistón.

 

No dos.monte jamás el segmento del pistón de la manera indicada en la imagen El problema es más grave cuando en el segmento se quiebra la capa de molibdeno, ya que el pistón y la superficie del cilindro se dañan cuando se desprende la capa deslizante. Evite los montajes y desmontajes innecesarios de los segmentos del pistón. Los segmentos se doblan un poco cada vez que son montados. No vuelva a desmontar los segmentos de un pistón premontado para controlar, p.ej. sus medidas.

 

Bielas 

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  Es un elemento mecánico que, so some metid tido o a es esfu fuer erzo zoss de tr trac acci ción ón o compresión, compre sión, transmite el movimie movimiento nto articu cullando a ot otrras parte tess de la máquina. En un motor de combustión interna conectan el pistón al cigüeñal.  Las bielas son un elemento básico en los motores de combustión interna. Se di dise seña ñan n co con n un una a fo form rma a es espe pecí cífi fica ca para conectarse entre las dos piezas, el émbolo y el cigüeñal.   Son co com múnmente fabricados de aleación de acero, titanio o aluminio, depend dep endien iendo do los req requer uerimi imient entos os del motor.

 

Partes de la biela 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Ojo men menor. or. Cojine Cojinete te antifr antifricción. icción. Orific Orificio io de aceite. Orific Orificio io d de e ac aceite eite.. Tapa de biela. Perno de unión. Ojo mayor de biela. Cojine Cojinete te de biela.

 

Tipos de biela División recta y división oblicua 

  En ca caso so de mu muño ñone ness de dell cigü cigüeñ eñal al de gran grande dess dime dimens nsion iones es (m (moto otore ress diésel), las bielas pueden estar divididas de forma oblicua. Este diseño es necesario para poder desplazar la biela en conjunto con el pistón por el interior del cilindro. En las bielas divididas de forma oblicua debe prestarse atención a la posición de montaje

 

Superficies de separación craqueadas. Las bielas craqueadas se fabrican primero en una

sola pieza, luego se proveen de muescas de rotura, para par a pos posteri teriorm orment ente e sep separa ararla rlass con pre precisi cisión ón en dos partes (craquear). Ambas piezas se atornillan durante el montaje de biela, encajando exactamente gracias al sitio de la rotura. La biela y el sombrerete de la biela siempre deben utilizarse  juntos y no son intercambiables. Las superficies de separación apenas son perceptibles después del montaje.

Su Supe perf rfic icie iess dentadas. 

de

sepa se para raci ción ón

 Este método el ojo mayor de biela se sier errra para poder separa separarlo, rlo, crean creando do un dentado el cual favorecerá a un buen ajuste ajus te al mo mome ment nto o de la instalación de la biela.

 

Biela paralela y biela trapezoidal. 

  Las pre presio siones nes de com combus bustión tión con continu tinuame amente nte en aum aument ento o con conduc ducen en a cargas cada vez mayores en el conjunto del bulón de la biela. Para poder soportar mejor dichas cargas, se aumentó la superficie utilizable en los casquillos los de cojine inete de biela mediante el empleo de bielas trapezoidales.

Las bielas y tapas de bielas no son so n in inter terca camb mbia iabl bles es,, ad adem emás ás de qu que e al algu guna nass cu cuen enta tan n co con n marcas de identificación.

 

Bielas tipo I, +, H

 

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  Algu Alguna nass de la lass fa falla llass má máss recu recurr rren ente tess en las las biel bielas as de mo moto torr son son las las siguientes:

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 Por fatiga.

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 Falla del pasador.

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 Motor sobre revolucionado.

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 Bloqueo hidráulico.

 

Medición de ojo menor y ojo mayor de biela.

Al llevar a cabo la instalación de la biela se tiene que tomar en cuenta las marcas de colocación que tiene, como se muestra en la figura

 

Cojinetes de biela 

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 Es un elemento conformado por dos o más materiales (capas de material antifricción), el cual soporta cargas y velocidades; protege, permite el giro libre y silencio silencioso, so, además los cojinetes dan apoyo al eje giratorio, en este caso de la biela.   So Son n pie pieza zass reem reempl plaz azab able less y se en encu cuen entr tran an en so sobr bre e me medi dida dass pa para ra compensar el rectificado de los componentes. componentes .