Anillos de Pistón

Anillos de Pistón

Piston Ring

Requisitos de un Anillo de Pistón

Los segmentos de los motores de combustión tienen que reunir todos los requisitos para poder sellar dinámica y linealmente. Ellos tienen que resistir tanto las influencias térmicas como las químicas y deben cumplir también la serie de funciones y reunir las propiedades mencionadas a continuación:

Funciones:

+ Impedir que los gases pasen de la cámara de combustión al cárter del

cigüeñal a fin de que no se pierda la presión del gas ni la potencia motriz

respectiva.

+ Sellar, es decir, impedir que el aceite lubricante pase del cárter del cigüeña

a la cámara de combustión.

+ Asegurar un espesor bien definido de la película lubricante en la pared del cilindro.

+ Distribuir el aceite lubricante en la pared del cilindro.

+ Estabilizar el movimiento del pistón (disminuir el cabeceo del pistón). Particularmente cuando los motores estén fríos y en caso de que medie

todavía una gran holgura del pistón en el cilindro.

+ Transferir el calor (disipación térmica)

del pistón hacia el cilindro.

Propiedades:

+ Escasa resistencia a la fricción para que el motor no pierda mucha potencia.

+ Buena capacidad de resistencia al desgaste frente a la fatiga termomecánica, a la corrosión química y térmica.

+ El segmento no debe desgastar excesivamente el agujero del cilindro a fin de que no disminuya la vida útil del motor.

+ Larga vida útil, seguridad funcional y efectividad de costes durante todo

el período de servicio.

Las Tres Funciones Principales de los Anillos de Pistón

• Sellado Contra la Fuga de Gases de Combustión

La función principal de los Anillos de compresión consiste en impedir el paso de los gases de combustión entre el pistón y la pared del cilindro y proseguir hacia el cárter del cigüeñal. En la mayoría de estos motores eso se logra con la ayuda de dos segmentos de compresión que conjunta

mente forman un laberinto para el gas.

Los sistemas sellantes de los Anillos en los motores de combustión, por

su concepción, no son jamás eficaces en un 100 % y dejan fugar siempre cantidades mínimas de gas a través de los segmentos que penetran luego en el cárter del cigüeñal. Esta fuga sin embargo es un fenómeno normal que no puede evitarse totalmente en virtud de su construcción.

La transferencia excesiva de gases calientes entre el pistón y la pared del

cilindro tiene que ser evitada en todo caso. Las consecuencias serían la pérdida de potencia, el aumento de calentamiento en los componentes y la pérdida del efecto lubricante. La vida útil y la funcionalidad del motor peligrarían. En los capítulos siguientes abordaremos más a f

ondo los temas sobre las diferentes funciones sellantes de los segmentos y la emisión de gases

transferidos (blow by).

• Disipación Térmica

El control térmico del pistón es otra de las funciones importantes que desem-

peñan los segmentos. La mayor parte del calor absorbido por el pistón durante la combustión es transmitida por los segmentos

a la superficie del cilindro.

Los Anillos de compresión cumplen sobre todo una función determinante

respecto a la disipación térmica. Dependiendo del tipo de motor, el Anillo superior de compresión puede disipar un 50 %

del calor de combustión absorbido por el pistón en la pared del cilindro.

Si no tuviera lugar esa disipación térmica y continua de los Anillos, el

pistón se agarrotaría al cabo de breves minutos en el agujero del cilindro y hasta podría fundirse. Visto desde esta perspectiva es comprensible que los Anillos del pistón tengan que hacer un buen contacto en todo momento con la pared del cilindro para que puedan cumplir esta importante función.

Si el agujero del cilindro se ovala o se bloquean los Anillos del pistón en

sus ranuras (por carbonizaciones, suciedades, deformaciones), no es más que una cuestión de tiempo hasta que se manifiesten las consecuencias del sobrecalentamiento del pistón por la falta de disipación térmica.

• Rascado y Distribución de Aceite

Estos Anillos están concebidos

especialmente para repartir el aceite en la pared del cilindro y para rascar el exceso de aceite. Los Anillos tienen normalmente dos labios para optimar la función de rascar y sellar.

Cada labio rasca el exceso de aceite que hay en la pared del cilindro. En la arista inferior del segmento y también entre los labios rascadores se acumula en consecuencia un cierto volumen de aceite que deberá ser evacuado de ese sector. Desde el punto de vista del movimiento en vaivén del pistón dentro del agujero del cilindro, la función sellante se optimará mientras

más cercanos estén un labio del otro.

Esto concierne particularmente al volumen del aceite rascado por el primer labio que desciende luego entre los dos labios y tiene que ser evacuado de ese sector pues de lo contrario pasará por encima del segmento rascador y deberá ser eliminado entonces por el segundo segmento de compresión.

Por ese motivo, los segmentos de una y dos piezas tienen intersticios longitudinales u orificios entre ambos labios. El aceite eliminado por el labio superior pasa a través de estos orificios del cuerpo del segmento y continúa su

curso hacia el lado trasero del segmento.