La función y la facilidad de uso de un anillo de pistón determinan cómo se fabrica y clasifica. Los anillos de pistón se diseñaron para sellar cámaras (donde se mueven los pistones), que incluyen cámaras de combustión en motores de 2 y 4 tiempos. Hay al menos tres anillos colocados alrededor del pistón de un motor marino.
Según el tipo y la capacidad del motor, el anillo del pistón tiene diferentes números y funciones.
Este artículo explorará los tipos, la importancia y las funciones de los anillos de pistón.
Qué es el anillo de pistón?
Un anillo de pistón en una máquina de combustión interna o de vapor es un anillo metálico rodeado y unido al diámetro exterior del pistón.
Esencialmente, los anillos de pistón sellan el espacio entre el pistón y la pared del cilindro, evitando la entrada de gases de combustión presurizados en el cárter de aceite. Las bombas de aceite también actúan como un mecanismo regulador para evitar que cantidades excesivas de aceite entren en la cámara de combustión y se quemen. Los anillos deben estar en buen estado de funcionamiento para que un motor adecuado funcione con la máxima eficiencia y potencia.
¿Por qué son importantes los anillos de pistón?
Los anillos de pistón son uno de los componentes principales que forman un espacio entre el pistón y la pared del cilindro. En el caso de un espacio mínimo, el pistón podría agarrotarse en su cilindro por expansión térmica, lo que provocaría daños graves en el motor.
Sin embargo, un espacio excesivo daría como resultado un sellado insuficiente entre los anillos del pistón y las paredes del cilindro, lo que aumentaría el paso de gases (gas de combustión que ingresa al cárter) y disminuiría la presión en el cilindro, lo que reduciría la potencia del motor.
Las pérdidas por fricción del motor son causadas por el deslizamiento del anillo del pistón dentro de la pared del cilindro. Se ha estimado que casi el 24% de las pérdidas mecánicas totales por fricción del motor provienen de la fricción causada por los anillos del pistón. Por lo tanto, los anillos de pistón se han diseñado de manera que minimizan la fricción y logran un buen sellado y una expectativa de vida aceptable al mismo tiempo.
Dado que los anillos de pistón deben lubricarse con aceite, la calidad del aceite de motor ha mejorado drásticamente debido a la dificultad de lubricar los anillos de pistón.
Como el aceite debe sobrevivir a altas temperaturas y duras condiciones para deslizarse suavemente, tiene que soportar altas velocidades.
Es un desafío lubricar los anillos debido al movimiento oscilante de los anillos en lugar de la rotación continua de los muñones de los cojinetes (como con un cojinete).
Cuando el movimiento del pistón es limitado, el anillo del pistón invierte la dirección y se detiene. Como resultado, la lubricación de un cojinete hidrodinámico ya no es tan efectiva como solía ser debido a la interrupción del efecto de cuña de aceite.
Para mantener un cierre hermético, los anillos de sello cuentan con fuerza de resorte ya sea por su rigidez o por un resorte detrás de ellos.
Para que los anillos permanezcan en contacto con el cilindro, deben flotar libremente dentro de las ranuras del pistón. La falla del motor con frecuencia es causada por anillos de pistón que se atascan en el pistón, una acumulación de productos de combustión o una descomposición del aceite lubricante.
Tipos de anillos de pistón
Un motor pequeño comúnmente usa tres tipos de anillos de pistón:
Anillos de Compresión o Anillos de Presión
Los anillos de compresión sellan sobre el pistón, evitando que el lado de combustión tenga fugas de gas. Estos anillos se colocan en la primera ranura del pistón.
Según el diseño del motor, esto puede variar. Estos anillos tienen el doble propósito de sellar los gases de combustión y transferir el calor de las paredes del pistón al pistón.
Se corta una capa de aceite que deja el anillo de aceite, proporcionando suficiente lubricación para los anillos de compresión superiores. Además, ayuda en el sellado y la transferencia de calor con el anillo de compresión superior.
Anillos limpiaparabrisas
Los anillos Napier, también conocidos como anillos limpiadores o anillos de compresión de respaldo, se instalan debajo de los anillos de compresión. Sirven principalmente para eliminar el exceso de aceite de la superficie del revestimiento y para detener cualquier fuga de gas que se escape del anillo de compresión superior más abajo. En la mayoría de los anillos limpiadores, la cara del ángulo cónico está ubicada hacia la parte inferior para que pueda rozar contra el cigüeñal durante el movimiento del pistón.
El consumo de aceite aumenta si el ángulo cónico del anillo rascador debe instalarse correctamente cerca del anillo de compresión. El anillo limpiador se usa cuando se limpia el exceso de aceite hacia la cámara de combustión.
Control de aceite/anillos raspadores
El aceite lubricante sube y baja por las paredes del cilindro a través de los anillos de control de aceite. Anillos como estos también distribuyen el aceite uniformemente a lo largo de la circunferencia del revestimiento.
Las paredes del cilindro se salpican con aceite, y estos anillos raspan el aceite de las paredes del cilindro y lo devuelven al cárter.
La cara del cilindro y la cara del anillo están selladas entre sí, por lo que el aceite no puede pasar.
El anillo de aceite tiene orificios o ranuras perforados en su centro radial, que permiten que el exceso de aceite fluya hacia el depósito.
Los anillos de aceite de una o dos piezas están disponibles. Al tener bordes biselados en los lados exteriores o frente a la cámara de combustión, los anillos pueden aumentar la presión de contacto con la superficie del revestimiento para reducir el consumo de aceite a través de un raspado de aceite más eficiente.
El resorte helicoidal en un anillo de control de aceite de dos piezas actúa alrededor de toda la circunferencia del anillo para mantener la presión y el contacto, así como un anillo de hierro fundido o acero perfilado.
Cuatro funciones de los anillos de pistón
Hay cuatro funciones de los anillos de pistón:
- Sello para Gas de Combustión
Su finalidad es mantener la estanqueidad en el interior del cilindro mientras el pistón se encuentra en él.
Evita que los gases de combustión se filtren en el espacio creado cuando los pistones y cilindros explotan.
La fuga de gas de combustión daría como resultado una potencia reducida y un mayor consumo de combustible, lo que es perjudicial para el medio ambiente y la economía.
- Aceite lubricante de control (aceite de motor)
Es una de las funciones de los anillos del pistón garantizar una capa mínima de aceite lubricante para proteger contra quemaduras.
En el cilindro de un motor, el anillo del pistón enfrenta altas temperaturas de los gases de combustión cada vez que se mueve, y el pistón también debe moverse hacia adelante y hacia atrás miles de veces por minuto.
Al mantener la capa de aceite lubricante de la pared del cilindro por debajo del mínimo requerido, los anillos de pistón y los cilindros no se quemarán y el exceso de aceite lubricante no ingresará a la cámara de combustión.
- Función de conducción de calor
El cilindro se calienta cuando se empuja un pistón fuera de su cilindro.
Un pistón explota a aproximadamente 300 grados centígrados cuando explota gas en su interior. El calor debe liberarse del interior del pistón para evitar dañar el motor. Los anillos de pistón ayudan en este proceso.
- Soporte de actitud de pistón
Los anillos de pistón evitan un contacto intenso entre el pistón y la pared del cilindro.
Durante el movimiento del pistón, un pistón en ángulo puede entrar en contacto con varios lugares y provocar daños en el motor. Para viajar sin problemas, el anillo del pistón soporta el pistón.
Conclusión
Ahora ya sabe que, principalmente, los anillos de pistón se utilizan para sellar las cámaras de combustión en los motores diésel. También conoces la variedad de usos que tienen estos anillos. Así que ahora es tu turno de darle un buen uso a esta información. Siéntase libre de comunicarse si aún desea saber algo más sobre ellos.
