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Pistón

Pistón

Un pistón es un elemento formado por dos piezas: un émbolo que se mueve en un movimiento alternativo rectilíneo y una camisa o guía a la que se mueve. Esta guía en ocasiones también se llama cilindro. En principio, el pistón tiene forma cilíndrica y suele ser de metal, aunque podría ser de cualquier material.

La guía en realidad es una cavidad que puede estar integrada en una pieza diferente. Forma parte del sistema pistón-biela-manivela que sirve para transformar movimientos rectilíneos en rotativos y al revés.

Como definición de pistón, podemos decir que un pistón es una pieza de una bomba o del cilindro de un motor que se mueve impulsada por un fluido o por la explosión del combustible: El pistón de un motor conectado a la biela.

En máquinas donde el pistón tiene una forma cilíndrica u ovalada, el pistón a menudo está acoplado al cigüeñal con la biela. A menudo hay anillos de pistón alrededor del pistón. La función de los anillos del pistón es asegurar que haya un buen sellado entre la pared del cilindro y el pistón.

Función del pistón en un motor térmico

La función del pistón es la de absorber la energía calorífica provocada por la explosión del combustible y convertirla en energía cinética lineal desplazándose hacia abajo. La velocidad y la potencia con la que se desplaza el pistón depende de la resistencia del motor y de intensidad de la explosión. Según la segunda ley de la termodinámica, la energía convertida siempre serà inferior a la energía térmica de la explosión.

En un motor térmico de explosión de automóvil, el pistón se denomina tradicionalmente cilindro. El cilindro, en un automóvil, es una pieza cilíndrica de acero. El movimiento del pistón se debe a que en el extremo de la camisa se tira periódicamente combustible. A pesar que el combustible más habitual es gasolina en los motores Otto o gasóleo en los motores diésel también hay motores que funcionan con gas y otros elementos.

Como resultado del movimiento, un líquido o gas es desplazado, o comprimido , con bombas y compresores. En los motores, el trabajo se realiza en el pistón con gases, que luego se pueden transferir a otros componentes, como el cigüeñal.

Funcionamiento del pistón en un motor térmico

En el caso de los motores Otto hace falta una chispa provocada por una bujía para funcionar. En este caso, también se les llama motores de encendido por chispa. La combinación de los tres elementos provoca una explosión controlada que empuja el émbolo del pistón lejos, generando así un movimiento. Este movimiento será transmitido al cigüeñal. Los pistones están situados alternados al cigüeñal, de modo que los que son empujados hacia fuera empujan los demás hacia adentro, y luego estos que han quedado más al fondo serán los que empujen los anteriores de nuevo en dentro.

En el caso de los motores diésel, el funcionamiento es el mismo. La principal diferencia entre ellos es que la explosión del combustible no lo provoca una chispa sino que se realiza aumentando la presión.

El cigüeñal es la pieza de un motor que convierte el movimiento alterno lineal del pistón en movimiento circular.

Esto ocurre en motores que se llaman alternativos o, más formalmente, de movimiento alternativo. Al cabo de cada pistón, además de las entradas de aire y combustible, la salida de aire mezclado producto de la combustión, y la bujía, posee unas ranuras donde se ensamblan los segmentos de compresión y el de lubricación.

El lubricante sirve para disminuir la fuerza de rozamiento del émbolo dentro de la camisa. En el extremo opuesto, el pistón tiene un orificio donde se aloja el bulón que enlaza el pistón con la biela.

Una válvula de pistón es un mecanismo utilizado para controlar el movimiento de un fluido a lo largo de una tubería gracias al movimiento lineal de un pistón dentro de un cilindro. Es utilizado, entre otros, en la mayoría de instrumentos de viento metal actuales.

Forma de pistón 

La verdadera forma fría del pistón no es cilíndrica, ya que la distribución de la masa y las temperaturas de funcionamiento son desiguales, y esto conduce a una expansión desigual. Su forma es más o menos truncada-cónica en sección (en realidad, el diámetro máximo suele ser de unos 10 mm desde el borde inferior del manto) y ovalada en planta, donde el eje inferior pasa a través del pasador y sus caudales. La forma precisa para cada motor y aplicación se define con simulaciones por computadora y pruebas de funcionamiento, de modo que a la temperatura de funcionamiento asume la forma correcta para garantizar las oscilaciones más bajas en el cañón, la lubricación correcta, las fricciones más bajas y la más efectiva: sellar contra gases de combustión.

Además de las formas clásicas, también hay pistones, generalmente para motores rotativos, donde la forma es completamente diferente, como en el caso del motor Wankel, donde el pistón o el rotor tiene una forma trocoidal, pero también existe el caso de un motor clásico (con pistones alternando) donde estos, en lugar de la sección redonda habitual, tienen un perfil ovalado.

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Última revisión: 20 de febrero de 2020