¿De qué metales están hechos los pistones del motor?

Escrito por john cagney nash | Traducido por hugo bautista
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¿De qué metales están hechos los pistones del motor?
La cabeza del pistón tiene que soportar la segunda temperatura más alta en un motor. (Jupiterimages/liquidlibrary/Getty Images)

Todos los pistones del motor modernos se hacen de una aleación de aluminio. La aleación se comporta de manera algo diferente en condiciones de uso de acuerdo a cómo se hace el pistón, por lo que la comprensión del proceso de fabricación es importante. Hasta la década de 1970, el tema de pistones fundidos frente a pistones forjados con frecuencia era un tema debatido, y desde entonces, los avances en la tecnología han hecho que el debate sea casi redundante para el conductor de todos los días.

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Evolución del material del pistón

En los motores de combustión interna originales, se utilizó acero para hacer pistones. La aleación de aluminio se asumió muy pronto. Los primeros pistones de aluminio estaban sujetos a una considerable expansión y contracción por calor en funcionamiento, y el diseño se desarrollo de manera que los anillos de acero (llamados puntales) se moldearon en las paredes para reducir el problema. Este tipo de pistón era común hasta la década de 1960, cuando la introducción de silicio en la aleación hace el apuntalamiento redundante. La mayoría de los pistones modernos se hacen con alrededor del 25 por ciento de silicona.

La primera aleación de aluminio y silicona era conocida por su fragilidad; la caída accidental de uno de la altura de los bancos por lo general daba como resultado una grieta que en lo mejor era cara y en lo peor, imposible de reparar. La adición de níquel a la aleación redujo la fragilidad, pero aumento la relación peso-a-masa.

Diseño del pistón

Los pistones tienen nueve partes y secciones. La parte superior del pistón correctamente se llama la corona; por debajo de esto están las ranuras de los segmentos en que se colocan los anillos de los pistones. Las áreas elevadas entre las ranuras de los anillos se llaman las tierras. A continuación, el conjunto de anillos es el orificio del pasador de pistón. El pasador del pistón (llamado el "pin muñeca" en el lenguaje de la industria) pasa a través de este agujero y pasa a través de la biela. Alrededor del pasador del pistón hay jefes pines que soportan sus extremos. La parte inferior del pistón se llama la falda.

Pistones fundidos

El pistón fundido se moldea a partir de una aleación de aluminio fundido, que es arrastrada por el vacío en moldes de acero; sólo mecanizado mínimo es necesario para terminar el pistón resultante. El proceso se llama "coquilla por gravedad". La forma y el espesor de la pared están completamente controlados, pero el proceso es caro.

Pistones forjados

El pistón forjado se hace primero mediante la colocación de un lingote de aleación de aluminio calentado en un molde hembra; después de esto, un pistón es forzado en el molde para estampar el metal en un espacio en blanco de pistón. El espacio en blanco a continuación, se somete a muchas operaciones de mecanizado; una sola forja configurada típicamente produce un espacio en blanco que puede ser mecanizado en numerosos tamaños de pistón para adaptarse a una amplia variedad de vehículos.

Comparaciones

La fundición fue el método original de fabricación de pistón; la forja llegó más tarde como una alternativa. El proceso de forjado comprime moléculas de la aleación en la corona, haciendo que el metal sea más denso y, por lo tanto, más capaz de soportar las condiciones extremas de temperatura. Este es un beneficio importante porque la corona está expuesta a más calor que cualquier otra parte del motor, excepto la bujía.

Aplicaciones practicas

Los pistones fundidos se hacen en moldes en forma intrincada que determinan sus formas dentro y por fuera, lo que permite un espesor de pared uniforme y constante que mantiene la masa del pistón a un mínimo. El proceso de configuración de las matrices es costoso, por lo que pistones de fundición normalmente sólo se hacen para múltiples aplicaciones y para cumplir con los requisitos de producción masiva. Los pistones forjados tienen una forma comparativamente cruda interna después de ser sellados, determinada solamente por el ariete que fue clavado en el lingote, y luego se retractó. Normalmente, esto significa un considerable giro y se requiere mano de acabado. Las tolerancias más estrictas se logran a través de este método. Por estas razones, los pistones de rendimiento casi siempre se forjan, mientras que los pistones OEM-spec se funden.

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