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Un anillo de pistón es un anillo partido que se ajusta al diámetro exterior de un pistón en un motor  de movimiento alternativo, tal como el motor de combustión interna o el motor de vapor.

Las tres funciones de los anillos de pistón en motores de movimiento alternativo son:

1.- Sellar la cámara de combustión para que haya una pérdida mínima de gases en cárter del cigüeñal.

2.- Transferencia de calor del pistón a la pared del cilindro como resultado de la combustión en el cilindro.

3.- Regular el consumo de aceite en el motor al “rasparlo” de las paredes del cilindro hacia el cárter.

 

La brecha en el anillo de pistón se comprime a varias milésimas de pulgada cuando está dentro del surco del pistón. Los anillos de pistón pueden ser un factor para identificar si el motor es de dos o cuatro tiempos. Tres anillos de pistón sugieren que es un motor de cuatro tiempos mientras que dos anillos sugieren que es un motor de dos tiempos. Los anillos de pistón están hechos de varios materiales, que van de hierro fundido a varios aceros y aceros inoxidables.

(Un poco de su historia: El anillo de pistón dividido fue inventado por John Ramsbottom quien reportó lo beneficios a la Institución de Ingenieros Mecánicos (Institution of Mechanical Engineers) en 1854. Rápidamente remplazó al embalaje de cáñamo. Hasta ese entonces usado en los motores de vapor. El uso del anillo de pistón redujo dramáticamente de inmediato redujo la resistencia de la fricción, la fuga de vapor y la masa del pistón, llevando a un incremento significante en potencia y eficiencia e incrementar los intervalos entre el mantenimiento).

Un ejemplo de Historia es la de Hastings Piston Rings, quienes son fabricantes de anillos de pistón desde hace más de 100 Años. Conoce más en: www.anilloshastings.com.mx

Los anillos de pistón han sido un área de enfoque y desarrollo considerable en los motores de combustión interna. Las necesidades de motores a diésel  y motores de un pistón de dos tiempos pequeños portátiles habían sido particularmente difíciles. Los anillos de pistón pueden estar considerados como responsables de una proporción considerable de la fricción total en el motor, tanto como un 24%. Esta alta fricción es el resultado de las necesidades de diseño comprometidos para conseguir buen sellado y una larga vida útil. El sellado se logra por medio de múltiples anillos, cada uno con su propia función, usando metal sobre metal o varios revestimientos, siempre actuando en contacto deslizante.

Anillos de Pistón en Pistones Automotrices

La mayoría de los pistones automotrices tienen los siguientes anillos:

  • El anillo de compresión superior (UCR: Upper Compression Ring), su función principal es el sellado de la compresión y la transferencia del calor del pistón al cilindro.
  • El anillo de compresión de abajo (LCR: Lower Compression Ring) para jalar el aceite de la pared del cilindro con un sellado mínimo de combustión.
  • El anillo de compresión de aceite (OCR: Oil Compression Ring) para controlar el flujo del aceite a la camisa que lubrica los componentes del pistón.
  • Los anillos de compresión, donde primeramente, por lo menos se encuentran dos anillos en todos los motores de pistón. Generalmente el diseño de los anillos de compresión tendrá una sección transversal rectangular o una sección transversal trapezoidal de ángulo recto. La periferia tendrá, por lo tanto, un perfil ya sea de barril (UCR) o una cara de borde afilado/de disminución gradual (LCR). Hay algunos anillos superiores de disminución gradual en algunos motores donde anteriormente se usaban anillos de cara plana.

Anillos de control de aceite

Generalmente estos anillos son de tres tipos diferentes:

1.- Hierro fundido de una sola pieza

2.- Hierro fundido o acero con resorte helicoidal

3.- Acero de piezas múltiples

Los anillos de aceite con soporte de resorte y los de aceite de hierro fundido tienen esencialmente el mismo rango de formas periféricas que consiste de dos superficies de jale de varias formas detalladas con o sin revestimiento basadas en la compatibilidad del surco. Los anillos de aceite de piezas múltiples consisten, generalmente, de dos rieles o segmentos (son anillos delgados de acero con cromo o revestimiento compuesto) con un resorte expansivo espaciador que mantiene los dos rieles separados y que provee una carga radial.

 

Desgaste debido a la carga del anillo en el surco

Los anillos de pistón están propensos a desgaste ya que se mueven de arriba hacia abajo en los surcos del pistón debido a su propia carga inherente y debido a la carga de gas actuando en el anillo, incrementando la carga exterior. Para minimizar esto, están hechos de materiales resistentes al desgaste, tales como hierro fundido, acero y/o acero inoxidable, y están revestidos/tratados para incrementar la resistencia al desgaste.

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