Función del pistón
Un pistón es un disco móvil encerrado en un cilindro que se cierra herméticamente mediante anillos de pistón. El disco se mueve en el interior del cilindro cuando el líquido o el gas que contiene se expande y se contrae. Un pistón ayuda a transformar la energía térmica en trabajo mecánico y viceversa. Por ello, los pistones son un componente clave de los motores térmicos[2] Los pistones funcionan transfiriendo la fuerza de salida de un gas en expansión en el cilindro a un cigüeñal, que proporciona un impulso de rotación a un volante. Este sistema se conoce como motor alternativo.
Estos pasos pueden realizarse de forma diferente y los procesos pueden llegar a ser muy complejos, sin embargo, éste es un ejemplo sencillo de cómo se puede hacer que un pistón realice un trabajo útil mediante la aportación de calor. Se sabe que este calor no puede transformarse totalmente en trabajo, ya que de lo contrario la entropía del sistema disminuiría, lo que está prohibido por la Segunda ley de la termodinámica.
Motor de pistón
Los pistones son el corazón del motor de combustión interna alternativo, por lo que a menudo se les llama “motor de pistón”. En su forma más básica, el pistón es simplemente un cilindro sólido de metal, que se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro hueco del bloque del motor. El pistón en sí es ligeramente más pequeño que el hueco en el que se mueve, pero tiene anillos de pistón bajo tensión para lograr un sellado (casi) hermético una vez que está instalado dentro del cilindro del motor. El pistón está unido mediante un pasador de muñeca a una biela, que a su vez está conectada al cigüeñal, y juntos convierten el movimiento ascendente y descendente (de vaivén) en un movimiento de ida y vuelta (de rotación) para impulsar las ruedas.
Los pistones también aparecen en las máquinas de combustión externa, también conocidas como máquinas de vapor, en las que el agua se calienta en una caldera y el vapor resultante se utiliza para propulsar un pistón en cilindros externos, que a su vez impulsa las ruedas.
En un motor rotativo, no hay pistones, cilindros ni válvulas, sino rotores de forma triangular que giran. Pero actualmente no hay motores rotativos Wankel en producción, el último fue el Mazda RX-8 en 2012.
Lo que hace que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo
La función del pistón es actuar como un tapón móvil en el cilindro, formando la parte inferior de la cámara de combustión. El pistón y la pared del cilindro son estancos, por lo que la única manera de que los gases de combustión calientes se expandan es forzando el pistón hacia abajo. Es el mismo principio que subyace a una bala de cañón, pero en lugar de salir volando hacia el querido barco pirata de alguien, el pistón es empujado hacia arriba en el cilindro por el cigüeñal giratorio y el ciclo se repite.
Más del 60% de la fricción en el interior del motor proviene del movimiento del conjunto del pistón, por lo que es un área importante para mejorar la eficiencia de los motores. El pistón sigue siendo objeto de desarrollo e investigación, como veremos con más detalle en breve.
Se generan enormes fuerzas durante el cambio de dirección de un pistón en su movimiento ascendente y descendente. Un conjunto de pistones más ligeros tiene menos impulso, por lo que ejercen menos fuerza y permiten motores con más revoluciones. Esto significa que hay una presión constante para reducir el peso de la biela y el pistón.
Cómo funciona un motor de pistón en un avión
¿Cuáles son los tipos de pistones en los motores? El pistón es una parte fundamental de los motores de combustión interna. Tiene un movimiento alternativo y convierte la energía térmica en energía mecánica. Se desplaza hacia arriba y …
El pistón es una parte fundamental de los motores de combustión interna. Tiene un movimiento alternativo y convierte la energía térmica en energía mecánica. Se desplaza hacia arriba y hacia abajo en el interior de un cilindro cuando el motor produce energía. La finalidad del pistón es soportar la expansión de los gases y enviarla al cigüeñal. Transfiere la fuerza de la explosión al cigüeñal y, a su vez, lo hace girar. El pistón viene con anillos que proporcionan un sello entre él y la pared del cilindro. Es bastante complejo desde el punto de vista del diseño.
La eficiencia y la economía de un motor dependen principalmente del buen funcionamiento del pistón. Debe funcionar en el cilindro con una fricción mínima y ser capaz de soportar altas fuerzas explosivas en el cilindro. Además, también debe soportar la altísima temperatura de más de 2000⁰C durante su funcionamiento. Debe ser lo más resistente posible y su peso debe ser el menor posible.