En cualquier motor de combustión interna de pistón hay una pieza que conecta el pistón con la cabeza superior de la biela: el pasador del pistón.Todo lo relacionado con los pasadores de pistón, sus características de diseño y métodos de instalación, así como la correcta selección y reemplazo de varios tipos de pasadores se describe en detalle en el artículo.
¿Qué es un pasador de pistón?
El pasador del pistón (PP) es un componente del grupo de pistones del motor de combustión interna;Cilindro hueco de acero, con la ayuda del cual se articulan el pistón y la biela.
En los motores alternativos de combustión interna, la transmisión y conversión de fuerzas que surgen de la combustión de la mezcla de aire y combustible en el cilindro se lleva a cabo mediante un grupo de pistones y un mecanismo de manivela.Las partes principales de estos sistemas incluyen un pistón y una biela con una articulación articulada, por lo que es posible desviar el eje de la biela del eje del pistón cuando se encuentra entre los puntos muertos superior e inferior (PMS y PMS).La conexión de bisagra del pistón y la biela se realiza mediante una pieza simple: el pasador del pistón.
El pasador del pistón resuelve dos tareas clave:
● Actúa como bisagra entre el pistón y la biela;
● Proporciona la transferencia de fuerzas y pares desde la biela al pistón al arrancar el motor y desde el pistón a la biela cuando el motor está en marcha.
Es decir, el PP no solo conecta el pistón y la biela en un solo sistema (que también incluye el cigüeñal), sino que también garantiza en general el funcionamiento coordinado del grupo de pistones y el mecanismo de cigüeñal del motor.Por lo tanto, cualquier mal funcionamiento o desgaste del dedo afecta negativamente el funcionamiento de toda la unidad de potencia y requiere una reparación rápida.Pero antes de comprar pasadores de pistón nuevos, conviene comprender su diseño y algunas características.
Tipos, dispositivo y características de los pasadores de pistón.
Todos los pasadores de pistón utilizados actualmente tienen esencialmente el mismo diseño: en general, se trata de una varilla de acero hueca con paredes relativamente delgadas instalada en los resaltes del pistón y en la cabeza superior de la biela.En los extremos del pasador se eliminan los chaflanes (externos e internos), que aseguran una fácil instalación de la pieza en el pistón o biela, y también evitan daños a otras piezas en caso de contacto accidental con ellas.
Al mismo tiempo, se pueden realizar varios elementos auxiliares en los dedos:
● Llevar las paredes interiores formando un cono desde el centro hacia el exterior para aligerar el dedo manteniendo su fuerza;
● Cinturones de anillos internos en la parte central del dedo para endurecerlo;
● Orificios transversales laterales para la fijación rígida del pasador en el casquillo del pistón.
Los pasadores de pistón están hechos de carbono estructural blando (15, 20, 45 y otros) y algunos aceros aleados (generalmente cromo 20X, 40X, 45X, 20HNZA y otros).La superficie exterior y una pequeña correa en el extremo de las piezas hechas de acero dulce se cementan y enfrían a una profundidad de 1,5 mm hasta alcanzar una dureza de 55-62 HRC (mientras que la capa interior tiene una dureza en el rango de 22- 30 HRC).Las piezas fabricadas con aceros de medio carbono suelen endurecerse con corrientes de alta frecuencia.Después del tratamiento térmico, la superficie exterior del PP se lija.El endurecimiento de la pieza proporciona una alta resistencia de su superficie exterior al desgaste, mientras que la viscosidad de las capas internas de la pared conserva la capacidad del dedo para soportar cargas de choque y vibraciones.El rectificado de superficies elimina zonas con tensiones peligrosas, que durante el funcionamiento del motor pueden provocar raspaduras, endurecimiento o incluso destrucción de las piezas.
Diseño típico de pistón con biela
Como ya se indicó, el pasador del pistón está ubicado en el pistón y la cabeza superior de la biela, conectando estas partes en un solo sistema.En el pistón de esta pieza hay dos extensiones con orificios transversales: protuberancias.Hay dos opciones de diseño para la bisagra entre el pistón y la biela:
● Con un dedo "flotante";
● Con un dedo presionado en la biela.
El segundo esquema se implementa de manera más simple: en este caso, el PP se presiona en la cabeza superior (de una pieza) de la biela, lo que evita su desplazamiento axial, y en las protuberancias del pistón se ubica con un cierto espacio. , lo que permite girar el pistón con respecto al PP durante el funcionamiento de la unidad de potencia en todos los modos.Además, el espacio proporciona lubricación de las piezas que se frotan (aunque debido al pequeño espacio, el dedo y las superficies de las protuberancias en contacto con él siempre funcionan en modo de lubricación insuficiente).Este esquema se utilizó en los automóviles nacionales VAZ-2101, 2105, 2108 y se usa ampliamente en modelos modernos de producción extranjera.
El esquema de dedos "flotante" es más complejo, ya que tiene varias partes auxiliares.En este esquema, se instala PP con un pequeño espacio en ambas partes, tanto en los resaltes del pistón como en la cabeza de la biela superior, esto asegura su libre rotación durante el funcionamiento del motor.Para evitar el desplazamiento axial del dedo, se utilizan anillos de retención elásticos ubicados a través de los orificios en las protuberancias; sirven como topes para el PP, evitando que se caiga.Los anillos pueden estar hechos de alambre elástico con sección transversal circular o estampados de chapa metálica.En el último caso, las piezas tienen una sección transversal rectangular y en ambos extremos se proporcionan orificios para la herramienta para facilitar la instalación y extracción de los anillos.
En algunos casos se utilizan hongos o tapones de bloqueo, están fabricados de metal blando, por lo que no dañan el espejo del cilindro al entrar en contacto con él.Las bujías se utilizan en motores de dos tiempos con una determinada disposición de las ventanas de admisión y escape, evitando el flujo no deseado de gases entre ellas.En ocasiones se utiliza para fijar la pieza con un tornillo atornillado en la parte inferior del saliente y en el orificio del extremo del PP.
Pasadores de pistón fijos y flotantes
El PP, independientemente del método de instalación, puede tener un desplazamiento con respecto al eje del pistón que alcanza el milímetro y medio o más.Este desplazamiento tiene como objetivo reducir las cargas dinámicas a las que están sometidos el pistón, el PP y la cabeza de biela durante el PMS y el PMS.El pistón en su movimiento hacia el PMS y hacia el PMS se presiona contra una pared del cilindro, lo que también conduce a la presión del PP contra una pared de los orificios dentro de las protuberancias.Como resultado, surgen fuerzas que dificultan el giro del PP en las piezas acopladas, y al pasar por el PMS y el PMS, el giro puede ocurrir abruptamente; esto sucede con un golpe, que se manifiesta por un golpe característico.Estos factores se eliminan precisamente instalando PP en el pistón con cierto desplazamiento del eje.
Cómo elegir y reemplazar el pasador del pistón
Durante el funcionamiento del motor, especialmente en modos alternos, los dedos están expuestos a cargas importantes, se desgastan, pueden deformarse y requieren reemplazo.La necesidad de reemplazar los dedos está indicada por un deterioro de la compresión y una disminución en las características dinámicas del motor, que además se manifiesta por un golpe característico.
La reparación de la unidad de potencia en este caso se reduce a reemplazar los dedos y, a veces, las piezas de acoplamiento: casquillos de cabeza de biela en sistemas con PP "flotante", anillos y otros.La selección de dedos nuevos y otras piezas se realiza de acuerdo con las dimensiones de reparación.Por ejemplo, para la mayoría de los motores domésticos, se ofrecen piezas de tres tamaños de reparación, que difieren en 0,004 mm (por ejemplo, en los motores VAZ a menudo se utilizan pasadores con un diámetro de 21,970-21,974 mm (primera categoría), 21,974-21,978 mm (segunda categoría) y 21,978-21,982 mm (3ª categoría)).Esto permite seleccionar pasadores de diferentes diámetros, teniendo en cuenta el aumento de los diámetros de los orificios en las piezas acopladas debido al desgaste y posterior taladrado.El mandrinado siempre se realiza para las mismas dimensiones de reparación, y si el desgaste de las piezas excede los rangos especificados, entonces se deben reemplazar.
Como regla general, los dedos se venden en juegos (2, 4 o más piezas), a veces junto con anillos de retención y otras piezas.
Pasadores de pistón de varios tipos y métodos de fijación en el pistón.
Al reparar un grupo de pistones con pasadores "flotantes", no es necesario utilizar equipo especial: la instalación de piezas en las protuberancias y la cabeza de la biela se realiza con esfuerzo manual.Si el dedo se cambia con fijación en la biela, entonces es necesario usar un dispositivo especial para presionar y presionar el PP (en el caso más simple, pueden ser casquillos y bielas, pero los profesionales usan dispositivos mecanizados más complejos similares a un tornillo de banco). ).
En algunos casos, la instalación del PP "flotante" en los resaltes también se realiza en interferencia, para ello el pistón se calienta en agua u otro líquido a 55-70 ° C antes de la instalación.El hecho es que un pistón de aluminio se expande más rápido que un pasador de acero, por lo que en un motor sin calefacción, el espacio entre las piezas aumenta y aparece un golpe.Al instalar PP en interferencias, la brecha se produce solo cuando el motor se calienta, lo que evita el impacto de las piezas y, en consecuencia, los golpes.
Cabe señalar que los trabajos de sustitución de los pasadores del pistón requieren un importante desmontaje del motor, por lo que es mejor realizarlos con la experiencia adecuada o confiar en profesionales.Sólo con la selección correcta de dedos y una reparación adecuada, el grupo de pistones funcionará de manera confiable y eficiente, garantizando un alto rendimiento de la unidad de potencia.
Hora de publicación: 11-jul-2023