¿Cómo afecta la forma del pistón a la combustión?

Con motores en constante evolución, los fabricantes de automóviles siguen encontrando nuevas formas de construir mejores pistones, incluida la modificación de su tamaño y composición. Vea más fotos de motores. Paul Eekhoff / Elección del fotógrafo / Getty Images

Cuando hablamos de motores, a menudo decimos que algo es un "cuatro cilindros" o un "seis cilindros". Pero, ¿qué significa eso exactamente? Para aquellos que no están familiarizados con los conceptos básicos del motor, un "cilindro" es el espacio en el que viaja un pistón, y los pistones son partes vitales dentro de la mayoría de los motores impulsados ​​por combustión interna..

Básicamente, la gasolina y el aire se mezclan en la cámara de combustión sobre un pistón. Cuando una chispa eléctrica enciende esa mezcla, crea una pequeña explosión que impulsa el pistón hacia arriba y hacia abajo. Ese movimiento hace girar un cigüeñal, que es en última instancia responsable de impulsar una transmisión y las ruedas..

Como era de esperar, los pistones están sujetos a más calor, presión y movimiento que casi cualquier otra parte del motor. Deben estar construidos para que sean duraderos. Con los motores en constante evolución, los fabricantes de automóviles siguen encontrando nuevas formas de construir mejores pistones, incluida la modificación de su tamaño y composición..

El pistón está en el corazón de cómo un motor crea movimiento. Agregar pistones a un motor o agrandarlos aumenta el desplazamiento, lo que significa que el motor genera más potencia porque quema más gasolina.

Sin embargo, la cantidad de pistones en un motor no es lo único importante sobre ellos. La forma de un pistón tiene un gran efecto en el proceso de combustión interna. Básicamente, la forma de un pistón tiene mucho que ver con cómo se gestionan el calor y la mezcla de aire / combustible..

Primero hablemos de diferentes formas de pistón. Los pistones elípticos o con forma de óvalo se vuelven más circulares cuando se aplica calor. Esto permite un sellado mejorado cuando el cilindro se encuentra con la cámara de combustión para una mayor eficiencia. Algunos pistones son cónicos o cónicos, lo que permite que el pistón se mueva con mayor libertad independientemente de la cantidad de calor presente. Otros tienen forma de "barril", que es más suave y genera menos ruido y aspereza al moverse [fuente: Universidad de Windsor].

A continuación, aprendamos más sobre cómo la parte superior de un pistón afecta el rendimiento, el ahorro de combustible y la longevidad del motor..

A medida que los motores han evolucionado a lo largo de los años, los pistones han evolucionado con ellos. Son cada vez más cortos y livianos, y usan faldones más pequeños: el "cuerpo" cilíndrico del pistón. Los pistones más nuevos a menudo están hechos de aleaciones de aluminio compuestas por más silicio que en el pasado. Esto mejora la resistencia al calor y reduce la expansión térmica [fuente: Engine Builder].

Uno de los mayores avances en la tecnología de pistones es el uso de diferentes "tapas" o "coronas" de pistón, la parte que ingresa a la cámara de combustión y se somete a la combustión. Si bien las tapas de pistón más antiguas eran en su mayoría planas, muchas ahora cuentan con cuencos en la parte superior que tienen diferentes efectos en el proceso de combustión..

La taza del pistón se utiliza principalmente en motores diesel. Los motores diesel no tienen fase de encendido, por lo que la propia corona del pistón puede formar la cámara de combustión [fuente: CDX]. Estos motores a menudo usan pistones con coronas de formas diferentes, aunque con la inyección directa cada vez más popular, los motores de gasolina también están comenzando a usarlos..

La forma de la taza del pistón controla el movimiento del aire y el combustible cuando el pistón sube para la carrera de compresión (antes de que la mezcla se encienda y el pistón sea empujado hacia abajo). El aire y el combustible se arremolinan en un vórtice dentro de la taza del pistón antes de la combustión. (o compresión) tiene lugar, creando una mejor mezcla [fuente: Vegburner].

Al afectar la mezcla de aire / combustible, puede lograr una combustión mejor y más eficiente, lo que conduce a más potencia. Los tazones tienen una variedad de formas diferentes; algunos también están diseñados para optimizar el ahorro de combustible.

Con la inyección directa convirtiéndose en la nueva tecnología más novedosa para motores de gasolina, espere que los pistones de boquilla única se vuelvan cada vez más populares.

Para obtener más información sobre la forma del pistón y la combustión, siga los enlaces de la página siguiente.

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• ¿Cuál es la conexión entre la relación de compresión y el ahorro de combustible??

Fuentes

• Carley, Larry. "Diseño de pistones, un cuento evolutivo". Revista Engine Builder. 1 de abril de 2003. (7 de diciembre de 2011) http://www.enginebuildermag.com/Article/1948/piston_design_an_evolutionary_tale.aspx
• Libro de texto en línea CDX. "Componentes del motor: pistones". (8 de diciembre de 2011) http://www.cdxetextbook.com/engines/comp/pistons/pistons.html
• Universidad de Windsor. "Diseño de pistón". (7 de diciembre de 2011) http://courses.washington.edu/engr100/Section_Wei/engine/UofWindsorManual/Piston%20Design.htm
• Vegburner. "Diseño de cámara de combustión DI". (8 de diciembre de 2011) http://vegburner.co.uk/DIcombustion.html