El pistón es una pieza fundamental del corazón del motor. Se encarga de absorber la energía generada en el cilindro tras la combustión del combustible y moverse de forma lineal. Junto con el resto de los pistones y gracias a unas bielas y el cigüeñal, pueden transformar este movimiento alternativo en un movimiento de rotación para transmitir a las ruedas. Este pistón debe desplazarse como un émbolo en una jeringa, garantizando la estanqueidad, y para ello tiene unos aros, los aros de pistón.
Estos elementos son más importantes de lo que la gente piensa, ya que no solo deben ser suficientemente blandos como para reducir la fricción con las paredes del cilindro, sino también suficientemente resistentes como para resistir las altas temperaturas y presiones, así como garantizar que no se pierda la compresión.
Como sabrás, el pistón consta de:
- Una cabeza, que es la parte superior, con una forma que no es plana como muchos piensan, sino que se esculpe de tal forma que beneficie al rendimiento.
- También consta de una zona de landas en la parte vertical, donde se encuentran las ranuras de compresión, y es precisamente en esas ranuras donde se colocan los aros de pistón para sellar la cámara de combustión.
- Además, hay una ranura de control de aceite donde se inserta otro aro rascador de aceite para controlar la lubricación.
- Así como el barreno o agujero central del pistón donde se aloja el perno de la biela. Este perno tiene una placa inbar, que es antidilatante y protege al barreno del calor para que gire bien, y también un faldón de protección en la parte inferior del pistón el perno y la biela.
Aquí me centraré únicamente en los aros de pistón…
¿Qué son los aros de pistón?
Los aros de pistón son componentes cruciales en el motor, encargados de sellar la cámara de combustión y garantizar una combustión eficiente. Estos anillos metálicos, con una abertura en su circunferencia, se insertan en las ranuras del pistón y cumplen funciones vitales para el buen funcionamiento del motor.
Sus funciones son:
- Sellado de la cámara de combustión: impiden que la mezcla de aire y combustible se escape hacia el cárter durante la compresión y la combustión, asegurando la presión necesaria para el correcto funcionamiento del motor.
- Control de la presión y la temperatura: regulan la presión dentro del cilindro y evitan el sobrecalentamiento del pistón, distribuyendo el calor de manera uniforme.
- Control del consumo de aceite: permiten la entrada de una cantidad precisa de aceite para lubricar las paredes del cilindro, pero a la vez eliminan el exceso de aceite, evitando su paso a la cámara de combustión y la producción de humo azulado.
Tipos de aros de pistón
Dentro de lo que llamamos aros de pistón, se pueden diferenciar dos tipos:
- Aros de compresión: ubicados en la parte superior del pistón, son los que mayor presión y calor soportan, por lo que reciben el nombre de aros de fuego. Su función principal es sellar herméticamente la cámara de combustión, permitiendo la compresión óptima de la mezcla de aire y combustible. Se suelen encontrar dos aros de compresión en la mayoría de los motores. Los materiales de los aros de compresión varían dependiendo del fabricante, pero suelen estar basados en hierro fundido en el caso de los tradicionales, por su resistencia al desgaste y a la temperatura alta. En cambio, también se empezaron a incluir aros de acero, con mayor resistencia, pero con menor adaptación a la irregularidades del cilindro, por lo que el sellado era peor. Por eso, actualmente, lo que se hace es utilizar materiales compuestos, combinando las propiedades del hierro fundido y el acero.
- Aro rascador de aceite: situado por debajo de los aros de compresión, este aro tiene la doble función de permitir la entrada de una cantidad controlada de aceite para lubricar las paredes del cilindro y eliminar el exceso de aceite mediante un proceso de barrido. Si no funciona correctamente, puede provocar un consumo excesivo de aceite y la formación de humo azulado en la combustión. En este caso, los aros suelen estar fabricados en acero y también de materiales compuestos para mejorar las prestaciones, como el caso del cromo, molibdeno, etc.
¿Se estropean? ¿Se deben cambiar?
Dado que estos aros están sometidos a presión, temperatura elevada y fricción, estas condiciones extremas los hace susceptibles a fallos que pueden tener graves consecuencias para el motor. No obstante, suelen ser los grandes olvidados, y no se suelen cambiar en ningún momento de la vida del motor en la mayoría de los casos…
Causas de los fallos en los aros de pistón
Algunos de los motivos de fallo de estos aros de pistón son:
- Errores de montaje: un error en el montaje, ya sea en fábrica o tras una intervención mecánica, puede provocar un mal funcionamiento de los aros, con consecuencias como el desgaste desigual o la rotura.
- Desgaste por falta de holgura: si las ranuras en las que se alojan los aros no tienen la holgura adecuada, estos no podrán dilatarse correctamente con el calor, lo que generará un desgaste excesivo.
- Movimiento oblicuo del pistón: si la biela está doblada o dañada, el pistón se moverá de forma irregular dentro del cilindro, provocando que los aros se desgasten de forma desigual y pierdan su capacidad de sellado.
- Suciedad en el filtro de aire: un filtro de aire sucio permite que la suciedad ingrese al motor y se acumule en las ranuras de los aros, afectando su funcionamiento y provocando desgaste.
- Acumulación de carbonilla: la carbonilla, producto de la combustión incompleta, puede adherirse a los aros y dificultar su movimiento, lo que lleva a un desgaste desigual y pérdida de sellado.
Consecuencias
Cuando estos elementos se estropean, se nota con síntomas como:
- Pérdida de potencia: unos aros en mal estado no sellarán correctamente la cámara de combustión, lo que provocará una pérdida de compresión y, por consiguiente, de potencia del motor.
- Consumo excesivo de aceite: si los aros no sellan bien, el aceite se filtrará hacia la cámara de combustión y se quemará, lo que generará un consumo excesivo de aceite y la emisión de humo azulado por el tubo de escape.
- Gripado del motor: en el peor de los casos, los fallos en los aros pueden provocar el gripado del motor, una avería grave que puede dejar el vehículo inutilizado. Es una avería grave que se produce cuando dos o más piezas metálicas del motor se bloquean por la falta de lubricación y el exceso de temperatura que alcanzan al sufrir una fricción continuada entre ambas. Es como si el motor se «agarrotara», lo que provoca la inmovilización total del vehículo y puede ocasionar daños irreparables en el motor si se funden ambas partes.