El pistón del motor automotríz (Parte 2 de 2)

Procedimiento de instalación

Elimine el reborde de la parte superior del block después de poner un trapo sobre los pistones para recoger las virutas. 

De ser necesario, marque el número del cilindro correspondiente a la biela y su tapa. 

Retire la tapa de biela y el cojinete.

Instale protectores de bronce, aluminio o plástico en tornillos de biela, para evitar daños cuando empuje el conjunto biela-pistón fuera del block.

Quite los pistones de las bielas. Observe la relación entre la biela y el frente del pistón.

Después de limpiar las bielas, verifique su paralelismo y torsión de acuerdo a las especificaciones del fabricante.

Busque en el catálogo los pistones correctos para la aplicación y escoja una sobremedida con la cual quede compensado todo el daño en los cilindros después del rectificado y bruñido.

Si mide los pistones hágalo en el lugar de medición indicado en el catálogo a 21 grados centígrados, luego anote las medidas.

Rectifique la parte superior del block para obtener una superficie plana.

Rectifique el block a la sobremedida correcta dejando material para el bruñido (aproximadamente .001'' en el diámetro).

Bruña el cilindro al diámetro standard indicado en el catálogo, más la sobremedida -si corresponde. Si los pistones han sido medidos, bruñalos al diámetro del pistón más la luz mínima.

Ejecute carreras completas con la bruñidora para obtener el entrecruzado correcto en el acabado del cilindro.

Verifique constantemente, durante el bruñido, el diámetro en las partes superior, media e inferior en sentido transversal al eje del motor.

Mantenga el block a 21 grados centígrados, o a la temperatura más aproximada posible.

Marque el pistón de acuerdo al cilindro correspondiente, que acaba de bruñir.

Use una solución jabonosa caliente y un cepillo de cerdas duras para limpiar el cilindro. Todo el esmerilado deberá ser eliminado del cilindro para evitar su desgaste prematuro.

Lubrique los cilindros para evitar su oxidación.
Si desea hacer una verificación final de la luz entre cilindros y pistón, introduzca éste en el cilindro hasta el lugar de medición, interponiéndose al mismo tiempo un calibrador de espesores igual al valor mínimo de luz especificado. El calibrador deberá poderse extraer tirando suavemente del mismo.

Verifique la luz entre puntas de los anillos con un calibrador de espesores, para ello introduzca los anillos a escuadra dentro del cilindro empujandolos con la cabeza del pistón.

Usando una herramienta adecuada instale cuidadosamente los anillos de pistón de acuerdo a las instrucciones del fabricante.

Una marca en la cabeza, alineada con el perno, o una F en un lado, indican el frente del motor.

Algunos pistones de camión tienen una marca en la cabeza orientada hacia el múltiple de admisión.

Para la posición relativa entre la biela y el frente del pistón consulte las instrucciones del fabricante.

Cuando se usen seguros del perno, lubrique el varreno del perno del pistón y la biela con aceite liviano

Oprima los seguros solamente lo necesario para introducirlos en su ranura. El oprimirlos más puede fatigarlos, provocando fallas prematuras.

Lubrique los pernos así como los ojos de la biela con aceite grafitado, cuando se trate de pernos fijos en la biela.

Instale los pernos utilizando la prensa y dispositivos adecuados. Un exceso de presión podrá fracturar los mamelones del barrero de perno.

El perno sobresaldrá la misma distancia en ambos extremos siempre que la biela sea correctamente centrada entre los mamelones del barreno del perno.

Otro método de ensamble consiste en calentar el ojo de la biela en baño de aceite, o en un calentador eléctrico, antes de introducir el perno del pistón.

Después del armado, verifique si el pistón se mueve libremente alrededor del perno.

Sitúe los extremos o aberturas de los anillos de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.

Instale protectores en los tornillos de biela para evitar daños al cilindro y al muñón del cigüeñal.

Lubrique ligeramente el pistón, los anillos, el cojunete de biela, la pared del cilindro, y el muñón del cigüeñal con aceite liviano de motor.

Coloque el opresor de los anillos adecuado y ajustelo pero no lo apriete demasiado.

Con el muñón del cigüeñal en el punto muerto inferior, introduzca el conjunto biela-pistón hasta que el opresor de los anillos quede firme y a escuadra contra el block de cilindro.

Golpee la cabeza del pistón sobre ambos lados correspondientes a los mamelones del barreno del perno, con el mango de madera de un martillo, hasta que la cabeza del pistón quede a ras con la parte superior  del block.

Guíe el conjunto biela-pistón hasta posicionarlo sobre el muñón de cigüeñal.

Instale la tapa de biela con su cojinete después de lubricarlo.

Apriete las tuercas de biela al torque especificado, y repita las operaciones indicadas con los demás conjuntos.

Complete el armado del motor y su instalación en el vehículo.

Veamos los ejemplos más comunes de fallas.

Landas y anillos de pistón rotos. Cuando existen bordes agudos o depósitos en la cámara de combustión, estos causan un segundo frente de llama que choca con el originado por la bujía, generando muy altas presiones que pueden romper fácilmente los anillos y las landas. Esta condición es conocida como detonación.

Cabeza de pistón perforada. Los bordes agudos, los depósitos de carbón, o la bujía misma, pueden causar preignición. Cualquiera de estos factores, actuando como una bujía incandescente, provocan el encendido prematura de la mezcla aire/combustible, incrementando anormalmente la temperatura y presión dentro de la cámara de combustión hasta el punto de "quemar" un agujero en la cabeza del pistón. Usualmente la preignición es la última y más destructiva etapa de la detonación.

Arrastre en la falda cerca del barreno del perno. Puede causar su agarramiento o amarre si el motor se enfría súbitamente, no permitiendo a su vez, la adaptación de la falda del pistón al cilindro, conduciendo al arrastre de las áreas cercanas al perno del pistón y al colapso de la falda.
Este daño es causado por sobrecalentamento del pistón. Si solamente uno o dos pistones muestran arrastre fuerte, investigue si la luz entre cilindros y pistón es insuficiente.

Arrastre fuerte en la mayoría de los pistones. Si la mayoría de los pistones están arrastrados. La causa puede ser una fuga de refrigerante debido a la correa del ventilador rota, fugas en el radiador, calefactor o manguera de radiador fisurados, o falta de lubricación por fuga de aceite o bomba de aceite averiada. Si se trata de falda de lubricación los cojinetes de biela y bancada usualmente estarán arrastrados, especialmente los más lejanos a la bomba de aceite.

Este tipo de daño indica distorsión de los cilindros causada por el apriete excesivo de la culata, camisas mal ensambladas o vibración excesiva durante el rectificado.

Desgaste moderado a fuerte y arrastre alrededor de la falda incluyendo las secciones por arriba y debajo del perno. Este patrón de desgaste puede ser indicativo de una pérdida de refrigerante o una falta de contorno circular en lugar de elíptico.

Las faldas de todos los pistones de automóviles y camiones  están terminadas con un contorno elíptico, esto significa que el diámetro correspondiente a las caras de empuje es de .010 a .015 milésimas menor que el diametro correspondiente al eje del perno. Esto permite al pistón expandirse a lo largo del eje del perno cuando se calienta en el motor. Si la falda del pistón fuese redonda y no elíptica, el pistón al expanderse no encontraría el espacio necesario, empujando fuertemente contra la pared del cilindro, ocasionando su desgaste y agarramiento.

Anillos pegados y arrastrados. Una mezcla aire-combustible demasiado rica lavará el aceite de la pared del cilindro provocando una formación excesiva de carbón, arrastre y pegado de los anillos.

Anillos obstruidos y desgastados. El humo azul arrojaro por el tubo de escape y el alto consumo de aceite son síntomas evidentes de anillos destruidos, pegados y desgastados. Generalmente esto es causado por el mantenimiento inapropiado en cuanto se refiere a cambios de aceite y filtros.

Cabeza de pistón perforada. Si penetra agua al cilindro, a través de una fuga en la junta de la culata, la cabeza del pistón -al aproximarse al punto muerto superior- puede fisurarse y perforarse. Fíjese que los bordes del agujero son dentados y no suaves como cuando éste se produce por preignición. El óxido en el costado de los anillos indica que el cilindro se llenó de agua -ya sea por una fuga en la junta de culata o una fisura en el block, y no por inundacióon de combustible.

Anillos y segunda landa rotos. Esta condición está asociada normalmente con detonación, pero también puede ocurrir, si se usa un anillo de 5/64'' en una ranura de 3/32'', en este caso el anillo se moverá hacia arriba y hacia abajo dentro de la ranura hasta romperse y destruir también la segunda landa.

Cabeza de pistón "picada y/o fracturada o fisurada. Si se rompe una cabeza de válvula, ésta será atrapada entre el pistón y la culata de cilindros causando graves daños al pistón.

Cabeza de pistón fisurada. Si se quita demasiado material de la parte superior del block o de la culata de cilindros, y no se usa la junta correcta, cuando el pistón alcanza el punto muerto superior puede golpear contra alguna parte saliente de la culata de cilindros. Dado que el pistón está hecho de un material más blando que el hierro fundido, será sobre esforzado y roto por los golpes (véanse las fracturas por fatiga).

Esta misma apariencia de la cabeza del pistón pero sin las fracturas por fatiga podrá resultar cuando un tornillo de biela es apretado incorrectamente, por ello las tapas de biela, tornillos, tuercas y cojinete deben ser exterminados cuidadosamente en búsqueda de evidencias.

Pistón erosionado alrededor del barreno de perno. Si se rompe o suelta un seguro del perno, puede ser atrapado entre el pistón y el cilindro y al moverse - junto con el pistón - hacia arriba y abajo erosionará al pistón. Al mismo tiempo el perno de pistón podrá desplazarse hasta una posición en la cual rayará la pared del cilindro.

Este problema es causado por asentamiento inapropiado de los seguros en sus ranuras, excesiva tensión durante su instalación, o el empleo de seguros usados.

Los extremos inferior y superior -cabeza y pie- de biela deberán estar paralelos para evitar que los seguros sean forzados fuera de sus ranuras.

Seguro de perno forzado fuera de su alojamiento. Si la cabeza y pie de biela (extremos grande y pequeño) no están paralelos, se creará una fuerza horizontal que empujará al perno de pistón durante la carrera de expansión. Esto hará saltar el seguro y forzará el perno contra la pared del cilindro, el cual resultará dañado con una ranura vertical.

Esta condición es causada por una biela doblada o por un buje de biela que no fue mecanizado en forma paralela al extremo grande de la biela.

Fuente: Federal Mogul Institute (FMI-05)