Breve descripción

Un componente de motores alternativos, bombas alternativas, compresores de gas, cilindros hidráulicos y cilindros neumáticos, entre otros mecanismos similares. Es el componente móvil que está contenido por un cilindro y se hace estanco al gas mediante anillos de pistón.

Uso / Función

• Uso principal: Transferir la fuerza del gas en expansión en el cilindro al cigüeñal a través de una biela (en un motor) O transferir la fuerza del cigüeñal al fluido en el cilindro con el fin de comprimir o bombear el fluido (en una bomba).

Principio de funcionamiento

• En un motor: El gas en expansión (combustión o vapor) empuja contra la cabeza del pistón, forzándolo a bajar por el cilindro. Este movimiento lineal se convierte en movimiento rotativo.
• En una bomba: El pistón es tirado/empujado, creando un vacío (succión) o presión (compresión) para mover un fluido.

Cómo crearlo

Pistón simple

1. Cabeza (Corona): La superficie superior que soporta la presión/calor. Generalmente de Hierro fundido o Aluminio (más ligero).
2. Falda: Las paredes laterales que guían el pistón en el orificio del cilindro.
3. Bulón: Un eje de acero hueco que conecta el pistón a la biela.
4. Segmentos (Anillos): Anillos de Hierro fundido o Acero que encajan en ranuras del pistón. Se expanden hacia afuera para sellar contra la pared del cilindro, evitando la fuga de gases y raspando el aceite.

Materiales necesarios

• Pistón: Hierro fundido (duradero, resistente al calor), Aluminio (ligero, buena conducción de calor) o Acero.
• Segmentos: Hierro fundido o Acero cromado.
• Bulón: Acero endurecido.

Variantes y mejoras

• Pistón de tronco: Diseño estándar (como en el motor de un coche).
• Pistón de cruceta: Se utiliza en motores grandes (barcos/vapor); la biela se conecta a una cruceta que se desliza en guías, eliminando el empuje lateral del pistón.
• Émbolo: Un cilindro sólido utilizado en bombas; más fácil de sellar.

Límites y riesgos

• Gripado: Si el pistón se expande más que el cilindro (debido al calor), puede quedarse atascado (gripar), destruyendo el motor. La holgura es crítica.
• Cabeceo: Si la holgura es excesiva, el pistón se balancea y hace ruido.
• Fuga de gases (Blow-by): Los anillos desgastados permiten que el gas se escape, reduciendo la potencia y contaminando el aceite.

Inventos relacionados

• Máquina de vapor
• Bomba
• Cojinetes de deslizamiento (Cojinetes de biela)
• Volante de inercia

Materiales relacionados

• Hierro
• Acero
• Aluminio