Segmento artificial de aceite

El engrase del motor es la base para su protección y fiabilidad, actualmente por el mayor rendimiento es aún más trascendental. Una de las zonas más complejas de lubricar es la fricción entre pistones – segmentos y cilindros.

Sobre los pistones se produce la explosión/combustión y por debajo hay aceite. Si se pierde compresión baja el rendimiento y se ensucia el aceite, y si sube demasiado aceite se quema y sale por el escape afectando a los sistemas anticontaminación, además se ha de reponer el nivel.

Una forma de mejorar el compromiso entre la estanqueidad entre pistón y cilindro y la lubricación entre ambos elementos es el segmento artificial de aceite objeto de este artículo.

Circuito de lubricación del motor

Antes de entrar en detalle se propone un rápido repaso al sistema de lubricación.

El aceite está en el cárter y con el motor en funcionamiento es succionado por la bomba de aceite, limpiado en el filtro y distribuido entre los elementos a engrasar por circuito de aceite. Cuando hay presión de aceite se apaga el testigo en el cuadro de instrumentos. La lubricación entre pistón – segmentos y cilindro se hace por la succión que provoca el pistón al subir aspirando el aceite que retorna al cárter desde la parte alta del motor.

Si el motor tiene alto rendimiento se potencia la lubricación y refrigeración de los pistones con inyectores de aceite específicos desde el circuito de engrase a la parte inferior de estos. Es una solución habitual en motores sobrealimentados.

En la imagen se representa la varilla de nivel de aceite, y lo más frecuente es que se disponga de esta información en el cuadro por el sensor de nivel.

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Segmentos

La forma de reducir la fricción entre pistón y cilindro manteniendo la estanqueidad consiste en disponer en el pistón unos alojamientos con menor diámetro, en estos alojamientos se acoplan unos aros abiertos que al estar en el interior del cilindro prácticamente quedan cerrados, son los segmentos.

Lo más frecuente en el automóvil es que cada pistón tenga tres segmentos, con funciones determinadas; en la parte superior se ubica el segmento de fuego, denominado así pues está muy próximo a las explosiones (motor de gasolina pues son más rápidas) o combustiones (motor diésel al ser más lentas). El objetivo del segmento de fuego es impedir pérdida de presión hacia la parte inferior del pistón, pero manteniendo una pequeña película de aceite en los recorridos para reducir fricciones. Si baja presión se pierde rendimiento y se degrada el aceite y si sube aceite se quema y consume.

Por debajo del segmento de fuego está el segmento de estanqueidad, su función es evitar las pérdidas de presión que no haya podido controlar el segmento de fuego manteniendo la película de aceite con el cilindro para lubricar los movimientos del pistón.

Bajo el segmento de estanqueidad se sitúa el segmento de engrase y es diferente a los anteriores, ya que no es macizo pues tiene ranuras para que el aceite que succiona el pistón por debajo, y que llega del inyector de aceite, pase al exterior del pistón y se genere la película de aceite que lubrica el rozamiento con el cilindro.

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Detalle del hueco sobre el segmento de engrase

En las imágenes en vista lateral y perspectiva se ve un pistón con los alojamientos de los segmentos pero sin los segmentos, al lado los tres segmentos: de fuego, de estanqueidad y de engrase; y a continuación el pistón con los segmentos montados.

El detalle que se quiere resaltar, y es la base para este artículo, es el menor diámetro de la parte del pistón que separa los segmentos de estanqueidad y de engrase, dejando un espacio o hueco de forma toroidal ente el pistón y el cilindro.

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Funciones de los segmentos

Ya se han comentado las funciones de los segmentos y en esta imagen se representan actuando.

La explosión o combustión produce elevados picos de presión, es la energía que genera el par motor que mueve al automóvil. Esta presión con gases quemados y residuos busca salida por las posibles holguras que pueda haber entre segmentos y cilindro, y alguna cantidad llega al aceite en el cárter, superando a los segmentos de fuego, estanqueidad y engrase.

El aceite succionado por el pistón y el que se inyecta, trata de subir a la parte alta del pistón pasando por las ranuras del segmento de engrase, es la forma de proteger el rozamiento pistón – cilindro, y alguna cantidad ha de pasar para que se logre el objetivo de engrase, pero cuanto menos mejor manteniendo la adecuada lubricación.

El hueco o espacio que hay entre los segmentos de estanqueidad y engrase se llena de aceite, que sube con cierta presión y a su vez las fugas de presión de explosión/combustión bajan, se produce un equilibrio que se centra en este hueco lleno de aceite a presión… se continua explicando  con la siguiente imagen.

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Segmento artificial de aceite

El hueco entre los segmentos de estanqueidad y engrase está lleno de aceite a presión, que no puede subir libremente por el segmento de estanqueidad y la fuga de presión de la explosión/combustión, este equilibrio incrementa la presión de aceite en este hueco conformando un segmento virtual o artificial de aceite a presión que realiza dos funciones; reforzar la lubricación por los desplazamientos del pistón sobre la superficie del cilindro y colaborar en la estanqueidad entre las partes superior e inferior del pistón.

Este segmento no existe con el motor parado, se genera cuando está en marcha con el aceite en el entorno de los 90º, y es una excelente solución para reducir los desgastes del motor y el consumo de aceite.

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Si este artículo es de interés hay dos directamente relacionados en el blog que pueden ser un excelente complemento; en la sección “Evolución de órganos y elementos” el artículo “Rodaje del motor” (publicado el 9.10.2013), y en esta sección de “Actualidad” el artículo “Consumo de aceite del motor” (publicado el 3.09.2014).

 

 

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Un comentario

  1. Muy buen artículo. Recordemos siempre utilizar lubricantes de calidad. Podéis encontrar una amplia gama de ellos en http://tienda.centralderecambios.com. Un saludo.

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