Si está mirando un charco de aceite en el piso del taller, podría decir que es el cigüeñal. sellado perfecto o la junta del cárter de aceite. O tal vez sea una de las juntas la que hace que sigas añadiendo refrigerante al depósito. Es cierto que todas las juntas o sellos son importantes, pero el primer contendiente puede ser el anillo del pistón, especialmente el anillo de compresión. Puedes comprar otro cuarto de aceite o refrigerante en una tienda de repuestos local, pero no puedes comprar contenedores de repuesto para el anillo de compresión.
¿Cuántos kilómetros tienen sus anillos? La mayoría de los propietarios/operadores pueden decirle el número de kilómetros u horas de sus camiones o equipos. Probablemente puedan hacer lo mismo con el contenido de los neumáticos, el aceite y otras piezas de servicio. Por ejemplo, un motor Caterpillar C15 con una carrera de 6.8″ que funciona a 1500 RPM y viaja a 65 MPH durante una hora, obviamente ha recorrido 65 millas. Pero los anillos del pistón han recorrido un poco más de 19 millas por las paredes del cilindro en incrementos de menos de 7″. Y han cambiado de dirección 180,000 veces (dos veces por cada rotación completa del...
motor) ¡Realizan un trabajo bastante exigente!
Los anillos de pistón, como muchos otros componentes del motor, han evolucionado a lo largo de los años, pero su funcionalidad no ha cambiado en lo esencial. La mayoría de los motores diésel de servicio pesado utilizan pistones de tres anillos. El anillo de compresión superior es responsable de sellar aproximadamente el 90% de la compresión en el cilindro. Funciona en los entornos más difíciles, estando sujeto a las cargas térmicas y mecánicas más altas. Los anillos intermedios cumplen una doble función. Su función principal es controlar el aceite, pero también contribuyen a sellar la compresión. El anillo de aceite es el guardián de la lubricación. Raspa el exceso de aceite de la pared del cilindro, mientras deja la cantidad necesaria de aceite en la superficie para mantener una película protectora de aceite.
Los anillos están pensados principalmente para sellar la compresión y controlar el consumo de aceite, pero también transfieren aproximadamente el 70% del calor creado por la combustión desde el pistón a las paredes de los cilindros para que sea absorbido por el sistema de refrigeración. Algunos motores tienen tubos de refrigeración de pistones (surtidores) que rocían aceite debajo de la parte inferior de los pistones para ayudar a enfriarlos.
Los dos diseños básicos de anillos son de tipo trapezoidal o rectangular. Los anillos de tipo trapezoidal tienen lados cónicos. Durante el funcionamiento, este diseño crea un efecto de cuña que permite que el anillo se expanda y se retraiga en la zona de contacto del anillo del pistón. Esto ayuda a reducir el desgaste y el atascamiento del anillo. Los anillos rectangulares tienen un perfil rectangular simple diseñado para mantener 
Presión constante sobre la pared del cilindro. Este diseño tiene sus ventajas, pero puede ser más propenso a atascarse o desgastarse.
Los diseños de anillos también pueden incorporar muescas o biseles en las esquinas internas o externas. El mecanizado de los bordes internos superiores o externos inferiores del anillo crea una torsión positiva. Hacer lo contrario, es decir, mecanizar los bordes internos inferiores o externos superiores, provocará una torsión negativa en el anillo durante el funcionamiento.
Una característica más sutil y difícil de ver son los distintos diseños de la cara del anillo. La cara del anillo es el borde exterior del anillo que entra en contacto con la pared del cilindro.
Los pistones no se desplazan en línea recta dentro de los cilindros. Las fuerzas de funcionamiento y las holguras les permiten oscilar de un lado a otro y, como se muestra en las ilustraciones de esta página, los anillos no permanecen en las mismas posiciones. Se tuercen y se mueven en las zonas de contacto de los anillos del pistón. Para compensar esto, la ingeniería y la geometría que se utilizan para diseñar los componentes del cilindro (camisas, pistones y anillos) son mucho más detalladas que lo que se puede presentar en este breve artículo.
Además de los diseños básicos, existen múltiples materiales, recubrimientos y procesos de fabricación diferentes que se utilizan en los motores diésel. No existe una solución que se adapte a todos los casos. Los pistones, las camisas y los anillos deben trabajar en conjunto para sellar la compresión en el cilindro, controlar el consumo de aceite y transferir calor. El perfil de la cara, las holguras, las muescas, los materiales, los recubrimientos, el grado de los ángulos y el acabado de las paredes del cilindro funcionan todos juntos para mantener un sellado positivo de la compresión y controlar el consumo de aceite. Después del procedimiento de rodaje inicial, que es fundamental en un motor recién reconstruido, es esencial un programa de mantenimiento continuo para obtener una buena vida útil de estos componentes. Es posible que haya escuchado los términos que indican que un motor es:
Estas quejas se deben comúnmente a anillos, pistones y paredes de cilindros dañados. Respirar aire sucio, usar aceite sucio y acumular depósitos de carbón son terribles para estas piezas. Los residuos atrapados pueden ser extremadamente abrasivos.
Los anillos de pistón son un sello de metal diseñado para realizar tareas importantes: sellar la compresión y controlar el consumo de aceite.
Dependiendo de la aplicación y del motor, evitar que la junta del cárter de aceite siga goteando y dejando un charco de aceite es bastante económico: aproximadamente tres horas de mano de obra y algunas piezas. Reemplazar un sello del cigüeñal trasero es más caro: aproximadamente 14 horas de mano de obra, el costo del sello y algunos otros elementos. Reemplazar los anillos es un compromiso mayor, ya que requiere alrededor de 40 horas de mano de obra. Dependiendo del daño, podría costar miles de dólares en piezas. El cuidado que le dé a los anillos determinará cuántas millas u horas durarán. El mantenimiento de rutina regular puede extender en gran medida la vida útil no solo de los anillos, sino también de otros componentes críticos del motor.
Steve Scott se unió al departamento de servicio en lPD En 1982 trabajó con repuestos, servicio y ventas para una variedad de equipos, motores diésel y de gas natural. Desde 2004, ha sido director de desarrollo de productos y soporte técnico para lPD. Para obtener más información, envíe un correo electrónico a sscott@ipdparts.com.
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