Pasador que sujeta la biela a la cabeza del pistón
Conexión del pasador del pistón en la biela. El pasador del pistón encaja en los pistones dentro del pistón.
En los motores de combustión interna , el bulón (del inglés, wrist pin o piston pin en inglés estadounidense) conecta el pistón a la biela y proporciona un cojinete sobre el que pivota la biela a medida que se mueve el pistón. [1] En los primeros diseños de motores, incluidos los impulsados por vapor y muchos motores estacionarios o marinos de gran tamaño, el bulón se encuentra en una cruceta deslizante que se conecta al pistón a través de una biela. Un bulón es un pivote o muñón. El origen de la palabra bulón es la palabra del inglés medio gojoun, que se originó a partir de la palabra del francés medio goujon. Su primer uso conocido fue en el siglo XV. [2]
Descripción general
El bulón es típicamente una varilla corta hueca forjada hecha de una aleación de acero de alta resistencia y dureza que puede separarse físicamente tanto de la biela como del pistón o cruceta. [1] El diseño del bulón, especialmente en el caso de motores automotrices pequeños y de altas revoluciones, es un desafío. El bulón tiene que funcionar bajo algunas de las temperaturas más altas experimentadas en el motor, con dificultades de lubricación debido a su ubicación, al mismo tiempo que permanece pequeño y liviano para encajar en el diámetro del pistón y no agregar indebidamente a la masa reciprocante . Los requisitos de ligereza y compacidad exigen una varilla de diámetro pequeño que esté sujeta a cargas de corte y flexión pesadas , con algunas de las cargas de presión más altas de cualquier cojinete en todo el motor. Para superar estos problemas, los materiales utilizados para hacer el bulón y la forma en que se fabrica se encuentran entre los componentes mecánicos de ingeniería más avanzados que se encuentran en los motores de combustión interna. [ cita requerida ]
Opciones de diseño
Los pasadores de pistón utilizan dos amplias configuraciones de diseño: semiflotante y totalmente flotante. [1]
Construcción del bulón del pistón
En la imagen se muestra una construcción típica de un bulón (pasador de muñeca). El diseño depende de la eficacia técnica y tecnológica.
Semiflotante
En la configuración semiflotante, el pasador se fija generalmente en relación con el pistón mediante un ajuste de interferencia con el muñón del pistón. (Esto reemplazó el método anterior del tornillo de fijación . [3] ) El cojinete del extremo pequeño de la biela actúa así como el cojinete solo. En esta configuración, solo el cojinete del extremo pequeño requiere una superficie de apoyo, si la hay. Si es necesario, esto se proporciona ya sea galvanizando el muñón del cojinete del extremo pequeño con un metal adecuado, o más habitualmente insertando un cojinete de manguito o cojinete de agujas en el ojo del extremo pequeño, que tiene un ajuste de interferencia con la abertura del extremo pequeño. Durante la revisión, normalmente es posible reemplazar este manguito de cojinete si está muy desgastado. La configuración inversa, que fija el pasador del pistón a la biela en lugar de al pistón, se implementa utilizando un ajuste de interferencia con el ojo del extremo pequeño, con los muñones del pasador del pistón funcionando como cojinetes. [4] Esta disposición suele ser más difícil de fabricar y mantener porque dos superficies de apoyo o manguitos insertados complican el diseño. Además, el pasador debe ajustarse con precisión de modo que el ojo del extremo pequeño esté centrado. Debido a consideraciones de expansión térmica , esta disposición era más habitual para motores de un solo cilindro en lugar de motores de varios cilindros con bloques de cilindros y cárteres largos, hasta que la fabricación de precisión se volvió más común.
Completamente flotante
En la configuración totalmente flotante, se crea una superficie de apoyo tanto entre el ojo del extremo pequeño y el pasador del pistón como entre el muñón del pistón. Los pasadores del pistón suelen estar asegurados con anillos de retención . [4] No se utiliza ningún ajuste por interferencia en ningún caso y el pasador "flota" completamente sobre las superficies de apoyo. La velocidad de fricción promedio de cada uno de los tres cojinetes se reduce a la mitad y la carga se comparte entre un cojinete que suele tener aproximadamente tres veces la longitud del diseño semiflotante con un ajuste por interferencia con el pistón.
^ abc Nunney, Malcolm James (2007) "El motor de gasolina de pistón alternativo: bulones y su ubicación" Tecnología de vehículos ligeros y pesados (4.ª ed.) Butterworth-Heinemann, Oxford, Reino Unido, pág. 28, ISBN 978-0-7506-8037-0
^ Séptimo diccionario colegiado nuevo de Webster, G & C Merriam Company, 1963, pág. 370
^ Los tamaños de los motores para camiones y descripción general de la práctica británica en este campo: Segunda parte: descripción general del diseño británico de motores para camiones (en estonio). The Automobile [Industrias automotrices]. 1916. págs. 502–504. OCLC 5276931.
^ ab Hillier, Victor Albert Walter y Pittuck, Frank William (1991) "El motor de gasolina: bulones" Fundamentos de la tecnología de vehículos de motor (4.ª ed.) Stanley Thornes Pub., Cheltenham, Inglaterra, pág. 34 ISBN 0-7487-0531-7
