Pistones para Motores Diesel Livianos

Los actuales motores Diesel Livianos son cada vez más rápidos, eficientes y tan suaves y silenciosos como un motor de combustión a chispa, consumiendo hasta un 40% menos. La mayor eficiencia del ciclo Diesel se debe en parte a que la combustión es controlada por la cantidad y velocidad de la mezcla inyectada manteniendo el caudal de aire sin restricciones (evitando las pérdidas por bombeo que tienen los motores nafteros). La forma en que se controla este proceso determina la suavidad, perfomance y contaminación del motor diesel. En microsegundos el combustible inyectado debe ser finamente atomizado, vaporizado y mezclado con el aire a alta temperatura en la cámara de combustión.
La mejora en el control de este proceso se logro con el aumento de las presiones de inyección (hasta 1500 bar), el empleo de Turbocompresores, diseños de cámaras de combustión complejos y sistemas de inyección controlados electrónicamente.
Pero la mas eficiente combustión creo altas temperaturas que aumentaron la formación de los NOx por lo que para cumplir las normas de polución debió emplearse sistemas de recirculación de gases (EGR) donde una parte importante de los gases de escape se los recircula nuevamente por la admisión (hasta un 40%).
Este aumento de la perfomance no debía comprometer la confiabilidad por lo que los componentes del motor tuvieron un fuerte desarrollo, en especial los pistones.
Las zonas mas criticas del pistón son las temperaturas de los bordes de las cámaras de combustión y las tensiones mecánicas en la zona del perno. Esto obligo a desarrollar aleaciones de aluminio para pistones que duplican la capacidad de carga y resistencia a la fatiga. Las galerías de enfriamiento por aceite en el pistón fueron mejorados con diseños dobles tipo “corona” que lograron bajar hasta 70 grados la temperatura en los puntos críticos. En los apoyos de los pernos se insertaron bujes para soportar las altas cargas específicas.
La estructura de los pistones se diseñaron para compensar las cargas laterales con deformaciones elásticas minimizando los ruidos y la concentración de tensiones.
El sistema de recirculación de gases (EGR) incremento la concentración de partículas duras, cenizas y elementos corrosivos. Esto aumento el desgaste de los pistones lo que obligo a tratamientos superficiales con recubrimientos aplicados por modernas técnicas que garantizan su permanecía en el pistón por toda su vida útil.
Mientras la tendencia al uso de los motores diesel continúe, nuevos diseños y procesos en los pistones deberán ser desarrollados para cumplir las crecientes exigencias de estos motores.