Los anillos de pistón son sellos en movimiento
que mantienen la presión de combustión y proveen control de aceite en el
cilindro.
En un motor de automóvil los anillos de pistón
son básicamente de dos tipos.
El primer tipo es el de los anillos superiores
ventilados o anillos de compresión.
El segundo tipo corresponde a los anillos
ventilados o de control de aceite.

La función principal del anillo superior es mantener,
actuando como un sello, las presiones de combustión dentro del cilindro. Este
anillo mantiene la mezcla aire/combustible admitida arriba del pistón,
permitiéndole comprimirla para su encendido.
El segundo anillo de compresión, o intermedio, no
solamente ayuda a sellar los gases de combustión sino que también barre hacia
abajo el exceso de lubricante en la pared del cilindro, ayudando al anillo de
aceite a cumplir correctamente su función.

El tercer anillo, usualmente uno por pistón, es
usado para controlar la lubricación del cilindro, manteniendo una película
"medida" de aceite sobre su pared -justo la necesaria- y barriendo el
exceso hacia el cárter a través del área de ventilación y las ranuras de
drenaje del pistón.
Los tipo rectangular, de cara abarrilada, cónico
torsional invertido, limpiador y trpezoidal, son -entre otros- los anillos de
compresión utilizados en los motores de automóviles actuales.
Los anillos de fundición gris, se proveen con un
revestimiento de fosfato que ayuda a su lubricación durante la puesta en marcha
inicial y previene el óxido durante el almacenaje.
La fundición de alta resistencia o nodular, que
conjuntamente con un revestimiento de cromo o molibdeno, resulta especialmente
adecuada para los motores diesel turbocargados y muchos de los altamente
exigidos cuatro cilindros automotrices actuales. El anillo de compresión de
acero inoxidable cromado se utiliza en motores que operan bajo elevadas cargas y
altas temperaturas.
La cara de contacto de los anillos es la parte
crítica ya que es la que trabaja contra la pared del cilindro. Por ello, los
anillos tienen el revestimiento más conveniente para cada aplicación, tales
como molibdeno, cromo o el exclusivo triple cromado. Tanto el cromo como el
molibdeno proveen excepcional resistencia al arrastre y la abrasión.
Todos los anillos de aceite automotrices modernos
son de tres piezas, dos rieles y un espaciador-expansor.
El espaciador-expansor de acero inoxidable
permite la distribución correcta del aceite, y no solo mantiene separadas y en
su lugar a las láminas de acero, sino que también les provee empuje radial
para que actúen como limpiadores. El diseño del espaciador-expansor también
provee sellado lateral en la ranura del pistón al acuñar los rieles contra los
costados de las ranuras, deteniendo el paso del aceite por atrás del anillo.
Para los motores diesel pesados, se ha diseñado
el anillo "Conformatic". Este anillo cuenta con una gruesa capa de
cromo y un expansor espiral de acero inoxidable con acabado exterior plano para
evitar el desgaste de la cara posterior del anillo.
Estas características le brindan un contacto
uniforme con la pared del cilindro, control positivo del aceite y mayor
duración.
Especificaciones de ingeniería.
El espesor radial se verifica con precisos
micrómetros diezmilesimales. Se puede comprobar la pared del anillo
invirtiéndolo e insertándolo en la ranura del pistón y comprobando que
el anillo no sobresalga de la ranura. Recuerde que se debe limpiar el carbón
del pistón usado, o su comprobación no será precisa.
La luz
entre puntas se determina en la fábrica, usando instrumentos de precisión
dentro de una tolerancia, mayor o menor de cinco diezmilésimas de pulgada, para
el diámetro standard indicado por el fabricante del motor.
Por cada diezmilésima de pulgada de incremento
en el diámetro del cilindro, la luz entre puntas aumentará algo más de tres
milésimas o la resultante de multiplicar por el factor PI.
Verificando la luz entre puntas tendremos una
idea aproximada del desgaste de los cilindros que nos ayudará a prevenir la
instalación de anillos de una medida equivocada. Para ello, los anillos deben
ser instalados en la posición más baja posible dentro del cilindro.
Similar control deberá hacerse en la parte más desgastada del cilindro. El
desgaste del cilindro afecta directamente la luz entre las puntas de los
anillos.
Se recomienda que solamente se permita un
desgaste máximo de tres milésimas por cada pulgada del diámetro del cilindro.
Si exceder un máximo de diez milésimas, cualquiera que sea el diámetro del
cilindro para un recambio exitoso de anillos, si el cilindro se ha desgastado
más allá de los límites indicados, debe ser rectificado instalándose un
nuevo juego de pistones y anillos en sobremedida.
Existen dos métodos para verificar la tensión
de los anillos, el diámetral, usado para los anillos de compresión, y el
tangencial para los anillos de aceite.
El ajuste perimètrico de los anillos se define
como la habilidad de un anillo de pistón para ajustarse dentro de un calibre
conformado cilíndricamente sin ningún vacío, que permita el paso de luz entre
el calibre y el diámetro exterior del anillo.
Una versión simplificada de este control puede
ser hecha por el mecánico usando una fuente de luz dentro del cilindro y
detrás de un anillo temporalmente instalado. Recuerden que si el cilindro está
ovalizado, un buen anillo parecerá estar en malas condiciones.
Un anillo de pistón debe ser plano en sus
superficies inferior o superior, y la ranura dentr de la cual será instalado
también debe ser plana y paralela.
Existen tolerancias permisibles, pero deben
mantenerse dentro de una y media milésima de pulgada.
Reemplazo de anillos de pistón
El reemplazo de los anillos de pistón debe ser
hecho cuidadosamente, manteniendo ajustes y tolerancias precisos, no solamente
con los anillos de pistón, sino también con todas las otras partes del motor.
El comportamiento de los anillos de pistón es afectado drásticamente por la
condición de las otras partes relacionadas del motor.
Una de las consideraciones más importantes en el
reemplazo de los anillos es que el block motor y todas las partes deben estar
absolutamente limpias. En los motores modernos, los anillos de cada cilindro
recorren aproximadamente 457 metros por minuto a velocidades de crucero en
carretera. Cualquier partícula extraña causará un desgaste extremadamente
rápido, y finalmente la falla del motor. Estas son solamente las bases de una
instalación correcta.
Primero, usando un cortador de reborde, elimine
el reborde de la parte superior del cilindro. Sin esta operación previa, los
pistones pueden dañarse, fracturándose o doblándose sus faldas.
En un
motor desgastado, el borde superior del anillo de compresión y la parte
superior del cilindro, se han gastado al mismo tiempo. La instalación de un
anillo nuevo, con su ancho total intacto, sin remover el borde del cilindro,
dará como resultado que el anillo golpee contra el reborde, haciendo imposible
el rendimiento correcto con la posible rotura del anillo o la falda del pistón.
Luego, verifique el diámetro de los cilindros.
Usando un alesámetro de precisión, controle la ovalización del cilindro en
las partes superior, central e inferior del recorrido del anillo.
Muchos fabricantes de motores establecen límites
permisibles, pero una buena regla empírica es un máximo de tres milésimas de
ovalización.
Diezmilésimas de conicidad. Cuando las
recomendaciones de los fabricantes son inferiores a estos límites, éstas deben
tener prioridad.
Luego debe bruñir los cilindros, usando la
herramienta apropiada, y eliminar "el brillo" de los cilindros para
asegurar la retención del lubricante y el asentamiento rápido.
Algunos fabricantes de motores recomiendan
acabados específicos, verifíquelos en el manual de especificaciones. De no
existir especificaciones , un buen acabado debe tener de 15 a 30 micropulgadas.
El ángulo de cruce debe ser de aproximadamente
45 grados o lo más cerca de ésto, entre 30 y 60 grados.
Asegúrese de limpiar totalmente los cilindros y
la parte inferior del block, después del bruñido. Una solución de agua
jabonosa es lo mejor.
El próximo paso es la limpieza de las ranuras
del pistón. Si los pistones van a ser usados nuevamente, limpie todo el carbón
del fondo de las ranuras y compruebe la luz con un anillo de pistón nuevo.
Los pistones que hayan completado su vida útil,
deberán ser reemplazados por otros nuevos. Asegúrese de escoger el juego de
anillos correcto para la aplicación, teniendo en cuenta todos los
requerimientos para su comportamiento.
Verifique
el diámetro del cilindro y del anillo controlando la luz entre puntas del
anillo de compresión en las partes superior e inferior del cilindro. Debe
usarse un pistón invertido para escuadrar el anillo dentro del cilindro antes
de verificar la luz, el no hacerlo dará una medición incorrecta de luz entre
puntas.
Instale el pistón y los anillos en el cilindro,
usando un opresor de anillos en buenas condiciones, teniendo cuidado de mantener
el opresor a escuadra con la parte superior del block para evitar el
despostillamiento o la rotura de los anillos durante su instalación. Los
cilindros y anillos deben estar bien lubricados, con aceite de motor.
Una recomendación final: La instalación de
todas las partes y componentes del motor, así como su armado deben ser hechos
de acuerdo a las especificaciones del fabricante del motor, prestando particular
atención a las luces entre el cigüeñal y los cojinetes, así como entre los
vástagos de válvulas y sus guías.
Deben también seguirse todos los valores de
apriete los tornillos del motor. El armado del motor debe llevarse a cabo en el
ambiente más limpio posible.