SEGMENTOS - Definición - Significado

Aros de forma circular abierta, que se disponen en acanaladuras apropiadas situadas en la parte superior del pistón, para asegurar la retención de los gases y para impedir en parte el paso del aceite lubricante al interior de la cámara de explosión. Se adhieren elásticamente y por efecto de la presión de los gases a las paredes del cilindro, impidiendo a los mismos gases penetrar en la parte inferior del bloque y al aceite pasar en cantidad excesiva a la cámara de explosión. No obstante, siempre consigue pasar una pequeña cantidad de aceite; esto, hasta ciertos límites, es positivo en cuanto que permite una cierta lubricación de los propios segmentos.

En la figura central de la página siguiente se ilustra el principio de retención en que se basa el funcionamiento de los segmentos. En las fases de compresión y de escape, las fuerzas de compresión del gas empujan el segmento contra las paredes del cilindro realizando la retención. En la fase de expansión, pese a la inercia del aro, por efecto de la presión de los gases, existe un cierto paso de gases quemados al cárter, que obliga a utilizar un sistema de reciclado de los gases de respiración del motor (blowby) para reducir la contaminación. En la fase de admisión, persiste la inercia, pero se verifica un cierto bombeo de aceite a través de la acanaladura.

Esto puede hacer pensar que sería útil eliminar el juego existente entre el aro y su alojamiento. En cambio, la presencia de un cierto juego es muy importante, porque los finos depósitos de carbonilla y las gomas de polimerización que se forman en las ranuras a consecuencia de la combustión, son pulverizados por el movimiento del aro, que funciona como un martinete.

Cuando con el paso del tiempo la ranura resulta atascada, los segmentos quedan agarrotados y no pueden realizar la retención. Uno de los motivos por los que se usan aceites detergentes en los motores modernos es precisamente para evitar el encolado de los segmentos. Sin embargo, cuando el juego es demasiado elevado, el aro tiende a golpear sobre las ranuras del pistón dañando y finalmente rompiendo las paredes entre los segmentos.

El número de los segmentos por pistón ha ido disminuyendo progresivamente con el avance de los sistemas de fabricación; generalmente, se adoptan 3 segmentos en los motores de ciclo de Otto, 4 para los de Diesel y 5 para los motores grandes.

Según sus funciones, los segmentos pueden ser: de compresión (retención), con sección rectangular o trapecial, que se colocan en la parte más alta del pistón y tienen como misión principal impedir el paso de los gases; de engrase (rascadores), generalmente con sección en forma de uña o ligeramente cónica, dispuestos debajo de los de compresión y cuya función es rascar el aceite lubricante que se proyecta sobre las paredes del cilindro, y rascadores-recogedores que, en los casos que se montan, se colocan debajo de los anteriores y tienen una forma especial apta para recoger el aceite; éste pasa al interior del pistón a través de los agujeros practicados sobre la pared del mismo.

Puesto que los segmentos deben acoplarse sobre la pared del cilindro, son controlados con una herramienta adecuada que tiene el diámetro correspondiente al cilindro sobre el cual van a ser utilizados. Por este motivo, los segmentos se seleccionan en clases de acoplamientos correspondientes a otras tantas clases de cilindros.

El grado de acabado superficial de los segmentos es el que se obtiene con el torneado final; por tanto, necesitan un período de rodaje para obtener un buen acoplamiento con las camisas.

Los segmentos son de fundición especial o, en algunos casos, de acero; los de retención generalmente están cromados y pueden incluso llevar un revestimiento muy fino de molibdeno, para disminuir los rozamientos y aumentar la resistencia a la abrasión en el período inicial de funcionamiento.

Cuando por envejecimiento o por un rodaje insuficiente los segmentos pierden sus características de elasticidad o resultan agarrotados y no consiguen ya la retención, se produce una caída en la compresión de la cámara de explosión, con el consiguiente menor rendimiento del motor; en estas condiciones aumenta notablemente el consumo de aceite, que pasa a la cámara de explosión y es quemado parcialmente. Este fenómeno se detecta por una característica emisión de humos azulados en el escape cuando el motor funciona a régimen constante que oscila alrededor de 3.000-4.000 rpm.

Un consumo elevado puede producirse incluso cuando los segmentos están íntegros pero existe un excesivo juego entre cilindro y pistón. En este caso, el segmento puede moverse en su alojamiento creando un efecto de bombeo que transfiere el aceite a la cámara de explosión.