Nuevas tecnologías

Los ingenieros de tres empresas alemanas, Porsche, Mahle y Trumpf han puesto a punto pistones impresos en 3D para instalarlos en el 911 GT2 RS, aumentando la potencia original de 700 a 730 CV.

Pistones impresos

La impresión 3D es un proceso de fabricación donde un objeto tridimensional es creado mediante la superposición de capas sucesivas de material. Mientras que los pistones forjados estándar han alcanzado los límites de su potencial de rendimiento, es concebible que la potencia del motor de seis cilindros horizontales opuestos y doble turbo y 3,8 litros, se incremente en 30 CV asociado en la eficiencia de una reducción del peso en un 20 por ciento y un aumento de resistencia a las cargas mecánicas y térmicas. Los ensayos en el banco de pruebas durante las condiciones más duras, le dan viabilidad a este tipo especial de pistones, que son adicionalmente enfriados por aceite a presión que circula por una galería interna del émbolo. El aceite proviene del sistema de lubricación por cárter seco. El ingeniero Martin Bergere, jefe de desarrollo de plantas motrices en Porsche, señala que ha sido posible instalar un intercooler adicional, lo que permite que la mezcla de aire y nafta ingrese más fría al motor, aumentando con ello la eficiencia volumétrica. Durante la fabricación de los pistones impresos en máquinas especiales, un rayo láser funde el polvo de una aleación de aluminio al espesor de capa deseado. Se superponen 1.200 capas en 12 horas de trabajo.

Solicitación de los pistones

Durante el funcionamiento del motor sobre el émbolo o pistón actúan fuerzas axiales de presión de los gases y de inercia, variables en magnitud y en dirección, así como fuerzas laterales que aprietan el pistón contra la pared del cilindro. Como resultado del calentamiento irregular del pistón, tanto en dirección radial como axial, aparecen tensiones térmicas internas adicionales. Además, ciertas zonas del pistón se someten a cargas de fuerzas locales: los tabiques entre los aros, por las fuerzas de presión de los gases, se transmiten a través de los planos frontales de los

aros de compresión, al aparecer una diferencia de presiones sobre el aro y debajo de él, así como por las fuerzas de inercia de las masas de los propios aros; los bordes frontales superior e inferior se cargan por las fuerzas de los golpes que surgen como resultado de la variación de movimiento del pistón en el punto muerto superior (P.M.S.). Debido a la compleja forma del pistón y a la inevitablemente irregular distribución del metal en los diseños convencionales, su rigidez es desigual en las diferentes direcciones radiales. Por esta razón el diseño y el cálculo del pistón representa una tarea compleja. El aro superior de compresión suele recibir un fino baño de cromo para aumentar su resistencia al desgaste. También se utilizan capas de diamante, cerámica y otros avanzados recubrimientos.