Pistones gripados por marcha en seco: ejemplos y posibles causas

¿Qué ocurre cuando los pistones, sus segmentos y la superficie de rodadura del cilindro rozan entre ellos sin estar lubricados? ¿Por qué es tan importante el correcto montaje de los deflectores en los motores enfriados por aire? ¿Qué causa las huellas de gripado en la falda del pistón? El proveedor de piezas de repuesto para el motor MS Motorservice da respuesta a estas y otras cuestiones en la última entrada de su portal de información técnica Technipedia, dedicada en esta ocasión al gripaje de pistones a consecuencia de la marcha en seco (lubricación inadecuada).

Tal y como indica la especialista antes de proceder a analizar los posibles escenarios, los gripados por marcha en seco pueden aparecen incluso si existe suficiente holgura entre cilindro y pistón. Y es que la película de aceite lubricante puede desparecer por una elevada temperatura, por derrame de combustible o por la propia falta de aceite. La fricción no lubricada entre los diversos puntos de contacto en el interior del motor puede provocar, en muy poco tiempo, gripados con una superficie muy escariada.

Así, cuando la película de aceite está completamente destruida, se suele vislumbrar un gripado sin transición y con poca limitación (mayoritariamente en la falda del pistón), con fuertes trituraciones en la superficie de color oscuro. En cambio, si el gripado se da por falta de aceite las características son idénticas a las anteriores pero la coloración de la superficie no es oscura sino de un tono muy metálico. Al respecto, Motorservice explica que el déficit de aceite afecta a la superficie total del cilindro y es por eso que en el pistón a menudo se pueden encontrar huellas de gripado ya en el período inicial y en ambos lados (presión y contrapresión).

Gripado por marcha en seco en la falda del pistón

Descripción

Huellas de gripado en la falda del pistón del lado de presión, en parte los gripados llegan hasta la zona del segmento.
Huellas ligeras de gripado en el lado de contrapresión.
Superficie de las huellas de gripado clara y casi puramente metálica.

Dictamen

Entre el pistón y el calibre del cilindro existía una gran falta de lubricación. La superficie casi puramente metálica de las huellas de gripado muestra que durante la generación de gripados aún existía una película de aceite, pero era muy débil. Debido al daño leve se trata de una falta temporal de aceite o una avería en su período inicial. La continuación del funcionamiento del motor habría provocado averías más graves.

*Nota: La zona dañada en este tipo de gripado siempre se encuentra en el área de la falda del pistón en la que se perfila el diagrama normal de contacto de un pistón rodado no dañado.

Posibles causas

Falta de lubricación por:

Aceite de motor insuficiente.
Presión del aceite insuficiente en el motor: de las posiciones del motor del cigüeñal sale demasiado poco aceite. La superficie de rodadura del cilindro, lubricada por el cigüeñal con aceite de inyección y el aceite proyectado, tiene un suministro insuficiente de aceite lubricante.
Fallo del inyector de aceite para la refrigeración del pistón.

Gripado unilateral en la falda del pistón sin superficies de contrapresión

Descripción

Fuertes huellas de gripado de color oscuro con superficie fuertemente desgarrada en el lado de presión del pistón.
Lado opuesto de la falda del pistón no dañado.
Zona del pistón en el período inicial mayormente no dañada.

Dictamen

Se trata del típico gripado por marcha en seco que aparece mayormente en el lado de presión, y raras veces en el lado de contrapresión. Esta avería aparece cuando la película lubricante solamente desaparece de una mitad del cilindro. El motivo es una falta de lubricante local o un sobrecalentamiento del lado del cilindro afectado. Se excluye la falta de holgura como causa de la avería, ya que a pesar del fuerte gripado, en el lado opuesto no hay presencia de superficies de presión.

Posibles causas

Desaparición parcial de la refrigeración por falta de refrigerante, por burbujas de aire, sedimentos de suciedad u otras fallas del circuito de refrigeración.
En el caso de cilindros de aletas, se pueden producir sobrecalentamientos locales debido a sedimentos externos de suciedad, lo que provoca la desaparición de la película de aceite.
En motores enfriados por aire: spoilers defectuosos, falta de éstos o montados de forma incorrecta.
Fallo del inyector de aceite para la refrigeración del pistón.
Presión de aceite insuficiente: lubricación insuficiente del lado de presión del cilindro en bielas con inyectores de aceite.
Falta de lubricación en el lado de presión del cilindro con mayor carga por la dilución de aceite o por una calidad del aceite no adecuada por la finalidad de uso.

Gripado por falta de lubricación debido a derrame de combustible

Descripción

Puntos de fricción estrechos, con poca limitación, alargados en la falda del pistón, en lugar de un diagrama del pistón normal.

Dictamen

El combustible no quemado se condensa en la superficie de rodadura del cilindro y diluye o lava la película de aceite. Esto provoca una marcha en seco entre las partes deslizantes pistón y calibre del cilindro, y así se producen puntos de fricción estrechos y prolongados. La zona del cilindro permanece mayormente intacta.

*Nota: En el caso de desgaste por exceso de combustible la avería permanece en los puntos portantes de la falda del pistón. En un pistón intacto, se perfila el diagrama de contacto normal.

Posibles causas

Marcha del motor sobrasaturada y fallas de combustión por errores en la preparación de mezcla o en el sistema de encendido.
Combustión incompleta debido a una compresión insuficiente.
Mecanismo de arranque en frío averiado o accionado durante demasiado tiempo (motor de carburador).
Dilución de aceite debida al frecuente funcionamiento en trayectos cortos o por sobresaturación.

Gripado en la cabeza del pistón en pistón diésel

Descripción

Huellas de gripado limitadas de forma local, máxima intensidad en la pared de fuego.
Superficie de las huellas de gripado rugosa y desgastada, en parte partes de material arrancadas.

Dictamen

Por un fallo del inyector se ha inyectado combustible no pulverizado en la pared del cilindro y se ha debilitado la película de aceite hasta producir una marcha en seco. Esto ha provocado que la pared de fuego se haya gripado tanto que se ha fundido temporalmente con la pared del cilindro. Debido a esta fundición se han arrancado trozos del pistón.

Posibles causas

Inyectores no estancos, que gotean, que están sucios, o con incorrectos.
Aguja de inyector atascada por cuerpos de inyector deformados (par de apriete incorrecto).
Momento de inyección incorrecto (inicio de alimentación).

Gripado por marcha en seco por segmento del pistón tizonado

Descripción

Marcas de gripado y quemaduras en las superficies de deslizamiento del segmento del pistón (fig. 1 y 2).
Estrías longitudinales en los calibres del cilindro (sin imagen).
En el período inicial: primeras rayas en la pared de fuego (fig. 3).
En estado avanzado: propagación de las huellas de fricción en todo el pistón (fig. 4).

Dictamen

Este tipo de averías aparecen principalmente en la fase de rodaje bajo una elevada carga, cuando los segmentos de los pistones aún no sellan completamente por la falta de rodaje (principalmente pistones diésel). Los gases de combustión que circulan por los segmentos de los pistones calientan demasiado los segmentos y la pared del cilindro, la película de aceite desaparece.

Las fallas de combustión y las elevadas temperaturas o una refrigeración insuficiente del pistón y de la pared del cilindro también pueden influir en o destruir la película lubricante. Esto significa primero una marcha en seco de los segmentos de los pistones, por lo que aparecen quemaduras. Como el pistón también se mueve sobre las partes del cilindro no lubricadas, primero aparecen rayas en la pared de fuego, en la evolución posterior del daño, huellas de gripado en toda la falda del pistón (fig. 4).

Posibles causas

Demasiada carga del motor durante la fase de rodaje.
Una estructura no óptima de la superficie del cilindro bruñida para una buena adhesividad del aceite de motor (trituración de las venas de grafito, formación de una capa metálica, rugosidad insuficiente y/o ángulo de bruñido incorrecto).
Aceite lubricante inadecuado (calidad y viscosidad del aceite incorrectas).
Temperatura demasiado elevada en las superficies de rodadura del cilindro (funcionamiento incorrecto en el sistema de refrigeración o sedimentos en los canales de enfriamiento circundantes).
Aumento de temperatura durante la combustión por fallas de combustión (mezcla pobre, autoencendidos, inyectores que gotean o inestancos).
Alimentación insuficiente de aceite de las superficies de rodadura del cilindro por aceite de inyección y aceite proyectado insuficiente de los cojinetes de biela y del cigüeñal.