En el funcionamiento del mecanismo de manivela de los motores de pistón, una de las funciones clave lo desempeñan las piezas que conectan los pistones y el cigüeñal: las bielas.Lea sobre qué es una biela, qué tipos son estas piezas y cómo están dispuestas, así como sobre la correcta selección, reparación y sustitución de las bielas en este artículo.
¿Qué es una biela y qué lugar ocupa en el motor?
La biela es un componente del mecanismo de manivela de los motores de combustión interna de pistón de todo tipo;Pieza desmontable diseñada para conectar el pistón al correspondiente muñón del cigüeñal.
Esta pieza realiza varias funciones en el motor:
● Conexión mecánica del pistón y del cigüeñal;
● Transmisión del pistón al cigüeñal de los momentos que surgen durante la carrera de trabajo;
● Conversión de movimientos alternativos del pistón en movimiento de rotación del cigüeñal;
● Se suministra lubricante al pasador del pistón, a las paredes del pistón (para enfriamiento adicional) y al cilindro, así como a las piezas de sincronización en las unidades de potencia con árbol de levas inferior.
En los motores, el número de bielas es igual al número de pistones, cada biela está conectada al pistón (a través de un manguito y pasador de bronce) y la parte inferior está conectada al correspondiente muñón del cigüeñal (a través de cojinetes lisos).Como resultado, se forma una estructura articulada que asegura el libre movimiento del pistón en un plano vertical.
Las bielas juegan un papel importante en el funcionamiento de la unidad de potencia y, a menudo, su avería desactiva por completo el motor.Pero para elegir y reemplazar correctamente esta pieza, es necesario comprender su diseño y características.
Tipos y diseño de bielas.
Hoy en día, existen dos tipos principales de bielas:
● Estándar: bielas convencionales utilizadas en todo tipo de motores de pistón;
● Pareado (articulado): una unidad que consta de una biela convencional y una biela articulada sin cabeza de manivela; estas unidades se utilizan en motores en forma de V.
El diseño de las bielas del motor de combustión interna está establecido y prácticamente perfeccionado (en la medida de lo posible con el desarrollo moderno de la tecnología), por lo que, a pesar de la gran variedad de motores, todas estas partes están dispuestas de la misma manera.
La biela es una pieza plegable (compuesta), en la que se distinguen tres partes:
● varilla;
● Cabeza del pistón (superior);
● Cabezal de manivela (inferior) con cubierta extraíble (desmontable).
La biela, el cabezal superior y la mitad del cabezal inferior son una sola parte, todas estas partes se forman a la vez en la fabricación de la biela.La tapa del cabezal inferior es una pieza separada que está conectada a la biela de una forma u otra.Cada una de las partes de la biela tiene sus propias características de diseño y funcionalidad.
Diseño de biela
Vara.Esta es la base de la biela que conecta las cabezas y asegura la transferencia de fuerza desde la cabeza del pistón a la manivela.La longitud del vástago determina la altura de los pistones y su carrera, así como la altura total del motor.Para conseguir la rigidez requerida, se unen varios perfiles a las varillas:
● Viga en I con disposición de estantes perpendiculares o paralelos a los ejes de las cabezas;
● Cruciforme.
La mayoría de las veces, a la barra se le da un perfil de viga en I con una disposición longitudinal de estantes (a la derecha y a la izquierda, si miras la biela a lo largo de los ejes de las cabezas), el resto de los perfiles se usan con menos frecuencia.
Se perfora un canal dentro de la biela para suministrar aceite desde el cabezal inferior al cabezal superior; en algunas bielas, se hacen curvas laterales desde el canal central para rociar aceite en las paredes del cilindro y otras partes.En las varillas de vigas en I, en lugar de un canal perforado, se puede utilizar un tubo metálico de suministro de aceite conectado a la varilla con soportes metálicos.
Normalmente, la varilla está marcada y marcada para la correcta instalación de la pieza.
Cabeza de pistón.En la cabeza está tallado un agujero en el que se presiona un manguito de bronce, que actúa como cojinete liso.Se instala un pasador de pistón en el manguito con un pequeño espacio.Para lubricar las superficies de fricción del pasador y el manguito, se hace un orificio en este último para asegurar el flujo de aceite desde el canal dentro de la biela.
Cabeza de manivela.Este cabezal es desmontable, su parte inferior tiene forma de tapa extraíble montada en la biela.El conector puede ser:
● Recto: el plano del conector forma un ángulo recto con la varilla;
● Oblicuo: el plano del conector está formado en un ángulo determinado.
| Biela con conector de tapa recta | Biela con conector de tapa oblicua |
Las piezas más comunes con un conector recto, las bielas con un conector oblicuo se usan con mayor frecuencia en unidades de potencia en forma de V y motores diesel, son más convenientes para la instalación y reducen el tamaño de la unidad de potencia.La cubierta se puede unir a la biela mediante pernos y espárragos, con menos frecuencia se utiliza un pasador y otras conexiones.Puede haber dos o cuatro pernos (dos a cada lado), sus tuercas se fijan con arandelas de seguridad especiales o pasadores de chaveta.Para garantizar la máxima confiabilidad de la conexión, los pernos pueden tener un perfil complejo y complementarse con piezas auxiliares (casquillos de centrado), por lo que los sujetadores de bielas de varios tipos no son intercambiables.
La tapa se puede realizar al mismo tiempo que la biela o por separado.En el primer caso, una vez formada la biela, el cabezal inferior se divide en dos partes para formar la tapa.Para garantizar una conexión fiable y garantizar la estabilidad de la conexión en caso de momentos transversales, las superficies de acoplamiento de la biela y la tapa están perfiladas (dentadas, con cerradura rectangular, etc.).Independientemente de la tecnología de fabricación de la biela, el orificio del cabezal inferior se perfora en el conjunto con la tapa, por lo que estas piezas solo deben usarse en pares, no son intercambiables.Para evitar que la biela y la tapa se vaporicen, se les hacen marcadores en forma de marcas de varias formas o números.
Diseño de bielas de varios tipos.
Dentro de la cabeza del cigüeñal, se instala un cojinete principal (revestimiento), realizado en forma de dos semianillos.Para fijar los auriculares, hay dos o cuatro ranuras (ranuras) dentro del cabezal, que incluyen los correspondientes bigotes en los revestimientos.En la superficie exterior de la culata, se puede proporcionar una salida de paso de aceite para rociar aceite sobre las paredes del cilindro y otras partes.
En las bielas articuladas, se hace una protuberancia sobre la cabeza con un orificio perforado, en el que se inserta el pasador de la cabeza inferior de la biela arrastrada.La propia biela arrastrada tiene un dispositivo similar a una biela convencional, pero su cabeza inferior tiene un diámetro pequeño y no es separable.
Las bielas se fabrican mediante estampación o forja, sin embargo, la tapa del cabezal inferior se puede fundir.Para la fabricación de estas piezas se utilizan diversos grados de aceros al carbono y aleados, que pueden funcionar con normalidad bajo elevadas cargas mecánicas y térmicas.
Cuestiones de mantenimiento, reparación y sustitución de bielas.
Las bielas durante el funcionamiento del motor están sujetas a un ligero desgaste (ya que las cargas principales son percibidas por los revestimientos en la cabeza inferior y el manguito en la cabeza superior), y se producen deformaciones y averías en ellas ya sea en averías graves del motor o como resultado de su uso intensivo a largo plazo.Sin embargo, al realizar algunos trabajos de reparación, es necesario desmontar y desmontar las bielas, y la revisión de la unidad de potencia suele ir acompañada del reemplazo de las bielas y piezas relacionadas.
El desmontaje, desmontaje y posterior instalación de bielas requiere el cumplimiento de determinadas reglas:
● Las cubiertas de los cabezales inferiores deben instalarse únicamente en las bielas "nativas", la rotura de la cubierta requiere un reemplazo completo de la biela;
● Al instalar las bielas, es necesario observar el orden de instalación: cada biela debe ocupar su lugar y tener la orientación espacial correcta;
● El apriete de tuercas o tornillos debe realizarse con cierta fuerza (utilizando una llave dinamométrica).
Se debe prestar especial atención a la orientación de la biela en el espacio.Por lo general, hay una marca en la varilla que, cuando se monta en un motor en línea, debe mirar hacia el frente y coincidir con la dirección de la flecha en el pistón.En los motores en forma de V, en una fila, la marca y la flecha deben mirar en una dirección (generalmente la fila izquierda), y en la segunda fila, en diferentes direcciones.Esta disposición garantiza el equilibrio del KShM y del motor en su conjunto.
En caso de rotura de la tapa, en caso de torsión, deflexiones y otras deformaciones, así como en caso de destrucción, las bielas se sustituyen por completo.La nueva biela debe ser del mismo tipo y número de catálogo que la que se instaló anteriormente en el motor, pero esta pieza aún debe seleccionarse por peso para mantener el equilibrio del motor.Idealmente, todos los grupos de bielas y pistones del motor deberían tener el mismo peso, pero en realidad todas las bielas, pistones, pasadores y camisas tienen masas diferentes (especialmente si se utilizan piezas de dimensiones de reparación), por lo que hay que pesar las piezas. y completado por peso.El peso de las bielas se determina teniendo en cuenta el peso de cada una de sus cabezas.
El desmontaje, sustitución y montaje de bielas y grupos biela-pistón deberá realizarse en estricto cumplimiento de las instrucciones de reparación y mantenimiento del vehículo.En el futuro, las bielas no necesitarán un mantenimiento especial.Con la selección e instalación adecuadas de las bielas, el motor proporcionará el rendimiento necesario en todas las condiciones de funcionamiento.
Hora de publicación: 05-ago-2023