Conecta el pistón con el cigüeñal y transmite la fuerza que actúa sobre el pistón al cigüeñal, convirtiendo así el movimiento alternativo del pistón en el movimiento de rotación del cigüeñal.
El conjunto de la biela está compuesto por el cuerpo de la biela, la tapa del extremo grande de la biela, el casquillo del extremo pequeño de la biela, el casquillo del cojinete del extremo grande de la biela y los pernos (o tornillos) de la biela. El conjunto de la biela está sometido a la fuerza del gas del pasador del pistón, a su propio movimiento oscilatorio y a la fuerza de inercia recíproca del conjunto del pistón. La magnitud y la dirección de estas fuerzas cambian periódicamente. Por lo tanto, la biela está sometida a cargas alternas como compresión y tracción. La biela debe tener suficiente resistencia a la fatiga y rigidez estructural. Una resistencia a la fatiga insuficiente suele provocar la rotura del cuerpo o del perno de la biela, lo que resulta en un accidente grave que daña toda la máquina. Si la rigidez es insuficiente, se producirá una deformación por flexión del cuerpo de la biela y una deformación ovalada del extremo grande de la biela, lo que resulta en un desgaste excéntrico del pistón, el cilindro, el cojinete y el muñón del cigüeñal.
Estructura y composición
El cuerpo de la biela consta de tres partes: la parte conectada al pasador del pistón se denomina extremo pequeño de la biela; la parte conectada al cigüeñal se denomina extremo grande de la biela, y la parte que une el extremo pequeño con el extremo grande se denomina cuerpo de la biela.
El extremo pequeño de la biela suele tener una estructura anular de paredes delgadas. Para reducir el desgaste entre la biela y el bulón del pistón, se inserta a presión un casquillo de bronce de paredes delgadas en el orificio del extremo pequeño. Se taladran o fresan ranuras en la cabeza pequeña y el casquillo para permitir que el aceite lubricante penetre en las superficies de contacto del casquillo y el bulón del pistón.
El eje de la biela es una varilla larga que, además, está sometida a grandes fuerzas durante su funcionamiento. Para evitar que se doble o deforme, el cuerpo de la biela debe tener la rigidez suficiente. Por este motivo, la mayoría de los ejes de biela de los motores de vehículos utilizan secciones en forma de I, que minimizan la masa con la rigidez y resistencia necesarias, mientras que en motores de alta resistencia se utilizan secciones en forma de H. Algunos motores utilizan el extremo pequeño de la biela para lubricar el pistón y refrigerarlo, por lo que se debe perforar un orificio pasante en la dirección longitudinal del cuerpo de la biela. Para evitar la concentración de tensiones, la conexión entre el cuerpo de la biela y los extremos pequeño y grande adopta una transición suave con un arco amplio.
Para reducir la vibración del motor, la diferencia de calidad de cada biela debe limitarse al rango mínimo. Al ensamblar el motor en la fábrica, generalmente se agrupan según la masa de los extremos grande y pequeño de la biela en gramos. Agrupar bielas.
En el motor en V, los cilindros correspondientes de las filas izquierda y derecha comparten un muñón del cigüeñal, y las bielas son de tres tipos: bielas paralelas, bielas de horquilla y bielas principales y auxiliares.
Forma principal de daño
Las principales formas de daño en las bielas son la fractura por fatiga y la deformación excesiva. Generalmente, las fracturas por fatiga se localizan en tres áreas de alta tensión en la biela. Las condiciones de trabajo de la biela requieren que tenga alta resistencia y resistencia a la fatiga; también requiere suficiente rigidez y tenacidad. En la tecnología tradicional de procesamiento de bielas, los materiales generalmente utilizan acero templado y revenido como el acero 45, 40Cr o 40MnB, que tienen mayor dureza. Por lo tanto, los nuevos materiales para bielas producidos por empresas automovilísticas alemanas como el acero microaleado de alto carbono C70S6 sin templar ni revenido, el acero forjado de la serie SPLITASCO, el acero forjado FRACTIM y el acero forjado S53CV-FS, etc. (todos los anteriores son estándares DIN alemanes). Aunque el acero aleado tiene alta resistencia, es muy sensible a la concentración de tensiones. Por lo tanto, se requieren requisitos estrictos en cuanto a la forma de la biela, el exceso de filete, etc., y se debe prestar atención a la calidad del procesamiento de la superficie para mejorar la resistencia a la fatiga; de lo contrario, la aplicación de acero aleado de alta resistencia no logrará el efecto deseado.
