Biela de pistón: propósito, deseño, fallos principais

A biela do pistón é un elemento do mecanismo da manivela, debido ao cal a enerxía transfírese ao cigüeñal cando se acende a mestura aire-combustible. É unha parte clave, sen a cal é imposible converter os movementos alternativos en circulares.

Considere como se organiza esta parte, que son os fallos de funcionamento e as opcións de reparación.

Deseño de biela

A biela funciona segundo o principio dos pedais nunha bicicleta, só o pistón que se move no cilindro xoga o papel das patas no motor. Dependendo da modificación do motor, o mecanismo da manivela ten tantas bielas como cilindros hai no motor de combustión interna.

Este detalle ten tres elementos clave:

• cabeza de pistón;
• cabeza de manivela;
• varilla de potencia.

Cabeza de pistón

Este elemento da biela é unha peza dunha soa peza na que se fixa o pistón (insértase un dedo nas orellas). Hai opcións de dedo flotante e fixo.

O pasador móbil está instalado nun casquillo de bronce. É necesario para que a peza non se desgaste tan rápido. Aínda que moitas veces hai opcións sen casquillos. Neste caso, hai un pequeno oco entre o pasador e a cabeza, debido a que a superficie de contacto está mellor lubricada.

A modificación do pino fixo require máis precisión na fabricación. Neste caso, o burato na cabeza será menor que o do pasador.

A forma trapezoidal da cabeza aumenta a área sobre a que descansa o pistón. Dado que este elemento está exposto a cargas pesadas, está feito cunha forma que pode soportalo durante un longo período.

Cabeza de manivela

No outro lado da biela hai unha cabeza de manivela, cuxo propósito é conectar o pistón e a biela ao cigüeñal KSHM. Na maioría das veces, esta parte é plegable: a tapa está unida á biela mediante unha conexión atornillada. Para facer este elemento menos desgastado debido á fricción constante, insírense forros entre as paredes da cabeza e a manivela. Desgastanse co paso do tempo, pero non é necesario substituír toda a biela.

A cabeza de manivela está feita con extrema precisión para que os parafusos non se solten durante o funcionamento do mecanismo e o motor non precise dun mantemento complexo e custoso.

Se a tapa da cabeza está desgastada, a decisión máis acertada sería substituíla por outra idéntica, feita específicamente para este tipo de motores, en lugar de buscar un análogo máis barato. Durante a fabricación téñense en conta as tensións mecánicas e térmicas, polo que os enxeñeiros seleccionan o material adecuado e tamén determinan o peso exacto da peza.

Hai dous tipos de bielas:

• conexión de espiga en ángulo recto (usada en motores con cilindros en liña);
• conexión cun ángulo máis nítido ao eixo central da peza (empregada en motores fabricados en forma de V).

A cabeza da manivela tamén ten un cojinete de manga (que lembra o cojinete principal do cigüeñal). Está fabricado en aceiro de alta resistencia. O material é resistente a cargas elevadas e ten propiedades antifricción.

Este elemento tamén precisa unha lubricación constante. É por iso que, antes de comezar a moverse despois de parar o coche, cómpre deixar un pouco o ralentí o motor. Neste caso, o aceite entrará en todos os compoñentes antes de que se carguen.

Varilla de potencia

Esta é a parte principal da biela, que ten un deseño de viga en I (na sección aseméllase á letra H). Debido á presenza de refrixerantes, esta peza é capaz de soportar cargas pesadas. As partes superior e inferior (cabezas) amplíanse.

Paga a pena lembrar algúns feitos relacionados coas varillas de potencia:

• o seu peso en todo o motor debe ser o mesmo, polo que, ao substituílo, hai que ter en conta que incluso pequenas desviacións poden desestabilizar o funcionamento do motor de combustión interna;
• nas modificacións da gasolina úsanse bielas menos duradeiras, xa que se crea unha presión no cilindro para acender o combustible diésel, que é varias veces superior á compresión nun motor convencional;
• se se compra unha biela máis pesada (ou viceversa - máis lixeira), antes de instalala, todas as pezas axústanse en peso cunha balanza precisa.

Materiais para a produción de bielas

Nun esforzo para que as pezas do motor sexan máis lixeiras, algúns fabricantes utilizan materiais de aliaxe fáciles para fabricar bielas. Pero a carga destes elementos non se reduce. Por esta razón, o aluminio raramente se usa. Na maioría dos casos, o metal base usado para facer bielas é de fundición.

Este metal é altamente resistente ás tensións mecánicas e térmicas. E xa se desenvolveu o método de fundición, que facilita o proceso de fabricación de pezas. Estas bielas úsanse en motores de gasolina.

Para os motores diésel, como xa se mencionou, é necesario un material especialmente resistente. Por este motivo, utilízase aceiro de alta aliaxe. O método de procesamento é a forxa en quente. Dado que se utilizan tecnoloxías máis complexas para a produción e o material é máis caro que o ferro fundido, as pezas son moito máis caras que as partes equivalentes do ferro fundido.

Os modelos deportivos utilizan aliaxes lixeiras (titanio e aluminio), facilitando así o deseño da unidade de potencia (nalgúns casos ata o 50 por cento).

Os parafusos de fixación sempre están feitos de aceiro de alta aliaxe, xa que ademais da tensión térmica, os seus fíos están constantemente sometidos a fortes movementos de rotura.

Por que fallan as bielas?

A razón máis importante para fallar a biela é o desgaste natural dos seus elementos. A cabeza superior (pistón) rompe con menos frecuencia. Con máis frecuencia traballa o mesmo recurso que todo o motor. Aquí tes algúns motivos máis para fallar a biela:

• deformación como resultado da colisión do pistón coa culata;
• a formación de marcado debido á entrada de abrasivo na superficie do inserto (por exemplo, o filtro de aceite rachouse e o aceite usado non se limpa de partículas estrañas);
• debido á fame de petróleo, o rodamento liso pode danarse (isto pódese determinar durante unha revisión importante).

Despois da razón natural, o segundo meta é un lubricante inadecuado ou de baixa calidade. Por esta razón, todos os condutores deben lembrar que os cambios de aceite regulares deben producirse no prazo establecido polo fabricante, aínda que o coche non circule con tanta frecuencia. O aceite perde as súas propiedades co paso do tempo, o que pode afectar negativamente á capacidade de servizo do motor de combustión interna.

Reparación de bielas

A reparación de bielas non é posible en todos os casos. Esta operación pódese realizar se:

• deformación da barra de apoio;
• aumento do espazo libre na cabeza do pistón;
• aumentando o espazo da manivela.

Antes da reparación lévase a cabo unha inspección visual da peza. Medindo un indicador interno mídense o diámetro e todos os ocos da biela. Se estes indicadores están dentro do rango normal, non é necesario cambiar as bielas.

Se a vara está deformada, non se debe ignorar, xa que a distribución desigual da carga provocará a destrución da superficie do cilindro, un maior desgaste do cigüeñal e do pistón.

A deformación da biela sempre vai acompañada dun maior ruído do motor, incluso a baixas revolucións. É extremadamente difícil solucionar tal defecto, polo tanto, neste caso, a peza simplemente cambia por outra nova.

En caso de oco inadecuado, a tapa da cabeza está aburrida ata o tamaño adecuado da fixación que se vai instalar. Para non eliminar o milímetro adicional, cómpre empregar un torno especial cunha boquilla aburrida.

Se hai un desgaste na cabeza do pistón, debes usar forros especiais de reparación, cuxo tamaño corresponde ao espazo necesario. Por suposto, mentres o motor está en marcha, o casquillo fregará e tomará a forma desexada.

Cando use bujes, comprobe se o diámetro do forro e a cabeza coinciden: o aceite flúe a través do pasador. Se non, a reparación non prolongará a vida útil do motor, senón que, pola contra, reducirá drasticamente o seu recurso (ao cabo, o motorista pensa que o motor está "fóra de enerxía" e non precisa unha reparación inmediata, pero de feito as pezas teñen fame de aceite).

Despois da edición, as pezas deben pesarse para que non aparezan vibracións desagradables no motor debido á diferenza de peso.

Preguntas e respostas:

Como comprobar a biela para unha elipse? A xeometría da biela compróbase mediante equipos especiais. Se a biela está lixeiramente deformada, isto non se pode determinar a simple vista. Para iso, utilízase un calibre interno ou unha máquina especializada.

De que está feita a biela? Desde vástago, cabeza de pistón superior, cabeza de manivela inferior. A cabeza do pistón está conectada ao pistón cun pasador e a cabeza da manivela está conectada ao pescozo da manivela.