Na operação do mecanismo de manivela dos motores a pistão, um dos papéis principais é desempenhado pelas peças que conectam os pistões e o virabrequim - as bielas.Leia sobre o que é uma biela, quais são os tipos dessas peças e como são dispostas, bem como a correta seleção, reparo e substituição das bielas neste artigo.
O que é uma biela e que lugar ela ocupa no motor?
A biela é um componente do mecanismo de manivela de motores de combustão interna de pistão de todos os tipos;Uma peça destacável projetada para conectar o pistão ao munhão do virabrequim correspondente.
Esta parte desempenha diversas funções no motor:
● Conexão mecânica do pistão e virabrequim;
● Transmissão do pistão para o virabrequim dos momentos decorrentes do curso de trabalho;
● Conversão dos movimentos alternativos do pistão em movimento rotacional do virabrequim;
● O lubrificante é fornecido ao pino do pistão, às paredes do pistão (para resfriamento adicional) e ao cilindro, bem como às peças de distribuição em unidades de potência com eixo de comando inferior.
Nos motores, o número de bielas é igual ao número de pistões, cada biela é conectada ao pistão (através de uma bucha e pino de bronze) e a parte inferior é conectada ao munhão do virabrequim correspondente (através de mancais lisos).O resultado é uma estrutura articulada que garante a livre movimentação do pistão no plano vertical.
As bielas desempenham um papel importante na operação da unidade de potência e sua quebra muitas vezes desativa completamente o motor.Mas para a escolha e substituição correta desta peça é necessário entender seu design e características.
Tipos e design de bielas
Hoje existem dois tipos principais de bielas:
● Padrão - bielas convencionais utilizadas em todos os tipos de motores a pistão;
● Emparelhado (articulado) - unidade composta por uma biela convencional e uma biela articulada a ela sem cabeçote de manivela, tais unidades são utilizadas em motores em forma de V.
O design das bielas do motor de combustão interna está estabelecido e praticamente aperfeiçoado (na medida do possível com o desenvolvimento moderno da tecnologia), portanto, apesar da enorme variedade de motores, todas essas peças estão dispostas da mesma forma.
A biela é uma peça dobrável (composta), na qual se distinguem três partes:
● Haste;
● Cabeça do pistão (superior);
● Cabeça da manivela (inferior) com tampa removível (destacável).
A haste, a cabeça superior e metade da cabeça inferior são uma só parte, todas essas partes são formadas ao mesmo tempo na fabricação da biela.A tampa da cabeça inferior é uma parte separada que está conectada à biela de uma forma ou de outra.Cada uma das partes da biela possui seus próprios recursos de design e funcionalidade.
Projeto da biela
Haste.Esta é a base da biela que conecta as cabeças e garante a transferência de força da cabeça do pistão para a manivela.O comprimento da haste determina a altura dos pistões e seu curso, bem como a altura total do motor.Para atingir a rigidez necessária, vários perfis são fixados nas hastes:
● Viga em I com disposição das prateleiras perpendicular ou paralela aos eixos dos cabeçotes;
● Cruciforme.
Na maioria das vezes, a haste recebe um perfil de viga I com uma disposição longitudinal de prateleiras (à direita e à esquerda, se você olhar a biela ao longo dos eixos das cabeças), os demais perfis são usados com menos frequência.
Um canal é perfurado dentro da haste para fornecer óleo do cabeçote inferior para o cabeçote superior; em algumas bielas, curvas laterais são feitas a partir do canal central para pulverizar óleo nas paredes do cilindro e outras peças.Nas hastes de viga I, em vez de um canal perfurado, pode ser usado um tubo metálico de fornecimento de óleo conectado à haste com suportes metálicos.
Normalmente a haste é marcada e marcada para a correta instalação da peça.
Cabeça do pistão.Um buraco é feito na cabeça, no qual é pressionada uma luva de bronze, que desempenha o papel de um mancal liso.Um pino do pistão é instalado na bucha com uma pequena folga.Para lubrificar as superfícies de atrito do pino e da bucha, nesta última é feito um furo para garantir o escoamento do óleo do canal dentro da biela.
Cabeça de manivela.Esta cabeça é destacável, sua parte inferior é feita em forma de tampa removível montada na biela.O conector pode ser:
● Reto - o plano do conector forma ângulo reto com a haste;
● Oblíquo - o plano do conector é feito em um determinado ângulo.
| Biela com conector de tampa reta | Biela com conector de tampa oblíqua |
As peças mais comuns com conector reto, bielas com conector oblíquo são mais utilizadas em unidades de potência em forma de V e motores a diesel, são mais convenientes para instalação e reduzem o tamanho da unidade de potência.A tampa pode ser fixada à biela com parafusos e pinos, menos frequentemente são usados pinos e outras conexões.Podem ser dois ou quatro parafusos (dois de cada lado), suas porcas são fixadas com arruelas de pressão especiais ou contrapinos.Para garantir a máxima confiabilidade da conexão, os parafusos podem ter um perfil complexo e ser complementados com peças auxiliares (buchas de centralização), de forma que os fixadores das bielas de vários tipos não sejam intercambiáveis.
A tampa pode ser feita junto com a biela ou separadamente.No primeiro caso, após a formação da biela, a cabeça inferior é dividida em duas partes para formar a tampa.Para garantir uma ligação confiável e garantir a estabilidade da ligação em caso de momentos transversais, as superfícies de encaixe da biela e da tampa são perfiladas (dentadas, com trava retangular, etc.).Independentemente da tecnologia de fabricação da biela, o furo no cabeçote inferior é feito na montagem com a tampa, portanto essas peças só devem ser utilizadas aos pares, não são intercambiáveis.Para evitar o vapor da biela e da tampa, são feitos marcadores em forma de marcas de vários formatos ou números.
Projeto de bielas de vários tipos
No interior do cabeçote da manivela é instalado um rolamento principal (camisa), feito em forma de dois semi-anéis.Para fixar os fones de ouvido, existem duas ou quatro ranhuras (ranhuras) dentro da cabeça, que incluem os bigodes correspondentes nos forros.Na superfície externa do cabeçote, pode ser fornecida uma saída de passagem de óleo para pulverizar óleo nas paredes do cilindro e outras peças.
Nas bielas articuladas, acima da cabeça é feita uma saliência com furo perfurado, na qual é inserido o pino da cabeça inferior da biela rebocada.A própria biela rebocada possui um dispositivo semelhante a uma biela convencional, mas sua cabeça inferior tem diâmetro pequeno e é indissociável.
As bielas são feitas por estampagem ou forjamento, porém a tampa do cabeçote inferior pode ser fundida.Para a fabricação dessas peças são utilizados diversos tipos de aços carbono e ligas, que podem trabalhar normalmente sob altas cargas mecânicas e térmicas.
Questões de manutenção, reparo e substituição de bielas
As bielas durante a operação do motor estão sujeitas a um leve desgaste (uma vez que as cargas principais são percebidas pelas camisas no cabeçote inferior e pela luva no cabeçote superior), e deformações e quebras nas mesmas ocorrem com mau funcionamento grave do motor ou como resultado de seu uso intensivo a longo prazo.Porém, ao realizar alguns trabalhos de reparo, é necessário desmontar e desmontar as bielas, e a revisão da unidade de potência é muitas vezes acompanhada pela substituição das bielas e peças relacionadas.
A desmontagem, desmontagem e posterior instalação das bielas exige o cumprimento de certas regras:
● As tampas dos cabeçotes inferiores devem ser instaladas somente nas bielas “nativas”, a quebra da tampa exige a substituição completa da biela;
● Na instalação das bielas é necessário observar a ordem de instalação das mesmas - cada biela deve ocupar seu lugar e ter a orientação espacial correta;
● O aperto de porcas ou parafusos deve ser realizado com uma certa força (utilizando uma chave dinamométrica).
Atenção especial deve ser dada à orientação da biela no espaço.Geralmente há uma marca na haste que, quando montada em um motor em linha, deve ficar voltada para a frente e coincidir com a direção da seta no pistão.Nos motores em forma de V, em uma linha, a marca e a seta devem apontar em uma direção (geralmente a linha da esquerda) e na segunda linha - em direções diferentes.Este arranjo garante o equilíbrio do KShM e do motor como um todo.
Em caso de quebra da tampa, em caso de torção, deflexões e outras deformações, bem como em caso de destruição, as bielas são totalmente substituídas.A nova biela deve ser do mesmo tipo e número de catálogo daquela instalada anteriormente no motor, mas esta peça ainda precisa ser selecionada por peso para manter o equilíbrio do motor.Idealmente, todos os grupos de bielas e pistões do motor deveriam ter o mesmo peso, mas na realidade todas as bielas, pistões, pinos e camisas têm massas diferentes (especialmente se forem usadas peças com dimensões de reparo), portanto as peças devem ser pesadas e completado por peso.O peso das bielas é determinado levando-se em consideração o peso de cada uma de suas cabeças.
A desmontagem, substituição e montagem das bielas e dos grupos biela-pistão devem ser realizadas estritamente de acordo com as instruções de reparação e manutenção do veículo.No futuro, as bielas não necessitarão de manutenção especial.Com a seleção e instalação adequadas das bielas, o motor fornecerá o desempenho necessário em todas as condições de operação.
Horário da postagem: 05 de agosto de 2023