Una biela que también se llama con rod es una de las partes principales de un motor de combustión interna. Aunque también se utiliza en la máquina de vapor, pero encontró gran importancia en los vehículos.

Una biela conecta el pistón al cigüeñal que ayuda a la conversión del movimiento alternativo del pistón en la rotación del cigüeñal. La pieza funciona como un brazo de palanca y es necesaria para transmitir las fuerzas de compresión y tracción del pistón y girar en ambos extremos.

Hoy vamos a ver la definición, las funciones, el material, las partes, el funcionamiento y el diagrama de las bielas.

Definición de biela

Una biela convierte el movimiento lineal ascendente y descendente o el movimiento alternativo del pistón en movimiento circular del cigüeñal. Durante el proceso experimenta tensión, flexión por compresión y pandeo.

Lea Todo lo que necesita saber sobre el pistón del automóvil

Materiales de la biela

Las bielas suelen estar hechas de un material de aleación de aluminio fundido, que ayuda a soportar las tensiones que se producen durante el proceso.

En la producción en serie, la biela suele ser de acero. Para aplicaciones de alto rendimiento, se utiliza un tocho, que se mecanizan a partir de un tocho sólido y no se funden o forjan.

Sin embargo, el hierro fundido se puede utilizar para aplicaciones más baratas y de bajo rendimiento, como los scooters.

Nomenclatura de diseño

• A = área de la sección transversal de la biela.
• L = longitud de la biela.
• C = límite elástico de compresión.
• Wcr = carga de paralización o pandeo.
• Ixx = momento de inercia de la sección sobre el eje x
• Iyy = momento de inercia de la sección sobre el eje y respectivamente.
• Kxx = radio de giro de la sección sobre el eje x
• Kyy = radio de giro de la sección sobre el eje y respectivamente.
• D = Diámetro del pistón r = Radio del cigüeñal

Partes de la biela

Las partes de la biela en el motor de combustión interna consisten en el extremo grande, la varilla y el extremo pequeño.

Los pistones están conectados al extremo pequeño de la biela con un pasador de pistón o muñequilla que puede girar en el pistón. Este pasador proporciona un punto de pivote entre el pistón y la biela. El pasador del pistón se mantiene en su lugar con un clip de resorte o bloqueo del pasador del pistón.

La parte del extremo grande de la biela está montada en el cigüeñal con un cojinete liso, lo que reduce la fricción. Pero algunos motores más pequeños utilizan cojinetes para evitar la necesidad de lubricación por bomba.

Generalmente, hay un orificio perforado a través del cojinete en el extremo grande de la biela. Permite que el aceite lubricante se bombee en el lado de empuje de la pared del cilindro para lubricar el recorrido de los pistones y los anillos de pistón.

Por último, en las partes de la biela, la biela puede girar en ambos extremos, de modo que el ángulo entre la biela y el pistón puede cambiar a medida que la biela gira alrededor del cigüeñal.

Leer: Entender el motor de gasolina

Funciones de la biela

• La función principal de una biela es crear un vínculo entre el pistón y el cigüeñal para transmitir la potencia.
• La biela ayuda a suministrar aceite lubricante a las paredes del cilindro y al bulón de la muñeca o al bulón del garfio.

Tipos de biela

Los tipos de biela se basan en el material con el que están hechas. A continuación se muestran los distintos tipos de bielas disponibles en el mercado:

Bielas de palanquilla:

Las bielas de palanquilla se fabrican a partir de una sola pieza de acero o aluminio. Son más ligeras, resistentes y duraderas que otros tipos de bielas. Los tipos de bielas de palanquilla se utilizan normalmente para los vehículos de alta gama.

El producto se diseña a veces para reducir los elevadores de tensión y facilitar el grano natural del material de palanquilla.

Biela de fundición:

La biela de fundición es más preferida por los fabricantes ya que es capaz de manejar una carga de un motor de stock. El costo de producción es menos costoso, pero no se puede utilizar en aplicaciones de alta potencia de más de 450 hasta 6.000 rpm.

Una biela fundida contiene una costura notable por el medio que lo diferencia del tipo forjado.

Biela forjada:

Las bielas hechas de forja se hacen forzando el grano del material seleccionado a la forma de la varilla. El material puede ser una aleación de acero o aluminio en función de las propiedades requeridas.

Los fabricantes de varillas forjadas utilizan diferentes tipos de aleaciones de acero, cromo y níquel. El producto final no está hecho para ser frágil. El níquel o la aleación de cromo aumentan la resistencia de la biela.

Metal en polvo:

La biela hecha de metal en polvo es también una opción adecuada para los fabricantes. Se produce con una mezcla de metal en polvo que se presiona en un molde y se calienta a altas temperaturas. La mezcla se funde hasta adquirir una forma sólida.

Puede ser necesario un ligero mecanizado, pero el producto sale del molde básicamente como un producto acabado. Las bielas de metal en polvo son menos costosas de fabricar que las de acero y más fuertes que las de fundición.

Leer: Clasificaciones del motor de combustión interna

Problemas de la biela

La biela puede experimentar problemas mientras trabaja. Esto es porque experimenta varias tensiones durante en la cámara de combustión. Algunos de estos problemas se pueden arreglar, mientras que algunos requieren el cambio completo de la biela. Durante el funcionamiento, la biela se estira y se comprime, lo que puede hacer que la biela se rompa. La biela rota puede dañar completamente el motor. A continuación se muestra el fallo que se produce en una biela:

Fatiga:

Esta es la principal razón por la que la biela se rompe. Suele ocurrir en motores antiguos. La compresión y el estiramiento de la biela durante el proceso tiene lugar miles de veces en un minuto. Esto acaba provocando el desgaste de la pieza hasta que acaba rompiéndose. La falta de aceite y la presencia de suciedad en el motor pueden acelerar este problema.

Los motores nuevos también pueden experimentar fatiga en la conexión si el motor es reconstruido. Esto ocurre cuando se utilizan piezas baratas o incorrectas.

Hydrolock:

Hydrolock se produce cuando el agua penetra en la cámara del pistón y provoca la deformación de la biela. Esto suele ocurrir cuando el vehículo circula por una calle inundada.

Una pequeña cantidad de agua en el cilindro puede provocar un sonido de golpeteo que puede repararse fácilmente. Sin embargo, si hay mucha agua en el cilindro, todo el espacio para el tiempo de chispa ha sido tomado lo que puede causar que la varilla del cilindro se doble o se rompa.

Sobre-revoluciones:

El exceso de revoluciones es un fallo que se produce en los motores nuevos y de alto rendimiento. Si el tacómetro muestra el color rojo, indica que el estado de la biela está en peligro. Esto se debe a que las fuerzas que actúan sobre la biela aumentan drásticamente a altas revoluciones.

Fallo de biela:

El bulón que conecta la biela con el pistón se desgasta y causa fallos. En algunos motores, resulta en un fallo catastrófico del motor. Esto es cuando la biela va el bloque del motor o cuando el cigüeñal se dobla.

Leer: Tipos de motor de automóvil

En algunos motores, provoca la pérdida de potencia. Si tal suceder, es decir, si el motor se detuvo inmediatamente después de la ruptura del pasador. Existe la probabilidad de que el motor se salve, de lo contrario podría producirse una avería total.