Nel funzionamento del manovellismo dei motori a pistoni, uno dei ruoli chiave è svolto dalle parti che collegano i pistoni e l'albero motore - bielle.Leggi cos'è una biella, quali tipi sono queste parti e come sono disposte, nonché la corretta selezione, riparazione e sostituzione delle bielle in questo articolo.
Cos'è una biella e che posto occupa nel motore?
La biella è un componente del manovellismo dei motori a combustione interna a pistoni di tutti i tipi;Una parte staccabile progettata per collegare il pistone al corrispondente perno dell'albero motore.
Questa parte svolge diverse funzioni nel motore:
● Collegamento meccanico del pistone e dell'albero motore;
● Trasmissione dal pistone all'albero motore dei momenti che si manifestano durante la corsa di lavoro;
● Conversione dei movimenti alternativi del pistone in movimento rotatorio dell'albero motore;
● Il lubrificante viene fornito allo spinotto, alle pareti del pistone (per un raffreddamento aggiuntivo) e al cilindro, nonché ai componenti della distribuzione nei motori con albero a camme inferiore.
Nei motori il numero di bielle è uguale al numero di pistoni, ciascuna biella è collegata al pistone (tramite manicotto e perno in bronzo), e la parte inferiore è collegata al corrispondente perno dell'albero motore (tramite cuscinetti a strisciamento).Di conseguenza, si forma una struttura incernierata che garantisce il libero movimento del pistone su un piano verticale.
Le bielle svolgono un ruolo importante nel funzionamento del propulsore e la loro rottura spesso disabilita completamente il motore.Ma per la scelta corretta e la sostituzione di questa parte, è necessario comprenderne il design e le caratteristiche.
Tipi e design delle bielle
Oggi esistono due tipi principali di bielle:
● Standard: bielle convenzionali utilizzate in tutti i tipi di motori a pistoni;
● Accoppiato (articolato) - un'unità costituita da una biella convenzionale e una biella incernierata ad essa senza manovella, tali unità sono utilizzate nei motori a V.
Il design delle bielle del motore a combustione interna è stabilito e praticamente portato alla perfezione (per quanto possibile con il moderno sviluppo della tecnologia), quindi, nonostante l'enorme varietà di motori, tutte queste parti sono disposte allo stesso modo.
La biella è una parte pieghevole (composita), in cui si distinguono tre parti:
● Asta;
● Testa del pistone (superiore);
● Testa della manovella (inferiore) con coperchio rimovibile (staccabile).
L'asta, la testa superiore e la metà della testa inferiore costituiscono una parte, tutte queste parti vengono formate contemporaneamente nella fabbricazione della biella.Il coperchio della testata inferiore è una parte separata collegata in un modo o nell'altro alla biella.Ciascuna delle parti della biella ha le proprie caratteristiche di design e funzionalità.
Design della biella
Asta.Questa è la base della biella che collega le teste e garantisce il trasferimento della forza dalla testa del pistone alla manovella.La lunghezza dello stelo determina l'altezza dei pistoni e la loro corsa, nonché l'altezza complessiva del motore.Per ottenere la rigidità richiesta, alle aste sono fissati vari profili:
● Trave a I con disposizione dei ripiani perpendicolari o paralleli agli assi delle testate;
● Cruciforme.
Molto spesso, all'asta viene fornito un profilo a trave a I con una disposizione longitudinale dei ripiani (a destra e a sinistra, se si guarda la biella lungo gli assi delle teste), il resto dei profili viene utilizzato meno frequentemente.
All'interno dello stelo viene praticato un canale per fornire olio dalla testa inferiore a quella superiore, in alcune bielle dal canale centrale vengono ricavate delle curve laterali per spruzzare l'olio sulle pareti del cilindro e su altre parti.Sulle aste con trave a I, invece di un canale forato, è possibile utilizzare un tubo metallico di alimentazione dell'olio collegato all'asta con staffe metalliche.
Di solito, l'asta è contrassegnata e contrassegnata per la corretta installazione della parte.
Testa del pistone.Nella testa è scolpito un foro, nel quale viene pressato un manicotto di bronzo, che svolge il ruolo di cuscinetto liscio.Uno spinotto è installato nel manicotto con un piccolo spazio.Per lubrificare le superfici d'attrito del perno e del manicotto, in quest'ultimo viene praticato un foro per garantire il deflusso dell'olio dal canale interno allo stelo di biella.
Testa a manovella.Questa testa è staccabile, la sua parte inferiore è realizzata sotto forma di un coperchio rimovibile montato sulla biella.Il connettore può essere:
● Dritto - il piano del connettore è perpendicolare all'asta;
● Obliquo: il piano del connettore è realizzato con una certa angolazione.
| Biella con connettore a coperchio dritto | Biella con connettore a coperchio obliquo |
Le parti più comuni con connettore diritto, le bielle con connettore obliquo sono più spesso utilizzate su propulsori a V e motori diesel, sono più comode da installare e riducono le dimensioni del propulsore.Il coperchio può essere fissato alla biella con bulloni e prigionieri, meno spesso vengono utilizzati un perno e altri collegamenti.Possono esserci due o quattro bulloni (due su ciascun lato), i loro dadi sono fissati con speciali rondelle di bloccaggio o coppiglie.Per garantire la massima affidabilità della connessione, i bulloni possono avere un profilo complesso ed essere integrati con parti ausiliarie (boccole di centraggio), quindi gli elementi di fissaggio delle bielle di vario tipo non sono intercambiabili.
La copertura può essere realizzata contemporaneamente alla biella oppure separatamente.Nel primo caso, dopo aver formato la biella, la testata inferiore viene divisa in due parti per realizzare il coperchio.Per garantire un collegamento affidabile e garantire la stabilità del collegamento in caso di momenti trasversali, le superfici di aggancio della biella e del coperchio sono profilate (dentate, con bloccaggio rettangolare, ecc.).Indipendentemente dalla tecnologia di fabbricazione della biella, il foro nella testa inferiore è realizzato nell'assemblaggio con il coperchio, quindi queste parti devono essere utilizzate solo in coppia, non sono intercambiabili.Per evitare la formazione di vapore sulla biella e sul coperchio, su di essi vengono realizzati dei contrassegni sotto forma di segni di varie forme o numeri.
Progettazione di bielle di vario tipo
All'interno della testa della manovella è installato un cuscinetto principale (rivestimento), realizzato sotto forma di due semianelli.Per fissare gli auricolari, all'interno della testa sono presenti due o quattro scanalature (scanalature), che comprendono i corrispondenti baffi sui rivestimenti.Sulla superficie esterna della testa può essere prevista un'uscita per il passaggio dell'olio per spruzzare olio sulle pareti del cilindro e su altre parti.
Nelle bielle snodate sopra la testa viene ricavata una sporgenza con foro trivellato, nella quale si inserisce il perno della testa inferiore della biella trainata.La stessa biella trainata ha un dispositivo simile a una biella convenzionale, ma la sua testa inferiore ha un diametro piccolo e non è separabile.
Le bielle sono realizzate mediante stampaggio o forgiatura, tuttavia il coperchio della testata inferiore può essere fuso.Per la fabbricazione di queste parti vengono utilizzati vari gradi di acciai al carbonio e legati, che possono funzionare normalmente con carichi meccanici e termici elevati.
Problemi di manutenzione, riparazione e sostituzione delle bielle
Le bielle durante il funzionamento del motore sono soggette a leggera usura (poiché i carichi principali sono percepiti dalle camicie nella testa inferiore e dal manicotto nella testa superiore), e deformazioni e guasti si verificano con gravi malfunzionamenti del motore o come risultato di il suo uso intensivo a lungo termine.Tuttavia, quando si eseguono alcuni lavori di riparazione, è necessario smontare e smontare le bielle e la revisione del propulsore è spesso accompagnata dalla sostituzione delle bielle e delle relative parti.
Lo smontaggio, lo smantellamento e la successiva installazione delle bielle richiedono il rispetto di alcune regole:
● I coperchi delle testate inferiori vanno installati solo sulle bielle “native”, la rottura del coperchio richiede la sostituzione completa della biella;
● Quando si installano le bielle, è necessario osservare l'ordine di installazione: ciascuna biella deve prendere il suo posto e avere il corretto orientamento spaziale;
● Il serraggio di dadi o bulloni deve essere effettuato con una certa forza (utilizzando una chiave dinamometrica).
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'orientamento della biella nello spazio.Di solito è presente un segno sullo stelo che, se montato su un motore in linea, deve essere rivolto frontalmente e coincidere con la direzione della freccia sul pistone.Nei motori a forma di V, in una fila, il segno e la freccia dovrebbero guardare in una direzione (di solito la fila sinistra) e nella seconda fila - in direzioni diverse.Questa disposizione garantisce il bilanciamento del KShM e del motore nel suo insieme.
In caso di rottura del coperchio, in caso di torsioni, deflessioni e altre deformazioni, nonché in caso di distruzione, le bielle vengono completamente sostituite.La nuova biella deve essere dello stesso tipo e numero di catalogo di quella installata in precedenza sul motore, ma questa parte deve comunque essere selezionata in base al peso per mantenere il bilanciamento del motore.Idealmente, tutti i gruppi di bielle e pistoni del motore dovrebbero avere lo stesso peso, ma in realtà tutte le bielle, i pistoni, gli spinotti e le camicie hanno masse diverse (soprattutto se vengono utilizzate parti di dimensioni di riparazione), quindi le parti devono essere pesate e completato dal peso.Il peso delle bielle è determinato tenendo conto del peso di ciascuna delle sue teste.
Lo smontaggio, la sostituzione e il montaggio delle bielle e dei gruppi biella-pistone devono essere effettuati attenendosi scrupolosamente alle istruzioni di riparazione e manutenzione del veicolo.In futuro, le bielle non necessitano di manutenzione particolare.Con la corretta selezione e installazione delle bielle, il motore fornirà le prestazioni necessarie in tutte le condizioni operative.
Orario di pubblicazione: 05-ago-2023