Comprendiendo la Biela en los Motores de Combustión Interna
En la arquitectura actual de los motores de combustión interna, identificamos a la biela como un elemento imprescindible. Esta pieza, de diseño específico, opera como puente entre dos componentes cruciales: por un extremo se acopla al pistón y por el otro, al cigüeñal.
La biela es una pieza que debe resistir enormes cargas de trabajo, convirtiéndose así en un componente fundamental cuya fabricación y diseño requieren de una atención meticulosa. Dada su colocación en el motor, la biela también representa un desafío en cuanto a su lubricación.
Definición de la Biela en un Motor
La biela es un elemento mecánico vital que se encarga de articular y transmitir el movimiento entre distintas partes del motor. Sometida a fuerzas de compresión y tracción, la biela en un motor de combustión interna conecta el pistón con el cigüeñal de forma eficaz.
Función de la Biela
Esta pieza mecánica es responsable de transmitir la fuerza generada por la presión de los gases sobre el pistón directamente al cigüeñal, constituyendo una parte esencial del mecanismo que convierte el movimiento lineal alternativo del pistón en un movimiento rotativo y uniforme del cigüeñal.
Desde una perspectiva transversal o lateral, la biela presenta una configuración en forma de H, I o signo +. La fabricación de las bielas en la industria automotriz se realiza generalmente mediante procesos de forja, aunque existen casos donde el mecanizado es preferido por ciertos fabricantes.
Descripción del Funcionamiento de la Biela
Para una comprensión completa del funcionamiento de la biela, es crucial analizar sus tres secciones constituyentes: el pie, el cuerpo y la cabeza.
- Pie: Extremo que se une al bulón del cigüeñal y es la parte más reducida de la biela.
- Cuerpo: Sección central que soporta la mayor parte de la carga y que, por estar en constante movimiento, debe ser ligera. Está conformada en forma de doble T.
- Cabeza: Extremo que se conecta al cigüeñal, dividido en dos partes: una fija al cuerpo y otra conocida como sombrerete, que está separada. Entre ambas se coloca un casquillo o cojinete, que abraza la muñequilla del cigüeñal.
Con la rotación del cigüeñal, la biela experimenta tracción al tirar del pistón hacia abajo y compresión cuando lo impulsa hacia arriba. La conexión de la biela se realiza a través de un rodamiento de rodillo en el pie con el bulón del cigüeñal, y mediante un rodamiento conocido como jaula de agujas en la cabeza con el bulón del pistón.
Materiales de Fabricación de la Biela
En general, para los motores de combustión interna de vehículos estándar, las bielas se manufacturan en acero templado. Sin embargo, en los motores de alta performance, como los empleados en vehículos de competición, se prefieren materiales como el titanio o el aluminio por su ligereza y resistencia.
Variaciones en el Diseño de las Bielas
En función de la estructura de la cabeza de la biela y su unión con el sombrerete, se identifican principalmente dos tipos:
- Enteriza: En esta modalidad, el conjunto de cigüeñal y biela rara vez se desmonta, ya que no cuenta con un sombrerete separable, aunque es posible hacerlo retirando el cigüeñal.
- Aligerada: Se caracteriza por tener un ángulo que no es recto (90º) en el plano que divide las mitades de la cabeza con respecto al plano medio de la biela.
| Componente | Función | Material | Tipos |
|---|---|---|---|
| Biela | Transmite movimiento entre pistón y cigüeñal | Acero templado, Titanio, Aluminio | Enteriza, Aligerada |