Proseguimos con el estudio de los elementos del Tren Alternativo analizando la Biela, que es el órgano mecánico que transmite el esfuerzo del Pistón al Codo del Cigüeñal, al cual se une por su extremo inferior denominado Cabeza de Biela. Este acoplamiento realiza la función de transformar el movimiento alternativo del Pistón en giratorio del Cigüeñal.
Debido a su trabajo, la Biela debe combinar una gran resistencia y rigidez con un peso ligero, de manera que las fuerzas de inercia resultantes de su movimiento sean lo más bajas posibles.
Generalmente se fabrican de acero al cromo-vanadio o cromo-níquel, por proceso de forja o estampación, siendo posteriormente equilibradas perfectamente y agrupadas de manera que todas las de un mismo motor tengan idéntico peso, no obstante se admite una tolerancia de 5 gramos para motores de explosión, y de 15 gramos en los Diesel.
En la Biela pueden distinguirse 3 partes fundamentales; el Pie de Biela, donde se aloja el Bulón, el cuerpo o Caña de Biela, normalmente en sección doble T, y la Cabeza de Biela, por donde se une al Codo del Cigüeñal. Podemos ver en la figura 1 diferentes secciones de la Caña de Biela.
En el Pie de Biela, cuando el Bulón no encaja a presión, para atenuar el desgaste entre Bulón y el casquillo del Pie de Biela, se realiza una lubricación de esta articulación. Con tal fin se dispone un taladro(orificio) en la parte superior del Pie de Biela, o se dispone un corte transversal por el que llega al Bulón el aceite procedente de las salpicaduras que produce la Cabeza de Biela en su giro.
La Cabeza de Biela está dividida en 2 mitades, una de las cuales forma parte de la Caña de la Biela y la otra, llamada Sombrerete de Biela, se une a la primera con tornillos de acero que se inmovilizan en el montaje para evitar su aflojamiento durante el funcionamiento. Como vemos en la figura 2.
Las 2 superficies cilíndricas de la Cabeza de Biela están revestidas con unos semicojinetes, como vemos en el nº11 de la figura 1. Se impide la rotación de los cojinetes en su alojamiento por medio de unos resaltes de los que están provistos que encajan en unas hendiduras adecuadas en las las 2 partes de la Cabeza de Biela. Como vemos en la figura 3 como muesca de ubicación.
Los semicojinetes de Biela están constituidos por unos semianillos de acero, recubiertos en su cara interior de una capa de material antifricción, a base de plomo, estaño y antimonio, con algo de níquel y cromo que proporciona un rozamiento suave y evita el desgaste excesivo del Codo del Cigüeñal. Otras veces, los cojinetes están recubiertos por una aleación de cobre y plomo, llamada comúnmente "metal rosa".
En el supuesto que faltara engrase en el Codo del Cigüeñal, se produciría la fusión de los cojinetes de Cabeza de Biela, quedando holgado el montaje de Biela con Codo, notándose un ruido característico con el motor en marcha. En este caso se dice que la Biela está "fundida", y si no se repara a tiempo podría inutilizar la Biela. Vemos un ejemplo en la figura 4.
Cualquiera que sea el cojinete empleado, es evidente que necesita una adecuada lubricación, para lo cual van provistos de canales o ranuras longitudinales que facilitan el enfrase. El aceite se hace llegar a presión a través del mismo Codo del Cigüeñal, como estudiaremos más adelante, y se le da salida por medio de un taladro que coincide con otro practicado en la Cabeza de Biela en una determinada posición. De esta forma, con el giro del Cigüeñal, el aceite que sale por este taladro salpica las paredes del Cilindro contribuyendo a su engrase.
En algunas Bielas, el corte de su Cabeza no se realiza perpendicular a su eje, sino con unos grados de inclinación, con el fin de tener menor volumen transversal y permitir así el desmontaje del conjunto Biela-Pistón por la parte superior del Bloque motor. Vemos un ejemplo en la figura 5.
En la disposición de la figura 4, la parte izquierda de la Cabeza de Biela debe quedar montada por el lado que sube en el sentido de giro del Cigüeñal, para que en la fase de explosión, en su carrera descendente, el Sombrerete de Biela no se someta a un esfuerzo para el que no está diseñado. Aún así, en este tipo de Biela se generan esfuerzos de cizallamiento en los tornillos de fijación del Sombrerete, que son precisos atenuar. Para ello se dispone el plano de junta con una especie de dentado que encaja y posiciona convenientemente ambas partes, reforzando la unión frente a los movimientos laterales.
En los motores con varias líneas de cilindros, como los motores en V o Boxer por ejemplo, pueden presentan la peculiaridad de que a un mismo Codo de Cigüeñal se unen 2 Bielas, cada una de las cuales pertenece a un Bloque de Cilindros diferentes. Generalmente, la unión al Codo es simple, una junto a otra, como vemos en la figura 6.
Sin embargo, existen otras disposiciones en las que básicamente cambia la forma de la Cabeza de Biela. Vemos unos ejemplos en las figuras 7 y 8.
Hasta aquí el estudio de la Biela, la próxima semana seguiremos con el Cigüeñal y Volante motor, no se lo pierdan. Muchas gracias por su atención y un saludo a todos.
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