soportar todos estos esfuerzos, el material con el que se construyen las bielas debe tener unas características especiales, entre las que sobresalen, además del acero estampado propio de las bielas de serie, las aleaciones de aluminio de alta resistencia y las de titanio, estas últimas utilizadas con preferencia en los motores de alta competición.
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Figura 7.Biela de motor de competición
Fuente: Autores
Trabajos de mejoramiento de bielas.Las bielas son unos elementos bastante delicados y deben ser manipulados con una cierta experiencia y conocimiento de causa.El trabajo que puede realizarse resume en:
• Reforzamiento de los pernos de fijación. • Aligeramiento del peso de la biela. • Equilibrado de bielas.
Refuerzo de los pernos.Mejorar la fijación de las tapas de las bielas con objeto de asegurar mayor fiabilidad en los pernos de fijación, es un trabajo bastante sencillo. Únicamente consiste en aumentar los diámetros de los orificios destinados a alojar los pernos proporcionalmente al aumento del índice de compresión que se pretenda obtener en el nuevo motor.
Las fórmulas para determinar el diámetro de los nuevos pernos son las siguientes:
nA=FB×εD
FB EAF(6) Dónde:
nA=nuevo diámetro de los pernos modificados.
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εD=nueva relación de compresión del motor mejorado.
A =diámetro de los pernos primitivos.
εG=relación de compresión antes de la mejora.
Aligeramiento del peso de la biela.Tiene como objetivo rebajar el peso de las bielas, comprometiendo lo menos posible su resistencia. Aligerar las masas del tren alternativo es una condición indispensable para conseguir reducir las fuerzas de inercia que impiden al motor alcanzar regímenes de giro elevados.
En principio, puede decirse que los puntos en los que conviene, de una forma menos Comprometida, el rebaje de material son los señalados en la Figura 8, donde (1) es el contrapeso de la cabeza, (2) los laterales del pie y (3) el cuerpo de la biela.
En los motores lentos que proceden de serie, se suele dotar la biela de una cantidad excesiva de material en la zona del superior para que, desde este punto, se ejerza una función de contrapeso que tienda a regularizar el giro del cigüeñal. Teniendo una buena zona en la que podremos obtener resultados satisfactorios. De igual forma en las partes laterales del pie de biela disponemos de una oportunidad para rebajar algo el peso de la biela.
Por último, otra zona importante de rebaje es el cuerpo de la biela, cuya sección puede rebajarse ligeramente sin peligro.
Fuente: GILLIERI, Stefano. Preparación de mot Para llevar a cabo las operaciones de alige
de una máquina rectificadora de mano. Estas máquinas permiten acceder a todos los rincones de las bielas y deben poder trabajar a un mínimo de 15000 Rev. /min. Para este trabajo han de utilizarse muelas de ca
Tal como se aprecia en (A), de la citada F
también ser redondeada para hacer desaparecer, en caso de que existan en la biela de serie, los cantos vivos de la parte exterior del pie de biela. En esta zona, la profundidad máxima de rebajado será de 1,50mm en la p
de pistón, y será conveniente darle una forma ovalada, es decir, que proporcione una sección mayor en el centro de apoyo del bulón que vaya disminuyendo hacia los extremos, tal como se muestra en (A).En cuanto
sea las partes que señalamos con (2) en l máxima de 2mm por cada flanco.
Cabeza de biela.La zona donde más sustancialmente se va a perder peso será, sin duda, la parte de la cabeza de biela ya que en ella es donde los constructores de motores de serie suelen ubicar los mayores contrapesos.
La eliminación del contrapeso no compromete en nada la robustez de la biela, de modo que si el motor debe girar a mayor número
a cabo este rebaje.
Figura 9.Rebaje de material en la zona del c
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GILLIERI, Stefano. Preparación de motores de serie para competición Para llevar a cabo las operaciones de aligerado y pulido de las bielas se precisa disponer
rectificadora de mano. Estas máquinas permiten acceder a todos los rincones de las bielas y deben poder trabajar a un mínimo de 15000 Rev. /min. Para este trabajo han de utilizarse muelas de carburo de silicio.
a en (A), de la citada Figura 9, la zona alta del pie de biela puede también ser redondeada para hacer desaparecer, en caso de que existan en la biela de serie, los cantos vivos de la parte exterior del pie de biela. En esta zona, la profundidad máxima de rebajado será de 1,50mm en la parte exterior del alojamiento del bulón, o eje de pistón, y será conveniente darle una forma ovalada, es decir, que proporcione una sección mayor en el centro de apoyo del bulón que vaya disminuyendo hacia los extremos, tal como se muestra en (A).En cuanto al rebaje de las caras laterales del pie, o eñalamos con (2) en la Figura 9, se efectuara hasta una profundidad máxima de 2mm por cada flanco.
La zona donde más sustancialmente se va a perder peso será, sin parte de la cabeza de biela ya que en ella es donde los constructores de motores de serie suelen ubicar los mayores contrapesos.
La eliminación del contrapeso no compromete en nada la robustez de la biela, de modo que si el motor debe girar a mayor número de revoluciones por minuto, hemos de llevar
Rebaje de material en la zona del contrapeso de la cabeza de biela ores de serie para competición rado y pulido de las bielas se precisa disponer rectificadora de mano. Estas máquinas permiten acceder a todos los rincones de las bielas y deben poder trabajar a un mínimo de 15000 Rev. /min. Para este
, la zona alta del pie de biela puede también ser redondeada para hacer desaparecer, en caso de que existan en la biela de serie, los cantos vivos de la parte exterior del pie de biela. En esta zona, la profundidad arte exterior del alojamiento del bulón, o eje de pistón, y será conveniente darle una forma ovalada, es decir, que proporcione una sección mayor en el centro de apoyo del bulón que vaya disminuyendo hacia los al rebaje de las caras laterales del pie, o , se efectuara hasta una profundidad
La zona donde más sustancialmente se va a perder peso será, sin parte de la cabeza de biela ya que en ella es donde los constructores de motores
La eliminación del contrapeso no compromete en nada la robustez de la biela, de modo de revoluciones por minuto, hemos de llevar
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Fuente: GILLIERI, Stefano. Preparación de motores de serie para competición
Estas son zonas en donde se debilita el material cuando una biela es sometida a un esfuerzo muy superior al que le corresponde en un motor de serie. Por esta razón se ha de evitar en esta zona la presencia de cantos vivos.
Rebaje en el cuerpo.Así como en las operaciones anteriores se puede trabajar con bastante tranquilidad en el caso del rebaje en el cuerpo de las bielas hay que actuar con sumo cuidado, pues es esta una zona en la que se compromete la resistencia de la pieza en el caso de un rebaje que pueda resultar excesivo.
Para que el rebaje de esta parte pueda resultar significativo se deberá someter la biela a un control de resistencia, con máquinas especiales y a través de complicados cálculos determinar el exceso de material sobrante aun cuando el motor pueda estar sometido a un mayor e importante esfuerzo. Pero si se parte de un motor de serie, los resultados no van a dejar gran margen porque los ingenieros que estudiaron la biela para el motor de serie seguro que, con el fin de optimizar los costos, adoptaron una biela muy ajustada a los esfuerzos que ha de soportar.
Figura 10.Lugares que frecuentemente originan roturas en las bielas
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En la mayoría de los casos lo mejor que se puede hacer es pulir el cuerpo de la biela con el objetivo de eliminar de ella todas las rugosidades para asegurarse de que no va a producirse, a través de ellas, puntos donde sea fácil que inicien grietas en el material, las cuales serían sin duda el origen de una fractura posterior de la biela.
El pulido perfecto superficial del cuerpo de la biela permite que el aceite de engrase que caiga sobre ella se escurra con mayor facilidad, lo que hace que el aceite active su recorrido. Aunque esta no es la mayor ventaja del pulido, también contribuye a mejorar el funcionamiento del futuro motor(GILLIERI., 2012).
Modificación de bielas.Teniendo en cuenta los puntos críticos de una biela y el rendimiento que se aspira tener del motor se decide realizar el pulido y equilibrado de las bielascon la finalidad de eliminar las rugosidades y aristas vivas de las mismas sin perder de vista la adquisición de bielas forjadas a futuro.
Figura 11. Bielas pulidas
Fuente: Autores
2.1.3.4 Cojinetes.Es un elemento conformado por dos o más materiales (capas de