Bielă pentru autovehiculul Dacia Logan MCV 1.6 MPI

Memoriu Tehnic

Calculul si constructia bielei unui motor cu ardere interna

Descriere

Biela este organul motorului care transmite arborelui motor forta de presiune a gazelor si forta de inertie a ansamblului piston, transformand impreuna cu arborele cotit miscarea de translatie alternativa in miscare de rotatie.Cele doua forte sunt transmise biele de catre piston prin intermediul boltului.

Forma constructiva uzuala a unei biele este prezentata in figura alaturata, find astfel vizibile elementele caracteristice acesteia. Piciorul bielei 1 are rolul de articulare a acesteia cu boltul, constructia acestuia fiind determinata de tipul de imbinare dintre piston, bolt si biela. La partea superioara a piciorului se prevede o proeminenta cu rol dublu, de rigidizare si de a permite ajustarea masei bielei prin indepartare de material. Corpul bielei 2 asigura legatura rigida intre piciorul bielei si capul bielei 3 si constituie zona centrala a acesteia. Cu unele exceptii, cum ar fi mecanismele cu biele articulate, capul bielei are o zona separabila 4 denumita capac. Capacul are rol de prindere a bielei de fusul maneton al arborelui cotit prin strangerea piulitelor 5 pe suruburile 6. Articularea bielei cu arborele cotit se face prin intermediul cuzinetilor de biela 7 ,iar cu boltul , in cazul boltului liber in biela, prin intermediul unei bucse 8. In figura este prezentat cazul executie suruburilor de biela dintr-o bucata cu partea superioara a capului bielei,insa,in mod uzual acestea sunt elemente executate separat de restul bielei.

Conditii Functionale

Solicitarile la care este supusa biela in timpul functionarii sunt in principal de compresiune, de incovoiere (atat in planul de oscilatie cat si in planul perpendicular pe acesta), si de flambaj, sub actiunea fortei de presiune a gazelor din cilindru si de intindere sub actiunea fortelor de inertie ale maselor in miscare rectilinie alternativa (piston, segmenti, axul pistonului si partea aferenta din masa bielei), mai ales la sfarsitul cursei de evacuare si la inceputul cursei de admisie, la motoarele in patru timpi. Solicitarea de intindere creste odata cu cresterea turatiei si maselor oscilante ale motorului. La calcularea fortelor de compresiune din biela se pot neglija fortele de inertie deoarece la inceputul cursei de destindere sunt opuse ca sens fortei de priune a gazelor si au valori mici la pornirea motorului. Neglijarea fortelor de inertie mareste siguranta calculelor. Fata de conditiile de lucru aratate, biela trebuie sa aiba o mare rezistenta la oboseala si o rigiditate crescuta. Pentru micsorarea fortelor de inertie masa bielei trebuie sa fie cat mai mica

[1]-efectul solicitarilor la care este supusa biela

Fortele, datorita presiunii gazelor , deformeaza remanent corpul bielei, avand ca urmare reducerea distantei L. Aceeasi forta, prin efect de flambaj, modifica paralelismul axelor, ceea ce are ca urmare uzura lagarelor cat si solicitarea suplimentara a altor piese din componenta mecanismului motor.

Fortele de inertie axiale ovalizeaza piciorul si corpul bielei, care in anumite situatii limita, conduc la gripaj. Fortele tangentiale de inertie incovoaie corpul bielei.

Evitarea deformatiilor se realizeaza prin utilizarea unor biele scurte. Durabilitatea bielei depinde de calitatea ungerii, de materialul antifrictiune utilizat pentru cuzineti si jocul de montaj care trebuie astfel ales incat jocul, la cald (in timpul functionarii), sa inlature griparea si in acelasi timp sa se asigure rotirea boltului atat in piciorul bielei, cat si in umerii pistonului.

Jocul boltului in piciorul bielei, la montaj, este cuprins intre (0,005...0.03) mm.

Jocul radial dintre maneton si cuzinetul din capul bielei se alege in asa fel incat sa se asigure un regim de ungere hidrodinamic si o miscare fara soc a bielei, fiind cuprins intre (0,0005....0,0015)dM, dM- diametrul manetonului.

Unele defectiuni mai importante ale bielei si posibilitatile de evitare si remediere, sunt redate in tabelul alaturat.