design tipic al bielei motorului auto

o bielă pentru un motor cu ardere internă constă din „capătul mare”, „tija” și „capătul mic” (sau „capătul mic’). Capătul mic se atașează la știftul pistonului (numit și ‘știftul pistonului’ sau ‘știftul încheieturii mâinii’), care se poate roti în piston. De obicei, capătul mare se conectează la crankpin folosind un rulment simplu pentru a reduce frecarea; cu toate acestea, unele motoare mai mici pot utiliza în schimb un rulment cu element de rulare, pentru a evita necesitatea unui sistem de lubrifiere pompat.

De obicei, există un orificiu plictisit prin rulmentul de pe capătul mare al bielei, astfel încât uleiul de lubrifiere să curgă pe partea de împingere a peretelui cilindrului pentru a lubrifia cursa pistoanelor și a inelelor pistonului.

o bielă se poate roti la ambele capete, astfel încât unghiul dintre bielă și piston se poate schimba pe măsură ce tija se mișcă în sus și în jos și se rotește în jurul arborelui cotit.

MaterialsEdit

tijă de aluminiu cu cap modular și bucșă în picior (stânga), tijă de picurare ulei de aluminiu cu pats (centru), tijă de oțel (dreapta)

în motoarele auto produse în masă, tijele de legătură sunt de obicei fabricate din oțel. În aplicațiile de înaltă performanță, pot fi utilizate tije de conectare” billet”, care sunt prelucrate dintr-un billet solid de metal, mai degrabă decât turnate sau forjate.

alte materiale includ aliajul de aluminiu T6-2024 sau aliajul de aluminiu T651-7075, care sunt utilizate pentru ușurință și capacitatea de a absorbi un impact ridicat în detrimentul durabilității. Titanul este o opțiune mai scumpă care reduce greutatea. Fonta poate fi utilizată pentru aplicații mai ieftine, cu performanțe mai mici, cum ar fi scuterele cu motor.

defecțiune în timpul funcționării

jumătatea superioară a unei biele eșuate

bielă care a eșuat inițial din cauza oboselii, apoi a fost deteriorată în continuare de impactul cu arborele cotit

în timpul fiecărei rotații a arborelui cotit, o bielă este adesea supusă unor forțe mari și repetitive: forțele de forfecare datorate unghiului dintre piston și crankpin, forțele de compresie pe măsură ce pistonul se deplasează în jos și forțele de tracțiune pe măsură ce pistonul se deplasează în sus. Aceste forțe sunt proporționale cu turația motorului (RPM) pătrat.

defectarea unei biele, numită adesea „aruncarea unei tije”, este una dintre cele mai frecvente cauze ale defecțiunii catastrofale a motorului la mașini, conducând frecvent tija spartă prin partea carterului și făcând astfel motorul ireparabil. Cauzele frecvente ale defectării tijei de conectare sunt defectarea la tracțiune Din cauza turațiilor mari ale motorului, forța de impact atunci când pistonul lovește o supapă (din cauza unei probleme a trenului de supapă), defectarea rulmentului tijei (de obicei din cauza unei probleme de lubrifiere sau instalarea incorectă a tijei de conectare.

cilindru wearEdit

forța laterală exercitată asupra pistonului prin bielă de către arborele cotit poate provoca uzura cilindrilor într-o formă ovală. Acest lucru reduce semnificativ performanța motorului, deoarece inelele circulare ale pistonului nu sunt capabile să sigileze corect pereții cilindrilor în formă ovală.

cantitatea de forță laterală este proporțională cu unghiul tijei de legătură, prin urmare, tijele de legătură mai lungi vor reduce cantitatea de forță laterală și uzura motorului. Cu toate acestea, lungimea maximă a unei biele este limitată de dimensiunea blocului motor; lungimea cursei plus lungimea bielei nu trebuie să conducă la deplasarea pistonului prin partea superioară a blocului motor.

Master-and-slave rodsEdit

motoarele radiale folosesc de obicei tije de conectare master-and-slave, prin care un piston (pistonul cel mai de sus din animație) are o tijă master cu atașare directă la arborele cotit. Pistoanele rămase fixează atașamentele tijelor de legătură la inele în jurul marginii tijei principale.

motoarele Multi-bancare cu mulți cilindri, cum ar fi motoarele V12, au puțin spațiu disponibil pentru multe jurnale de bielă pe o lungime limitată a arborelui cotit. Cea mai simplă soluție, așa cum este utilizată în majoritatea motoarelor de mașini rutiere, este ca fiecare pereche de cilindri să împartă un jurnal de manivelă, dar acest lucru reduce dimensiunea rulmenților tijei și înseamnă că potrivirea (adică. opus) cilindrii din diferite bănci sunt ușor decalate de-a lungul axei arborelui cotit (ceea ce creează un cuplu balansoar). O altă soluție este utilizarea tijelor de legătură master-and-slave, unde tija principală include, de asemenea, unul sau mai mulți pini de inel care sunt conectați la capetele mari ale tijelor slave de pe alți cilindri. Un dezavantaj al tijelor master-slave este că cursele pistoanelor slave vor fi puțin mai lungi decât cele ale pistonului principal, ceea ce crește vibrațiile motoarelor în V.

unul dintre cele mai complicate Exemple de tije de legătură master-and-slave este motorul de avion experimental Junkers Jumo 222 cu 24 de cilindri dezvoltat pentru al doilea război mondial. Acest motor era format din șase bănci de cilindri, fiecare cu patru cilindri pe bancă. Fiecare „strat” de șase cilindri a folosit o bielă principală, iar celelalte cinci cilindri folosind tije slave. Au fost construite aproximativ 300 de motoare de testare, însă motorul nu a ajuns la producție.

Fork-and-blade rodsEdit

Fork and Blade rods

div>

tijele cu furcă și lamă, cunoscute și sub denumirea de „tije cu capăt mare”, au fost utilizate pe motoarele de motociclete v-twin și pe motoarele de aeronave V12. Pentru fiecare pereche de cilindri, o tijă „furcă” este împărțită în două la capătul mare și tija „lamei” din cilindrul opus este subțiată pentru a se încadra în acest spațiu din furcă. Acest aranjament elimină cuplul de balansare care este cauzat atunci când perechile de cilindri sunt decalate de-a lungul arborelui cotit.

un aranjament comun pentru rulmentul cu capăt mare este ca tija furcii să aibă un singur manșon larg de rulment care se întinde pe întreaga lățime a tijei, inclusiv golul central. Tija lamei rulează apoi, nu direct pe crankpin, ci pe exteriorul acestui manșon. Acest lucru face ca cele două tije să oscileze înainte și înapoi (în loc să se rotească una față de cealaltă), ceea ce reduce forțele de pe rulment și viteza suprafeței. Cu toate acestea, mișcarea rulmentului devine, de asemenea, alternativă, mai degrabă decât rotație continuă, ceea ce reprezintă o problemă mai dificilă pentru lubrifiere.

motoarele notabile pentru utilizarea tijelor cu furcă și lamă includ motorul de aeronave Rolls-Royce Merlin V12 și diverse motoare de motociclete Harley Davidson V-twin.