Ce sunt bielele,boltul si cuzinetii?

Principiul de funcționare al unui motor cu ardere internă constă în transformarea energiei produse în urma arderii amestecului aer-combustibil în lucru mecanic, disponibil la arborele cotit. Mecanismul motor este ansamblul de piese care face posibilă preluarea și transmiterea forței de presiune a gazelor din cilindru către arborele cotit.

Foto: Piston și bielă motor 6.2L 8V Chevrolet Corvette
Sursa: GM

    Biela face parte din mecanismul motor și are rolul de a prelua forța de apăsare a pistonului pe care o transmite arborelui cotit. De asemenea, biela împreună cu fusul maneton al arborelui cotit, transformă mișcarea de translație a pistonului în mișcare de rotație la arborele cotit.

Foto: Bielă motor 7.0L 8V Chevrolet Corvette (material - titan)
Sursa: GM

    Extremitatea bielei la care se prinde pistonul se numește picior. Corpul bielei face legătura între picior și cap (care se fixează de fusul maneton al arborelui cotit). Capul bielei are o parte demontabilă, numită capac, care servește la prinderea bielei de arborele cotit.

Foto: Părțile componente ale bielei
Sursa: Wikimedia Commons

1. piciorul bielei (unde se prinde pistonul cu ajutorul bolțului)
2. corpul bielei
3. piulită
4. cuzinet
5. șurub
6. capacul bielei

    Biela trebuie să reziste la solicitări mecanice intense produse de forța de presiune a gazelor și de inerția pieselor în mișcare. Pistonul se fixează de piciorul bielei prin intermediul unui bolț. Acesta este fixat în bielă și se poate roti în locașurile pistonului. Între piciorul bielei și bolț nu există contact direct, între acestea fiind inserată o bucșă din metal mai moale (bronz) care are rolul de a reduce frecările.

Foto: Piston și bielă motor 6.2L 8V Chevrolet Corvette
Sursa: GM

1. bielă (picior cu bucșă inserată)
2. piston
3. segmenți
4. bolț
5. inel de fixare
6. șurub
7. cuzinet

    Pentru prinderea capacului bielei se utilizează două șuruburi. Soluțiile mai noi de biele nu prevăd și piulițe pentru șuruburi, acestea fiind înfiletate direct în capac. Pe capac cât și pe bielă sunt prevăzute știfturi și orificii care să permită montarea capacelor doar într-o singură poziție. La un motor, capacele bielelor nu sunt interschimbabile, tot timpul un capac va fi montat la aceeași bielă.

    Bielele sunt fabricate din oțeluri aliate de înalte rezistență în unele cazuri, pentru motoare de înaltă performațe, se utilizează biele pe bază de titan.

    Bolțul pistonului realizează legătura articulată între piston și bielă. Forma bolțului este cilindrică cu orificiu interior pe toată lungimea. Rezistența mecanică a bolțului trebuie să fie ridicată deoarece este supus solicitărilor de comprimare, forfecare și îndoire. Datorită condițiilor grele de funcționare și a necesității rezistenței la uzură bolțul se execută din oțel aliat.

Foto: Bolț piston

    Pentru a avea o rezistență sporită la uzură bolțul se supune unor tratamente termice de durificare (călire prin curenți de înaltă frecvență). La motoarele termice pentru automobile bolțul este flotant, între bolț, umeri pistonului și piciorul bielei existând un joc. Datorită acestui joc, în timpul funcționării motorului se creează o peliculă de ulei între piesele în mișcare care amortizează șocurile și reduce frecările.

Foto: Tipuri de inele de fixare a bolțului în pistonului

    Pentru a limita deplasarea axială a bolțului în locașurile pistonului, bolțul se fixează cu ajutorul unor inele metalice amplasate în canele speciale din piston. Limitarea jocului este necesară deoarece un joc excesiv poate antrena apariția unor tensiuni mecanice care ar putea duce la deformarea pistonului.

    Cuzinetul se montează în capul bielei, între bielă și arborele cotit. Pe fiecare bielă sunt montați cîte doi cuzineți, unul în capac iar celălalt pe bielă. Un cuzinet este format dintr-un strat metalic subțire acoperit de un strat antifricțiune care vine în contact cu fusul arborelui cotit.

Foto: Cuzineți cap bielă

    Între cuzinet și arborele cotit se prevede un joc care să permită formarea unui strat hidrodinamic de ulei pentru reducerea frecării. Pentru respectarea acestui joc strângerea capacelor bielei se va face întotdeauna la cuplul specificat de constructorul motorului.

    Fiecare cuzinet are pevăzut câte un pinten de fixare care are rolul de a poziționa corect cuzinetul și în același timp asigură montarea cuzinetului doar pe capac sau doar pe bielă. Ca și capacele bielelor, cuzineții nu sunt interschimbabili, ei se montează tot timpul pe aceeași piesă.

    În timpul funcționării motorului, datorită unei presiuni insuficiente a uleiului, stratul hidrodinamic de ulei nu se mai formează și din acest motiv apar uzuri pronunțate ale cuzineților. Lipsa peliculei de ulei duce și la apariția unui zgomot metalic datorită frecării uscate. Inspecția cuzineților se face vizual, prin demontarea acestora și orice defect presupune înlocuirea lor.

    Dacă exploatarea motorului se face corespunzător toate piesele mecanismului motor nu necesită întreținere, reparație sau înlocuire. Biela se poate defecta (deforma) doar în anumite situații speciale.

Foto: Deformarea bielei datorită pătrunderii apei în cilindri
Sursa: Wikimedia Commons

    Se poate întâmpla ca, din diferite motive, apa să pătrundă în cilindri. Datorită faptului că apa este incompresibilă, la sfârșitul cursei de comprimare apar forțe foarte mari care conduc la deformarea extremă a bielei. În aceste cazuri este recomandat ca toate componentele mecanismului motor să fie înlocuite deoarece forțele extreme apărute, chiar dacă nu au deformat vizibil piesele, să afecteze jocurile normale de montaj.

 

Sursa: http://www.e-automobile.ro/