Rolamento da biela: dispositivo, finalidade, especificações, características de operação e reparo
Um motor de combustão interna funciona girando o virabrequim. Ele gira sob a ação de bielas, que transmitem forças ao virabrequim a partir dos movimentos de translação dos pistões nos cilindros. Para que as bielas funcionem em conjunto com o virabrequim, é usado um rolamento de biela. Este é um rolamento deslizante na forma de dois meios anéis. Fornece a possibilidade de rotação do virabrequim e operação a longo prazo do motor. Vamos dar uma olhada mais de perto neste detalhe.
descrição geral
O rolamento da biela (também conhecido como bucha) é um rolamento de manga. Ele é instalado na cabeça inferior da biela e fecha o pescoço do virabrequim. A peça é composta por dois semi-anéis de aço com um revestimento especial que reduz o atrito. Os meios anéis têm ranhuras para lubrificação e um meio anel tem um orifício de abastecimento de óleo.
O rolamento da biela não tem contato direto com o munhão do virabrequim. As peças esfregam de maneira hidrodinâmica especial devido ao filme de óleo formado no espaço entre o munhão do eixo e o mancal.
Condições de operação das camisas do motor
Devido à formação de um filme de óleo, uma concentração local de cargas é evitada. Mas se certas condições forem criadas, o regime hidrodinâmico normal do rolamento mudará para um misto. Isso pode acontecer se não houver pressão de óleo suficiente no motor, o conjunto estiver sob cargas pesadas, a viscosidade do óleo for baixa, o lubrificante estiver superaquecido e a rugosidade no eixo e na superfície do mancal aumentar. Além disso, o modo misto pode ocorrer devido a óleo sujo, deformação dos rolamentos e defeitos geométricos.
Neste modo misto, o mancal da biela pode entrar em contato com a superfície do munhão do virabrequim, o que pode levar ao desgaste, aumento do desgaste e sinterização do eixo com o mancal.
Materiais e suas características
Os materiais para a fabricação dessas peças devem ter muitas características e propriedades que às vezes se contradizem. Em geral, o material determina a confiabilidade e a qualidade do rolamento. A diferença entre os diferentes modelos está no material e no revestimento antifricção.
Portanto, o material deve ter resistência à fadiga suficiente: são as cargas cíclicas máximas que o elemento pode suportar por um número ilimitado de ciclos. Se esta carga for excedida, rachaduras começarão a aparecer devido à fadiga do metal.
Outra propriedade importante é a resistência do material à presa. Esta é a capacidade do material dos mancais principal e da biela de resistir à sinterização com o metal do eixo em contato direto.
A resistência ao desgaste é a propriedade de um material manter suas dimensões geométricas, apesar da presença de abrasivos no lubrificante, e também sob a condição de contato direto com o virabrequim. O material deve ser funcional. Isso significa que o rolamento deve compensar pequenos defeitos no virabrequim e na sede da biela por meio de desgaste ou deformação localizada. O material deve ser capaz de reter abrasivos e sujeiras que circulam no óleo. Outra qualidade importante é a resistência à corrosão.
A operação longa e confiável dos rolamentos da biela do motor é alcançada apenas pela combinação de materiais de alta resistência com a suavidade de especialistas. O forro deve ser macio e duro ao mesmo tempo. Pode parecer paradoxal, mas os produtos modernos combinam todas essas características.
Dispositivo de rolamento
De fato, o material do qual essas peças são feitas é muito mais importante do que as características geométricas. O mancal liso consiste em várias camadas. Existem elementos bimetálicos e elementos trimetálicos.
Os semi-mancais da biela são feitos de uma base de aço. O aço fornece às peças a rigidez necessária, bem como a estanqueidade.
Em seguida, vem a segunda camada – revestimento antifricção. É bastante espesso: a espessura é de 0,3 milímetros. A espessura desta camada é muito importante para o rolamento. Pode ser enrolado mesmo com grandes defeitos no eixo. O rolamento tem propriedades de alta absorção. A composição da camada antifricção inclui seis a vinte por cento de estanho, bem como dois a quatro por cento de silício. A liga também pode conter elementos como níquel, cobre, manganês, vanádio.
Aqui, além da base de aço, há também uma camada de cobre: além do cobre, contém até 25% de chumbo e até 5% de estanho. O revestimento antifricção é feito de uma liga à base de estanho e chumbo. O revestimento não é espesso, cerca de 20 mícrons. Essa espessura fornece resistência à fadiga, mas as propriedades antifricção são reduzidas. Além disso, entre as camadas principal e intermediária, o revestimento é revestido com níquel; a espessura não excede 2 µm.
Recursos de operação
Durante a operação, o rolamento da biela se desgasta, e esta é a primeira razão pela qual ele é trocado. Não importa o quanto o proprietário do carro tente proteger esses itens, as leis da física cobram seu preço e isso não pode ser evitado. A camada antifricção é apagada, o virabrequim tem folga, a pressão do óleo e a quantidade de lubrificante são reduzidas. Como resultado, devido ao aumento do atrito, ocorrem avarias.
Outra situação é a rotação dos revestimentos. Este também é um motivo para substituir. O revestimento é simplesmente colado ao pescoço do virabrequim. O motor pára. Entre os motivos estão graxa espessa com grande quantidade de resíduos, falta de óleo, não observância dos torques de aperto dos mancais da biela.
Conclusão
Como você pode ver, os revestimentos são peças pequenas, mas muito importantes para a operação sem problemas do motor. Sem eles, o motor simplesmente não funcionaria. São produtos tecnológicos capazes de suportar cargas pesadas, altas temperaturas e velocidades exorbitantes. E é precisamente por causa da presença de revestimentos no motor que você precisa trocar o óleo com mais frequência – a sujeira mata os rolamentos. Os elementos em si não são tão caros, mas para substituí-los, você deve desmontar completamente o motor. Este trabalho não é fácil, requer conhecimento, experiência e muito tempo.
