Collega il pistone all'albero motore e trasmetti la forza esercitata sul pistone all'albero motore, convertendo il movimento alternativo del pistone in movimento rotatorio dell'albero motore.
Il gruppo biella è composto da corpo biella, cappello di biella, boccola di biella, boccola di biella e bulloni (o viti) della biella. Il gruppo biella è soggetto alla forza del gas esercitata dal perno del pistone, alla propria oscillazione e alla forza inerziale alternata del gruppo pistone. L'entità e la direzione di queste forze variano periodicamente. Pertanto, la biella è soggetta a carichi alternati come compressione e trazione. La biella deve possedere sufficiente resistenza alla fatica e rigidità strutturale. Una resistenza alla fatica insufficiente può spesso causare la rottura del corpo biella o dei bulloni, con conseguenti gravi danni all'intera macchina. Se la rigidità è insufficiente, si verificherà una deformazione per flessione del corpo biella e una deformazione ovalizzante della testa di biella, con conseguente usura eccentrica del pistone, del cilindro, dei cuscinetti e del perno di manovella.
Struttura e composizione
Il corpo della biella è costituito da tre parti: la parte collegata al perno del pistone è detta estremità piccola della biella; la parte collegata all'albero motore è detta estremità grande della biella; e la parte che collega l'estremità piccola all'estremità grande è detta corpo della biella.
L'estremità più piccola della biella è costituita principalmente da una struttura anulare a parete sottile. Per ridurre l'usura tra la biella e il perno del pistone, una boccola in bronzo a parete sottile viene pressata nel foro dell'estremità più piccola. Vengono praticate delle scanalature, tramite foratura o fresatura, nella testa e nella boccola per consentire all'olio di penetrare nelle superfici di accoppiamento della boccola di lubrificazione e del perno del pistone.
L'albero della biella è una lunga asta ed è soggetto a forze considerevoli durante il funzionamento. Per evitare che si pieghi e si deformi, il corpo della biella deve possedere una rigidità sufficiente. Per questo motivo, la maggior parte degli alberi delle bielle dei motori automobilistici utilizza sezioni a I, che consentono di minimizzare la massa mantenendo rigidità e resistenza adeguate, mentre le sezioni a H sono utilizzate nei motori ad alta resistenza. Alcuni motori utilizzano l'estremità inferiore della biella per spruzzare olio di raffreddamento sul pistone, e pertanto è necessario praticare un foro passante in direzione longitudinale sul corpo della biella. Per evitare concentrazioni di stress, il collegamento tra il corpo della biella e l'estremità inferiore e quella superiore presenta una transizione graduale con un ampio arco.
Per ridurre le vibrazioni del motore, la differenza di qualità tra le bielle di ciascun cilindro deve essere ridotta al minimo. In fabbrica, durante l'assemblaggio del motore, le bielle vengono generalmente raggruppate in base alla massa, espressa in grammi, delle estremità grande e piccola.
Nei motori a V, i cilindri corrispondenti delle file di sinistra e di destra condividono un perno di manovella, e le bielle sono di tre tipi: bielle parallele, bielle a forcella e bielle principali e ausiliarie.
Principale forma di danno
Le principali forme di danneggiamento delle bielle sono la frattura da fatica e la deformazione eccessiva. Solitamente, le fratture da fatica si localizzano in tre zone ad alta sollecitazione sulla biella. Le condizioni di lavoro della biella richiedono che quest'ultima abbia elevata resistenza e resistenza alla fatica; richiede inoltre sufficiente rigidità e tenacità. Nella tecnologia tradizionale di lavorazione delle bielle, i materiali utilizzati sono generalmente acciai temprati e rinvenuti come l'acciaio 45, il 40Cr o il 40MnB, che presentano una durezza maggiore. Pertanto, i nuovi materiali per bielle prodotti dalle case automobilistiche tedesche, come l'acciaio microlegato ad alto tenore di carbonio C70S6 non temprato e rinvenuto, l'acciaio forgiato serie SPLITASCO, l'acciaio forgiato FRACTIM e l'acciaio forgiato S53CV-FS, ecc. (tutti conformi alle norme DIN tedesche), pur avendo un'elevata resistenza, sono molto sensibili alla concentrazione delle sollecitazioni. Pertanto, sono richiesti requisiti rigorosi per quanto riguarda la forma della biella, l'eccesso di raccordi, ecc., e occorre prestare attenzione alla qualità della lavorazione superficiale per migliorare la resistenza alla fatica, altrimenti l'applicazione dell'acciaio legato ad alta resistenza non produrrà l'effetto desiderato.
