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Biella ed albero a gomiti: smontaggio, verifica e rimontaggio

Da Programmazione Software.

Biella: generalità

La biella è l'organo di collegamento tra il pistone, animato di moto alternativo, e l'albero a gomiti, animato di moto rotativo; ed è appunto quell'elemento che con il suo moto complesso di traslazione e parziale rotazione intorno allo spinotto, permette di realizzare la trasformazione di un moto alternativo in uno rotativo. In essa si possono distinguere tre parti principali ( fig. 64 ): la testa che abbraccia il bottone di manovella dell'albero a gomiti; il piede che abbraccia lo spinotto, ed il corpo che collega i due precedenti elementi. La testa è divisa in due, in corrispondenza di un piano diametrale generalmente normale all'asse della biella. La parte asportabile è il cappello che è collegato alla parte unita al corpo di biella mediante due o quattro bulloni passanti ( raramente con prigionieri ) e con dadi provvisti di coppiglie autobloccanti. Il piano di unione tra il corpo ed il cappello è qualche volta inclinato rispetto all'asse della biella, allo scopo di ottenere un minor ingombro trasversale e permettere così che la biella possa essere smontata, sfilandola con il pistone dall'alto del cilndro La testa di biella può essere ricoperta direttamente, nella parte interna, di metallo bianco antifrizione e può alloggiare un cuscinetto con guscio in acciaio rivestito di metallo bianco antifrizione, diviso in due metà come la testa stessa; in tale caso la rotazione dei due cuscinetti è impedita da una grano posto, generalmente, in corrispondenza dell'asse longitudinale del corpo o, più modernamente da uno speciale risalto. Il corpo di biella essendo sollecitato dalle forze d'inerzia dovute al movimento alternativo del pistone e rotativo dell'albero a gomiti, oltre che dalla pressione esercitata dall'esplosione dei gas, è uno degli organi più sollecitati. Inoltre esso deve avere il minor peso possibile per ridurre le forze d'inerzia. Pertanto la forma deve ssere tale che la minor sezione presenti il maggior momento d'inerzia. La forza a doppio T è quella più usata in quanto, ai requisiti sopraccennati, accoppia quelli di una facile lavorazione. Gli attacchi alla testa e al piede sono ottenuti con ampi raccordi onde non creare punti di sollecitaione concentrata e passaggi di sezione pericolosi. Le bielle sono costruite di stampo, in acciaio al carbonio cromo-nichel o al cromo-molibdeno-vanadio. Nel caso in cui si hanno forti sollecitazioni e in cui è richiesta la massima leggerezza ( motori ad alto regime, motodi da corsa ) vengono pure costruite bielle stampate in duralluminio. Raramente sono impiegate bielle a sezione circolare. La lunghezza della biella, misurata tra la mezzeria del piede e della testa ( fig. 64 ) è normalmente riferita alla corsa. Di solito si usa dare al rapporto, lunghezza della biella: corsa, un valore variabile da 1,8 a 2,1 tenendo presente che allungnado la biella, cioè per i valori maggiori del rapporto, la pressione laterale del pistone diminuisce e quindi rende più difficile l'ovalizzazione del cilindro, mentre aumentano gli ingombi e il peso e quindi le forse di inerzia. Il piede, che collega la biella col pistone mediante lo spinotto, è generalmente provvisto di una boccola ( cuscinetto ) in bronzo, forzata in esso. Solo nel raro caso in cui lo spinotto è bloccato sull'occhio mediante vite di pressione ( fig. 65 ), tale boccola è assente. La sua lubrificazione è ottenuta per mezzo dell'olio proiettato dal manovellismo, attraverso un foro o un taglio praticato sul piede di biella ( fig. 64 ) oppure per mezzo di olio sotto pressione proveniente dall'albero motore attraverso un foro lungo il corpo di biella ( fig. 66 ). Nei motori a V la testa di biella può assumere diverse forme; la più usata è quella rappresentata in fig. 67. Come si vede le due bielle si accavallano in corrispondenza del bottone di manovella e, mentre una mantinee la forma normale di quella di un motore in linea, l'altra ha la testa forgiata a forchetta.

Inconvenienti delle bielle. Le bielle possono essere rotte, incrinate, deformate. Le cause di tali guarsti sono da attribuirsi a:

  • difetto di materiale;
  • difetti di costruzione e montaggio;
  • sollecitazioni anormali.


Difetti di materiale. Le bielle sono normalmente di acciaio stampato ( in alcuni casi di lega leggera ) e montate greggie, oppure lavorate in tutta la loro superficie soprattutto per ragioni di peso. Nello stampaggio si possono generare dell sfaldature che, se profonde, compromettono la resistenza e sono causa di rotture o incrinature. Nella lavorazione delle superfici:

  1. si può aver asportato più materiale del dovuto, ragion per cui il materiale steso risulta troppo sollecitato e può rompersi;
  2. si può aver trascurata l'esecuzione dei raccordi delle angolature, dando così inizio a incrinature;

La biella rotta o incrinata, sia essa di acciaio o di lega leggera, deve essere sostituita. Nessuna riparazione è consigliabile. Le saldature risulterebbero difficili e la resistenza di un organo, tanto sollecitato ed importante, verrebbe compromessa. Ciò risulta evidente se si fa il bilacio fra il costo della biella nuova ed il danno che quella riparata potrebbe provocare rompendosi nuovamente.

Difetti di costruzione e montaggio Nelle lavorazioni inerenti alla costruzione ed al montaggio, possono essere stati trascurati allineamenti, tolleranze, giochi ecc. come ad esempio il parallelismo dell'asse della testa con quella del piede di biella; i rasamenti dei cuscinetti rotanti sull'albero, ecc.