¿Qué es una Biela de Pedal de Bicicleta? Definición y Función

La biela, un componente esencial en los motores de combustión, comparte un principio similar con la biela de un pedal de bicicleta. En esencia, la biela conecta el cigüeñal con el pistón, que es fundamental para la combustión dentro del cilindro. Por lo tanto, podemos definir la biela como el elemento mecánico que transmite movimiento, ya sea por tracción o compresión, a través de la articulación de otras partes de una máquina o motor.

En este artículo, exploraremos en detalle qué es una biela, de qué está hecha, sus partes, los diferentes tipos que existen y cuál es su función en el proceso de combustión del motor.

Materiales de Fabricación de una Biela

La biela debe ser extremadamente resistente a las tensiones y temperaturas, pero también lo más ligera posible, dado que es un elemento móvil dentro del motor. Los materiales más comunes son las aleaciones con base de acero, titanio o aluminio. En la mayoría de los casos, se utiliza la técnica de la forja y, en menor medida, el mecanizado.

Partes Principales de una Biela

Una biela se divide en tres partes principales:

• Cabeza de la biela: Es la parte con el orificio de mayor tamaño que abraza la muñequilla del cigüeñal. Actúa como una abrazadera con dos mitades. Una de las mitades está unida al cuerpo y la otra, llamada sombrerete, se une a la otra con tornillos. Dicha abrazadera sujeta un casquillo metálico o rodamiento que posteriormente abraza la muñequilla del cigüeñal.
• Cuerpo: Es la parte central alargada que debe soportar las mayores tensiones. La sección puede tener forma de H, de cruz o de I.
• Pie: Es la pieza que abraza el eje del pistón y cuenta con un diámetro inferior al de la cabeza. En él se introduce un casquillo a presión, que posteriormente aloja un cilindro metálico que cumple la función de unir la biela al pistón.

Tipos de Biela

La cabeza de la biela y su unión al sombrerete pueden variar en forma, lo que permite clasificarlas en diferentes tipos:

• Biela aligerada: Es una biela en la que el ángulo que forman las dos mitades de la cabeza no es perpendicular al eje longitudinal del cuerpo.
• Biela enteriza: Se trata de un tipo de biela en la que la cabeza no incluye el sombrerete desmontable, por lo que forma un todo solidario con el cigüeñal o debe separarse a través de muñequillas desmontables.

Factores que Influyen en el Tamaño de una Biela

Las dimensiones de una biela dependen directamente del tamaño del cigüeñal del motor. Esto está determinado por el régimen de rotación máximo. Cuanto más elevado sea este régimen, menor diámetro se requerirá, aunque también se necesitarán muñequillas de mayor tamaño. De igual modo, un mayor número de cilindros y una mayor longitud del cigüeñal exigen una mayor rigidez y un incremento en el diámetro de las muñequillas.

Función de la Biela en el Proceso de Combustión del Motor

La biela juega un papel crucial en el ciclo de combustión de un motor de cuatro tiempos. Para entenderlo mejor, veamos cada fase:

1. Admisión: El proceso se inicia cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior (punto más alto) y termina cuando llega al punto muerto inferior (punto más bajo). La válvula de admisión está abierta y la de escape cerrada. El movimiento descendente crea un efecto de succión que hace que la mezcla entre en la cámara de combustión. El cigüeñal ha girado 180 grados y el árbol de levas 90 grados. La biela ha hecho que el pistón baje.
2. Compresión: Se inicia al llegar el pistón al punto muerto inferior. La válvula de admisión se cierra, ascendiendo el pistón por acción de la biela y reduciendo el volumen de la cámara de combustión. Ello comprime la mezcla. El cigüeñal ya ha dado una vuelta completa, mientras que el árbol de levas ha completado un giro de 180 grados.
3. Explosión: Al comprimirse por completo la mezcla y permanecer las válvulas de admisión y escape cerradas, la bujía crea una chispa que quema la mezcla. La explosión generada empuja el pistón y la biela hacia abajo. El cigüeñal ha completado un giro total de 540 grados, mientras que el árbol de levas ha rotado 270 grados.
4. Escape: Se inicia cuando el pistón vuelve al punto muerto inferior y la válvula de escape se abre, propiciando que este vuelva a ascender y expulse los gases resultantes de la explosión. A continuación, se repite el ciclo. El cigüeñal ha recorrido dos vueltas completas y el árbol de levas una.

En un motor de dos tiempos, se completa todo el proceso con un único giro del cigüeñal.

• Primer tiempo: Comprende las fases de compresión y aspiración, en las que el pistón asciende y comprime la mezcla de aire, combustible y aceite. Esto crea un vacío en el cárter y, al finalizar su recorrido, el pistón deja libre una lumbrera u orificio de aspiración que permite que el cárter se llene de nuevo con la mezcla.
• Segundo tiempo: Consta de fase de explosión y escape. La bujía crea una chispa que prende la mezcla comprimida, creando una explosión que empuja el pistón y la biela hacia abajo. Eso provoca que la mezcla se comprima en el interior del cárter. La biela eleva el pistón, que libera el canal de escape del cilindro, saliendo los gases resultantes.

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