Μπιέλα: Δουλεύοντας υπό πίεση!

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.487
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ

Η μπιέλα είναι το εξάρτημα του κινητήρα που δέχεται την μεγαλύτερη καταπόνηση​

supertech.rods2_28318.jpg

Μπορεί η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι σχετικά απλή όμως πρόκειται για κάτι ιδιαίτερα πολύπλοκο που αποτελείται από πολλά εξαρτήματα. Μικρές αλλαγές και τροποποιήσεις σε οποιοδήποτε από αυτά μπορεί να αλλάξει δραστικά τον τρόπο που αυτός λειτουργεί. Ένα από αυτά είναι και η μπιέλα και ίσως κανένα άλλο μέρος του κινητήρα δεν καλείται να διαχειριστεί τόσο μεγάλες δυνάμεις. Ας δούμε λοιπόν τι είναι και πώς λειτουργεί.

Τι κάνει;
Ο ρόλος της μπιέλας είναι να συνδέει το πιστόνι και τον στροφαλοφόρο άξονα γι`αυτό και βρίσκεται ανάμεσά τους. Μετατρέπει την κινητική ενέργεια από την παλινδρομική κίνηση του πιστονιού σε περιστροφική μέσω του στροφάλου. Τρία είναι τα σημεία που ξεχωρίζουν σε μια μπιέλα: το άνω (μικρό) άκρο, το κυρίως στέλεχος και το κάτω (μεγάλο) άκρο. Το άνω άκρο συνδέεται με το πιστόνι, μέσω ενός πείρου, ενώ το κάτω άκρο συνδέεται με τον στροφαλοφόρο άξονα με ρουλεμάν ή κουζινέτα. Στους περισσότερους σύγχρονους κινητήρες το κάτω άκρο είναι διαιρούμενο, ώστε να είναι ευκολότερη η συναρμολόγηση.



Πώς κατασκευάζεται;
Στις μέρες μας δυο είναι οι επικρατέστεροι τύποι μπιέλας: οι σφυρήλατες και οι billet. Κάθε τύπος έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του, αλλά όταν χρησιμοποιούνται ποιοτικά υλικά το αποτέλεσμα είναι η παραγωγή πολύ ισχυρών τελικών προϊόντων.
  • Σφυρήλατες


Η διαδικασία της σφυρηλάτησης περιλαμβάνει καλούπια, υψηλή θερμοκρασία και μεγάλη πίεση. Ένα κομμάτι μέταλλο, θερμαίνεται, ώστε να γίνει εύπλαστο και τοποθετείται στο καλούπι, όπου διαμορφώνεται κάτω από υψηλή πίεση για να αποκτήσει το σωστό σχήμα. Στη συνέχεια αφαιρείται το περιττό μέταλλο και διαμορφώνονται τα δυο άκρα της. Το τελικό φινίρισμα τη φέρνει στο σωστό βάρος και ολοκληρώνει τη διαδικασία.
Το σημαντικότερο μειονέκτημα των σφυρήλατων μπιελών είναι το αρχικό κόστος παραγωγής. Η κατασκευή των καλουπιών είναι ιδιαίτερα ακριβή διαδικασία και κάθε σχέδιο μπιέλας χρειάζεται και διαφορετικό καλούπι. Αυτό σημαίνει ότι η αλλαγή στον σχεδιασμό της μπιέλας απαιτεί την κατασκευή νέου καλουπιού ή την αλλαγή στην τελική διαδικασία κατεργασίας. Όμως, η διαδικασία της σφυρηλάτησης προσφέρει αυξημένη αντοχή, αφού η μοριακή δομή του ατσαλιού αλλάζει και είναι συμφέρουσα για μια εταιρεία που κατασκευάζει μεγάλο αριθμό μπιελών, ενώ η αντικατάστασή της δεν κοστίζει ακριβά.
  • Billet



Οι billet μπιέλες κατασκευάζονται από ένα ενιαίο κομμάτι μετάλλου, το οποίο μπορεί να είναι ατσάλι, αλουμίνιο ή τιτάνιο. Η σχεδίασή τους γίνεται σε ηλεκτρονικό υπολογιστή μέσω προγράμματος CAD και στη συνέχεια το μέταλλο κόβεται και παίρνει σχήμα με υψηλή πίεση νερού ή μηχανήματα CNC.
Το γεγονός ότι η διαδικασία δεν περιλαμβάνει καλούπια, κάνει εύκολες τις αλλαγές στον σχεδιασμό, ενώ με τα ίδια μηχανήματα μπορούν να κατασκευαστούν διαφορετικές μπιέλες, από μοτοσυκλέτας μέχρι τράκτορα. Το μειονέκτημα των billet μπιελών εντοπίζεται στη μοριακή δομή του μετάλλου, η οποία δεν είναι τόσο ισχυρή σε σχέση με τις σφυρήλατες και χρειάζονται πιο συχνά αντικατάσταση. Οι μπιέλες αυτές δεν παράγονται μαζικά και η κατασκευή τους παίρνει περισσότερη ώρα, οπότε μπορεί να έχουν αυξημένο κόστος σε σχέση με τις σφυρήλατες. Όμως, το μικρό τους βάρος τις καθιστά ιδανικές για κινητήρες υψηλής απόδοσης, όπου τα απόλυτα νούμερα είναι το ζητούμενο.

Πηγη www.mototriti.gr
 

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.487
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
Μπιέλες τιτανίου, αλουμινίου, σφυρήλατες, χυτές



Ποιες είναι οι καλύτερες μπιέλες; Οι ατσάλινες; Οι σφυρήλατες; Οι τιτανίου; Οι αλουμινένιες; ΌΛΕΣ είναι η σωστή απάντηση, αφού το υλικό και η μέθοδος κατασκευής της μπιέλας, εξαρτώνται από τον τύπο του κινητήρα και το είδος της δουλειάς που θέλουμε να κάνει. Έτσι, ακόμα και αν το ζητούμενο είναι οι απόλυτες επιδόσεις, το ποιο είδος μπιέλας είναι κατάλληλο για τον κινητήρα μας, το καθορίζει η χρήση.



Χυτές (Ατσάλινες)
Οι χυτές ατσάλινες μπιέλες είναι το πιο κοινό είδος και χρησιμοποιείται στο 99% των κινητήρων παραγωγής. Για την κατασκευή τους γίνεται απλή χύτευση ατσαλιού στο καλούπι. Είναι πιο σκληρές και άκαμπτες από τις αλουμινένιες, αλλά πιο *****ές από τις σφυρήλατες και τις τιτανίου. Σαφώς υπάρχουν διαφορές στην ποιότητα, καθώς η περιεκτικότητα σε άνθρακα δεν είναι σε όλες η ίδια και ο κάθε κατασκευαστής χρησιμοποιεί διαφορετικής ποιότητας ατσάλι, ώστε να ταιριάζει με την απόδοση του συγκεκριμένου κινητήρα. Αυτό του τύπου οι μπιέλες είναι ιδανική επιλογή για κινητήρες χαμηλής και μέσης ειδικής ισχύος.
Πλεονεκτήματα
Εύκολη διαδικασία παραγωγής
Χαμηλό κόστος αντικατάστασης
Μειονεκτήματα
Περιορισμένη αντοχή στις υψηλές καταπονήσεις



Σφυρήλατες (Ατσάλινες)

Σφυρήλατες είναι οι ατσάλινες μπιέλες που έχουν υποστεί σκλήρυνση μέσω συμπίεσης. Η μέθοδος αυτή έχει σκοπό να δώσει συγκεκριμένη κατεύθυνση στη μοριακή δομή του ατσαλιού (στην περίπτωσή μας κατά μήκος της μπιέλας) με αποτέλεσμα να αυξηθεί η μηχανική αντοχή. Έτσι, μια σφυρήλατη μπιέλα μπορεί να αντέξει μεγαλύτερες δυνάμεις από μια χυτή. Οι κατασκευαστές εκμεταλλεύονται αυτό το χαρακτηριστικό, είτε για να μειώσουν το υλικό και να φτιάξουν ελαφρύτερες μπιέλες με την ίδια αντοχή των χυτών, είτε για μεγαλύτερη αξιοπιστία σε κινητήρες παραγωγής με πολύ μεγάλη ειδική ισχύ (π.χ. Supersport, Superbike, Motocross κτλ).
Πλεονεκτήματα
Ανθεκτικότητα στις ισχυρές καταπονήσεις
Λογικό κόστος κατασκευής
Λογικό βάρος

Μειονεκτήματα
Αν μιλάμε για κινητήρες παραγωγής δεν έχουν μειονεκτήματα. Για αγωνιστική χρήση υπάρχουν καλύτερες επιλογές

Συνεχιζεται....
 

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.487
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
Μπιέλες τιτανίου, αλουμινίου, σφυρήλατες, χυτές

medium.jpg

Τιτανίου
Είναι το σκληρότερο και ελαφρύτερο υλικό που μπορείς να χρησιμοποιήσεις για να φτιάξεις μια μπιέλα. Σχεδόν όλοι οι αγωνιστικοί κινητήρες έχουν τέτοιου είδους μπιέλες καθώς είναι οι πιο κατάλληλες όταν το ζητούμενο είναι οι πολύ υψηλές στροφές και ακραίες τιμές γραμμικής ταχύτητας εμβόλου. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται και σε εξωτικές μοτοσυκλέτες παραγωγής (Ducati Superleggera, MV Agusta F4 CC, Yamaha R1M κ.τ.λ)

Πλεονεκτήματα
Ακαριαία μεταφορά δυνάμεων στον στρόφαλο
Ταχύτατη άνοδος στροφών
Δυνατότητα επίτευξης υψηλής γραμμικής ταχύτητας εμβόλου
Μειονεκτήματα
Λόγω σκληρότητας καταπονούν υπερβολικά τα κουζινέτα στροφάλου και τον ίδιο τον στρόφαλο. Γι΄αυτό σπάνια χρησιμοποιούνται σε αγώνες endurance από ιδιωτικές ομάδες με μικρό budget




Αλουμινίου
Οι μπιέλες αλουμινίου είναι οι πιο ογκώδεις και *****ές απ’ όλες, ενώ όπως γνωρίζουμε, το αλουμίνιο έχει μνήμη και συσσωρεύει τις καταπονήσεις που δέχεται. Γι΄αυτούς τους λόγους οι μπιέλες αλουμινίου χρησιμοποιούνται στους… ισχυρότερους κινητήρες του κόσμου! Όταν σκοπεύεις να φτιάξεις ένα κινητήρα που βγάζει περισσότερους από 200 ίππους ανά κύλινδρο, οι αλουμινένιες μπιέλες είναι μονόδρομος. Οι κινητήρες Dragster που βγάζουν 2000-3000 ίππους (με turbo και nitro) έχουν μπιέλες αλουμινίου διότι αν είχαν πιο σκληρές θα έσπαγε ο στρόφαλος. Οι μπιέλες αλουμινίου μπορούν και απορροφούν το αρχικό “χτύπημα” της εκτόνωσης του εμβόλου και μεταφέρουν πιο ομαλά την δύναμη προς τον στρόφαλο.

Πλεονεκτήματα
Προστατεύουν τον στρόφαλο από τις καταπονήσεις
Μειονεκτήματα
Είναι αναλώσιμο ανταλλακτικό και πρέπει να αντικαθιστάται συχνά καθώς συσσωρεύει τις καταπονήσεις
Είναι ογκώδεις και δημιουργούν χωροταξικά προβλήματα στον σχεδιασμό των κάρτερ



Πηγη www.motomag.gr
 
Top Bottom