Come è fatta la biella?

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Le bielle dei motori automobilistici non molto sollecitati sono sovente in ghisa a grafite sferoidale e il procedimento produttivo è la colata in sabbia. Quando però le sollecitazioni sono più elevate (motori a ciclo Otto di alta potenza specifica, turbodiesel), di norma si impiega l’acciaio e le bielle vengono realizzate per forgiatura, anche se ciò comporta costi di produzione maggiori. In qualche caso si fa ricorso alla sinterizzazione. Gli acciai impiegati sono generalmente da bonifica, legati con nichel, cromo e/o molibdeno se le condizioni di lavoro sono particolarmente severe, con resistenze a trazione che spesso sono superiori a 1000 MPa. Il materiale deve avere una considerevole tenacità e pertanto, dopo il trattamento, la sua durezza  generalmente non è elevata: in media è compresa tra 30 e 34 punti Rockwell (solo in pochi casi si arriva dalle parti di 38 o poco più). Una discreta diffusione, per il risparmio economico che consentono di ottenere, hanno da qualche tempo le bielle in acciaio microlegato. Per migliorare la resistenza a fatica non di rado le bielle vengono sottoposte a pallinatura controllata (shot peening). Pure la nitrurazione viene talvolta impiegata. Nei motori da competizione si utilizzano pressoché universalmente bielle in lega di titanio, materiale dalle caratteristiche meccaniche analoghe a quelle dei migliori acciai ma dalle densità assai inferiore. Il loro costo proibitivo ne impedisce la diffusione sui motori di serie. In alcuni motori di modeste prestazioni e di cilindrata ridotta, destinati prevalentemente ad impiego industriale, cantieristico o agricolo, si usano talvolta delle bielle in lega di alluminio. Nella maggior parte dei monocilindrici per moto e in tutti i motori a ciclo Otto a due tempi (destinati a scooter, kart, motoseghe, fuoribordo, etc…) le bielle sono in acciaio da cementazione e vengono indurite a livello degli occhi. In questi casi infatti lavorano su cuscinetti volventi, con piste di rotolamento ricavate direttamente nel perno di manovella (o nello spinotto) e negli occhi della testa e del piede. La durezza viene portata a valori dell’ordine di 60-62 punti Rockwell, mediante cementazione seguita da tempra. Alle pareti interne degli occhi viene impartita una elevatissima finitura superficiale mediante rettifica seguita da lappatura o da lucidatura. Di norma la testa della biella è in un sol pezzo (ossia priva di cappello amovibile) e l’albero a gomiti è di tipo composito (più parti assemblate alla pressa).

Il posizionamento del cappello
Per consentire il montaggio, le bielle dei motori con albero a gomiti in un sol pezzo che lavora su bronzine hanno la testa scomponibile, in quanto dotata di un cappello amovibile, che viene fissato per mezzo di viti e che deve essere posizionato con la massima precisione possibile. Per ottenere questo oggi si fa ricorso spesso al raffinato sistema delle superfici di frattura coniugate. Non tutti i materiali però consentono di impiegarlo. Negli altri casi si impiegano pertanto dei grani di centraggio, delle bussole calibrate o viti con la parte centrale del gambo accuratamente calibrata. Talvolta sulle superfici di unione del cappello e della biella si praticano delle dentature triangolari di posizionamento. Le viti sono molto sollecitate e vengono realizzate in acciai speciali o in superleghe; la loro resistenza a trazione  in certi casi può raggiungere valori superiori a 1800 MPa.

 

2 Commenti

  1. Salve Matteo. Grazie per il suo commento. Normalmente sulle bielle viene riportato il nome del produttore, come possono essere Malossi o Pankl o altri e non vengo scritti a mano. Poi a volte possiamo ritrovare il numero di serie progressivo oppure il numero del lotto o della commessa. Le bielle poi soggette a test e/o esami superficiali o simili, o per la formazione o catalogazione interna, è consuetudine riportare un codice identificativo direttamente sulla stessa, scritto questa volta con un pennarello. La foto quindi riportata nell’articolo di Massimo Clarke è una di 6 foto con le quali lo stesso Clarke spiega le differenze produttive delle bielle. Mi auguro di avere dato una risposta alla sua domanda.

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