Nella meccanica, la biella è un piccolo elemento meccanico che serve a collegare due altri meccanismi necessari a dare al sistema un moto rotatorio e traslatorio. Nelle automobili, tale meccanismo è applicato nel sistema biella-manovella del motore, e serve a trasformare il moto rettilineo alternato in un moto rotatorio continuo, e viceversa.

Precisamente, nei motori delle automobili è collegata, alle sue estremità, col una manovella che appartiene all'albero motore, e con un pistone. In questo modo, fa in modo che accada quella rotazione che fa variare la posizione angolare rispetto a pistone e manovella.

Composizione della Biella del motore

E' costituita da tre parti principali, che sono la Testa, collegata alla manovella; il piede, detto anche cappello, che è collegato in maniera vincolante al pistone; e per finire il fusto, ovvero la parte fra le due altre estremità, che ha diverse forme.

Viste le caratteristiche e lo scopo cui è destinata, deve essere composta da un materiale assai resistente alle varie sollecitazioni cui è sottoposta. Infatti, la biella subisce azioni sia lungo il proprio asse, sia altre sollecitazioni flettenti a seconda del ciclo del motore.

I materiali in cui più spesso è fabbricata la biella sono la plastica, le leghe di alluminio; ma questi due materiali hanno di recente lasciato il posto all'acciaio al Nichel Cromo Molibdeno, e al Titanio. Quest'ultimo materiale è utilizzato in particolar modo per le bielle ad uso sportivo.

Per dare maggiore resistenza alla biella in Titanio e acciaio, è necessario sottoporle a lavorazioni particolari, quali la lavorazione dal pieno, o le cosiddette sabbiatura (procedimento meccanico attraverso cui viene erosa la parte più superficiale di un materiale, con un getto di sabbia ed aria) e la pallinatura.

Le varie parti 

Esistono vari tipi di testa di biella. L'esempio più classico è quella scomponibile. In questo tipo la testa è spaccata in due parti. Il semicerchio che si ottiene dalla divisione è denominato cappello.

Il cappello serve a unirla alla manovella attraverso l'utilizzo di un paio di viti. Questa tecnica è usata specialmente nei motori pluricilindrici o in quelli monocilindrici ma economici. L'altro tipo è quella in un unico pezzo; in questo tipo di testa non si può suddividere, e va unita alla manovella dell'albero motore composito, affinché possa alloggiarvi sia la biella che il cuscinetto. E' usata in particolare nei motori a monocilindro.

Piede e fusto della Biella del motore

Il piede esistente nei motori è quello formato da un pezzo solo, unito al pistone attraverso un apposito spinotto che consente la tenuta grazie anche a due anelli Seeger inseriti nel foro di alloggiamento dello spinotto del pistone stesso. Il fusto è l'elemento fondamentale, in quanto la sua costituzione permette ad essa di essere leggera e lunga. Il fusto ha una sezione che può declinarsi in varie forme, quali ad esempio la I, la doppia T e la H.

Le altre parti meccaniche oltre la Biella del motore

Oltre alla biella, che ricordiamo essere l’organo che serve a trasmettere la pressione del pistone al bottone di manovella, nell’insieme ci sono anche altre parti di lavoro, come le bronzine e l’albero motore. La testa della biella gira sull’albero a gomito con interposizione di una bronzina rivestita di metallo bianco antifrizione (lega fusibile a bassa temperatura 300°-360° C. composta di zinco, stagno 84-88%, antimonio 7-9%, rame 4-6% e piombo 0.65%). Il tutto per evitare grippamenti. Nei motori Diesel fortemente compressi si usano cuscinetti d’acciaio guarniti di metalrosa.

I cosiddetti bronzi al piombo o metalrosa sono gusci di acciaio rivestiti di un’amalgama di rame e piombo, adattato mediante procedimenti brevettati. Le proprietà principali di queste parti sono una bassa durezza che si mantiene costante alle diverse temperature, fusione totale 1050°, inizio trasudamento piombo 350°, plasticità, alto potere antifrizionante, alto punto di fusione e possibilità di montare su alberi non induriti. Nei motori a V, W e a stella, dove le bielle devono articolarsi sullo stesso bottone di manovella con una notevole superficie per sopportare le spinte (5-6 tonnellate) dovute alle pressioni di scoppio, i sistemi adottati possono essere leggermente diversi.

Biella del motore

L’albero motore, altro elemento imprescindibile quando si parla di queste parti meccaniche, può essere di svariate forme. Il compito principale dell’albero motore è quello di raccogliere il lavoro del pistone e distribuirlo nelle altre fasi. Inoltre dà movimento a tutti gli organi (ad esempio distribuzione, raffreddamento, lubrificazione) ed ad una estremità porta l’elica, oppure volano e frizione.

L’albero motore è costruito di acciaio di Nichel-Cromo stampato ad altissima resistenza e resilienza; privo di ogni angolo buio, che sarebbe invito alla rottura, è fucinato per le fibre che devono seguire un andamento simile a quello dei bracci delle manovelle. E’ forato internamente per l’alleggerimento e per consentire il passaggio dell’olio di lubrificazione.

Quali problemi possono sorgere alla biella?

A causa delle intense e frequenti sollecitazioni, un suono un po’ inusuale alla biella motore con molte probabilità è indicativo di uno sbiellamento, cioè un problema alla biella, il quale modifica la sua forma, o che provoca un danneggiamento, oppure che esce dalla sua abituale posizione. Il primo step verso il problema è un varco di possibilità nella bronzina superiore o nel cuscinetto inferiore. L’incremento dell’oscillazione libera e realizza una maggiore forza e velocizza l’usura.

L’uso del mezzo motorizzato a giri troppo alti o a ripetizioni eccessive per un lasso di tempo estremamente lungo, rappresenta una delle cause della biella motore danneggiata. Tra le numerose fragilità, interessati sono anche i bulloni di presa della manovella, o di alcuni elementi difettosi alla base. A tutto ciò, si aggiungono gli agenti esterni, i quali possono intervenire, come l’ingresso dei liquidi (esemplare è il caso in cui l’auto percorre pozzanghere molto profonde, come i sottopassaggi inagibili).

Nel caso in cui la biella si dovesse distruggere o uscire fuori dalla postazione, il motore inizia a muoversi in modo proporzionale ai suoi giri. La possibile rottura o il casuale danneggiamento della biella è più costante nei motori stantii, o in quelle tipologie di motore a due tempi con una cilindrata contenuta e con elementi meccanici le cui dimensioni sono ridotte e capace di  raggiungere anche 10mila giri ogni minuto. Nel corso di questi casi è necessario sostituire l’albero motore o l’intero insieme della biella.

Nella maggior parte dei casi, la precauzione più ottimale è quella per cui si devono scegliere solo elementi validi e analizzare una gestione del motore valida dei parametri e delle tante performance considerate dal produttore. Se dagli scarichi esce, per esempio, del fumo bianco, questo è indicativo rispetto al fatto che il problema si è inoltrato al cilindro, il quale si è bucato.

Infine, il ulteriore elemento di prevenzione risiede nella selezione del lubrificante: questo infatti va selezionato sulla base delle caratteristiche della casa della macchina e va costantemente mantenuto negli standard e modificato nel corso del tempo. Un olio che è scaduto o degradato, non possiede la capacità di lubrificare gli elementi meccanici, incrementando le probabilità di rottura.

L'articolo è stato scritto dalla Redazione di ElaMedia Group

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