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Una biela es el enlace metálico rígido que convierte el movimiento lineal (ascendente y descendente) de un pistón en el movimiento de rotación de un cigüeñal. Típicamente hecha de acero forjado o aleación de aluminio, pivota sobre un cojinete de pie de biela en el pasador del pistón y un cojinete de cabeza de biela en la muñequilla del cigüeñal. En un motor de cuatro cilindros, cuatro bielas trabajan en secuencia; en un V8, ocho. La biela está bajo un estrés inmenso, experimentando tensión durante la carrera de escape y compresión durante la carrera de potencia, y debe sobrevivir millones de ciclos sin fallar.

Las bielas varían significativamente según el tipo de motor y la aplicación. Los motores de gasolina automotrices suelen utilizar secciones transversales en forma de I o H para el peso y la rigidez. Las bielas de diésel de servicio pesado son más gruesas y utilizan forjas de mayor calidad para manejar las mayores presiones generadas por la ignición por compresión. Algunos motores de alto rendimiento utilizan bielas de titanio para reducir la masa recíproca, mejorando la respuesta del motor pero a un costo considerable. La longitud de la biela, generalmente entre 120 y 160 milímetros en los motores de automóviles de carretera, afecta la relación diámetro-carrera e influye en el comportamiento del motor.

Fallo y mantenimiento

El fallo de la biela suele ser el resultado de la falta de lubricación, la fatiga por exceso de revoluciones o el daño por impacto de un cojinete girado. Cuando una biela falla catastróficamente, el pistón puede golpear la culata o el bloque, causando daños catastróficos al motor. Las bielas dobladas, que pueden resultar de un bloqueo hidráulico (ingesta de agua), solo son detectables mediante una medición cuidadosa y no se pueden enderezar de forma segura. Los cambios de aceite regulares protegen los cojinetes del pie y la cabeza de biela que permiten que la biela se articule; la negligencia aquí es el camino más común hacia el fallo de la biela en servicio.

El pie de biela aloja un pasador de pistón flotante que puede girar libremente o estar ajustado a presión, según el diseño del motor. La cabeza de biela debe dividirse para permitir el montaje alrededor de la muñequilla del cigüeñal; esta unión se asegura con pernos que deben apretarse a especificaciones exactas, típicamente entre 30 y 50 newton-metros según el motor. Los pernos de biela son un punto común de fallo cuando se reutilizan sin reemplazo, ya que pierden precarga después del estiramiento inicial.

El desarrollo de motores modernos considera el diseño de la biela como crítico para la eficiencia y la durabilidad. Una menor masa reduce las fuerzas inerciales y permite mayores velocidades del motor. Los materiales de mayor resistencia permiten secciones más delgadas. El modelado por computadora de la distribución de tensiones en la biela ha hecho que los diseños modernos sean más resistentes a la fatiga. La biela sigue siendo uno de los componentes que más trabaja en cualquier motor, y su fiabilidad sustenta la fiabilidad del propio motor.