Pro #1 Performance

DISEÑO DE BIELAS A MEDIDA PARA CUALQUIER APLICACIÓN

Para todos aquellos que necesiten simplemente LO MEJOR, o sus necesidades no se puedan satisfacer mejorando las piezas de serie mediante forjado superficial o criogenización, Pro #1 Performance  ofrece un servicio integral de ingeniería para el diseño, desde cero, de las bielas para su motor. Conozcamos antes, un poco más de este elemento mecánico VITAL.

La biela es la responsable de transmitir el movimiento del pistón al cigüeñal. Esta tarea, a priori sencilla, lleva consigo enormes cargas mecánicas que el pistón, a su vez, transmite a la biela.

Pocos son capaces de imaginar las enormes cargas a que esta pieza se ve sometida. Baste decir, como ejemplo, que una biela de Honda CBR 600 RR sufre un esfuerzo de extensión de 1,6 Toneladas en el PMS cuando el motor gira a 14000 rpm y ronda el mismo valor de compresión cuando la mezcla explota. Todo esto se debe soportar cíclicamente cientos de veces por segundo sobre una superficie de material fundido de escasamente ¡¡¡80mm2 !!!. Un turismo de pista por ejemplo, como un BMW M3, no baja de las 2,5 Toneladas de carga sobre las bielas a unas 8500-9000 rpm.

Lo que sí resulta mucho más familiar, desafortunadamente, son las roturas de motor, que en realidad son, en el 99% de los casos, roturas de bielas. Personalmente suelo considerar el resto como “averías” ya que generalmente se pueden reparar y/o sustituir las piezas afectadas. Una rotura de bielas suele acarrear daños catastróficos en los cilindros, cárteres , culata etc... que obligan casi siempre a cambiar el motor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bielas P#1P para Honda CBR 600 RR 2003-2005. Perfiles H, I y + respectivamente.

En base a lo anterior, se puede asegurar sin temor que el cambio de bielas por otras especiales es una de las mejores, si no la mejor, inversión que se puede realizar en un motor de carreras.  A lo largo de mi vida profesional he visto motores con enormes gastos en preparación que luego se esfumaban tras una rotura de biela, arruinando todo lo invertido en cigüeñal, pistones, o incluso culata (destrozando válvulas y cámara de combustión) y aprovechando en el mejor de los casos los árboles de levas, el cambio y ¿tres pistones, como mucho?. Por el contrario , también he visto motores de turismo con bielas de carreras, (soy testigo directo de un Clio Williams de Montaña) revolucionarse hasta las ¡¡¡¡13800rpm!!!, evidentemente en un error de cambio, sin otra consecuencia que el susto del piloto y mi asombro al ver la adquisición de datos posterior.

Resulta, por consiguiente,  sencillo comprender lo crítico que resulta el diseño de un elemento cuya misión se combina con un movimiento complejo alternativo de traslación y rotación. Como en el resto del tren alternativo, es esencial aunar la máxima ligereza con un resistencia mecánica suficiente que garantice la más rápida respuesta del motor y su fiabilidad.

En Pro #1 Performance  utilizamos cálculo y diseño por elementos finitos para la fabricación de bielas a medida (alterando o no la razón biela/manivela) en aleaciones de acero o titanio. Los perfiles de fabrican en I H (tipo Carrillo) ó + (en cruz)  según el cliente o la aplicación, para lograr piezas hasta más del doble más resistentes que las originales y notablemente más ligeras.
 

 

 

Biela Fiat Punto Gr.A 230CV. 9000 rpm. 


En primer lugar se realiza un diseño preliminar según los datos geométricos del motor, así como una estimación de la longitud óptima en función de las rpm máximas, diagrama de distribución, peso y carrera del pistón.

Con esta información se realizan los primeros diseños con ayuda de una herramienta CAD CAM de última generación que permite generar la geometría, evaluando simultáneamente el peso, volumen, interferencias con otros elementos del motor, centro de gravedad, momentos de inercia respecto a los tres ejes etc.

Con la utilización de estos medios se reduce considerablemente el tiempo de diseño, se minimizan riesgos y errores y , en definitiva, se consiguen costes mucho más bajos de producción y venta incluso para pedidos únicos de diseños a medida de cada caso particular.

 

 

 

 

Seguidamente, con ayuda del cálculo por elementos finitos, se analizan y evalúan los distintos estados tensionales a los que la pieza está sometida con el objeto de afinar el diseño en aquellas zonas en las que es necesario aportar material o donde sea posible reducirlo para lograr una pieza lo más ligera posible.

Evidentemente, todo ello en función del material elegido para la fabricación, bien sea acero o titanio, en sus diversas aleaciones.

                                    

Análisis mecánico de tensiones por elementos finitos de una biela Pro #1 Performance

Tras múltiples iteraciones de diseño y análisis se llega al resultado final de donde se obtienen los planos de fabricación para el mecanizado final, bien mediante máquina CNC o mediante forja.

 

                               

 En Pro #1 Performance podemos diseñar cualquier biela para cualquier aplicación bajo los más altos niveles de calidad y fiabilidad.

Consúltenos sin compromiso.
                                                            
Ramón Rey. 
Ingeniero de D+D

Ingeniería de la Velocidad  ©2004