Biela - Manivela.


Este mecanismo tiene por objeto transformar un movimiento rectilíneo alternativo100305.gif
en uno circular, o viceversa.

Cuando se trata de transformar movimiento rectilíneo alternativo en circular (como es el caso de los motores térmicos o de cobustión interna y máquinas de vapor), el movimiento rectilíneo es transformado mediante un sistema que consta de tres elementos: la manivela que se fija al eje; la cruceta, que se desliza sobre la colisa o deslizadera; y la biela, que une la cruceta y la manivela, transformando el movimiento. La parte de la cruceta que se desliza sobre la colisa se denomina patín. Para que el movimiento sea uniforme, este mecanismo ha de tener solidario al eje de la manivela un volante para que con su inercia regularice el movimiento.

Los puntos en los que el pistón invierte su sentido de movimiento se llaman puntos muertos, y en ellos la velocidad del pistón es nula. Estos puntos son dos, y en ambos la biela y la manivela se encuentran alineadas:
- Punto muerto superior.
- Punto muerto inferior.

Se denominan así porque, habitualente, el pistón se mueve verticalmente y la manivela se encuentra por debajo del pistón.

Si la longitud de la manivela es lm y la de la biela lb, el pistón en el punto muerto inferior se encuentra a una distancia lb-lm del punto de giro de la manivela. En el punto muerto superior dicha distancia es lb+lm. Por lo tanto, el desplazamiento del pistón desde el punto muerto inferior al superior, también conocido por carrera del pistón, es 2lm.



Motores de combustión interna.


En los motores de combustión interna habitualmente se usa la transformación del movimiento lineal en circular (pistón-biela-cigüeñal).

Al producirse la explosión en el cilindro, debido a la quema de un hidrocarburo mezclado con oxígeno, el pistón se desplaza y provoca un cuarto de giro de la manivela.

Los siguientes tres giros, de 90º cada uno, se encargan de hacerlos los otros tres pistones, en orden secuencial. El elemento que coloca adecuadamente cada pistón en el lugar que le corresponde es el cigüeñal.

El cigüeñal está formado por un árbol acodado con unos muñones que se apoyan sobre soportes por medio de cojinetes y unas muñequillas donde se colocan las bielas. Este elemento trabaja a flexión y torsión. Con objeto de conseguir un equilibrio estático y dinámico, se colocan los contrapesos.

En cada una de las muñequillas se acopla una biela, mediante tornillos. En el extremo opuesto de la biela va colocado un bulón o pasador, que facilita la unión entre biela y pistón.

Motores de Gasolina

Motores de Diesel

Motores de Dos Tiempos


Máquinas de vapor.

Una máquina de vapor es un motor de combustión interna que transforma la energía de una cierta cantidad de vapor de agua en trabajo mecánico. En esencia el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas: habiéndose generado previamente el vapor en la caldera por calentamiento directo mediante la quema de algún combustible —carbón o madera en sus inicios, derivados del petróleo y gas natural con posterioridad— el vapor es introducido en el cilindro arrastrando el émbolo o pistón en su expansión; empleando un mecanismo de biela-manivela éste se puede transformar en movimiento de rotación de, por ejemplo, el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial expulsando el vapor de agua. El ciclo se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga, es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.