FICHAbiela-manivela

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BIELA-MANIVELA
Los mecanismos de transformación se encargan de convertir movimientos rectilíneos (lineales)
en movimientos de rotación (giro), y al revés. Con un diseño adecuado de los elementos del sistema, se
pueden conseguir las velocidades lineales o de giro deseadas. Bajo este punto de vista, los mecanismos
de transformación se pueden entender también como mecanismos de transmisión. Entre otros
mecanismos de transformación, aparte del de Biela-manivela, también tenemos : Tornillo–tuerca, Leva y
Piñón-cremallera.
BIELA
PISTÓN
m = manivela
En este mecanismo, el movimiento rectilíneo alternativo de un pistón o émbolo provoca el movimiento de
rotación de una manivela . Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujón inicial o
un volante de inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de la
manivela y viceversa. El movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se
mueve. Este mecanismo se usa en los motores de muchos vehículos, se trata de los motores de
combustión interna. La combustión se produce en el interior de la máquina. Dentro de este tipo de
máquinas, tenemos los motores utilizados por los automóviles, por ejemplo el motor de explosión, que
aprovecha el efecto de la combustión para actuar directamente sobre los elementos móviles.
Principio de funcionamiento: El ciclo de cuatro tiempos completo se realiza en cuatro carreras del
pistón (dos vueltas del cigüeñal), tal como indica la fig.
Primer tiempo: El pistón, al descender desde el punto superior, crea un cierto vacío en el cilindro que
hace que éste aspire la mezcla gaseosa combustible, a través de la válvula de admisión que permanece
abierta.
Segundo tiempo: La válvula de admisión se cierra cuando el pistón llega al punto inferior, entonces éste
comienza a subir de nuevo comprimiendo la carga hasta llegar al punto más alto.
Tercer tiempo: Instantes antes de que finalice la carrera de compresión se produce la inflamación del
combustible, con el consiguiente aumento de la presión y temperatura. El pistón es proyectado de nuevo
hacia abajo, produciéndose trabajo.
Cuarto tiempo: Una vez que el pistón llega a la parte inferior se abre la válvula de escape, el pistón
asciende y los gases de la combustión son evacuados al exterior. Cuando llega el pistón a la parte
superior, la válvula de escape se cierra y se abre la de admisión. En este momento comienza de nuevo
el ciclo.
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EXPLOSIÓN DEL
COMBUSTIBLE
El recorrido máximo que efectúa el pistón se llama carrera del pistón. Los puntos extremos del recorrido
corresponden a dos posiciones diametralmente opuestas de la manivela. Por lo tanto, el brazo de la
manivela (distancia m del eje al punto de unión con la biela) equivale a la mitad de la carrera del pistón.
El pistón completa dos carreras por cada vuelta de la manivela.
El cálculo de la velocidad máxima que adquiere el pistón es más complicado, y depende básicamente de
la longitud de la biela.
2m = carrera del pistón
1ª posición:el desplazamiento del
pistón es máximo
2ª posición: el desplazamiento es
igual a la distancia -m.
3ª posción: el desplazamiento del
pistón es mínimo, -2m.
4ª posición: el desplazamiento es
igual que en la 2ª posición
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