Biela

A biela é o componente esguio que faz a ponte entre um pistão e a cambota no interior de um motor de combustão interna de movimento alternado. A sua existência resolve um problema geométrico fundamental: o pistão desloca-se em linha reta, a subir e a descer no cilindro, mas o motor tem de entregar movimento rotativo para acionar as rodas. Sem um meio que traduza um movimento no outro, a energia libertada pela combustão não poderia ser aproveitada como binário útil. Cada cilindro de um motor convencional possui a sua própria biela, pelo que um quatro cilindros leva quatro e um V8 leva oito.

Do ponto de vista mecânico, a biela tem três zonas. O pé liga, através do perno do pistão (cavilhão), de forma articulada ao pistão; o corpo ou haste suporta a carga; e a cabeça, mais larga, abraça o moente da cambota. A cabeça é dividida em duas metades aparafusadas entre si para poder ser montada sobre o moente excêntrico, com uma fina casquilho de chumaceira lisa colocado entre a biela e o moente, alimentado por óleo sob pressão. Quando o pistão desce no tempo de explosão, a biela empurra lateralmente o moente e, por este se encontrar desviado do eixo da cambota, o impulso linear converte-se num binário de rotação. A mesma articulação trabalha em sentido inverso nos restantes tempos, com a inércia da cambota a arrastar o pistão de novo para cima.

As cargas que a biela suporta são severas e invertem-se continuamente. Em cada ciclo é alternadamente comprimida durante a combustão e tracionada quando trava o pistão no topo do curso, esforço este que aumenta acentuadamente com o regime do motor. Uma biela tem, por isso, de ser muito resistente e rígida à compressão para resistir à encurvadura, mas o mais leve possível, já que a sua massa acresce às forças alternadas e rotativas que o motor tem de conter. Esta tensão entre robustez e leveza condiciona todo o seu projeto.

A maioria das bielas é forjada em aço, pela excelente relação resistência-peso, ao passo que os motores de competição e de alto desempenho recorrem frequentemente a alumínio ou titânio forjados para reduzir a massa alternada, e alguns motores a gasolina de grande série utilizam bielas sinterizadas ou de cabeça fraturada, de fabrico económico e preciso. A característica secção em I ou em H maximiza a rigidez com o mínimo de material.

Por se situar no coração do percurso das forças do motor, a rotura de uma biela é das avarias mais catastróficas. Uma biela partida ou projetada, resultado frequente de excesso de rotações, falta de óleo na chumaceira da cabeça ou hidrobloqueio, pode perfurar o bloco, episódio descrito como o motor a "partir uma biela". Tal dano implica quase sempre a reconstrução total ou a substituição do motor, razão pela qual a alimentação de óleo às chumaceiras e os limites de rotação são tão importantes na prática.