Tecnologia de biela: uma colaboração entre empresas e clientes

Por que a tecnologia é tão interessante? Para mim, é porque sempre muda. Não importa o que seja, e não importa o quão bom façamos algo, sempre nos esforçamos para torná-lo melhor. Também há tecnologia comprovada que vem de testes, mas mais importante, uso e abuso no mundo real – um exemplo disso são as bielas.

Não sei se as bielas suportam mais ou menos abuso do que qualquer outro componente do motor, mas certamente é de uma maneira diferente. Uma breve olhada nas forças que atuam em uma biela me fez sentir mais como se estivesse entrando em matemática científica avançada do que aprendendo sobre os componentes do motor, mas sei o suficiente para entender que é tudo sobre ciência e matemática, então não fiquei surpreso.

Em vez de tentar entender isso, achei mais fácil obter o ponto de vista daqueles que ganham a vida com tecnologia e vislumbrar os aspectos mais recentes do design de bielas. A primeira etapa da minha busca por informações me levou à CP-Carrillo.

A Carrillo Industries, conhecida por suas bielas de alto desempenho desde sua fundação em 1963, foi adquirida pela CP Pistons em 2008 e desde então é conhecida como CP Carrillo. Sua rica história de corrida e seu nome são familiares aos construtores de motores.

Christoph Wachmann me deu um resumo do desenvolvimento de suas bielas. Seus avanços mais recentes na tecnologia de bielas para corridas de arrancada são novas ligas de alumínio de alta resistência, tratamentos térmicos e rotas de processo. Para várias aplicações de bielas de aço, ligas de aço de alta resistência, tratamentos térmicos e designs leves estão entre os novos desenvolvimentos mais recentes. "E por último, mas não menos importante, estão as novas abordagens de design para otimização do sistema como um conjunto pistão-biela", acrescentou Wachmann.

Historicamente, as falhas mais comuns que eles veem estão relacionadas a um parafuso/processo de montagem defeituoso, resultando em carga insuficiente na braçadeira do parafuso. Eles também veem falhas na viga por meio de eventos de pico de pressão do cilindro, resultado de batidas ou problemas de temporização.

Ao projetar tecnologia para novas hastes, eles começam com um projeto e sua rotina de testes inclui simulação de elementos finitos, testes de pulsação e testes de motor, repetidos continuamente conforme necessário. "O teste de pulso pode fornecer um feedback muito bom sobre possíveis problemas estruturais", diz Wachmann. "O teste do motor ainda é necessário para verificação de possíveis problemas dinâmicos e desgaste das faces de contato e rolamentos."

O maior desafio do projeto da biela, explicou Wachmann, é encontrar o melhor compromisso de peso leve, durabilidade e desempenho do sistema com o pistão e o conjunto do virabrequim, e tentar encontrar esse compromisso dentro do limitado espaço disponível.

O projeto de bielas engloba uma série de fatores, incluindo peso e resistência. Wachmann observou que a rigidez em certas áreas é muito importante para evitar a ovalização da extremidade grande e o desgaste do rolamento, e seu comportamento dinâmico (frequências de ressonância) também é crítico, tornando esses aspectos importantes do projeto.

Wachmann disse que os segmentos de desempenho mais exigentes com os quais trabalham são Sprint Cars, Micro Sprint Cars e NHRA Top Fuel. A maior parte do feedback que eles recebem que afeta o projeto da biela está centrada no espaço disponível dentro de um motor que é afetado por outros componentes, como contrapesos, jatos de óleo e coroas de pistão.

"Para se destacar dos fabricantes de motores, a CP-Carrillo se concentra na qualidade imaculada, durabilidade repetível e peso leve", diz Wachmann.

O que aprendi com Wachmann me deu uma boa compreensão do mundo do desenvolvimento de bielas, muito mais do que fórmulas matemáticas complexas teriam feito, e eu também tinha outra etapa da jornada pela frente.

Consegui obter algumas informações sobre o assunto com Trip Manley, da Manley Performance Products. Um nome que é sinônimo da indústria automobilística, a Manley Performance foi originalmente fundada em 1966 por Hank Manley. Suas primeiras décadas de negócios foram marcadas por relacionamentos com clientes como Don Garlits, Bo Laws, Joe Mondello, Bill Jenkins e "Jungle Jim" Liberman.