Aktif olarak kullandığımız otomobillerimizi aslında ne kadar tanıyoruz ? Marşa bastığımız zaman tekerleklerimize kuvvet nasıl aktarılıyor ? Evlerimizde daha sık vakit geçirmemize sebep olan pandeminin sıcak günlerinde bunun gibi soruları cevaplamaya çalışacağız. Bugün ise konumuz biyel kolu.
Nedir Bu Biyel Kolu ?
Biyel kolu içten yanmalı ve buharla çalışan motorlarda, pistonu krank miline bağlayan, hareketi pistondan alıp krank miline ileten parçadır. Krank milinin hareketini sağlar. Pistonun düşey doğrultuda yaptığı hareketin, krank milinde dairesel hareket haline gelmesini sağlayan ana elemandır. Pistonun aşağı hareketinde sıkıştırmaya, yukarı hareketinde gerilmeye maruz kalır. Sürekli olarak zıt kuvvetlerin etkisi altındadır.
İmalatında Hangi Malzeme Tercih Edilir ?
Otomotiv sektöründe genel olarak dövme çelik veya alüminyum alaşımlar tercih edilmesine rağmen kullanım amacına göre bronz, dökme demir hatta hafif olması hedefleniyorsa titanyum dahi kullanılabilir. Malzeme seçimi pistonun maruz kalacağı kuvvete ve biyel kolunu kullanarak krank miline aktaracağı döndürme kuvvetine bağlıdır. Eğer malzemenin sertliği hedefleniyor ise çelik ve çelik alaşım malzemeler kullanılır. Ancak malzeme kalıcı deformasyona uğradığında gözlemlenmek isteniyor ise o zaman dökme demir kullanılabilir. Bunu şu şekilde açıklayabiliriz. Demir bir çubuk sert ancak yeteri kadar kuvvete maruz kaldığında bükülebilir bir nesnedir. Ancak malzeme büküldükten sonra hala fiziksel olarak deformasyonu kaldırabilecek niteliktedir. Bu sebeple inşaatlarda kolon içlerinde demir kullanılır. Binanın olası bir yıkım anında esneyip enerjiyi depolayabilmesi hedeflenir. Çelik çubuk ise bükmesi daha zor ancak fiziki deformasyon gözlemlendikten sonra kırılmaya daha yatkın bir malzemedir. Malzeme seçimi uygulanacak sürekli kuvvet ve basınç göz önünde bulundurularak yapılır.
İmalat Yöntemleri
Biyel kolları döküm kalıp yöntemleri kullanılarak yaygınlıkla üretilmektedir. Bu süreçte CNC dövme makineleri kullanılarak istenen malzeme yüksek sıcaklıkta dövülür. Bu süreç tam otomasyon veya yarı otomasyon sistemleri kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Biyel Kolu Neden Kırılır ?
Biyel kolu sürekli olarak zıt kuvvetlerin etkisi altında olan bir parçadır. Bu zıt kuvvetler mühendislikte “yorgunluk” adı verilen kırıma sebep olur. Yorgunluk kavramı imal edilmiş bir parçanın maruz kaldığı sürekli kuvvetlerin sonucunda zaman içinde eski mukavemetini kaybetmesini esas alır. Piston aşağı inerken sıkışma, yukarı çıkarken gerilme tipi strese maruz kalan kol ömrünü bir noktada tamamlayacaktır. Önemli olan tasarlanmış parçanın hedeflenen zamanda kırıma uğramasıdır. Burada göz ardı edilmemesi gereken diğer bir unsur ise ani sıcaklık değişimleri ve sürekli olarak bir termal strese maruz kalınmasıdır.
