Constructia Automobilului

  • Upload
    bestbock

  • View
    8.405

  • Download
    120

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Curs Universitar la disciplina Constructia Automobilului analogic Fratila

Citation preview

__________________________________

Rusu Sergiu

AUTOMOBILULConstrucia. ntreinerea. Repararea.

Chiinu1

n lucrare sunt tratate problemele despre cunoaterea, ntreinerea tehnic i repararea automobilelor cu destinaia, prile componente i procesul de lucru. Prezint interes instalaiile de injecie de benzin, cutiile de viteze automate etc. n compartimentul ntreinerea tehnic i repararea automobilelor sunt descrise metodele de diagnosticare, dereglrile n mecanismele i instalaiile automobilelor, defectele n exploatare i procedeele de lichidare. Coninutul este ilustrat prin partea grafic de peste 230 figuri. Este adresat elevilor, audienilor din colile profesionale i alte instituii de specialitate. Poate fi folosit i de ali specialiti i automobiliti.

2

Partea I.

CONSTRUCIA AUTOMOBILULUI

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Partea I. NOIUNI GENERALE DESPRE AUTOMOBIL 1. Construcia general a automobilelorAutomobilul constituie o unitate mecanic de transport rutier destinat pentru a transporta bunuri materiale, pasageri i pentru executarea unor lucrri speciale. El const din piese, subansambluri, ansambluri, mecanisme i instalaii. Piesa este unitatea de asamblare primar, elementul cel mai simplu. Subansamblul este o unitate de asamblare mai complex, compus din mai multe piese. Ansamblul este unitatea de asamblare mai superioar cu rol mai bine conturat. Mecanismul este un ansamblu din componena unei maini, instalaii care are rol de a transforma o micare sau alt rol. Instalaia constituie totalitatea a mai multor organe cu funcii comune. Automobilul este unitatea final de asamblare. Prile componente de baz ale unui automobil (fig.1.1) sunt: motorul, caroseria i asiul.

Fig. 1.1 Automobilul cu puntea motoare n fa i motorul dispus transversal: 1-radiator; 2-motorul; 3-acumulator; 4-filtrul aer; 5-servomecanismul vacuumatic i pompa central; 6-suportul Mc.Pherson suspensiei din fa; 7-sob de nclzit; 8-cutia de viteze cu transmisia principal; 9-volanul; 10-maneta de cuplare a treptelor de viteze; 11-maneta frnei de parcare; 12- amortizorul de zgomot suplimentar; 13-caroseria; 14-rezervor de carburant; 15,16,17-suspensii i amortizorul punii din spate; 18-roata schimb; 19-amortizorul zgomot principal; 20-frna tambur roii din spate; 21-coloana de rulare; 22-arbore planetar; 23-frna disc din fa; 24-bara de stabilizare.

Motorul este sursa proprie care transform energia termic la arderea amestecului carburant n energie mecanic necesar la punere n funciune a roilor motoare asigurnd deplasarea automobilului. Energia mecanic se folosete i pentru a pune n funciune i alte organe ale automobilului. Majoritatea automobilelor moderne sunt dotate cu motoare termice cu pistoane. Motorul const din mecanisme i instalaii. Caroseria este destinat pentru amplasarea pasagerilor, bunurilor materiale. Caroseria la autocamioane const din cabin, platforma pentru bunuri materiale, iar la autoturisme preia i 3

rolul cadrului(caroserii autoportante).Caroseriile de autoturisme dup form pot fi: nchise, deschise, decapotabile i speciale. Dup construcie pot fi: neportante, semiportante i autoportante. asiul include: transmisia, organele de susinere i propulsie, sistemele de conducere.

Fig.1.2 Organele de comand i control: 1-panoul aparaturii de bord; 2-contactul cu cheie; 3-indicatorul antifur electronic; 4-ajustaje centrale ventilare i nclzire; 5-ajutaje laterale ventilare i nclzire; 6-cutie mnui; 7-poli reviste; 8-capac nfundat; 9-contactorul luminii din spate; 10-contactorul luminii anticea din spate; 11-contactorul semnalizatorului avarie; 12-comutatorul iluminrii exterioare; 13-panoul de comand cu ventilarea i nclzirea salonului; 14-loca pentru radio; 15-maneta schimbtoare a vitezei; 16-maneta frnei parcare; 17-scrumiera; 18-bricheta; 19-maneta de comutare a tergtorului parbriz; 20-pedala acceleraie; 21-pedala frnei; 22-pedala ambreiajului; 23-maneta de comand a clapetei de oc a carburatorului 24-claxon; 25-buton anulare a kilometrajului; 26-regulatorul iluminrii aparaturii de bord; 27-regulatorul hidraulic faruri; 28-bra deschidere capotei; 29-maneta de comutare a iluminrii farurilor i lmpilor viraj.

Transmisia este destinat pentru a transmite momentul motor la roile motoare modificndu-l dup valoarea i direcie. Transmisia const din ambreiaj, cutie de viteze, transmisie cardanic, una sau cteva puni motoare. La automobile se mai ntlnesc transmisii automate i semiautomate la care n locul ambreiajului este instalat hidrotransformatorul, iar n locul cutiei de viteze n trepte se utilizeaz cutii de viteze planetare. Ambreiajul realizeaz decuplarea i cuplarea motorului pe un timp scurt de la mecanismele transmisiei pentru schimbarea treptelor de viteze. Cutia de viteze modific cuplul motor i direcia de deplasare, face posibil decuplarea motorului de la puntea motoare pe un timp ndelungat cu motorul n funciune. Transmisia cardanic asincron servete la transmiterea momentului motor la transmisia principal. Transmiterea se face sub un unghi variabil datorit oscilaiilor suspensiei. La automobilele cu puntea motoare n fa transmisia cardanic este sincron. Puntea motoare include transmisia principal, diferenialul, arborii planetari i transmisia final. Organele de susinere i propulsie includ: cadru, punile automobilului, roile i suspensiile. Sistemele de conducere servesc la schimbarea direciei de mers a automobilului, la oprirea i parcarea lui. Se compune din sistemul de direcie i sistemul de frnare. Instalaiile auxiliare servesc la asigurarea confortului pasagerilor, siguranei circulaiei rutiere i controlul exploatrii automobilului. Ele cuprind: instalaia de iluminat, instalaia de semnalizare, instalaia de nclzire i aerisire, tergtoarele de parbriz etc. n fig.1.2 se reprezint dispunerea organelor de comand i control ale unui automobil.

4

2. Clasificarea automobilelorClasificarea automobilelor se face dup destinaie, tipul motorului, tipul transmisiei i capacitii de trecere. Dup destinaie automobilele pot fi: pentru transportul persoanelor, pentru transportul materialelor i speciale. Dup tipul motorului, automobilul poate fi: cu motorul termic sau cu motor electric. Motoarele termice pot fi cu aprindere prin scnteie (MAS), cu aprindere prin compresie(MAC). Dup tipul transmisiei, automobilul poate avea: transmisie mecanic, transmisie hidraulic, transmisie hidromecanic i transmisie electric. Dup capacitatea de trecere pot fi: cu capacitatea de trecere normal i cu capacitatea de trecere mare. Pentru a deosebi automobilele dup acest criteriu se utilizeaz termenul formula roilor care reprezint raportul dintre numrul total al roilor la numrul roilor motoare. Exemplu:4 2; 4 4; 6 2; 6 4; 6 6; 8 4; 8 6; sau 8 8. Autoturismele pentru transportarea pasagerilor pot fi cu cel mult nou locuri(inclusiv oferul). Poate tracta i remorci cu masa care nu depete masa automobilului tractor. Autobuzele sunt destinate pentru a transporta pasageri i bagaje cu numrul de locuri de la 1080. Dup destinaie autobuzele se clasific astfel: urbane, pentru transportul comun; interurbane, amenajate cu locuri pe scaune i trecere ngust; locuri speciale pentru bagaje. autocar, pentru distane lungi i numai locuri pe scaune pentru persoane i locuri pentru bagaje. Automobilele pentru transportul bunurilor materiale pot fi: autoutilitara cu caroseria nchis avnd ncrctura util 1t.; autocamioneta cu caroseria deschis i cabina pentru conductor, avnd ncrctura 1,52t.; autocamionul cu caroseria deschis sau acoperit sau numai cu o platform cu obloane laterale i o cabin separat; autobasculant, cu o ben metalic basculant destinat pentru transportul ncrcturilor pulverulente sau viscoze i alte materiale n vrac. n tabelul de mai jos sunt indicate clasele de automobile.Clasele automobilelorAutomobile Parametrii 1 Autoturisme Cilindree, l Foarte mic pn la 1,2 2 Mic pn la 1,8 Foarte mic pn la 5 1,2..2,0 3 Medie 1,8..3,5 Clasa 4 Mare peste 3,5 Medie 8..9,5 8..14 5 6 7

Nu sunt reglementate

Autobuze

Lungimea de gabarit, m Masa util, t

Mic 6..7,5 2..8

Mare 10,5 14..20

Peste 16,5

Pentru bunuri materiale i speciale

Pn la 1,2

20..40

Peste 40

Automobilele cu destinaie special execut servicii speciale i anume: - autocisterne, echipate cu recipieni pentru transportul lichidelor; 5

- autoizoterme, cu caroseria nchis termoizolat fr instalaie frigorific; - autotractorul, pentru tractarea uneia sau mai multor remorci; - autotractorul cu a, pentru tractarea semiremorcilor. Tot n aceast categorie se refer i automobilele de stins incendiu, automobile sanitare, maini de asisten tehnic, autostropitoarele, mainile pentru transportul gunoiului menajer etc. Organizarea general a autoturismelor. Aceasta este determinat de locul de dispunere a motorului i a punii motoare .Dup schema de organizare pot fi: cu motorul n fa i puntea motoare n spate(soluia ,,clasica,). cu motorul n fa i puntea motoare n fa. cu motorul n spate i puntea motoare n spate. cu motorul n fa i punile motoare n fa i spate. Dup modul de organizare general autobuzele se realizeaz cu amplasarea motorului: n fa, sub podea, la mijlocul autobusului i n spate. Autocamioanele au organizarea general n funcie de dispunerea motorului fa de cabin i platform, astfel: cu motorul dispus n faa cabinei; cu motorul dispus sub cabin; cu motorul dispus ntre cabin i platform.

3. Caracteristicile tehnice ale automobilelorLa fiecare versiune a automobilului uzina productoare anexeaz caracteristica tehnic care include urmtorii indici. 1. Sarcina util n kg. sau t (pentru autoturisme i autobuze numrul de locuri inclusiv a conductorului). 2. Dimensiunile de gabarit, n mm (lungimea, limea i nlimea dup cabin sau caroserie) 3. Masa automobilului, kg. (automobilul alimentat cu carburani , ulei etc.) 4. Ecartamentul roilor din fa i spate, mm. 5. Viteza maxim a automobilului cu sarcin pe un teren plat, km/h. 6. Raza minim a roilor de direcie la viraj, mm. 7. Consumul de carburant la100 km pe osea la sarcina deplin a automobilului, l. 8. Demarajul automobilului care constituie timpul care l atinge de la viteza 0100 km/h, s. Suplimentar la aceti parametri n caracteristica tehnic a automobilului se includ date tehnice ale motorului i instalaiilor lui, caracteristica transmisiei, prii rulante, sistemelor de comand i echipamentului electric, cabinei, caroseriei, organelor auxiliare, capacitilor de alimentare i date despre lucrrile de control i reglaj. Caracteristica tehnic este inclus n fia tehnic de exploatare, care este anexat de uzina productoare pentru fiecare automobil.

4. Automobilul, protecia mediului ambiant i sntii oamenilorCreterea continu a numrului de automobile negativ acioneaz asupra mediului ambiant i a sntii oamenilor. Motoarele de automobil polueaz i otrvesc mediul ambiant n special n orae mari cu traficul foarte intensiv. Zgomotul motoarelor i automobilelor iritant acioneaz asupra sistemului nervos al oamenilor, deranjeaz odihna i munca. Viteza sporit a autovehiculelor prezint n anumite condiii, pericolul asupra vieii pietonilor pe strzi i n jurul lor, a pasagerilor din automobil. Aceste aciuni negative a automobilului asupra mediului 6

ambiant i oamenilor nu se poate evita pe deplin, ns considerabil se pot reduce. La funcionarea motorului n mediul ambiant sunt emise gaze care conin peste 60 diferii componeni, inclusiv substane toxice, oxid de carbon, oxid de azot, hidrocarburi, aldehide, etc., iar la utilizarea benzinei etil-compui de plumb. Reducerea gazelor toxice se asigur prin alegerea regimului de funcionare a motorului i reglrilor instalaiei de alimentare, meninerea motorului n stare tehnic bun, funcionarea lui la amestecuri srace etc. Pentru a micora emisia substanelor toxice, nainte de a fi evacuate n mediul ambiant ele se neutralizeaz cu ajutorul diferitor catalizatori. Pentru automobilele care se produc sau se afl n exploatare se reglementeaz normele admisiei ale substanelor toxice care se conin n gazele de eapament. Automobilul este unul din consumatorul de baz a lubrifianilor. Lubrifianii, diferii acizi, alcalinii utilizai la exploatarea i repararea automobilului nimeresc n apele reziduale i otrvesc bazinele acvatice. Creterea numrului de automobile duc la majorarea accidentelor rutiere, care apar la coliziuni, rsturnri, invazii a mijloacelor de transport. Reducerea victimelor omeneti i traumatismelor la accidente este legat de mbuntirea calitii drumurilor i respectarea regulamentului circulaiei rutiere, modificarea sistemelor de conducere ale automobilelor, elaborarea mijloacelor de protecie a oamenilor la impact i invazii cu obstacole imobile. Securitatea activ se obine prin elaborarea sistemelor efective de conducere i frnare, mbuntirii vizibilitii din autoturisme. Securitatea pasiv se obine prin majorarea rezistenei caroseriei, utilizarea banchetelor speciale, a centurilor de securitate, sistemelor antiblocabile ABS, pernelor de siguran etc

Partea II. MOTORUL AUTOMOBILULUI 1. Clasificarea, construcia general a motoruluiAutomobilele sunt dotate cu motoare termice la care se utilizeaz presiunea de extindere ale gazelor formate la arderea amestecului carburant n cilindri. De menionat c n cilindri se aprinde amestecul util alctuit din amestecul carburant proaspt i amestecul de gaze rmase de la timpul de lucru precedent. Motorul cu ardere intern cu pistoane folosit la automobil se clasific dup urmtoarele criterii. Dup destinaie: motoare pentru automobile i motoare care funcioneaz la staionar. Dup numrul de curse simple ale pistonului, n care se realizeaz un ciclu de funcionare pot fi: motoare n patru timpi, la care ciclul de funcionare se realizeaz n patru curse ale pistonului; motoare n doi timpi, la care ciclul de funcionare se realizeaz n dou curse simple ale pistonului. Dup carburantul utilizat : benzin, motorin, gaze comprimate i lichefiate. Dup locul formrii amestecului carburant, se deosebesc: motoare cu formarea amestecului carburant n exteriorul cilindrului ( cu carburator i injecia benzinei n conducta de aspirare sau direct n cilindri); motoare cu formarea amestecului n interiorul cilindrului: motoarele cu injecia direct a benzinei n cilindri sau a motorinei la motoarele MAC i motoarele cu gaze la care combustibilul gazos este introdus, printr-o supap aparte, la timpul de admisie.

Dup aprinderea amestecului carburant se deosebesc: motoare cu aprinderea prin scnteie MAS (cu carburator sau injector de benzin); motoare cu aprinderea prin compresie MAC (Diesel).

7

Fig. 2.1 Scheme de poziie a cilindrilor: a-verticali n linie; b-n linie nclinai; c-cu cilindrii orizontali; d- n V; e-cu cilindri opui.

Dup numrul de cilindri pot fi: monocilindric i policilindrici. Dup poziia cilindrilor (fig.2.1)pot fi: cu cilindri verticali n linie cu axele n acelai plan (fig.2.1,a); cu cilindri n linie nclinai(fig.2.1, b); cu cilindri orizontali(fig.2.1, c); cu cilindri n V(fig.2.1,d) la care axele cilindrilor sunt dispuse n dou planuri care formeaz un unghi de 90; cu cilindri opui (boxer) cu axele ntr-un plan orizontal (fig.2.1,e). Dup agentul de rcire pot fi: cu lichide de rcire i cu aer. Motorul cu ardere intern cu pistoane const din mecanisme i instalaii. n fig.2.2 este reprezentat schema unui motor monocilindric n patru timpi cu aprindere prin scnteie. n cilindru 3 este instalat pistonul cu segmeni, articulat la arborele cotit prin biela 11. La rotirea arborelui cotit pistonul are o micorare rectiliniar alternativ. Concomitent cu arborele cotit se rotete i arborele de distribuie 1, care prin intermediul tachetului 2, tijei mpingtoare 5 i culbutorului 7 deschid supapele de admisie 6 i de evacuare 9. La deplasarea pistonului n partea inferioar se deschide supapa de admisie i n cilindru ptrunde amestecul carburant preparat n carburator, care se comprim la deplasarea pistonului n partea superioar. La funcionarea motorului, ntre electrozii bujiei 8 apare scnteia, amestecul carburant comprimat n cilindru se aprinde i arde, ca urmare se formeaz gaze cu temperatura i presiunea nalt. Sub presiunea gazelor pistonul se deplaseaz n partea inferioar i prin biel rotete arborele cotit. Astfel micarea rectiliniar alternativ a pistonului se transform n micare de rotaie continu a arborelui cotit. La deschiderea supapei de evacuare din cilindru se evacu gazele de eapament n mediul ambiant. 8

Fig 2. 2 Schema motorului cu aprindere prin scnteie n patru timpi: 1-arborele de distribuie; 2-tachet; 3- cilindru;4-piston; 5-tija mpingtoare; 6-supapa admisie; 7-culbutor; 8-bujia; 9-supapa evacuare; 10-segmeni; 11-biel; 12-manivela.

2. Mecanismele i instalaiile motoruluiMotorul cu ardere intern cu pistoane const din urmtoarele mecanisme i instalaii: mecanismele biel manivel i de distribuie, instalaiile de rcire, de ungere, de alimentare, de aprindere i pornire. Mecanismul biel-manivel sau mecanismul motor transform micarea de translaie rectiliniar-alternativ a pistonului ntr-o micare de rotaie continu a arborelui cotit. Mecanismul de distribuie asigur deschiderea supapelor la momente bine determinate pentru admisia n cilindru a amestecului carburant sau a aerului i pentru evacuarea gazelor n mediul ambiant. Instalaia de rcire asigur rcirea organelor motorului, pentru a evita supranclzirea lor i un regim termic optim al motorului independent de anotimp i sarcina lui Instalaia de ungere are rolul de a asigura ungerea pieselor n micare, pentru a reduce forele de frecare i a preveni uzarea pieselor motorului. Instalaia de alimentare cu combustibil are rolul de a asigura filtrarea combustibilului i aerului, prepararea amestecului carburant n anumite proporii bine stabilite i evacuarea gazelor de eapament din motor. Instalaia de aprindere este destinat pentru transformarea curentului de tensiune joas n curent de nalt tensiune capabil de a forma scnteia ntre electrozii bujiei pentru a aprinde amestecul carburant. Tensiunea nalt este distribuit la bujii conform ordinii de funcionare a motorului. Instalaia de pornire asigur turaii minime de pornire a motorului.

9

3. Parametrii constructivi de baz ai motoruluiParametrii constructivi de baz ai motorului cu ardere intern cu pistoane sunt: Punctul mort interior PMI este poziia extrem a pistonului n partea lui superioar. Pistonul se afl la distana maxim de axa arborelui cotit(fig.2.3).

Fig. 2.3 Poziiile principale ale mecanismului biel-manivela: 1-volumul camerei de ardere; 2-volumul util; 3-volumul total.

Punctul mort exterior PME este poziia extrem a pistonului n partea lui inferioar. Pistonul se afl la distana minim de la axa arborelui cotit. Cursa pistonului este distana parcurs de ctre piston ntre cele dou puncte moarte, mm. Raza manivelei este distana dintre centrele axei fusului palier i fusului maneton al arborelui cotit, mm. Timpul este o parte a ciclului de funcionare a motorului care are loc la o curs a pistonului. Volumul camerei de ardere 1 este spaiul deasupra pistonului n poziia PMI, l sau cm3. Volumul util al cilindrului 2 este volumul eliberat de piston la deplasarea din PMI n PME, l sau cm3 Volumul total al cilindrului 3 este suma volumului camerei de ardere i a volumului util, l sau cm3 Cilindreea total este suma volumelor totale ale tuturor cilindrilor, l sau cm3 Alezajul (mm) este diametrul interior al cilindrului, mm. Raportul de compresie camerei de ardere. este raportul dintre volumul total al cilindrului la volumul

Turaiile motorului (rot/min) este numrul de rotaii efectuate de arborele cotit ntr-un minut. Viteza medie a pistonului este viteza considerat constant cu care pistonul ar parcurge dou curse succesive corespunztoare ale arborelui cotit, m/s.

10

4. Ciclul de funcionare al motoruluiCiclul motorului cu ardere intern se numete totalitatea proceselor, care ntr-o succesiune determinat se repet n cilindru asigurnd funcionarea lui. Aceste procese sunt: umplerea cilindrului cu amestec carburant sau aer; comprimarea lor; arderea i destinderea gazelor; evacuarea gazelor arse n mediul ambiant. Dac ciclul de funcionare are loc la dou rotaii ale arborelui cotit sau patru curse acest motor este n patru timpi. Dac ciclul util are loc la o rotaie a arborelui cotit sau la dou curse, apoi acest motor este n doi timpi.

4.1.1.

Ciclul de funcionare al motorului cu aprindere prin scnteie n patru timpi

Procesele care se desfoar n cilindrul motorului n timpul celor patru curse sunt: admisia, compresia, arderea i destinderea, evacuarea (fig. 2.4). Admisia. Pistonul se deplaseaz din PMI n PME, supapa de admisie este deschis, n cilindru se creeaz o depresiune, datorit creia n el ptrunde amestecul carburant, care se amestec cu gazele de ardere rmase n cilindru la cursa precedent i formeaz amestecul util. La sfritul admisiei temperatura amestecului constituie cca. 100..130C, iar depresiunea aproximativ 0,07...0,09 MPa (0,7...0,9 bar) Compresia. Pistonul se deplaseaz din PME spre PMI, ambele supape sunt nchise, amestecul carburant util este comprimat i temperatura lui se mrete. Datorit acestui fapt se intensific evaporarea i amestecarea benzinei cu aer. La sfritul timpului de compresie presiunea n cilindru atinge 0,8...1,2 MPa (8...12 bar), temperatura amestecului 280..480C.

Fig. 2.4 Schema ciclului de funcionare al motorului cu aprindere prin scnteie n patru timpi: a-admisae; b-compresia; c-arderea i destinderea; d-evacuarea; 1-arbore cotit; 2-arbore came; 3-piston; 4-cilindru; 5-colectorul admisie; evacuare; 11-biela.

Arderea i destinderea(timpul util). Amestecul carburant se aprinde n cilindru de la scnteia electric a bujiei i arde n decurs de 0,001..0,002 s, degajnd o cantitate mare de 11

cldur. Ambele supape sunt nchise. Temperatura la sfritul arderii depete 2000C, iar presiunea 3,5...4,5 MPa (35..45 bar). Sub aciunea forei de presiune a gazelor pistonul se deplaseaz spre PME, rotind prin intermediul bielei arborele cotit. La destindere energia termic se transform n energie mecanic. La sfritul destinderii temperatura n cilindru se reduce pn la 800..1100C, iar presiunea scade la 0,3...0,4 MPa (3...4 bar). Evacuarea. Supapa de evacuare este deschis. Pistonul se deplaseaz spre PMI i cur cilindru de gazele arse, evacundu-le n mediul ambiant. La sfritul timpului de evacuare presiunea scade pn la 0,105...0,115 MPa (1,05..1,15) bar, iar temperatura se micoreaz pn la 300..400C. Timpul util este timpul fundamental, restul timpurilor sunt auxiliare. Motorul monocilindric nu funcioneaz uniform. Pentru rotirea uniform a arborelui cotit, motoarele pentru automobile se confecioneaz cu mai muli cilindri.

4.1.2.

Ciclul de funcionare al motorului cu aprindere prin compresie n patru timpi

Ciclul de funcionare al motorului cu aprindere prin compresie n patru timpi considerabil se deosebete de ciclul motorului cu aprindere prin scnteie. n cilindru ptrunde aer, dar nu amestec carburant. Aerul este comprimat cu un grad mai majorat. Ca urmare considerabil i mrete temperatura i presiunea. La sfritul timpului de compresie n aerul supranclzit din injector este pulverizat motorina care n contact cu aerul se autoaprinde. Schema funcionrii motorului n patru timpi cu aprindere prin compresie MAC se reprezint n fig. 2.5.

Fig. 2.5 Schema ciclului de funcionare al motorului cu aprinderea prin compresie n patru timpi:

a-admisia aerului, b-compresia aerului; c-arderea i destinderea; d-evacuarea. 1-cilindru; 2-pompa injeciei; 3-piston; 4-injector; 5-supapa admisie; 6-supapa evacuare. Admisia. Cilindrul se umple cu aer la deplasarea pistonului 3 din PMI spre PME. n cilindru se creeaz depresiune. Supapa de admisie 5 este deschis i n cilindru ptrunde aerul filtrat. Depresiunea n cilindru constituie 0,08...0,09 MPa (0,8..0,9 bar), iar temperatura 50o...80oC. 12

Compresia. Pistonul se deplaseaz din PME spre PMI, supapele de admisie i evacuare sunt nchise. Volumul aerului se micoreaz iar presiunea i temperatura se ridic. Gradul de compresie la motoarele MAC atinge 13..23. La sfritul timpului de compresie presiunea n cilindru atinge 4,0...5,0 MPa (40..50 bar), iar temperatura 600...700oC. Pentru funcionarea normal a motorului temperatura aerului comprimat trebuie s fie mai mare ca temperatura de autoaprindere a carburantului. Arderea i destinderea. Ambele supape sunt nchise. Cnd pistonul se apropie de PMI se pulverizeaz din injector carburantul dispersat sub presiunea nalt 13,0...18,5 MPa (130..185 bar) a pompei de injecie. Carburantul se amestec cu aerul comprimat i foarte nclzit, se autoaprinde. O parte de carburant arde la deplasarea pistonului spre PMI la sfritul timpului de compresie iar alt parte la deplasarea pistonului spre PME la nceputul timpului de destindere. Gazele formate la arderea amestecului majoreaz presiunea n cilindru 6,0...8,0 MPa (60..80 bar), iar temperatura pn la 1800..2000C. Gazele destinse apas pistonul 3, care se deplaseaz de la PMI spre PME executnd timpul util. Compresia. Pistonul se deplaseaz din PME spre PMI, supapele de admisie i evacuare sunt nchise. Volumul aerului se micoreaz iar presiunea i temperatura se ridic. Gradul de compresie la motoarele MAC atinge 13..23. La sfritul timpului de compresie presiunea n cilindru atinge 4,0...5,0 MPa (40..50 bar), iar temperatura 600...700oC. Pentru funcionarea normal a motorului temperatura aerului comprimat trebuie s fie mai mare ca temperatura de autoaprindere a carburantului. Evacuarea. Pistonul 3 se deplaseaz din PME spre PMI i prin supapa de evacuare 6 deschis evacu gazele din cilindru. Presiunea i temperatura la sfritul timpului de evacuare corespunztor ating 0,11...0,12 MPa (1,1..1,2 bar) i 600..700C. 4.1.3.

Ciclul de funcionare al motorului cu aprindere prin scnteie n doi timpi

La acest motor lipsete mecanismul de distribuie Aceast funcie o execut pistonul. n cilindru sunt executate ferestre(fante) (fig.2.6): de admisie 1, prin care comunic cilindrul 4 cu carburatorul, de evacuare 2 i de baleiaj 6 care face legtura dintre cilindru 4 i carterul ermetic prin canalul 7. Deplasndu-se n interiorul cilindrului pistonul n succesiune determinat deschide sau nchide ferestrele, executnd funcia mecanismului de distribuie. n cilindrul motorului n doi timpi amestecul carburant ptrunde din carburator prin carter.

Fig.2.6 Schema ciclului de funcionare al motorului cu aprindere prin scnteie n doi timpi: a-comprimarea i admisia amestecului carburant n carter; b-cursa util, evacuarea gazelor i baleiajul amestecului din carter n cilindru. 1-fereastra de admisie; 2-fereastra de evacuare; 3-bujia; 4-cilindru; 5-piston; 6-fereasta de baleiaj; 7-canal; 8-carter.

Primul timp (fig.2.6, a). Pistonul se deplaseaz din PME spre PMI i mai nti nchide fereastra de baleiaj 6, apoi pe cea de evacuare 2. n cilindru se petrece timpul de compresie a 13

amestecului carburant, iar n carter admisia, n urma depresiunii n carburator. Cnd pistonul se apropie de PMI se produce scnteia ntre electrozii bujiei 3, amestecul carburant se aprinde i arde. Timpul doi. Gazele cptate la aprinderea amestecului carburant apas pistonul care se deplaseaz spre PME executnd cursa util. La sfritul cursei utile pistonul deschide fereastra de evacuare 2 i gazele prin amortizorul de zgomot iese n mediul ambiant. Deplasndu-se mai jos pistonul deschide fereastra de baleiaj i amestecul carburant prin canalul 7 umple cilindrul i concomitent evacu gazele rmase. O parte din amestecul carburant proaspt iese cu gazele arse. Pentru mbuntirea ciclului de funcionare al motoarelor n doi timpi n cilindru se execut cte dou ferestre de admisie, evacuare i baleiaj. Carterul este uscat adic el nu se alimenteaz cu ulei de motor. Uleiul, necesar la ungere se adaug n carburant n anumite proporii(1:15 sau 1:20), bine se amestec apoi se toarn n rezervor.

4.1.4.

Comparaie ntre motorul cu aprindere prin scnteie i motorul cu aprindere prin compresie

Mai frecvent automobilele sunt dotate cu motoare n patru timpi cu aprindere prin scnteie. Dac se compar motoarele n patru timpi cu cele n doi timpi, apoi motoarele n doi timpi au urmtoarele avantaje: constructiv sunt mai simple din cauza lipsei mecanismului de distribuie i a dispozitivelor de acionare; au mai puine curse i arborele cotit se rotete mai uniform; la aceleai rotaii ale arborelui cotit i a altor parametri, motorul n doi timpi teoretic trebuie s dezvolte o putere dubl fa de motoarele n patru timpi; ca atare puterea crete numai la 60..65%, din cauz c motoarele n doi timpi au i dezavantaje: pierderea unei pri ale amestecului carburant mpreun cu gazele evacuate; ventilarea insuficient a cilindrului, care nrutete umplerea cilindrului cu amestec carburant. Din aceste considerente motoarele n doi timpi se utilizeaz la motociclete sau ca motoare de pornire. Comparnd motoarele MAC cu motoarele MAS, menionm urmtoarele avantaje ale motorului MAC: este mai economic din cauza c are cheltuieli mai mici de carburant(~30%) la o unitate de lucru; funcioneaz la un carburant mai puin incendiar; n gazele de eapament se conin mai puine substane toxice; motorina are o aciune corosiv mai mic asupra organelor motorului; are un cuplu motor mai majorat i o capacitate mai bun de repriz a motorului la frecvena mai mic a arborelui cotit. Motoarele cu aprindere prin compresie au urmtoarele dezavantaje: pornirea dificil pe timp de iarn; la aceeai putere motoarele Diesel au dimensiuni mai mari; la funcionare produc zgomot mai mare.

5. Funcionarea motoarelor policilindriceMotorul cu patru cilindri n rnd. Pentru a asigura uniformitatea funcionrii motorului cu patru cilindri cursa util n diferii cilindri trebuie s se produc la unghiuri de rotaie egale ale arborelui cotit. Pentru a determina valorile unghiului la care se produc aceeai timpi n cilindru trebuie de mprit 720la numrul de cilindri. La motorul cu patru cilindri cursa se produce peste 720:4=180. La fiecare dou rotaii ale arborelui cotit se produc patru timpi de admisie, 14

patru de compresie, patru de ardere i destindere i patru de evacuare. La motoarele cu patru cilindri(fig.2.7) fusurile manetoane sunt amplasate n perechi: 1cu 4 i 2cu3 sub un unghi de 180. Concordana timpurilor care se efectueaz n acelai timp n diferii cilindri la motoarele cu succesiunea 1-3-4-2 este reprezentat n tabelul urmtor.Alternarea timpurilor motorului cu patru cilindri n patru timpi cu ordinea de funcionare 1-3-4-2 Cilindrii ntoarcerea arborelui cotit, rotaii Prima A doua Unghiurile de ntoarcere, grade 0..180 180..360 360..540 540..720

1 U E A C

2 E A C U

3 C U E A

4 A C U E

Not: A-admisia; C-compresia; U-util; E-evacuarea.

Fig.2.7 Schema funcionrii motorului n patru timpi cu patru cilindri n rnd

Motorul cu ase cilindri n rnd. Aceeai timpi se produc la ntoarcerea arborelui cotit la 120.. Fusurile manetoane ale arborelui cotit sunt amplasate cte dou:1i6; 2i5 i 3i4(fig.2.8) sub un unghi de 120. Succesiunea motorului cu ase cilindri: 1-5-3-6-2-4 este reprezentate n tabelul urmtor: 15

Alternarea timpurilor motorului cu ase cilindrin patru timpi cu ordinea de funcionare 1-5-3-6-2-4 ntoarcerea arborelui cotit, rotaii Unghiul ntoarcerii arborelui cotit, grade Unghiurile ntoarcerii arborelui cotit, grade 0..60 SE 0..180 Prima 180..240 180..360 60..120 120..180 A E U C E U C Cilindrii 1 2 3 SA 4 SU SC A 5 6

240..300 300..360 360..420

U C A E

A E U C

360..540 A doua 540..720

420..480 480..540 540..600 600..660 660..720

U C E

A E C

A

U

Not: A-admisia; SA-sfritul admisiei; C-compresia; SC-sfritul compresiei; U-util; SU - sfritul timpului util; E-evacuarea; SE - sfritul evacurii.

Fig. 2.8 Schema funcionrii motorului n patru timpi cu ase cilindri n rnd.

Motorul cu opt cilindri n V. Cilindrii motorului sunt amplasai sub unghiul de 90(fig.2.9). Fusurile manetoane sunt dispuse sub unghiul de 90 unul fa de altul a cte dou: 1i5; 2i6; 4i8; 3i7. Succesiunea de funcionare este:1-5-4-2-6-3-7-8.

16

Fig. 2.9 Schema funcionrii motorului n patru timpi cu opt cilindri n V.

Partea III. MECANISMUL BIEL-MANIVEL 1. Destinaia i prile componenteMecanismul biel-manivel (numit i mecanismul motor) transform micarea de translaie a pistonului, obinut prin arderea amestecului carburant, n micare de rotaie a arborelui cotit Prile componente ale mecanismului biel-manivel sunt: - Organele fixe: baia de ulei, blocul motor, chiulas, cilindrii, garniturile bii de ulei i a chiulasei. -Organele mobile : pistonul cu segmenii i bolul pistonului, biela, semicuzineii lagrului de biel , arborele cotit, volantul (fig.3.1).

Fig. 3.1 Organele mobile ale mecanismului biel-manivela: a-motorul cu patru cilindri; b-motorul cu ase cilindri; 1-arbore cotit, 2-cuzineii palieri; 3-semiinele de limitare axial arborelui cotit; 4-pan; 5-roat de lan, 6-roat de curea; 7-butic; 8-flan; 9-urub de fixare a capacului de biel; 10-rulmentul anterior al arborelui primar al cutiei de viteze; 11-coroana dinat a volantului; 12-volantul automobilului cu cutie de viteze trepte; 13-volantul automobilului cu cutie de viteze automate; 14-cuzine capului mare al bilei; 15-biel; 16-buca de bronz al capului mic al bielei; 17-bol de piston; 18 inel limitare; 19 piston ; 20-segment rzuitor; 21-segment de compresie doi; 22-primul segment compresie.

17

2. Organele fixe ale mecanismului biel-manivelBlocul motor (fig. 3.2) constituie scheletul motorului la care se fixeaz organele mobile ale mecanismului biel-manivel, organele mecanismului de distribuie i alte organe ale instalaiilor motorului. Blocul este turnat din font cenuie sau aliaj de aluminiu. Prile inferioare i superioare 6 i 4 sunt prelucrate pentru ajustarea prin garnituri a bii de ulei i a chiulasei. Blocul printr-o despritur orizontal este divizat n dou compartimente: n cel superior sunt executate locauri pentru instalarea cilindrilor, iar cel inferior constituie semicarterul cu locauri paliere 9 ale arborelui cotit. La unele motoare cilindrii 5 sunt turnai mpreun cu blocul. n cilindri se desfoar ciclul motor, n interiorul lui deplasndu-se liniar pistonul. La funcionarea motorului, n partea superioar a cilindrului se aprinde amestecul carburant. Arderea este urmat de procesul de oxidare i coroziunea cilindrilor. Pentru reducerea gradului de uzare a cilindrului la unele motoare n partea superioar se preseaz o intercalare din font anticorosiv. Cilindrii turnai sub form de cmi de rcire, cu guler se sprijin n bloc, sunt etanai cu inele de cauciuc sau cu garnitur inelara din cupru. n bloc sunt canale destinate circulaiei uleiului de motor, lichidului de rcire. Locaurile n partea anterioar sunt prevzute pentru capacele de nchidere a transmisiei distribuiei, iar din partea posterioar pentru carterul volantului i ambreiajului. Partea inferioar a blocului este de asemenea prelucrat, pentru asamblarea prin uruburi a bii de ulei cu garnitura de etanare. Blocul motor este de o mare diversitate constructiv, avnd forma adaptat dup poziia cilindrilor fa de axa longitudinal. Caracteristica de baz a blocului este rigiditatea lui. La funcionarea motorului arborele cotit este expus sarcinilor ciclice de la presiunea gazelor i forelor de inerie, care sunt transmise prin piston i biel. Aceste sarcini de la arborele cotit la locaurile lui din bloc duc la deformarea blocului. Pentru a majora rigiditatea blocului la unele motoare NISSAN capacele paliere sunt executate aparte i cu o ram special se prind la bloc. O rigiditate deosebit a blocului i locaurilor arborelui cotit este asigurat la unele motoare AUDI, WOLKSWAGEN, PORSCHE, TOYOTA, VOLVO i RENAULT. Partea de jos a blocului din aliaj de aluminiu este turnat mpreun cu capacele paliere de consolidare 2 i formeaz partea superioar a bii de ulei, iar baia de ulei are o nlime nu prea mare.

Fig. 3.2 Blocul motor: 1-bloc; 2-capac lagr consolidat; 3-baia de ulei; 4-suprafaa de ajustaj cu chiulasa; 5-alezajul cilindrilor; 6-suprafaa de ajustaj cu baia de ulei; 7-capac palier; 8-uruburi de fixare; 9-loca pentru arborele cotit

18

La motoarele n V primul rnd al cilindrilor este decalat fa de rndul doi din cauza plasrii pe fusurile manetoane ale arborelui cotit a dou biele. Motoarele cu rcire cu aer cilindrii au nervuri pentru mrirea suprafeei de rcire. La motoarele n doi timpi cilindrii au prevzute fante laterale pentru admisia amestecului carburant sau aerului i pentru evacuarea gazelor arse. Chiulasa (fig.3.3) acoper cilindrul, realiznd cu pistonul spaiul n care se desfoar ciclul motor. Se confecioneaz prin turnare din font aliat sau din aliaje de aluminiu. Ea poate fi comun pentru toi cilindrii la motoarele cu dispunere lor n rnd sau pentru fiecare rnd la motoarele n V. Ultimele pot avea chiulasa pentru fiecare cilindru. Suprafeele de ajustare cu blocul cilindrilor sunt bine lucrate pentru a cpta o mbinare etan. ntre bloc i chiulas se instaleaz garnitura de chiulas 1 care evit scprile de gaze n afar sau a lichidului de rcire n cilindri. Chiulasa este prevzut n partea inferioar cu caviti, care formeaz mpreun cu pistonul la PMI camerele de ardere.

Fig. 3.3 Chiulasa: 1-garnitura de chiulas; 2-chiulasa;3-canale de intrare a amestecului. carburant; 4-guri de intrare a lichidului de rcire; 5-camera de ardere.

Forma camerelor de ardere sunt prezentate n fig.3.4. Forma camerelor de ardere influeneaz considerabil la procesul de preparare a amestecului carburant, arderii amestecului util i al gradului de compresie. Camerele de ardere cu dispunerea superioar a supapelor sunt mai compacte i asigur o umplere mai bun cu amestec carburant la acelai diametru al supapei de admisie fa de camerele de ardere cu supapele n jos. Camerele de ardere semisferice i sub form de clin (II, III) au cptat rspndire la motoarele MAS.

Fig.3.4 Forma camerelor de ardere: a-motoare MAS; b-motoare MAC.. I - cilindric; II - semisferic; III - clin, IV - decalat; V, VI - unitare; VII, VIII - divizate. 1-supapa; 2-bujia; 3-pompa injector; 4-camere de ardere; 5-injectoare; 6-anticameriaprincipal; 8-camera turbulent vrtej.

19

Pentru mbuntirea preparrii amestecului carburant la motoarele MAC camerele de ardere sunt unitare (V i VI) i divizate (VII i VIII).Cele divizate sunt formate dintr-o camer principal de ardere (ntre chiulas i piston) i dintr-o camer separat (amplasat n chiulas sau n capul pistonului).La rndul lor, camerele de ardere divizate pot fi camere separate de turbulen (de vrtej) i preardere. Camerele de ardere divizate creeaz o micare important a aerului n timpul arderii deoarece folosesc n acest scop o fraciune de energie chimic a combustibilului. n chiulas sunt presate scaunele supapelor i ghidajele. La MAC chiulasa are guri pentru plasarea injectoarelor iar la unele motoare guri filetate pentru bujiile incandescente. La MAS chiulasa are guri pentru bujii iar la cele cu injecie de benzin sunt prevzute guri pentru injectoare. Partea superioar este prelucrat i prevzut cu guri filetate pentru asamblarea suporturilor axei culbutoarelor, locaurilor pentru montarea arborelui de distribuie. n chiulas sunt prevzute cmi pentru asigurarea circulaiei lichidului de rcire care coincid cu cele din bloc. Lateral chiulasa se prelucreaz i permite montarea colectoarelor de admisie i evacuare. La motoarele rcite un aer chiulas este prevzut cu nervuri pentru a mri suprafaa de contact cu aerul.

Fig. 3.5 Bi de ulei: a-stanat; b-turnat cu nervuri de consolidare; c-turnat cu partea inferioar stanat. 1-nervuri de rcire; 2-deflectoare pentru dirijarea fluxului de ulei; 3-ecr

Garnitura de chiulas 1 asigur etanarea ntre blocul cilindrilor i chiulas pentru evitarea scprilor de gaze, ap, ulei. Se confecioneaz din materiale termoplastice cu o conductibilitate termic bun i rezistent la presiunea gazelor. Are forma inversat a suprafeei chiulasei. Gurile pentru cilindri la unele chiulase sunt armate cu tabl din aluminiu, alam sau cupru. Colectoarele de admisie i evacuare sunt destinate pentru a conduce amestecul carburant sau aerul prin chiulas n cilindri i pentru evacuarea gazelor de eapament. La colectorul de admisie este racordat carburatorul sau injectorul benzinei, la cel de evacuare printr-o garnitur termic sunt racordate evile de recepie ale amortizorului de zgomot. Ambele colectoare pot fi 20

montate pe aceiai parte a chiulasei sau pe pri diferite. Dispunerea colectoarelor pe ambele pri ale chiulasei asigur o ventilare mai bun a cilindrilor (baleiajul transversal). Baia de ulei (fig.3.5) este numit partea inferioar a carterului motorului, nchide blocul cilindrilor n partea de jos. Baia protejeaz de impuriti piesele mecanismului biel-manivel i servete ca rezervor de ulei. n baie sunt executate compartimente de amortizarea ocurilor uleiului la deplasarea automobilului. La fund are un dop filetat care nchide gaura de golire a uleiului. Rigiditatea motorului o constituie i bile de ulei turnate din aliaj de aluminiu (MERCEDES-BENS, BMW, WOLKSVAGEN etc.) cu diferite nervuri de consolidare interioare i exterioare de rcire. Dezavantajul acestor bi este deteriorarea lor la lovituri. La MERCEDESBENS acest dezavantaj este lichidat prin fixare n partea de jos a unei bi suplimentare tanate (fig.3.5, c). La AUDI, VOLKSWAGEN, VOLVO etc. n partea de jos al capacului palier de consolidare 2 se fixeaz baia de ulei 3 (fig. 3.2).

3. Organele mobile ale mecanismului biel-manivelGrupul piston-biel (fig.3.6). Presiunea gazelor aprinse la timpul util sunt preluate de grupul piston care prin intermediul bielei transmite micarea de translaie rectiliniar-alternativ la fusurile manetoane ale arborelui cotit. n cilindru pistonul are o micare neuniform: n punctele moarte viteza este nul, iar la mijlocul lui atinge valoarea maxim. Ca urmare apar fore de inerie majore, valorile crora depind de masa pistonului i viteza unghiular a arborelui cotit. n afar de solicitri mecanice, pistonul este expus temperaturii nalte pe parcursul arderii i destinderii gazelor. Temperatura de lucru a pistonului variaz ntre 300500C n partea lui superioar i 150250C n partea inferioar. El se nclzete i de la forele de frecare cu cilindru. Grupul piston-biel const din: pistonul propriu-zis 3, segmenii 1,2, bolul 4, biela 6. La motoare mai frecvent se utilizeaz pistoane din aliaje de aluminiu, din cauza c sunt destul de rezistente, uoare, cu capaciti bune antifricionale i au conductibilitate termic bun. Durabilitatea pistoanelor se poate mri prin tratamente termice, iar rezistena la uzare prin protejare suprafeei exterioare (cositorire, grafitare) cu un strat poros care reine uleiul. Prile componente ale pistonului sunt: capul pistonului, corpul (regiunea portsegmenior), umerii (bosajele) i mantaua. Forma pistonului este tronconic, cu diametru mai mic n partea capului pentru c dilatarea este mai mare datorit temperaturii mai ridicate n timpul funcionrii. Capul pistonului poate fi plat, concav convex. Motoarele MAC au n genere camerele de ardere n capul pistonului. Forma capului mai depinde i de raportul de compresie, forma camerei de ardere, poziia supapelor. Pe capul pistonului sunt marcaje de orientare la montaj n cilindri sau marcaje pentru indicarea cotelor pistonului. Pe partea exterioar al corpului pistonului sunt executate canele pentru segmenii de compresie i de rzuire. Canelul pentru segmentul de rzuire au fante ptrunse pe circumferin pentru scurgerea uleiului de motor n baie. Mantaua servete ca partea de ghidare a pistonului la deplasarea n cilindru i transmite fora lateral a bielei la peretele cilindrului. Umerii pistonului servesc pentru instalarea bolului. n ele sunt executate canale inelare pentru introducerea inelelor de limitare axial a bolului flotant 4. ntre piston i cilindru este necesar un joc pentru deplasarea lui liber. Jocul optim este de 0,03..0,06mm. (MAS) i 0,11..0,18mm.(MAC). Pentru evitarea blocrii pistonului n cilindru la funcionarea motorului se folosesc diferite soluii constructive. La turnarea pistonului sunt incorporate inele sau plcue din oel. Aceste pistoane se numesc autotermice. La unele pistoane se fac tieturi pe manta pentru a le da proprieti elastice i forma oval (axa mare a ovalului trebuie s fie perpendicular pe axa bolului).La funcionarea motorului pistonul se nclzete i mantaua se deformeaz puin n direcia axei bolului; mantaua se apropie de forma cilindric i jocul ntre piston i cilindru devine minim. Majoritatea motoarelor firmelor europene i americane confecionau pistoane termice i cu tieturi. Actualmente se refuz de utilizat aceste pistoane din

21

cauza c se majoreaz masa lor. Ei se nlocuiesc cu pistoane tanate la temperaturi nalte n vacuum. Segmenii sunt piese elastice care apas asupra cilindrului, asigurnd etanarea cu pistonul. Ei sunt de compresie 1 i de rzuire 2 cu rolul de etanare ntre piston i cilindru i de evacuare a excesului de ulei de pe cilindru. Sunt confecionai din font aliat sau oel. Se instaleaz n canelele pistonului. Segmenii au fante drepte, oblice sau n trepte. Mai preferate sunt segmenii cu fante drepte. n stare liber segmenii au diametru mai mare ca a alezajuli cilindrului. La instalarea pistonului n cilindru ei se extind i se apas la cilindru. Jocul n fante permite dilatarea lor la nclzire. Ca form segmenii de compresie pot fi cu seciunea dreptunghiular (primul) i cu seciunea tronconic (al doilea). Pentru a reduce gradul de uzare al primului segment, care funcioneaz n condiii ale temperaturii i presiunii nalte, el se cromeaz. Segmentul rzuitor este amplasat mai jos de cei de compresie (nu mai mult de doi).Constructiv rzuitorul se deosebete de cel de compresie prin prezena tieturilor inelare sau a gurilor pentru scurgerea uleiului. Segmenii rzuitori pot fi: simpli numai cu tieturi, cu arcuri expandoare, cu aciune axial. La montaj segmenii se aeaz cu fantele decalate (de obicei 120), pentru a evita pierderile de compresie, iar pistonul cu segmenii se asambleaz n cilindru cu ajutorul unui colier special.

Fig. 3.6 Piesele grupului piston-biel: 1-segmeni compresie; 2-segment rzuitor; 3-piston; 4-bol; 5-inel limitare axial a bolului; 6-biel, 7-urub; 8-semicuzine; 9-capac de biel; 10-piuli; 11-plint.

Bolul pistonului 4 face legtura articulat dintre piston i biel . Are form cilindric tubular i se confecioneaz din oel aliat sau oel carbon. Pentru a majora rezistena de uzare i duritate se aplic tratament de cementare i clire, iar pentru a obine o suprafa neted se 22

rectific. n bosajele pistonului bolul este fixat cu inele de siguran 5, care limiteaz deplasarea lui axial. El este liber n bosaje i n buca de bronz al bielei. Acest bol poart numirea de bol flotant. El se uzeaz mai uniform. Sunt i boluri care sunt libere n bosaje i presate n capul mic al bielei. Biela. Pistonul este articulat la arborele cotit prin biela 6. Ea transform micarea liniaralternativ a pistonului n micarea de rotaie a arborelui cotit. Prile componente de baz sunt: capul mic, tija, capul mare. n capul mic poate fi presat o buc de bronz (numai pentru bolul flotant). Biela este supus solicitrilor termomecanice de ncovoiere, flambaj, de aceea trebuie s fie rezistent i uoar pentru a micora forele de inerie. Este tanat din oel i tratat termic prin clire i revenire; tija are seciune dublu T pentru duritate. Biela are micarea complicat; capul mic mpreun cu pistonul are micare rectiliniar-alternativ, ntorcndu-se la un anumit unghi fa de bol sau mpreun cu bolul fa de bosajele pistonului; capul mare se rotete mpreun cu fusul maneton al arborelui cotit; biela are micare oscilatorie. Capul mare este secionat (detaabil). Seciunea poate fi dreapt sau oblic. Seciunea oblic se utilizeaz la diametru mare al fusului arborelui cotit. Partea detaabil numit capac, prin uruburi se prinde la fusul maneton al arborelui cotit. Cuzineii de biela 8 sunt formai din dou semicarcase de oel cu grosimea de 1,53 mm, cu material de antifriciune aplicat prin turnare sau placare pe baza de staniu, plumb, aluminiu, cupru cu plumb, bronz cu plumb. Pentru fixarea cuzineilor, capul i semicuzineii sunt prevzui cu pinteni, care mpiedic deplasarea lor n timpul funcionrii. Montarea corect a capacelor este asigurat de tanarea numrului de ordine al cilindrului (pe cap de capac). Unele biele sunt prevzute cu canale verticale pentru ungerea bucei de bronz al capului mic (bolul flotant), iar altele n capul mare au gaur nclinat pentru ungerea alezajelor cilindrilor prin mprocare.

Fig. 3.7 Arbore cotit: 1-partea anterioar; 2-fus maneton; 3-fus palier; 4-canal de ungere; 5-flana de prindere a volantuluiArborele cotit (fig.3.7) primete micarea de la piston prin intermediul bielei, o transform n micare de rotaie i o transmite pentru antrenarea diferitor organe ale motorului i la transmisia automobilului pentru autodeplasare. Prile componente de baz ale arborelui cotit sunt: fusurile paliere 3 i manetoane 2, braele manetoane, pentru legtura dintre fusuri, masele de echilibrare, captul anterior 1, captul posterior cu flan 5 de fixare a volantului (cu locaul pentru arborele primar al cutiei de viteze). Diametru fusurilor manetoane la majoritatea motoarelor autovehiculelor se afl ntre valorile 4055 mm, iar cele paliere 50..70 mm. Uneori unul sau cteva fusuri au diametru mai mic (cu 0,01..0,02 mm) pentru a majora jocul n cuzineii care sunt dispui blocrii din cauza c nu sunt uni. Se ntlnesc construcii cu fusurile paliere din spate cu diametru majorat cu 3..5 mm. la unele motoare Diesel cu volante masive (FORD, 23

ALFA ROMEO). La unele motoare dimensiunea de gabarit nu permite executarea maselor de balansare pe arborele cotit. n aa construcii masa de echilibrare se dispune pe volant i naintea amortizorului de oscilaii. Arborele cotit se confecioneaz din oel aliat prin forjare sau din font cu grafit nodular prin turnare. Dup prelucrare, fusurile se trateaz termic prin clire superficial cu cureni de nalt frecven i revenire. La captul anterior se monteaz prin pene: pinionul de acionare a distribuie, roata de antrenare a pompei lichidului de rcire, iar la unele motoare se monteaz amortizorul de vibraii. Racul nfiletat la captul arborelui antreneaz manual arborele cotit. n partea posterioar, la flana 5 se monteaz prin uruburi volantul. Forma arborelui cotit depinde de : numrul i poziia cilindrilor, numrul fusurilor manetoane, ordinea de funcionare a motorului. Numrul fusurilor paliere, de obicei este egal cu numrul cilindrilor plus unul. Fusurile paliere sunt plasate pe o linie iar limea lor difer. Numrul fusurilor manetoane este egal cu numrul cilindrilor la motoarele n linie i se reduc la jumtate la motoarele n V. n interior arborele cotit are canale de ungere pentru circulaia uleiului. Lagrele paliere au construcia asemntoare cu cele de biel fiind cu cuzinei sau rulmeni. Cele cu cuzinei difer prin limea lor, cel mai lat este amplasat lng pinionul de distribuie. Semicuzineii se monteaz jumtate n locaurile din bloc i jumtate n capacele ce se fixeaz cu uruburi. Cei superiori sunt prevzui cu canale semicirculare cu guri care coincid cu gurile fusurilor paliere. Numerotarea lagrelor se face ca la cilindri. Semicuzineii au suportul din oel cu grosimea de 1,5..3,0mm, iar interiorul este placat cu aliaj de antifriciune din Sn-Pl-Cu-Al sau din aliaj de bronz cu plumb. Pentru limitarea axial a arborelui la deplasarea automobilului n ramp sau pant sunt prevzute dou semiinele la mijloc sau gulere laterale la semicuzinei. Etanarea arborelui cotit mpotriva pierderilor de ulei se asigur prin simeringuri sau la altele prin deflectoare. La captul anterior al arborelui cotit se monteaz amortizorul de oscilaii. Amortizorul de oscilaii (fig.3.8).se utilizeaz la motoarele cu mai muli cilindri (peste 5). Const din butucul 1, masa de inerie 2 i masa cauciucat 3, turnat mpreun cu butucul sau cu un disc aparte. La funcionarea motorului oscilaiile sunt amortizate de elasticitate de deformaie mare a masei cauciucate. Oscilaiile arborelui cotit la deteriorarea amortizorului pot provoca ruperea arborelui cotit (primul fus maneton). Acelai rezultat are loc dac este uzat, supranclzit primul fus maneton. Amortizorul poate fi montat n interiorul sau exteriorul roii de curea.

Fig. 3.8 Amortizor de oscilaii: a-n interiorul roii curea; b-n afara roii curea. 1-butuc; 2-masa de inerie; 3-masa cauciucat; 4-roata policurea.

Volantul 12 i 13 (fig.3.1) este destinat pentru nmagazinarea energiei pe parcursul timpului util, rotirea arborelui cotit pe parcursul timpurilor auxiliare, pentru uniformizarea turaiilor arborelui cotit, atenuarea ocurilor n punctele moarte, uurarea pornirii motorului i pornirea din loc al automobilului. La pornirea motorului n cilindru are loc aprinderea amestecului carburant i volantul asigur efectuare timpului util (de lucru) ntr-un cilindru pn 24

la nceputul acestui timp n alt cilindru n corespundere cu ordinea de funcionare a motorului. Volantul este turnat din font cenuie sau oel. Pe circumferin se monteaz prin presare la cald coroana dinat care se folosete la pornirea motorului cu demarorul. Suprafaa frontal posterioar este prelucrat pentru discul condus al ambreiajului. La volant se prinde caseta ambreiajului. n partea central este prevzut cu guri pentru fixare la flana arborelui cotit. Pe volant sunt marcaje de punere la punct a distribuiei i aprinderii sau injeciei. Un reper este pentru instalarea pistonului n PMI i altele pentru avansul prescris.

Partea IV. MECANISMUL DE DISTRIBUIE 1. Destinaia, clasificarea i prile componenteMecanismul de distribuie este destinat pentru deschiderea i nchiderea supapelor care asigur umplerea cilindrilor cu amestec carburant (MAS) sau aer (MAC), evacuarea gazelor de eapament i izolarea camerelor de ardere de la mediul ambiant la timpul de compresie i de lucru (util). Motoarele de automobil n patru timpi utilizeaz mecanisme de distribuie cu supape. La motoarele n doi timpi mecanismul de distribuie are ferestre n cilindri care se nchid sau se deschid la deplasarea pistonului. Motoarele n doi timpi cu aprindere prin compresie au numai supape de admisie sau numai de evacuare. Dup amplasarea arborelui de distribuie mecanismele pot fi: - cu arborele de distribuie pe chiulas (fig.4.1) - cu arborele amplasat n bloc (fig.4.2) Dup acionarea arborilor de distribuie: prin pinioane (arborele dispus n bloc); prin transmisia lan sau curea dinat (arborele dispus pe chiulas). Dup comanda cu supapele: prin culbutoare; prin brae oscilante; direct prin tachei cu aibe reglabile; direct prin tachei hidraulici etc. Dup dispunerea supapelor n chiulase: - cu supape verticale ; cu supape nclinate n V. Dup numrul de supape n cilindru: cu dou; cu mai multe.

-

Fig.4.1 Mecanismul de distribuie a unui motor n patru cilindri: 1-arbore cotit;2-roata lan arbore cotit;3-transmisia lan; 4-arbore intermediar de acionare a pompei de ulei i ruptorului-distribuitor; 5-roata lan a arborelui cu came;6-ntinztor lan; 7-sabotul ntinztorului;8-amortizor lan; 9-arbore came; 10-culbutor; 11-axa; 12-ghidul supapei; 13-supape; 14-arc, 15-talerul arcului; 16-galei;17-tachet; 18-urub de reglare.

25

La poziia pistonului n PMI exist un moment la care ambele supape de admisie i evacuare sunt deschise cu acelai unghi numit suprapunerea supapelor. Efectul acestui fenomen este mbuntirea umplerii camerei de ardere, rcirea zonelor calde, atenuarea efectului detonailor, reducerea consumului de combustibil, creterea puterii motorului.

2. Construcia general i funcionarea mecanismelor de distribuieLa majoritatea autoturismelor se folosesc mecanisme de distribuie cu amplasarea arborelui cu cam pe chiulas. n fig. 4.1 este reprezentat schema unui mecanism de distribuie a motorului cu patru cilindri a automobilului Mercedes-Benz. Mecanismul de distribuie const din comanda de distribuie prin lan 3 cu dispozitiv de ntindere 6 cu sabotul 7; arborele cu came 9 i comanda cu supapele 13. La rotirea arborelui cotit micarea se transmite la arborele cu came dispus pe chiulas. Cama prin culbutorul 10 de pe axa 11 acioneaz tachetului 17 care deschide supapa 13. nchiderea supapei la rotirea de mai departe a arborelui cu came are loc la extinderea arcului 14. La unele motoare ale camioanelor se utilizeaz mecanisme de distribuie cu arborele cu came amplasat n blocul motor. n fig.4.2 este reprezentat mecanismul de distribuie a unui motor n V. Fusurile arborelui cu came se sprijin pe bucele de bronz 8 presate n locaurile din bloc. Numrul camelor corespunde numrului supapelor de admisie i evacuare, iar dispunerea lor depinde de dispunerea cilindrilor i ordinea de funcionare a motorului. mpreun cu arborele sunt executate excentricul 5 de acionare a pompei de carburant i pinionul 20 de acionare a pompei de ulei i a ruptorului-distribuitor. Tacheii 19 sunt executai n form de phare cu suprafaa de lucru sferic. n locaurile blocului tacheii au micare rectiliniar-alternativ. Tijele mpingtoare 18 transmit micarea de la tachei la culbutoare 14 care se ntorc pe axa 13 i acionnd asupra supapelor 9 le deschid. Culbutorul are dou brae inegale. n braul mic este nfiletat un urub reglabil al jocului termic n supape. Braul mare apas supapa care o deschide .Acionarea arborelui cu came se face de la arborele cotit prin pinionul 2 cu un marcaj 1 pentru instalarea corect a distribuiei.

-

Fig. 4.2 Mecanismul de distribuie cu arborele came n bloc a unui motor n V: 1-marcaj; 2-pinion; 3-flan limitare axial; 4-fusuri; 5-excentric de acionare a pompei de carburant; 6,7-came pentru supapele de admisie i evacuare; 8- buce de bronz; 9-supape; 10-ghidaje; 11,17,21-talerele arcurilor; 12-arcuri;13-axa culbutoarelor; 14-culbutor;15-urub reglabil; 16-suportul axei; 18-tije mpingtoare; 19-tachei; 20-pinion de acionare a pompei ulei i ruptorului distribuitor.

26

3.

Construcia organelor componente ale mecanismelor de distribuie

Comanda distribuiei. Prin comanda distribuiei se transmite micarea de la arborele cotit la arborele cu came. Aceastea poate fi prin pinioane, lan, curea dinat. Comanda prin pinioane este format din dou pinioane; pinionul conductor de pe arborele cotit i cel condus de pe arborele came. La motoarele cu aprindere prin compresie mai este un pinion intermediar pentru acionarea pompei de injecie. Pinionul de pe arborele cu came n bloc al motorului n patru timpi are un numr de dini dubli pentru a realiza raportul de transmisie 1:2. Pentru micorarea zgomotului, dantura este nclinat fiind executat din textolit, oel sau font aliat. Pe pinioane sunt marcaje pentru asigurarea efecturii fazelor de distribuie i punerii la punct a supapelor i aprinderii.

Fig. 4.3 Comanda arborelui cu came: a-prin curea dinat; b-prin lan.; 1-roata curea dinat a arborelui cotit; 2-roata curea pompei lichidului de rcire; 3-rola de ntindere; 4- capac protecie spate; 5-roat curea arborelui cu came; 6-curea dinat; 7-axa rolei de ntindere; 8- sabotul ntinztorului; 9-ntinztor; 10-roata lan arborelui cu came; 11,14-amortizoare lan; 12-urub de limitare; 13-roata lan arborelui intermediar; 15-roata lan arborelui cotit. A-marcaje instalare capacului protecie spate; B-marcaj roata curea a arborelui cu came; C-marcaj pe capacul pompei ulei; D-marcaj pe roata arborelui cotit.

Comanda prin lan (fig.4.3,b) este format din dou roi de lan situate pe arborele cotit 15 i arborele cu came 10. Lanul poate fi simplu, dublu sau triplu. Acest lan poate antrena i un arbore intermediar 13 pentru acionarea pompei de carburant prin cam, pompei de ulei i ruptorului distribuitor al aprinderii prin pinioane. Comanda prin lan poate s aib ntinztoare mecanice sau hidraulice care prin intermediul sabotului amortizeaz i micoreaz zgomotul. Pe roile de lan sunt marcaje pentru punerea la punct a supapelor sau aprinderii. Comanda este plasat ntr-un carter etan. Comanda prin curea dinat nlocuiete transmisia prin lan, mai bine amortizeaz oscilaiile torsionale ale arborelui cu came (fig. 4.3,a). Comanda se face prin cureaua dinat de la roata de curea 1 fixat la arborele cotit . Prin aceast curea este acionat i roata pompei lichidului de rcire 2. Rola 3 servete pentru ntinderea curelei cu hexagonul excentric. Pe roile 27

de curea ale arborelui cotit i arborelui de distribuie sunt marcajele D i B pentru punere la punct a supapelor i aprinderii, care trebuie s coincid cu marcajele A de pe capacul din spate i C de pe capacul pompei de ulei. Arborele cu came asigur deschiderea i nchiderea supapelor de admisie i evacuare n momente bine determinate pe o durat necesar. El se monteaz n blocul motorului pe buce de sprijin sau pe chiulas (fig. 4.4).

Fig. 4.4 Amplasarea arborelui cu came pe chiulas: 1-chiulas; 2-arbore came; 3-suportul posterior arbore came; 4-garnitur; 5-capacul chiulasei, 6-suportul anterior; 7-simering.

Arborele cu came 2 este confecionat prin matriare din oel aliate sau turnat din font. Are form cilindric cu fusuri de sprijin, came de admisie i evacuare. Unele motoare au arbori cu came cu guri radiale i axiale pentru ungere. Capetele sunt nchise n partea anterioar cu urubul de fixare a roii de curea, iar posterioar cu un dop filetat. La unele motoare MercedesBenz, BMV sunt doi arbori cu came n chiulas: unul comand cu supapele de admisie, altul cu supapele de evacuare. Camele au un unghi de decalaj i un profil condiionat de numrul cilindrilor, de viteza de ridicare a supapelor i de timpul lor de deschidere. Aceasta imprim unghiurile de avans i 28

ntrziere a deschiderii supapelor. Camele i fusurile sunt tratate termic i rectificate pentru mrirea duritii. Numrul de came este egal cu numrul supapelor. n partea anterioar a arborelui cu came se prinde pinionul, roata de lan sau de curea. Unii arbori acioneaz ruptorul distribuitor de la captul posterior. Prin pinioane pot aciona pompa de ulei i ruptorul distribuitor, iar prin excentric pompa de combustibil. Comanda cu supapele difer n funcie de particularitile constructive ale motoarelor, de dispunerea arborilor cu came. Comanda deschiderii supapelor la motoarele cu arborele cu came n bloc fig. 4.2 se face prin intermediul tacheilor, tijelor mpingtoare i culbutoarelor. Tacheii la aceast distribuie pot fi cilindrici sau cu taler n partea inferioar. Ei culiseaz n locaurile din bloc. Tijele mpingtoare ntlnite numai la motoarele cu arborele cu came n bloc au rolul de a transmite micarea liniar de la tachei la culbutoare. Ele sunt tubulare sau pline cu capete din oel pentru contactul cu tacheii i culbutoarele. Culbutoarele sunt amplasate pe o ax tubular care prin suporturi se fixeaz la chiulas. Ele au dou brae inegale: braul mic cu urub reglabil are contact cu captul superior al tijei mpingtoare, iar braul mare apas tija supapei pentru a o deschide.

-

Fig. 4.5 Comanda cu supapele: a-tachet cu aibe reglabile; b-tachet cu urub de reglaj; c-prin bra oscilant; d-tachei hidrauliici; 1-aib reglabil; 2-urub de reglaj; 3-arbori cu came; 4-bra oscilant; 5-tachet hidraulic.

n fig. 4.5 sunt indicate comenzile cu supapele la diferite motoare cu arborele cu came pe chiulas. Comanda direct a supapelor dispuse vertical se face prin intermediul tacheilor cu aibe reglabile de schimb sau prin uruburi de reglare a jocului termic (fig.4.5 a, b). 29

n (fig. 4.5 c) arborele cu came comand cu supapele prin braul oscilant 4. De la arborele cu came (fig. 4.5d) supapele dispuse nclinat au comand prin culbutoare cu tachei hidraulici 5. Folosirea tacheilor hidraulici exclud reglarea jocurilor termice n supape la ntreinerea tehnic a mecanismului de distribuie. Tacheii hidraulici se utilizeaz la toate mecanismele de comand cu supapele: prin culbutoare, brae oscilante sau acionare direct.

-

Fig. 4.6 Tachet hidraulic: 1-tija supapei; 2-spaiul de ulei presiune nalt; 3-compensator; 4,8-guri de alimentare supapei; 5-tachet; 6-arbore came; 7-cam; 9-supap bil; 10-arc.

Principiul de funcionare a tachetului hidraulic (fig. 4.6) este urmtoarea: la lipsa forei exterioare uleiul prin supapa deschis 9 umple spaiul de presiune nalt a tachetului care asigur jocul necesar. Dac asupra tachetului acioneaz cama 7 supapa se nchide i tachetul devine rigid. Lungimea lui practic este constant la funcionarea tachetului, iar uzarea pieselor este compensat de un joc de 5...8 Mk.

-

Fig.4.7 Piesele supapei: 1-supap; 2-ghid; 3-inel de etanare; 4-capac de etanare;5,8-talerele arcurilor; 6-arc interior;7-arc exterior; 9-galei; 10-aiba reglabil; 11-tachet, 12-degajarea tijei; 13-tija supapei.

Supapa n ansamblu (fig. 4.7) const din supapa propriu-zis, arcurile 6,7,talerele arcurilor 5,8, galei 9, ghidaje 2.Spapele au rolul de admisie a amestecului carburant sau aerului, i de evacuare a gazelor de eapament. Deschiderea lor are loc cnd camele atac organele de comand, iar nchiderea se face datorit arcurilor supapelor. Numrul supapelor la un cilindru 30

pot fi: dou (de admisie i de evacuare); trei (dou de admisie i una de evacuare); patru (dou de admisie i dou de admisie). Prin aceasta se asigur o mai bun umplere a cilindrului cu amestec carburant i o mai bun ventilare a gazelor. Prile componente ale supapei propriu-zis sunt: talerul, tija. Talerul are faeta de aezare pe un scaun din chiulas. Tija este prevzut cu una sau mai multe degajri pentru piesele fixate de aceasta. Captul unor tije este filetat pentru urubul de reglare. Tija culiseaz n ghidul supapei. Captul de contact cu organele de comand se trateaz termic pentru durificare. Supapele se confecioneaz din oel aliat, cele de evacuare coninnd i siliciu pentru micorarea dilatrii termice. De obicei talerul supapei de admisie are diametrul mai mare dect al celor de evacuare. Talerul poate fi plat, concav (pentru supapele de admisie) sau convex (pentru cele de evacuare). Ghidurile sunt presate n chiulas. Au capace de etanare termice .Scaunele supapelor pot fi frezate direct n chiulas sau se preseaz n chiulas .Arcurile menin supapele la scaunul lor cnd sunt nchise i le deschid la destindere. La supape se pot monta dou sau un arc. Arcul se sprijin ntre dou talere i se fixeaz prin galei sau prin talere filetate cu urub de reglare

Fig. 4.8 Diagrama fazelor de distribuie: 1-nchiderea supapei admise; 2-deschiderea supapei admise; 3-nchiderea supapei evacuare; 4-deschiderea supapei evacuare.

Diagrama de distribuie Aceast diagram (fig. 4.8) specific pentru fiecare tip de motor reprezint grafic momentul nceperii deschiderii i sfritul nchiderii supapelor exprimate n grade de rotaie ale arborelui cotit deci fazele distribuiei. Timpul umplerii cilindrului cu amestec carburant sau aer, evacurii gazelor este foarte mic. De exemplu, timpul de admisie a motorului, cu frecvena arborului cotit 630 rad/s este de 0,005 s. Pentru umplerea mai bun i aerisirea cilindrului timpii de admisie i evacuare trebuie mrii. De acea durata fazei de admisie i evacuare depete 180o, din cauza c momentul de deschidere i nchidere a supapelor nu coincid cu poziia pistonului n PMI i PME. Supapa de admisie ncepe a se deschide cu 10 o...30o nainte ca pistonul s ating PMI. Se nchide aceast supap peste 40 o...70o dup ce pistonul a atins PME. n timpul ntrzierii nchiderii supapei de admisie n cilindru ptrunde 10...15% amestec carburant. Faza de admisie n mediu constituie 230o...280o . Aproximativ aceiai durat o cere i faza de evacuare. Supapa de evacuare se deschide la 40 o...60o nainte ca pistonul s ating PME, cnd presiunea gazelor de eapament constituie 0,3...0,5 MPa. Sub aceast presiune sunt evacuate 60...70% din gazelle arse nainte ca pistonul s ating PMI. nchiderea supapei de evacuare are loc peste 15 o...20o dup PMI. Aceasta face posibil utilizarea presiunii majore n cilindru pentru ventilarea lui mai bun. Fazele de distribuie sunt reprezentate sub form de diagram. Din diagram se constat, c la poziia pistonului mai aproape de PMI ambele supape sunt nchise. Acest fenomen poart denumirea de suprapunerea supapelor, care nu nrutesc funcionarea motorului, pentru c 31

ineria mare a fluxului de amestec carburant sau aer proaspt i a fluxului gazelor de eapament mpiedic amestecarea lor.

Partea V. INSTALAIA DE RCIRE 1. Construcia general i funcionarea instalaiei de rcire cu lichid

Destinaia i clasificarea instalaiilor de rcire. Instalaia de rcire asigura un regim termic corespunztor unei bune funcionri a motorului. Instalaia forat evacu excesul de cldur n mediul ambiant. Excesul de cldur este evacuat prin dou metode: cu lichide de rcire i cu aer. Prin instalaia de rcire se elimin n mediul ambiant 25...35% din cldur asigurnd o temperatur optim de 80...95oC. Acest regim termic asigur funcionarea normal a motorului i nu trebuie s se modifice n funcie de anotimp sau sarcina lui. Pe parcursul ciclului de funcionare a motorului temperatura se schimb de la 80...120oC la sfritul timpului de admisie i pn la 2000...2200oC la sfritul aprinderii. Dac motorul nu este rcit, gazele cu temperatura nalt nclzesc piesele care se dilat. Are loc arderea uleiului n cilindri, se majoreaz gradul de uzare i forele de frecare, iar supranclzirea organelor mecanismului biel- manivel, este urmat de griparea lor sau chiar de deteriorare. Urmri negative au loc i la suprarcirea motorului. Pe pereii cilindrilor reci amestecul carburant se condenseaz, spal uleiul i ptrunznd n baie l altereaz. n aceste condiii intensiv se uzeaz segmenii pistonului i alezajul cilindrilor. Majoritatea motoarelor sunt rcite cu lichid. Instalaia de rcire cu lichid i circulaie forat presurizat permite ridicarea temperaturii de fierbere pn la 110 oC. n fig. 5.1 este reprezentat instalaia de rcire cu lichid. Instalaia de rcire const din radiatorul cu vasul de expansiune, racordurile la pompa centrifugal i de returarea lichidului n radiator, cmile de rcire ale blocului cilindrilor i chiulasei, termostatul. Instalaia asigur nclzirea sobei, a aerului care ptrunde n carburator pentru prepararea amestecului carburant. Regimul termic al instalaiei de rcire este controlat de termometrul de pe panoul aparaturii de bord i de lampa de avertizare a supranclzirii lichidului de rcire. Robinetele asigur golirea lichidului din instalaie. Instalaia are dou circuite: circuitul mic i circuitul mare. Circuitul mic asigur nclzirea motorului sub 70oC, iar cnd temperatura depete 70oC prin termostatul deschis lichidul nimerete n radiator unde este expus rcirii. Prin cureaua dinat 17 de la arborele cotit este acionat pompa lichidului de rcire 16. Prin furtunul 5 lichidul este aspirat de la radiator n pompa i trimis n cmile de rcire ale blocului i chiulasei. Dac temperatura este sub 70oC supapa termostatului este nchis i lichidul este returat prin conducta 19 la pomp. Cnd temperatura lichidului depete 70oC se deschide supapa termostatului i prin furtunul 3 este returat n radiator. Concomitent prin traductorul 8 se conecteaz ventilatorul electric care aspir aerul prin celula radiatorului i rcete lichidul. Vasul de expansiune prin furtunul 4 este racordat la partea superioar din stnga radiatorului, iar prin furtunul 26 la termostatul 25. Vasul de expansiune compenseaz lichidul de rcire n radiator.

2.

Construcia prilor componente ale instalaiei de rcire

Radiatorul i vasul de expansiune. Radiatorul dispenseaz lichidul de rcire venit de la motor n fii subiri pentru a fi rcite de ctre aerul aspirat de ventilator. Radiatoarele pot fi cu evile de rcire dispuse vertical sau orizontal. Radiatorul cu evile dispuse vertical (fig. 5.2,b) se compune din bazinul superior 8 i inferior 9 i celula radiatorului 12. Bazinul superior este prevzut cu o gur de umplere nchis cu un capac ermetic cu dou supape: de admisie i de evacuare a vaporilor la supranclzire. Prin furtun se racordeaz la vasul de expansiune. Bazinele prin racorduri au legtur cu pompa lichidului de rcire (cel inferior) i de retur al lichidului nclzit (cel superior). Celula 12 are evi cu aripioare de rcire. 32

n fig. 5.2a este reprezentat radiatorul cu evi orizontale n dou rnduri. Are dou bazine stnga i dreapta: Bazinul stng are racorduri; inferior pentru furtunul la pompa de lichid (aspirare) i superior de retur al lichidului din motor.

.

Fig.5.1 Instalaia de rcire: 1-capacul vasului de expansiune; 2-vas de expansiune; 3-furtun de retur n radiator; 4-furtun spre vasul de expansiune; 5furtun aspirare; 6-bazinul stng radiatorului; 7-evele orizontale ale celulei radiatorului; 8-traductorul ventilatorului electric; 9-bazinul dreapta radiatorului; 10-dop de golire;11-celula radiatorului; 12-mantaua ventilatorului; 13-paletele ventilatorului; 14-motor electric; 15-roata dinat a pompei, 16-paletele pompei rcire; 17-curea dinat de antrenare a arborelui cu came; 18-racordul de la soba de nclzire; 19-conducta din cmile de rcire spre pomp; 20-conducta de la colectorului de admisie la blocul de nclzire al carburatorului; 21-blocul de nclzire a carburatorului; 22-conducta de evacuare; 23conducta spre soba de nclzire; 24-furtunul de ieire a lichidului de nclzire a colectorului de admisie i a carburatorului; 25-termostat; 26-furtunul de la vasul de expansiune spre termostat.

n capacul vasului de expansiune 2 (fig.5.1) este o supap de comunicare a instalaiei cu mediul ambiant. Bazinul din dreapta are dopul de golire 10 i traductorul 8 conectrii ventilatorului electric. Pompa lichidului de rcire (fig. 5.3) de tip centrifugal asigur circulaia forat a lichidului n instalaia de rcire. Const din corp 2 i capac turnate din aliaj de aluminiu; rotorul cu palete 4 la un capt i butucul pentru roata de curea trapezoidal la alt capt. Pentru a evita scurgerile de lichid pe ax se prevede un simering 6 nedetaabil format din manet de cauciuc i inel grafitat, arc ntr-o carcas din alam. Inelul este apsat prin manet de rotorul cu palete. Corpul are o flan de fixare la blocul cilindrilor. La acionarea pompei lichidul ptrunde n centrul pompei sub depresiune i sub aciunea forei centrifugale este refulat la periferie sub presiune la cmile de rcire.

33

Fig. 5.2 Radiatoare i ventilatorul electric: a-cu evi orizontale; b-cu evi verticale; 1-radiatorul evi orizontale; 2-traductorul cuplrii ventilatorului; 3-motorul electric; 4-mantaua; 5-palete; 6-pern din cauciuc; 7-dop de golire; 8-bazinul superior; 9- bazinul inferior; 10-racord de returare a apei; 11- capacul gurii de alimentare; 12 - celula radiatorului; 13-racord de aspirare.

Fig. 5.3 Pompa lichidului de rcire. 1-urub de stopare a rulmentului; 2-corpul pompei (statorul); 3-blocul cilindrilor; 4- rotor cu palete; 5-axul rotorului; 6-simering; 7-maneta din cauciuc; 8- buca rulmentul; 9-roata dinat de curea.

Ventilatorul 5 (fig. 5.2,a) are rolul de a aspira aerul prin celula radiatorului i rcirea lichidului. El este format din 4...6 palete metalice sau mas plastic de form special pentru a micora fora de acionare. Ca regul ventilatorul este montat pe aceiai ax cu pompa de lichid i este acionat prin roata de curea trapezoidal. La unele automobile se utilizeaz ventilatorul electric acionat prin intermediul unui releu care l cupleaz cnd lichidul de rcire atinge temperatur de 75....85oC. Ventilatorul este amplasat n mantaua fixat la radiator. El poate fi acionat de la arborul cotit prin cuplaje electromagnetice sau hidraulice. Cuplajul hidraulic asigur o transmisie mai lent a ventilatorului. Frecvena ventilatorului depinde de cantitatea de ulei din instalaia de ungere care este reglat de sertarul de cuplare. 34

Fig.5.4 Termostatul: 1-racord de intrare de la radiator; 2-intercalare din cauciuc; 3-umplutur solid volatil; 4-arcul supapei mici; 5-racord de intrare de la cmile de rcire; 6-supapa mic; 7-racordul spre pomp; 8-arcul supapei mari; 9-supapa mare; 10-racord de la vasul de expansiune; 11-piston.

Termostatul (fig. 5.4) realizeaz automat regimul termic al motorului prin dirijarea lichidului spre radiator sau pomp. Const din corpul i capacul capsate cu racordul 1 de la radiator, racordul 5 din cmile de rcire, racordul 7 spre pomp i racordul 10 spre vasul de expansiune. La paharul presat n supapa principal mare 9 este capsat o intercalare din cauciuc 2, cu pistonul lustruit 11 fixat la un suport cu urub. ntre pahar i intercalarea din cauciuc este capsat o umplutur solid volatil. Supapa mare este apsat la lcaul ei de arcul 8. Prin dou suporturi ale supapei mari se prinde supapa mic 6 apsat de arc. La temperatura lichidului sub 80oC supapa mare este nchis iar cea mic deschis. Lichidul circul de la racordul 5 din cmile de rcire spre pomp prin racordul 7 (circuitul mic) asigurnd nclzirea rapid a motorului. Cnd temperatura lichidului de rcire depete 94oC, umplutura solid volatil se dilat strnge intercalarea din cauciuc, deplaseaz pistonul pn la deschiderea supapei principale mari i nchiderea supapei mici. n acest caz lichidul din cmile de rcire nimerete n radiator. n intervalul de temperaturi de la 80...94oC lichidul parial circul spre pomp i spre radiator.

Partea VI. INSTALAIA DE UNGERE 1. Destinaia i metodele de ungere

Instalaia de ungere asigur ungerea suprafeelor de frecare, micoreaz forele de frecare i uzarea pieselor, reduce pierderile puterii motorului la nvingerea forelor de friciune. La funcionarea motorului uleiul circul continuu, rcete piesele i capteaz produsele uzurii. 35

Pelicula filmogen de pe pistoane, segmenii pistonului i cilindri nu numai reduce gradul lor de uzare, dar i contribuie la mbuntirea compresiei motorului. Metodele de ungere pot fi: ungerea prin presiune forat, prin care uleiul este trimis la suprafeele de frecare printr-o pomp de ulei; ungerea prin stropire, uleiul fiind mprocat de ctre arborele cotit care n micarea lui de rotaie arunc uleiul la alezajele cilindrilor i la organele mecanismului bielmanivel; ungerea mixt prin care piesele mai solicitate se ung prin presiune, iar altele prin mprocare. Instalaia de ungere asigur i filtrarea uleiului care circul de impuriti mecanice i evacuarea gazelor de carter. La automobile instalaia de ungere este mixt.

2.

Prile componente i funcionarea instalaiei de ungere

Instalaia de ungere mixt asigur ungerea sub presiune i prin mprocare. Fusurile paliere i manetoane ale arborelui cotit, fusurile arborelui de distribuie i arborelui suplimentar de acionare a pompei de ulei, camele arborelui de distribuie, alimentarea tacheilor hidraulici i alte piese se ung sub presiune prin canalele din bloc i chiulas. Prin mprocare se ung alezajele cilindrilor, pistoanele i segmenii de piston, transmisia lan la arborele cu came, tacheii, tijele supapelor etc. n fig. 6.1 este reprezentat instalaia de ungere mixt a automobilului. Uleiul este aspirat de pompa cu angrenajul interior prin sorbul 17 i prin canalul 9 este debitat spre filtrul n flux. Uleiul filtrat prin canalul 14 din bloc ptrunde n canalul longitudinal 24 iar prin canalele 23 din locaurile paliere ale arborelui cotit din bloc nimerete la fusurile arborelui cotit. n cuzineii palieri sunt executate guri prin care uleiul ptrunde n canalul inelar de ungere. Prin canalul inelar o parte de ulei ung fusurile paliere, iar alt parte prin canalul nclinat al arborelui cotit ung fusurile manetoane. Din gaura nclinat al capului mare al bilei uleiul este mprocat pe alezajul cilindrilor. Prin jocul dintre cuzinei i fusurile arborelui cotit uleiul se scurge n baie. Din canalul vertical al blocului 25 uleiul ptrunde n canalul din chiulas. Aceste canale comunic ntre ele prin garnitura de chiulas. Prin canalul longitudinal din chiulas se ung fusurile arborelui de distribuie. Pentru asigurarea presiunii de funcionare i compensarea cheltuielile de ulei la uzarea pieselor, pompa de ulei are un debit mai mare. Pentru a evita majorarea presiunii peste valoarea admisibil la pompa de ulei este prevzut supapa de siguran 10, la deschiderea creia uleiul este returat n baie. Filtrul are un canal de drenaj 16, care nu permite scurgerea uleiului n baie la oprirea motorului. Supapa de divizare 21 din filtru intr n funciune la mbibarea filtrului cu impuriti. Dac nu a fost schimbat la timp filtru, uleiul spre suprafeele de frecare ptrunde nefiltrat. n fig. 6.2 este reprezentat schema de principiu a instalaiei de ungere la motorul cu comanda supapelor prin tachei hidraulici 9. Uleiul este aspirat din baia 1 prin sorbul 2 al pompei cu angrenaj interior 3 acionat de captul arborelui cotit. De la pomp prin filtru 7 uleiul nimerete n canalul longitudinal principal 4 din bloc de unde prin canalele locaurilor paliere al arborelui cotit i canalele nclinate ung fusurile paliere i manetoane ale arborelui cotit. Prin canalul vertical din bloc 8 i chiulas uleiul ptrunde n magistrala de alimentare a tacheilor hidraulici 9 i prin gurile radiale i axiale ale arborelui cu came ung fusurile i camele arborelui de distribuie.

36

Fig. 6.1 Schema instalaiei de ungere: 1-racord de ieire a gazelor de carter spre filtru de aer; 2-capacul gurii de alimentare; 3-racord de ieire a gazelor de carter dup clapeta de acceleraie; 4-racordul furtunului de aspirare a gazelor; 5-canalul de ungere a lagrelor arborelui cu came; 6-canal de ungere n chiulas; 7-arborele came; 8-traductorul lmpii de control a presiunii uleiului; 9-canalul de debitare spre filtru; 10-supapa siguran pompei;11-pinionul conductor pompei de ulei; 12-pinionul condus al pompei; 13-separatorul secer dintre pinioane; 14-canal spre magistrala central; 15-canalul aspirare; 16-canalul drenaj; 17-sorb; 18-element filtrant; 19-dop de golire; 20-baia ulei; 21-supapa de divizare a filtrului; 22-canalul ungere de la fusul palier la cel maneton; 23-canalul ungere a fusului palier; 24- canalul longitudinal al magistralei centrale; 25-canal vertical spre magistrala chiulasei

37

Fig. 6.2 Schema principial de ungere: 1-baia de ulei; 2-sorb; 3-pompa de ulei; 4-majistrala central; 5-canalul de ungere a fusurilor manetoane 6-canal de ungere a fusurilor paliere; 7 filtru; 8-canalul vertical de ungere spre chiulas; 9-canalul spre tacheii hidraulici; 10-canal de ungere arborelui came.

3.

Construcia organelor componente ale instalaiei de ungere

Pompa de ulei asigur fluxul de ulei spre suprafeele de frecare i presiunea de lucru, care trebuie s nving rezistena ntre mbinrile care se ung. Ea asigur numai fluxul uleiului, iar pentru asigurarea presiunii este necesar prezena forelor de rezisten n instalaie. Fr rezisten, fluxul creat de pomp este liber, iar majorarea presiunii nu are loc. Rezistena fluxului n instalaia de ungere are loc la trecerea lui prin filtru, prin canalele nguste spre fusurile arborelui cotit i de distribuie, prin jocurile cuzineilor arborelui cotit, suporturilor arborelui de distribuie, supape. n instalaia de ungere se utilizeaz diferite tipuri de pompe de ulei cu acelai principiu de funcionare. Pompa cu pinioane cu angrenajul exterior (fig. 6.3) se deosebete prin simplicitatea ei, are puine pri componente. Const din corpul 4 n care sunt instalate cu un joc minim dou pinioane: conductor 6 i condus 3. La canalul 2 este racordat conducta de aspirare cu sorbul i sit de filtrare. Supapa de siguran desparte cavitile de aspirare i refulare. Const dintr-o bil apsat de arc la locaul ei. Acionarea pompei difer n funcie de motorul la care este instalat. La motoarele cu arborele cu came amplasat n bloc acionarea se face de la un pinion al arborelui cu came care concomitent acioneaz i ruptorul-distribuitor al aprinderii. La motoarele cu arborele cu came n chiulas antrenare se face de la un arbore intermediar acionat de la arborele cotit prin transmisia lan sau curea. Arborul intermediar are pinioane de acionare a pompei de ulei i a ruptorului - distribuitor i un excentric pentru pompa 38

de carburant. La funcionarea motorului, pinioanele se rotesc n sensul sgeilor de pe schem. Uleiul este aspirat prin canalul 2 umplu spaiile dintre pinioane i prin jocul dintre pinioane i corpul pompei iese n canalul 5. Presiunea uleiului n magistral depinde de rezistena ei, de viteza unghiular a pinioanelor i de viscozitatea uleiului. Pentru a limita presiunea intr n funciune supapa de siguran; bila se ridic din loca i o parte de ulei este returat n baie.

Fig. 6.3 Pompa de ulei cu angrenaj exterior: a-supapa de siguran nchis; b-supapa deschis;. 1-supapa de siguran; 2-canal aspirare; 3-pinion condus; 4-corpul pompei; 5-canal de evacuare; 6-pinion conductor.

Fig. 6.4 Pompa de ulei cu angrenaj exterior 1-simering de etanare arborelui cotit; 2-capacul pompe; 3-inel cauciuc; 4-sorb; 5-corpul pompei 6-pinionul condus; 7-pinionul conductor; 8-supapa siguran; 9-arcul supapei; 10-dop; 11-inel etanare.

39

Pompa de ulei cu pinioane cu angrenaj interior se folosete la instalaiile de ungere a motoarelor moderne (fig.6.4). Pompa const din capacul 2, corpul 5 cu captorul de ulei i cavitile de aspirare i evacuare. n corp se instaleaz pinionul conductor 7 i condus 6. Cavitile de admisie i evacuare sunt desprite printr-un separator sub form de secer. Supapa de siguran 8 limiteaz presiunea n instalaie. Are un piston apsat de un arc la locaul lui. Pompa este situat n partea anterioar a arborelui cotit care pune n funciune pinionul conductor 7 dispus excentric. La funcionarea motorului pinionul conductor interior acioneaz pinionul condus exterior i distana dintre danturile pinioanelor se mrete cnd pinioanele iese din angrenaj i trec peste canalul de admisie. nainte de a intra pinioanele n angrenaj distana dintre pinioane se micoreaz i trece peste canalul de evacuare. Separatorul sub form de secer care se afl ntre pinioane evit scurgerea uleiului din canalul de evacuare la oprirea motorului. n acest caz uleiul se afl ntre separator i pinioane.

Fig. 6.5 Pompa de ulei cu rotor i came: 1-pinion conductor came; 2-angrenajul camelor cu alveolele; 3-pinion cu alveole; 4-zona aspirare; 5-zona evacuare.

Pompa de ulei de tip rotor cu came (fig. 6.5) este similar cu pompa cu pinioane cu angrenaj interior. Pompa const din partea condus 4 cu alveole i partea conductoare 1 cu came dispus excentric. Admisia are loc cnd camelor cu alveolele iese din angrenaj. Distana dintre ele se mrete i se creeaz depresiune din partea de admisie. La evacuare camele intr n angrenaj cu alveolele. Admisia este izolat de evacuare n punctul maxim de angrenare a vrfurilor camei cu alveola. Pompele cu pinioane cu angrenaj interior i cele cu rotor cu came au capacitatea de debitare fix. Volumul debitat este proporional cu frecvena arborelui cotit. Filtrele de ulei servesc pentru a cura uleiul de impuriti mecanice, produsele de uzare ale pieselor, calamin, pentru ca uleiul s-i pstreze proprietile de ungere. Dup principiul de funcionare se deosebesc filtre statice i dinamice. Filtrele statice au elemente de captare a impuritilor, iar cele dinamice particulele mecanice le cur sub aciunea forei centrifugale. Filtrele statice pot fi cu elemente filtrante brute i fine. n filtrele brute se capteaz particulele pn la 40 Mk, iar n cele fine-1...2 Mk. Filtrul brut are o rezisten mai mic de trecere ca cel fin. Ca elemente filtrante n acest filtru pot fi: site metalice, fire textile, carton poros,ect. Motoarele cu capacitatea mic a circuitului de ulei folosesc numai filtrul fin. Acest filtru reprezint o manta metalic capsat cu element filtrant din carton poros. Filtrul se infileteaz prin intermediul unei garnituri la bloc i comunic cu magistrala de ulei de la pomp. Dup filtru prin canalul central uleiul ptrunde n magistrala central longitudinal din bloc. Supapa de reinere nu permite scurgerea uleiului din instalaie la oprirea motorului. Supapa de derivare intr n funciune cnd elementul filtrant este mbcsit cu impuriti. Uleiul ptrunde la suprafeele de ungere nefiltrat. 40

Filtrul centrifugal (fig. 6.6) const din rotorul 5, aflat sub mantaua 1, care se rotete pe axa tubular 9, rulmentul 8 i bucele 3 i 7. n dou proeminene sunt nfiletate dou jicloare 10, cu axe orizontale. Deasupra lor n rotor sunt instalate evile 6 cu site 2 de filtrare. Uleiul sub presiune este debitat n filtru prin axa tubular 9, i prin gaura radial umple rotorul. Apoi uleiul filtrat sub aciunea forei centrifugale prin evile 6 i jicloarele 10 iese sub form de jeturi n spaiu 11 de unde se scurge n baia de ulei. Jeturile tangeniale din jicloare formeaz cuplul de rotaie a rotorului cu o mare vitez unghiular. La rotirea uleiului mpreun cu rotorul particulele mai grele sub aciunea forei centrifugale sunt aruncate pe pereii lui interiori la care se depun, iar din jicloare iese uleiul filtrat. Sedimentele de pe perei se spal la ntreinerea tehnic.

Fig 6.6 Filtrul centrifugal: 1-manta; 2-filtrul sit; 3,7-buce; 4-clopot; 5-rotor; 6-eav; 8-rulment; 9-axa; 10-jicloare; 11-cavitatea de scurgere.

Fig.6.7 Schema de ventilare a gazelor de carter: 1-colector admisii; 2-furtun aspirare a gazelor dup clapeta de acceleraie; 3-carburator; 4-filtrul de aer; 5-furtun superior de aspirare a gazelor de carter; 6-filtrul de separare a uleiului; 7-capacul chiulasei; 8- corpul separatorului de ulei; 9-furtun de aspirare inferior; 10-rigla de control al nivelului de ulei; 11-tu.

41

Ventilarea carterului. Gazele de carter nrutesc calitile de ungere ale uleiului i durata lui de utilizare. Sistemul de ventilare a carterului (fig.6.8) asigur evacuarea gazelor de carter, nu admite ridicarea presiunii n carter. Gazele de carter sub depresiunea din colectorul de admisie 1 al motorului sunt aspirate prin furtunul 9, racordat la tuul 11 capacului chiulasei 7, la corpul separatorului de ulei 8 cu filtru 6 de separare a gazelor de ulei. Gazele de carter aspirate prin furtunul superior 5 spre filtrul de aer 4 i furtunul 2 spre carburator 3 particip la prepararea amestecului carburant.

Partea VII. INSTALAII DE ALIMENTARE ALE MOTORULUI 1. Instalaia de alimentare a motorului cu aprindere prin scnteieInstalaia de alimentare a motorului este destinat pentru prepararea amestecului carburant din carburant i aer,