Mecanismul de distributie pentru motoare cu doua supape.Sistemul de distribuţie a gazelor reprezintă ansamblul tuturor organelor care asigurăumplerea cilindrilor cu amestec proaspăt sau aer şi evacuarea gazelor arse, în aşa fel încât sărealizeze ciclul motor şi ordinea de funcţionare adoptată. Condiţia principală pe care trebuiesă o îndeplinească sistemul de distribuţie este să permită evacuarea cât mai completă a gazelorarse şi umplerea cât mai completă a cilindrilor cu amestec proaspăt (sau aer); la MAS estenecesară şi o condiţie suplimentară – distribuirea cât mai uniformă a amestecului proaspătîntre cilindri. Piesele sistemului de distribuţie a gazelor lucrează la viteze şi acceleraţii mari, impuse de vitezele mari de desfăşurare a ciclului motor, fapt care conduce la o solicitaredinamică mare. Afară de acestea, unele piese sunt supuse la solicitări termice mari. Toateacestea perturbă distribuţia corectă a gazelor şi accelerează uzura pieselor sistemului dedistribuţie. Principalele părţi componente ale sistemului de distribuţie sunt: a) colectoarele degaze, care distribuie şi transportă amestecul proaspăt sau aerul între cilindrii motorului şicolectează gazele arse din cilindri, transportându-le în atmosferă; b) mecanismul de comandă;c) amortizorul de zgomot. Sistemul de distribuţie poate fi cu supape, cu ferestre sau lumini, cusertare. Distribuţia prin supape este aproape universală la motoarele în patru timpi (se foloseste la autovehicule si utilaje de constructii), iar distribuţia prin ferestre, la motoarele în doi timpi. Distribuţia prin sertare se utilizează la unele motoare în patru timpi de turaţie ridicată. La unele motoare în doi timpi se utilizează distribuţia mixtă prin supape şi ferestre.Sistemul de distribuţie prin supape se compune din supape, care obturează orificiile deadmisie şi evacuare, arcuri, care menţin supapele pe scaune, arborele de distribuţie (cu camele), care acţionează supapele şi mecanismul de transmitere a mişcării de la arborele cotitla arborele cu came, care poate fi prin roţi dinţate, lanţ sau curea dinţată

Când arborele cu came nu acţionează direct supapele, mecanismul de distribuţie mai cuprinde tije împingătoare, tacheţi şi culbutori. Acest sistem este cel mai des utilizat la motoarele de autovehicule moderne.

Fig. 1. Părţile componente ale mecanismului de distribuţie: 1. pinionul arborelui cotit; 2. bridă; 3. rondelă;4. fusuri; 5. excentric pentru comanda pompei de benzină; 6. came de evacuare; 7. came de admisie; 8. bucşapentru fusuri; 9. supapa de admisie; 10. ghidul supapei; 11. disc; 12. arc; 13. axul culbutorilor; 14. culbutori;15. şurub de reglaj; 16. suportul axului culbutorilor; 17. mecanism de rotaţie a supapei de evacuare; 18. supapade evacuare; 19. tije împingătoare; 20. tachet; 21. pinion de antrenare a pompei de ulei

În figura 2 este prezentat mecanismul de distribuţie prin supape al motoarelor D103şi D110, împreună cu diagrama de distribuţie, care conţine unghiul maxim de deschidere alsupapei de admisie şi, respectiv, unghiul maxim de deschidere al supapei de evacuare înraport cu PMI şi PME. Din figura 2, b, se observă că, unghiul maxim de deschidere alsupapei de admisie este mai mare, decât unghiul maxim de deschidere al supapei de evacuare,deoarece se urmăreşte o umplere cât mai bună a cilindrilor. Ansamblul general al mecanismului de distribuţie prin supape, montate în chiulasă, prezentat în figura 2, a,asigură deschiderea supapelor de admisie şi de evacuare, conform diagramei de distribuţie dinfigura 2, b, corelată cu ordinea de lucru a motorului cu patru cilindri. Deschidereasupapelor se face cu ajutorul lanţului cinematic, format la acţiunea vârfului camelor amplasatespaţial pe arborele cu came 1. Arborele cu came este antrenat de la arborele motorului prinintermediul unei transmisii cu roţi dinţate, cu lanţ, sau prin curele dinţate, cu raportul detransmitere al roţilor de 1:2. Vârful camei ridică tachetul de tip pahar 2, tija împingător 3, care

roteşte la rândul său culbutorul 4, montat pe axul culbutorilor 5, şi deschide supapa 6, a căreitijă lucrează în ghidul de supapă 7, presat în corpul chiulasei. Închiderea supapei 6 pe scaunulsău din chiulasă se produce sub acţiunea forţei elastice a arcului de supapă 8, la rotirea încontinuare a camei pe porţiunea sa cilindrică, când lanţul cinematic al distribuţiei nu mai esteacţionat.Culbutorii servesc pentru acţionarea supapelor. Un capăt al culbutorului se executăsferic sau cu rola, iar celălalt capăt are un şurub pentru reglarea jocului (vezi figura 3, a).Culbutorul este o pârghie articulată central, cu braţe inegale, care modifică sensul mişcariiprimite de la tija împingător şi o amplifică la deschiderea supapei (figura 3, a).

Fig. 2, a şi b

Fig. 3, a şi b Culbutorii se execută cu braţe inegale pentru a obţine deplasări mari ale supapei la

deplasări mici ale tacheţilor, deci acceleraţii şi uzuri reduse pe profilul camei şi eforturidinamice mai mici în tija împingătoare (raportul este aproximativ 1 la 2). În braţeleculbutorului se prevăd canale care vehiculează uleiul, pompat sub presiune prin canalizaţiiledin blocul motor şi chiulasă, spre capete, pentru a asigura ungerea tijei de supapă.Supapele sunt piesele cele mai solicitate ale sistemului de distribuţie.Subansamblul supapă (figura 3, b) este constituit din supapa cu talerul 1 şi tija 3,sediul sau scaunul supapei 2, care este fixat în chiulasă, arcurile supapei 4 şi 5, şaiba 7 pentrufixarea arcurilor 4 şi 5, ghidul supapei 6 şi elementele de siguranţă 8.Solicitările mecanice ale unei supape sunt datorate forţei de presiune a gazelor şitensiunii arcului, care produc tensiuni (eforturi unitare) neuniform repartizate pe talerulsupapelor. Solicitările termice sunt mai pronunţate la supapele de evacuare, a căror temperatură este în medie de 700-800 de grade, faţă de 300-400 de grade la supapele deadmisie. În timpul funcţionării la supapele de evacuare, din cauza solicitărilor termice ridicate,pot apărea o serie de defecţiuni: reducerea considerabilă a rezistenţei mecanice şi a durităţiimaterialului (chiar pentru oţeluri speciale refractare), tendinţa de gripaj a tijei în bucşa deghidare, deformarea talerului, uzura corozivă intensă. Evitarea acestor defecţiuni presupune orăcire intensă şi asigurarea unei ungeri corespunzătoare a tijei supapei.

a bFig. 4. Comanda mecanismului cu tachet hidraulic :a – 1. tija supapei; 2. element de culisare; 3. supapacompensatoare de bună funcţionare; 4. culbutor; 5. canal de ungere; 6. axul culbutorilor; b – 1. tija supapei;2. arcul pistonaşului; 3. camera de înaltă presiune; 4. tachet hidraulic; 5. piston; 6. supapa de nereturnare ulei;7. rezervor de ulei; 8. arbore cu came; 9. culbutor; 10. canal de legătură

Fig. 5 Tachet hidraulic pentru buna funcţionare a deschiderii supapei Cursă fixă supapă;reglarea supapei pentru buna funcţionare cu ajutorul tachetului hidraulic montat în culbutor; scaunul de aşezare al talerului de supapă este prevăzut cu o teşitură care vine în contact cu zona de aşezare a supapei

Etanşarea talerului de supapă cu scaunul se face după un cerc de contact, realizat dinintersecţia celor două unghiuri de înclinare diferite din interiorul inelului. Datorită înclinăriisuprafeţei tachetului, cu 2-3 grade, în raport cu capul tijei supapei, ea va fi rotită cu un anumitgrad la fiecare deschidere, astfel încât calamina care se depune pe scaunul supapei în timpul funcţionării să fie îndepărtată, asigurând o etanşare bună. În caz contrar, gazele fierbinţi, carescapă din cilindru datorită neetanşeităţii talerului pe scaun, pot conduce la arderea supapei deevacuare.Arcurile supapelor trebuie să asigure închiderea etanşă a supapelor pe scaunele lor şisă preia forţele de inerţie ale supapelor. Închiderea neetanşă a supapelor, în cazul unor arcurislabe, poate provoca curgerea gazelor şi arderea faţetei talerelor. Frecvenţa mare a acţiuniiarcurilor care apare la accelerare provoacă oboseala materialului, pierderea elasticităţiiacestuia şi chiar ruperea.Arborii de distribuţie (cu came) au rolul de a comanda mişcarea supapelor. Înălţimeaşi profilul camelor sunt determinate pentru asigurarea momentelor optime de deschidere şiînchidere a supapelor, precum şi a secţiunii necesare pentru curgerea fluidului motor. Profilulcamei trebuie să asigure o deplasare fără şocuri a supapei la o deschidere şi închidere rapidă a

acestuia, condiţii impuse de o umplere cât mai completă a cilindrilor.Tacheţii servesc la preluarea mişcării de la arborele cu came şi transmiterea acestuiala supape. La unele motoare se utilizează tacheţi hidraulici, care asigură eliminarea automată ajocului din mecanismul cu supape, asigurând o funcţionare fără zgomot, nefiind necesarăreglarea lor în exploatare (figurile 4 şi 5).Jocul termic din mecanismul de distribuţie are rolul de a asigura dilatarea liberă apieselor componente. Jocul termic este cuprins între 0,05-0,5 mm, fiind mai mare la supapa deevacuare. Jocurile termice se stabilesc de fabricantul de motoare pe cale experimentală.O importanţă deosebită din punct de vedere al perfecţiunii evacuării şi umplerii, îlreprezintă timpul-secţiune (crono-secţiunea), necesar evacuării gazelor şi admisiei fluiduluimotor proaspăt.Se observă că, o evacuare cât mai completă a gazelor din cilindru presupune respectareacursei supapei (limitarea uzurii camelor) şi respectarea unghiurilor optime de avans şi deîntârziere la deschiderea şi închiderea supapelor de admisie şi evacuare, menţionate pentrumotorul D110