CAPITOLUL 1. CONSTRUCŢIA ARBORELUI COTIT

1.1. Rol functional

Arborele cotit însumează momentele produse de fiecare cilindru şi furnizează

u t i l i z a t o r u l u i m o m e n t u l t o t a l . R o l u l s ă u e s t e a c e l a d e a t r a n s f o r m a

m i ş c a r e a alternativă de translanţie a pistonului în mişcare de rotaţie. Manivela mecanismului

bielă manivelă este reprezentată de cotul arborelui cotit.

Arborele cotit este organul mobil care indeplineste functiile:

      transforma, prin intermediul bielei, miscarea de translatie a pistonului in miscare de

rotatie;

      transmite consumatorului (elice, generator) momentul motor efectiv generat de

forta de presiune a gazelor;

      insumeaza lucrul mecanic dezvoltat pe fiecare cilindru.

1.2. Construcţia arborelui cotit

Arborele cotit se compune dintr-o succesiune de coturi in numar egal cu i (numarul de

cilindri la motoarele in linie) sau i/2 (pentru motoarele cu cilindri in V). La randul sau, un cot al

arborelui cotit se compune din fus palier, fus maneton si brat.

Fusul palier reprezinta, impreuna cu lagarul din motor, elementul de sprijin prin care se

asigura transmiterea fortelor si momentelor de dezechilibru ale motorului catre rama de fundatie

si de acolo catre structura de rezistenta a motorului.

Fusul maneton face legatura cu restul echipamentului mobil prin intermediul bielei, al

carei cap se monteaza pe acest fus.

Bratele sunt elemente de legatura intre cele doua fusuri.

In functie de solutia tehnica de echilibrare aleasa in prelungirea bratelor (partea dinspre

palier) se pot afla contragreutati calate corespunzator. Partea prin care se transmite momentul

motor efectiv consumatorului se numeste partea posterioara a arborelui cotit, in timp ce partea

opusa se numeste parte frontala. La motoarele navale de propulsie si, uzual la auxiliare, partea

frontala si posterioara corespund directiei prova-pupa.

La partea posterioara se afla volantul de uniformizare a miscarii de rotatie a arborelui

cotit, a carei coroana dintata poate intra in angrenare cu virorul. Spre partea frontala se afla o

roata dintata ce transmite miscarea catre sistemul de distributie (arborele cu came).

La motoarele semirapide de puteri mici, arborele cotit angreneaza si unele agregate de pe

sistemele aferente motorului (pompa de ungere, racire, agregatul de supraalimentare, etc.). La

unele motoare navale, la partea frontala (capatul liber al arborelui cotit) se poate monta un

amortizor de vibratii torsionale (uzual de tip Holset), iar la cele moderne si pentru vibratii axiale.

Parţile componente ale unui arbore cotit sunt

- fusul maneton – pe care se articulează biela-

- fusul palier – reprezintă lagărul de sprijin al arborelui cotit-

- braţul – face legătura dintre fusul palier şi fusul maneton

Un cot este format dintr-un fus maneton, cele două braţe care îl încadrează şi câte o

jumătate din fusurile palier învecinate.

Motoarele cu cilindri în linie au arbori cu un număr de coturi egal cu

numărulde cilindri, iar cele cu cilindri în V au numărul de coturi egal cu jumătate din

numărulde cilindri. În partea posterioară a motorului se fixează volantul şi organele de legătură

cuutilizatorul, iar la partea anterioară se fixează elementele necesare pentru antrenareaunor

sisteme auxiliare ( sistemul de distribuţie a gazelor, sistemul de răcire, sistemulde ungere etc.)

A rbo re l e co t i t e s t e supus uno r so l i c i t ă r i ex t r em de mar i ş i , d e a ceea ,

e s t e necesar să posede o rigiditate deosebită. Acest lucru se poate realiza prin

mărirea dimensiunilor constructive, soluţie limitată de scăderea frecvenţei vibraţiilor libere (din

c auza c r e ş t e r i i mase i p rop r i i ) cu pe r i co lu l apa r i ţ i e i f enomenu lu i de

r e zonan ţ ă î n timpul funcţionării. Pentru a micşora masa, o soluţie posibilă este

găurirea fusurilor. Aplicând această soluţie se îmbunătăţeşte rezistenţa la oboseală şi se

oferă posibilitatea de a aduce uleiul de ungere spre fusuri prin interiorul arborelui cotit.

Micşorarea abaterilor de formă şi poziţie are o deosebită importanţă atât în ceea ce

priveşte fusurile cât şi dispunerea coturilor. Calitatea suprafeţei fusurilor este importantă pentru

micşorarea uzurilor. Uzual, numărul de fusuri palier este cu unul mai mare decât numărul de

fusuri maneton.

La m.a.s. mai puţin solicitate există posibiltatea ca numărul de fusuri palier să fie mai

mic decât cel al fusurilor maneton, caz în care unele braţe sunt comune pentru două

fusuri maneton alăturate. La motoarele moderne braţele au o formă eliptică care s-a

doveditavantajoasă în ceea ce priveşte rezistenţa la solicitările mecanice. La

motoareleextrem de solicitate braţul poate ajunge până la forma circulară

Figura

 

Prin suprapunearea “s” a fusurilor se măreşte rezistenţa la oboseală a arborelui.

Reducerea concentratorilor de tensiuni în zona de racordare a fusurilor cu braţul se

face prin intermediul unor praguri. Racordarea fusului cu pragul se face fie cu o rază de

racordare fie cu degajări

Figura

Arborele cotit este prevazut cu un numar "n" de fusuri manetoane coaxiale, egal cu

numarul cilindrilor motorului, si cu un numar de "n+1" fusuri paliere, prin intermediul carora

arborele cotit se sprijina pe lagarele paliere, coaxiale.

Legatura dintre fusuri paliere si fusuri manetoane este facuta de bratele manetoane, in

prelungirea carora se gasesc contragreutatile care folosesc la echilibrare si asigura rotirea lina,

fara socuri, a arborelui cotit.

Partea arborelui cotit prin care se transmite miscarea la utilizator (la ambreiaj) se numeste

partea posterioara, si este prevazut cu o flansa pe care se va presa si se va asigura cu suruburi

volanta si coroana dintata care serveste la pornirea automata a motorului.

La celalalt capat, numit partea frontală, sunt prevazute suprafete cilindrice conice sau in

trepte, prevazute cu pene, pe care se vor monta pinionul de distributie, amortizorul oscilatiilor de

torsiune si fulia pentru antrenarea ventilatorului, generatorului de curent, pompei de apa si a altor

anexe. Din punct de vedere mecanic, arborele cotit este cea mai solicitată piesă a motorului

deoarece, prin intermediul pistonului şi a bielei, preia forţele datorate presiunii din cilindru.

Arborele cotit este piesa care preia forţele din bielă, însumează lucrurile mecanice produse în

cilindrii şi transmite energia rezultată către roţi prin intermediul transmisiei.

    Elementele ce compun un arbore cotit pentru motor sunt:

fusurile paliere (prin acestea arborele se sprijină pe blocul motor, în lagăre)

fusurile manetoane (pe acestea sunt prinse bielele)

braţele (realizează legătura dintre fusurile paliere şi manetoane, conţin adesea şi

contragreutăţi de echilibrare)

capetele (pe unul se montează volantă iar pe celălalt mecanismul de roti dinţate pentru

antrenarea distribuţiei)

    Volanta asigură regularitatea mişcării de rotaţie a arborelui cotit, pentru fiecare ciclu

motor. Deoarece cuplul motor nu este continuu, el este produs doar pe cursa de destindere

pentru fiecare cilindru, se impune utilizarea unei volante.

1 – fus palier; 2- flanşa de fixare a volantului; 3 – fusuri manetoane; 4 – braţ maneton

   

Pentru motoarele în V, pe acelaşi maneton se prind câte două biele. În figură se poate

observa arborele cotit al motorului de Lexus LFA cu 10 cilindrii în V, pe care se pot distinge 6

fusuri paliere şi  5 fusuri manetoane.

1, 2, 3, 4, 5, 6 – fusuri paliere

a, b, c, d, e – fusuri manetoane

 

   Pentru a reduce frecarea în timpul mişcării de rotaţie, arborele cotit se montează pe

cuzineţi în lagărele blocului motor. Frecarea dintre cuzineţi şi arborele cotit este umedă, cu ulei

sub presiune, presiunea fiind asigurata de pompa de ulei. Uleiul circula la fusurile manetoane şi

paliere prin intermediul unor canale prevazute în arbore.

    Pentru a echilibra arborele cotit în timpul mişcării de rotaţie braţele pot fi prevăzute cu

contragreutăţi. Calibrarea acestor contragreutăţi se face prin găurire, cu diametre şi adâncimi

diferite.

    Forma arborelui cotit, respectiv numărul fusurilor paliere şi cel al fusurilor manetoane,

sunt condiţionate de numărul şi poziţia cilindrilor, de ordinea de aprindere şi de echilibrarea

dinamică a forţelor de inerţie ce apar în timpul rotaţie.

    Arborele cotit se obţine de obicei din oţel - carbon de înaltă calitate sau, în funcţie de

solicitările la care este supus, din oţel aliat cu crom şi nichel sau cu molibden şi vanadiu.

    Arborele cotit fiind piesă în mişcare are nevoie de ungere cu ulei pe secţiunile în contact

cu alte piese. Astfel fusurile, paliere şi manetoane precum sunt prevăzute cu găuri, canale prin

care circulă ulei sub presiune.

   

Circuitul de ungere cu ulei din interiorul arborelui cotit

1. găuri de ungere prevazute în fusul palier

2. găuri de echilibrare prevazute în contragreutăţi

3. găuri de ungere prevazute în fusurile manetoane

    Arborii cotiţi sunt fabricaţi prin turnare sau prin strunjire pe maşini cu comandă

numerică.

Arbo r i i co t i ţ i pen t ru mo toa re l e c a r e e ch ipează au toveh i cu l e ru t i e r e

po t f i fabricaţi din oţel sau din fontă. Procedeul de obţinere a semifabricatului pentru arborii

din oţel este forjarea în matriţă, iar arborii din fontă se realizează prin turnare. Prin forjare în

matriţă nu se întrerup liniile de curent ale materialului, ceea ce reduce concentratorii

de tensiuni.

Tu rna rea a r e avan t a ju l c ă r e a l i z ează ma i u şo r fo rma

con t r ag reu t ă ţ i l o r . La a r b o r i i d i n o ţ e l c o n t r a g r e u t ă ţ i l e s e f a b r i c ă

s e p a r a t ş i s u n t f i x a t e d e a r b o r e c u asamblări filetate.

In procesul de lucru, arborele cotit preia solicitarile variabile datorate fortei de presiune a

gazelor si de inertie ale maselor in miscare, incarcari care solicita intens organul; acesta este unul

vital in buna functionare a motorului.

2. Materiale si tehnologie de fabricatie

Arborele cotit poate fi din otel sau fonta:

      oteluri carbon de calitate: OLC 35, OLC 45, STAS 880-80;

      fonta perlitica cu grafit nodular;

      oteluri aliate cu Cr, Ni, V, cu rezistenta la rupere superioara, dar mai costisitori.

In general, arborii cotiti ai motoarelor navale se executa din otel prin forjare, sau din otel prin

turnare libera sau in matrite.

Arborii obtinuti prin turnare au avantajele:

      avantaj datorat procedeului (mai simplu, mai rapid, mai economic);

      avantaj al materialelor: fonta are calitati de turnare mai ridicate;

      proprietati antifrictiune.

Dupa realizarea tehnologica amintita, arborele cotit este supus tratamentelor termice: calire

prin curenti de inalta frecventa (CIF), urmata de revenire si normalizare si apoi nitrurare

(tratamente termochimice).

3. Solicitari

Asupra arborelui cotit actioneaza, cumulat, forta de presiune a gazelor si fortele de inertie si

momentele acestora. Pe componentele arborelui cotit, in principal, aceste solicitari sunt:

      palier: torsiune;

      maneton: incovoiere si torsiune;

      brat: intindere, incovoiere, torsiune, comprima-re.

Toate aceste solicitari au un caracter variabil, conducand la instalarea fenomenului de

oboseala si a fenomenelor vibratorii ale arborelui cotit.

1. Intinderea si comprimarea pot fi neglijate, datorita alegerii uzuale a unei solutii

supradimensionate a arborelui cotit.

2. Incovoierea. Efectul incovoierii este pierderea coaxialitatii fusurilor palier; o masura a

pierderii coaxialitatii este asa-numita abatere de la paralelismul bratelor de manivela.

Cauzele acestui fenomen sunt: rigiditatea slaba a bratelor de manivela si uzura lagarelor.

3. Torsiunea (rasucirea). Este caracteristica oricarui arbore aflat in miscare de rotatie.

4. Oboseala. Cele doua solicitari au caracter variabil, de unde si posibilitatea instalarii

oboselii. Finalitatea verificarii la oboseala consta in compararea coeficientului de siguranta la

oboseala cu un coeficient de siguranta admisibil:

De aici, factorii de care depinde oboseala sunt : concentratorii de tensiune exprimati prin

coeficietul concentratorilor de tensiune concentratori de tensiune reprezinta orificiul de ungere

si zonele de racord dintre brat si fus; influenta concentratorului se reduce practicand degajari sau

racordari cat mai mari in zona dintre brat si fus; figura 2 reda influenta racordarii asupra lungimii

portante a fusului fig.1 si a rezistentei cotului la oboseala, pe de alta parte, este necesara limitarea

razei de racordare din urmatoarele motive: cresterea ei determina scaderea lungimii portante a

fusului fig1 care are marimea unde -lungimea fusului si -spatiul de garda ; peste o anumita

limita, raza nu mai influenteaza practic rezistenta la oboseala racordarea dupa un sfert de

elipsa diminueaza la minimum efectul de concentrare a tensiunilor, dar se aplica rar, deoarece

micsoreaza mai mult lungimea portanta si este mai dificil de executat; pentru ca sa nu scada

inadmisibil, racordarea este realizata adesea prin doua arce de cerc, ale caror raze cresc de la fus

spre brat marirea lungimii se obtine cand racordarea se executa cu o degajare in brat dar

solutia slabeste sectiunea bratului, de aceea se utilizeaza mai frecvent racordarea cu degajarea

practicata in fus, care, desi scurteaza lungimea , imbunatateste considerabil rezistenta la

oboseala

      forma si dimensiunile arborilor exprimate prin coeficientul dimensional ;

valoarea sa depinde de dimensiunile caracteristice;

      calitatea suprafetei si procedeele tehnologice utilizate se exprima prin coeficientul

starii suprafetei ;

      natura ciclului de solicitare, exprimata prin rezistentele admisibile prin ciclu

alternant simetric, respectiv pulsator: .

      natura materialului exprimata prin coeficientul de material , care se poate scrie

in functie de valorile anterioare:

5. Vibratiile arborelui cotiti. Deoarece arborele cotit este un sistem elastic, iar solicitarile

mentionate au un caracter variabil, arborele cotit va intra in vibratie. Principalele tipuri de

vibratii ale arborilor cotiţi sunt:

      vibratii torsionale: se produc intr-un plan perpendicular pe axa de rotatie;

      vibratii de incovoiere: se produc in planul cotului;

      vibratii axiale: se produc in lungul axei de rotatie.

In realitate, aceste tipuri nu apar izolat ci prezinta fenomenul de cuplaj intre ele .

Limitarea fenomenului vibratoriu se face, in general, prin evitarea functionarii motorului la

turatia critica (corespunzatoare frecventei proprii de vibratie a arborelui cotit).

Vom prezenta sumar in continuare fenomenul vibratoriu torsional, cel mai frecvent.

Notam frecventa proprie de vibratie a motorului; pentru evitarea fenomenului de

rezonanta, este de dorit ca turatia sa fie scoasa in afara zonei turatiei de lucru

a motorului, fie inainte de turatia minima a motorului, fie dupa cea maxima. Primul caz este mai

dezavantajos, deoarece la fiecare pornire se trece prin turatia critica.

Pentru determinarea prin calcul a pulsatiei proprii a arborelui cotit se porneste, gradat, prin

sisteme torsionale oscilante echivalente, de la cel simplu, la cel general.

Prima etapa o constituie sistemul oscilant monodimensional, cu un singur disc echivalent unui

singur mecanism motor cu diametrul D, moment de inertie mecanic J, dat de relatia:

Etapa urmatoare o constituie motorul monocilindric pentru care sistemul oscilant

torsional echivalent este format din doua discuri, unul corespunzand mecanismului motor si

celalalt volantului; pentru acest sistem oscilant bidimensional, pulsatia proprie este:

Pentru sistemul cu 3 discuri se mai poate determina analitic ; in acest caz avem doua

pulsatii proprii, corespunza-toare celor doua moduri de vibratie specifice.

Pentru sisteme n- dimensionale, corespunzatoare motoarelor

policicindrice, se considera intreaga linie de arbori (inclusiv propulsorul); se determina sistemul

oscilant echivalent si, prin tehnici de calcul moderne, se determina cele n-1 pulsatii proprii,

respectiv turatiile critice, de rezonanta, corespunzatoare; prezinta linia de arbori completa a unui

motor naval semirapid de propulsie, iar figura sistemul oscilant echivalent si modurile proprii de

vibratie torsionala.

In toate cazurile se constata ca atunci cand masa discurilor creste (deci si creste), scade.

Va apare pericolul fenomenului de rezonanta inainte de atingerea zonei de turatie nominale a

motorului. Scoaterea acestor rezonante periculoase se face, conform celor mentionate anterior, in

conditii de exploatarea, prin montarea unui amortizor de vibratii torsionale; prezinta diagrama de

turatii critice a liniei de arbori a motorului Sulzer 6RND90.

4. Solutii constructive

1. Distributia coturilor. Coturile sunt distribuite in lungul axei de rotatie, intre ele existand

uzual la motoarele navale, cate un fus palier, cat si in jurul axei de rotatie. Aceasta ultima

distributie este data de conditia uniformitatii aprinderilor si de conditia unei solutii optime de

echilibrare.

2. Fusurile. Se construiesc astfel ca suprafata portanta sa fie cat mai mare; diametrele

fusurilor: -diametrul fusului palier si -diametrul fusului maneton sunt egale, pentru cazurile

generale (cilindri echidistanti); lungimile celor doua tipuri de fusuri sunt aproximativ egale:

, desi marirea diametrului majoreaza masele in miscare de rotatie si reduce frecventele

proprii ale arborelui, preferandu-se solutia .

Lungimile fusurilor palier depind de incarcarea acestui; adesea, palierul de mijloc este

mai lung decat celelalte, deci nu se mai respecta conditia echidistantei cilindrilor, mai ales cand

arborele cotit nu mai este unitar (este compus din doua bucati).

Fusurile maneton au aceeasi lungime , datorita identitatii bielelor prinse direct pe ele;

la motoarele in V, lungimea fusului se mareste corespunzator .

O constructie simpla se obtine daca fusurile arborelui cotit nu au canale axiale (cazul

uzual al motoarelor navale). Pentru a micsora insa masa arborelui si fortele de inertie, se recurge

la gaurirea axiala a fusurilor, ceea ce conduce la ameliorarea comportamentului la oboseala,

golurile din lungul fusurilor determinand o distributie mai favorabila a fluxului de forte, efect

ilustrat de rezistenta la oboseala datorata torsiunii creste de la forma plina la cea cu fusuri cu

gauri cilindrice solutiile cu goluri in forma de butoi sunt si mai eficiente si a cresterea rezistentei

la oboseala contribuind si latirea bratului, pana la aducerea la forma ovala.

Mentionam ca prin practicarea gaurii fusului maneton excentric (spre periferia bratului)

se atenueaza efectul concentrarii tensiunilor la trecerea de la forma fusului spre brat.

3. Bratele. reda cateva forme consacrate de brate ale arborelui cotit.

La motoarele lente, bratele pot avea forma dreptunghiulara ceea ce asigura stabilitate

constructiei; pentru reducerea masei, se elimina insa zonele care nu participa la transmiterea

eforturilor. Pentru marirea lungimii fusurilor (reducerea uzurii), in cadrul distantei fixate dintre

doua coturi consecutive, se recurge la micsorarea grosimii a bratelor, realizand sectiunea

necesara prin cresterea latimii lor , obtinandu-se brate cu forme ovale sau circular specifice

motoarelor navale semirapide, ultima forma asigurand si o mai buna comportare la oboseala.

In scopul micsorarii efectului de concentrare a tensiunilor la trecerea dintre fus si brat,

fusurile se pot racorda cu bratele, asa cum s-a prezentat anterior, sau cu praguri intermediare de

latime , ca in prin se indica si o solutie de strapungere a bratului in vederea asigurarii ungerii

fusurilor.

O influenta pozitiva asupra rezistentei la oboseala este data de acoperirea sectiunilor

fusurilor palier si maneton eficienta solutiei se apreciaza prin marimea a acoperirii:

cu -raza de manivela; acoperirea se practica la motoarele navale in patru timpi; cresterea

acoperirii conduce la cresterea rezistentei la oboseala, micsorarea grosimii , fara a mari latimea

.

4. Contragreutatile. Efectul acestora este contra-dictoriu Aspectul pozitiv este reprezentat de

elementele:

      Se echilibreaza fortele de inertie ale maselor aflate in miscare de rotatie;

      se descarca palierele intermediare de momentele interne;

      la acelasi grad de uniformitate a miscarii de rotatie a arborelui cotit, masa volantului va fi

mai mica.

Efecte negative:

      prin utilizarea contragreutatii creste masa si scade pulsatia proprie ;

      complicatia tehnologica si constructiva.

Contragreutatile pot fi demontabile sau pot face corp unic cu bratul. prezinta o solutie de fixare a

contragreutatilor detasabile, fixate pe bratele arborelui cu suruburi, calate corespunzator solutiei

de echilibrare; daca se practica prinderea contragreutatilor prin coada de randunica suruburile

sunt incarcate numai de forta de strangere, contragreutatea fiind prevazuta cu o taietura, pentru

marirea elasticitatii; in unele cazuri, suruburile sunt solicitate si de forta centrifuga a

contragreutatii si se pot descarca de componenta tangentiala a acesteia prin praguri danturi

triunghiulare sau bucse de centrare pentru asigurarea suruburilor, se prevad sigurante de tabla 1,

sau puncte de sudura 2; solutia cu etrier introdus intr-o degajare din brat si strans cu suruburi este

mai rar intalnita.

5. Ungerea arborelui cotit. Se realizeaza in regim hidrodinamic, lubrifiantul fiind adus sub

presiune pe suprafata fusurilor. ilustreaza principiul ungerii hidrodinamice a unui fus incarcat cu

rezultanta R distribuita neuniform pe suprafata fusului; initial, presiunea in jurul circumferintei

fusului creste spre zona cu jocul cel mai redus, pentru ca apoi sa scada si sa atinga valori

negative

dupa planul radial determinat de punctul cu joc minim, in apropierea caruia se obtine si

presiunea maxima; figura ilustreaza si distributia presiunii filmului de ulei in lungul fusului.

Ungerea fusurilor maneton se realizeaza prin intermediul unor orificii de ungere; uneori

acestea pot strabate bratele, asigurandu-se si ungerea palierelor La unele motoare palierele se

ung separat. Orificiul de ungere reprezinta un concentrator de tensiune. Pentru ameliorarea

situatiei, se poate ingrosa peretele fusului in zona orificiului, se poate practica o gaura excentrica,

sau se poate ecruisa marginea orificiului. In toate cazurile se recomanda ca orificiul de curgere sa

fie practicat in zona uzurii minime.

6. Lungimea arborelui cotit: Este de dorit o lungime cat mai mica, aceasta prezentand

avantajul scaderii masei, deci a cresterii lui . Lungimea este dependenta de numarul de

cilindri, distanta dintre ei, alezaj, etc. Efectul negativ al reducerii lungimii este micsorarea

suprafetei de contact a fusurilor in lagar, cu efecte negative asupra ungerii. Pentru cresterea

suprafatei portante se poate recurge la cresterea diametrului fusului, insotita de cresterea masei si

scaderea lui . La motoarele auxiliare, cresterea diametrului fusului maneton este limitata de

posibilitatea demontarii si extragerea bielei prin cilindru. O alta posibilitate de crestere a

suprafetei portante este cresterea lungimii arborelui cotit.

Figura prezinta un arbore cotit al unui motor naval in patru timpi cu i=8 cilindri in linie,

puterea de 300 CP si turatia de 275 rot/min, realizat in constructie forjata unitara.

Proiectarea arborelui cotit aferent noilor generatii de motoare din seria Sulzer RTA, cu

specificitatea unui raport foarte mare cursa/diametru a ridicat unele probleme tehnice noi. Una

dintre acestea este legata de faptul ca organul este mai zvelt, mai elastic cu o puternica distantare

intre axele fusului maneton si palier (raza de manivela mare), astfel ca nu a fost posibila

extrapolarea completa a cunostintelor dobandite din seriile de motoare cu cursa scurta, referitor

la forma, rigiditate, etc., la motoare cu raport cursa/diametru mai mari de 3.

Obiectivele proiectarii unui asemenea arbore cotit sunt rezistenta mecanica,

comportament corespunzator la vibratii, reducerea greutatii si costurilor de fabricatie.

Punctul de plecare in stabilirea formei optime a organului a constituit-o modelarea cu

metoda elementelor finite (MEF) a unui cot al arborelui cotit (fig.

15), urmand asamblarea pentru constituirea unui model al intregului

arbore al motorului policilindric (fig. 16). Se pot determina tensiunile

in zonele critice, cum ar fi cele de racordare brat-fus. Pentru cazul

concret al motorului RTA96C, solutia imbunatatita a formei unui brat

al arborelui cotit, fata de solutia de baza RTA84C

Pentru a ilustra forma constructiva reala si dimensiunile de gabarit ale unui asemenea

arbore cotit aferent motorului 11RTA96C, executat din doua tronsoane, se prezinta o

vedere a reperului respectiv la montaj

7. Echiparea extremitatilor arborelui cotit. La partea frontala se monteaza dispozitive

compensatoare, absorbitoare, sau amortizoare de vibratii. reda schema de montaj a unui

amortizor de vibratii axiale, mentionat in cele anterioare, montat la capatul liber al arborelui coti

al motorului 11RTA96C si in rama de fundatie a motorului, indica modificarea domeniului de

rezonanta la vibratiile axiale ale acestui motor.

La extremitatea posterioara, spre consumator, este prevazut un montaj pentru volant si

flansa de cuplare cu consumatorul.

Se prezinta un volant tip disc realizat din doua bucati si prevazut cu ghidaj inelar pentru

antrenarea cu virorul; in figura s-au notat cu a-buloanele de prindere a celor doua parti; b-bolturi;

c-pana transversala; d-caneluri; e-canal pentru cheia de tensionare a bolturilor; f-sector inelar de

angrenare cu virorul.

Tot in aceasta extremitate a arborelui se afla lagarul de impingere (lagar axial, tip

Michell); montajul se face uzual, pe un tronson de impingere de pe linia axiala, dupa acesta

urmand succesiunea de arbori intermediari si finalizand cu arborele port-elice (pentru motor de

propulsie); lagarul axial are rolul primordial de a atenua fluctuatiile impingerii elicei.

Arborele de impingere este deci, uzual, cuplat rigid atat cu arbore cotit, cat si cu primul

arbore intermediar, iar volantul de uniformizare a miscarii de rotatie a arborelui cotit se

monteaza pe acest arbore de impingere; flansa lagarului axial forjata pe arborele respectiv, este

situata intre doua randuri de placute-cuzinet, de forma identica, amplasate pe aproximativ ¾ din

circumferinta lagarului care preiau, succesiv, forta axiala provenind fie dinspre motor (placutele

dinspre motor), fie dinspre elice (celalalt rand de placute) si o transmit structurii de rezistenta a

navei prin intermediul ramei de fundatie a motorului; suprafetele de contact sunt placate cu metal

alb si sunt acoperite de uleiul din baia lagarului, constant umpluta prin sistemul de ungere de

joasa presiune.

Bibliografie:

Foto: Arborele cotit pentru un motor cu 10 cilindrii în V (Lexus LFA )

Sursa: Wikimedia Commons