Mecanica Sau Ceva Tehnic

61
Fig. 1.7. Organele Fig. l.Ş. Su- Fig. 1.9. Forme constructive ale din grupa supapei. pagă. talerului: a — plană; b — convexă; c — concavă. De asemenea, în unele cazuri se asigură micşorarea temperaturii de funcţionare a talerului supapei de evacuare printr-o construcţie cu gol interior (fig. 1.9, c), care se umple parţial cu sodiu sau alte substanţe. Datorită încălzirii supapei, aceste substanţe se topesc, iar prin agitarea lor la deplasările supapei asigură egalizarea temperaturii supapei, evitînd supraîncălzirea talerului. Unele elemente dimensionale ale supapei sînt date în tabelul 1.1. Tabelul 1.1 Elemente dimensionale ale supapei Dimensiunea caracteristică Relaţia Diametrul mare al talerului d: — pentru supapa de admisiune pentru supapa de evacuare Diametrul canalului d c Lungimea faţetei b Grosimea talerului t Raza de racordare la tija r g Diametrul tijei 8: supapa acţionată indirect supapa acţionată direct" Lungimea supapei l înălţimea maximă de ridicare h max (0,42- 0,50)2)* (0,40- 0,45(2) 0,865 d (0,05- 0,12)tf c (0,08- 0,12)^ (0,25- 0,35)di (0,16- 0,26)^ (0,16- Pentru a se realiza o uzură uniformă a supapei şi a scaunului, precum şi pentru uniformizarea temperaturii, s-au introdus în ansamblul fixării arcului de supapă diverse sisteme care să determine rotirea supapei în timpul funcţionării. Ghidul supapei are rolul de a conduce supapele în mişcarea lor alternativă şi totodată de a Uşura răcirea acestora; are forma unor bucşe (v. fig. 1.7) confecţionate din fontă cenuşie sau bronz, care se

Transcript of Mecanica Sau Ceva Tehnic

Page 1: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 1.7. Organele Fig. l.Ş. Su- Fig. 1.9. Forme constructive aledin grupa supapei. pagă. talerului:

a — plană; b — convexă; c — concavă.

De asemenea, în unele cazuri se asigură micşorarea temperaturii de funcţionare a talerului supapei de evacuare printr-o construcţie cu gol interior (fig. 1.9, c), care se umple parţial cu sodiu sau alte substanţe. Datorită încălzirii supapei, aceste substanţe se topesc, iar prin agitarea lor la deplasările supapei asigură egalizarea temperaturii supapei, evitînd supraîncălzirea talerului.

Unele elemente dimensionale ale supapei sînt date în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1

Elemente dimensionale ale supapei

Dimensiunea caracteristică Relaţia

Diametrul mare al talerului d:— pentru supapa de admisiune

— pentru supapa de evacuareDiametrul canalului dc

Lungimea faţetei bGrosimea talerului tRaza de racordare la tija rg

Diametrul tijei 8:— supapa acţionată indirect

— supapa acţionată direct"Lungimea supapei lînălţimea maximă de ridicare hmax

(0,42-0,50)2)*(0,40-0,45(2) 0,865 d(0,05-0,12)tfc

(0,08-0,12)^ (0,25-0,35)di(0,16-0,26)^ (0,16-0,25)rfe

(2,50-3,50)d„ (0,18-0,30)dc

Pentru a se realiza o uzură uniformă a supapei şi a scaunului, precum şi pentru uniformizarea temperaturii, s-au introdus în ansamblul fixării arcului de supapă diverse sisteme care să determine rotirea supapei în timpul funcţionării.

Ghidul supapei are rolul de a conduce supapele în mişcarea lor alternativă şi totodată de a Uşura răcirea acestora; are forma unor bucşe (v. fig. 1.7) confecţionate din fontă cenuşie sau bronz, care se presează

10

Page 2: Mecanica Sau Ceva Tehnic

sau se freteaza în corpul chiulasei (strîngerea este de 0,003 ... 0,005 din diametrul exterior).

Jocul dintre tija supapei şi ghid, pentru a uşura evacuarea căldurii, trebuie redus la minim, fără însă a determina apariţia gripajelor (se acceptă ja=0,005 ... 0,01 mm pentru admisiune şi ;'ei)-=0,008 . . . 0,012 mm pentru evacuare), .

Scaunul supapei poate fi alezat direct în chiulasă, pentru chiulase din fontă, sau poate fi o piesă separată în formă de inel, care se freteaza în cazul chiulaselor din aliaje de aluminiu. Strîngerea variază în limitele 0,045... 0,155 mm.

Materialele utilizate la confecţionarea scaunului sînt fontă specială refractară, bronz de aluminiu, oţel refractar, caracterizate prin rezistenţă mare la coroziune şi duritate ridicată la temperaturi înalte.

Prin depunerea unui strat de stelit pe suprafaţa conică a scaunului, durabilitatea sa creşte de 3—4 ori.

Arcurile de supapă menţin supapa pe scaun mai ales în cursul proceselor de schimbare a gazelor şi preiau forţa de inerţie care ar perturba legătura dintre camă şi supapă.

Arcurile de supapă cel mai frecvent utilizate sînt arcurile spirale cilindrice sau tronconice cu pas constant sau variabil (fig. 1.10, a), confecţionate din sîrmă de oţel aliat cu Cr, V, Ni, Mn, avînd 7 şi 14 spire. Pentru a micşora dimensiunile arcurilor, se montează două sau, mai rar, trei arcuri concentrice.

La unele construcţii se folosesc arcuri de încovdiere sau arcuri bară de torsiune, permiţînd micşorarea lungimii tijei supapei (fig. 10, b, c).

La motoarele de turaţie foarte ridicată, pentru a preveni desprinderea supapei de pe camă în funcţionare, se utilizează comanda supapei fără arcuri cu două came (comandă desmodromică).

Fixarea arcurilor la capul tijei supapei se poate realiza prin procedeele reprezentate în figura 1.11. r ' >•

Asamblarea discului de fixare a arcului pe coada supapei se poate realiza prin semiconuri de fixare (fig. 1.11, a, o), prin ştifturi (fig. 1.11, c),

11

Page 3: Mecanica Sau Ceva Tehnic

.

Page 4: Mecanica Sau Ceva Tehnic

. .Fig. 1.11. Fixarea arcului.

sau, în cazul acţionării directe a supapelor, prin înşurubare şi asigurare cu ajutorul unor siguranţe (fig. 1.11, d, e).

1.1.3.2. Construcţia organelor de acţionare a supapei

Mişcarea comandată de camele arborelui cu came se transmite la supape, prin intermediul unui lanţ de organe.

Arborele de distribuţie 1 (fig. 1.12) are funcţia de a asigura comanda deschiderii şi închiderii supapelor, puţind acţiona în acelaşi timp şi alte organe, ca: pompa de ulei, ruptorul-distribuitor şi pompa de benzină. El se sprijină în bloc-carter pe fusurile a între care se găsesc camele de admisie Ca, camele de evacuare Ce, dantura b pentru antrenarea altor organe şi excentricul pompei de benzină d.

Arborele se execută prin turnare din fontă sau prin forjare din oţel.Suprafeţele active ale camelor şi fusurilor se tratează termic pentru mărirea

durităţii, înainte de operaţiile de rectificare finale.Poziţia camelor este bine determinată în raport cu axa canalului de pană.Pentru arborii amplasaţi pe chiulasă se folosesc suporturi din fontă

sau aluminiu, prevăzute cu bucşe antifricţiune. Jocurile în lagărele arborilor de distribuţie sînt cuprinse între 0,03 ... 0,08 mm. Ungerea lagărelor la arborele montat în bloc-carter se asigură cu uleiul adus sub presiune prin canalele din pereţii despărţitori, iar în cazul arborelui montatîn chiulasă prin canale practicate în suporturi. ;: .:■

Soluţiile constructive utilizate la fixarea axială a arborelui cu camesînt reprezentate în figura 1.13. Cea mai utilizată este'fixarea axială cuflanşă şi bucşa-distanţieră (fig. 1.13, a). ' ■ " . ■ < io

12

Page 5: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 1.12. Organele de acţionare a supapei:I — arbore cu came pentru un motor cu patru cilindri; a — paliere; b — dantură pentru antrenarea ruptorului-distribuitor şi a pompei de ulei; C„ — came pentru admisiune; ce — came pentru evacuare; d — excentric pentru antrenarea pompei debenzină; 2 — tachet; 3 — tijă împingătoare; i — sensul de reglare; \5 — culbutor; 6 — piuliţă de asigurare a şurubului de reglare; 7 — axa culbutoarelor; 8 — suportul axei culbutorului; 9 şi 10 — arcuri chiulasa; li — şurub pentru fixarea suportului

pe chiulasa. ,

La asamblare trebuie să se asigure jocul axial Ja=0,10 ... 0,20 mm. Pentru arborii plasaţi pe chiulasa, fixarea se asigură prin borduri care se reazemă pe părţile frontale ale lagărului (fig. 1.13, c).

Tachetul transmite mişcarea la supapă sau la tija împingătoare şi preia reacţiunea laterală produsă de camă prin frecare. La motoarele

Page 6: Mecanica Sau Ceva Tehnic

.• ■■;

Q ;,j.. i '.I ' . ■'

'.'<■ i iiJOO ! , - • ' ■ . - ■

Fig. 1.13. Fixarea axială a arborelui de distribuţie: :< jdîuD

o — fixarea axială cu f lansă şi bucşă-distan-

-ţier; 1 — flanşă; 2 — bucşă-distanţier; 8 — fixarea axială cu şurub special reglabil 3 — şurub special; c —fixarea axială prin . , '■■ ■ borduri. \ ■■ IBJ S i i

Page 7: Mecanica Sau Ceva Tehnic

13

Page 8: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 1.14. Forme constructive de tacheţi:a — tachet plan; t> — tachet sferic;/c — tachet cu rolă; ci — ta-

chet-pahar: 1 — arbore cu came; 2 — tachet; 3 — tijă împingător.

de automobile şi tractoare, cei mai răspîndiţi sînt. tacheţii cu platou plan i i (fig. 1.14, a) sau sferic (fig. 1.14, b) deoarece sînt mai simplu de executat • § în comparaţie cu tacheţii cu. role (fig. 1.14, c). Uneori, tachetul se execută ! gol la interior pentru a-i micşora greutatea (fig. 1.14, d), cunoscut sub numele de tachet-pahar.

Pentru a se mări durabilitatea tachetului se prevede rotirea lui, ceea ce înlesneşte distribuţia uniformă a uzurilor, atît pe suprafaţa frontală cît şi pe suprafaţa de ghidare. Dacă suprafaţa frontală a tachetului este plană se obţine rotirea lui prin dezaxarea camei (fig. 1.14, d), iar dacă suprafaţa frontală este sferică, rotirea se obţine printr-o. uşoară conici-tate dată suprafeţei active a camei (fig. 1.14, b).

; La'amplasarea arborelui de distribuţie pe ehiulasă,' cînd acţionarea se face direct de către camă, pentru a descărca tija supapei de forţa laterală, se montează pe capătul tijei, un pahar de ghidare 1 (fig. 1.15) care se mişcă într-o bucşă 2.

Tija împingătoare 3 (v. fig. 1.12) serveşte pentru a transmite mişcarea de la tachet la culbutor. La capătul dinspre culbutor este prevăzută cu un locaş sferic, iar la capătul dinspre tachet — cu un vîrf sferic. Se confecţionează din ţeava de oţel sau aluminiu cu vîrf uri de oţel, sau din vergele de oţel.

Culbutorul este o pîrghie oscilantă în jurul unei axe, care are rolul de a transmite şi multiplica cursa camei (fig. 1.16, a, b), sau, în plus de a descărca tija supapei de forţele laterale (fig. 1.16, c).

La soluţia constructivă reprezentată în figura 1.16, a se constată prezenţa unui şurub 4, de reglare a jocului termic pe cînd-la soluţia reprezentată în figura 1.16, b jocul termic se reglează schimbîndu-se poziţia reazemului central sferic 7, prin manevrarea piuliţei 8. -\ Culbutorul se execută cu braţe inegale, pentru â obţine deplasări mari ale supapei la deplasări mici ale tacheţilor şi tijelor, deci acceleraţii şi uzuri reduse. în braţele culbutorului se prevăd canale, care deplasează uleiul spre capete pentru a asigura ungerea.,»

Page 9: Mecanica Sau Ceva Tehnic

\J *. r

Page 10: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 1.15. Acţionarea directă a camei:

1 — pahar de ghidare;2 — bucşe de ghidare;3 — cală de reglare a

jocului termic.

'■■ Fig. 1.16. Tipuri de culbutoare: .'■■0 — culbutor din oţel aliat turnat sau forjat; b — culbutor din tablă ambutisată; c — culbutor oscilant (langhete);1 — arbore cu came; 2 — culbutor; 3 — tijă supapă; 4 —şurub de reglare a jocului termic; 5 — tija împingătoare; 6 — ax culbutoare; 7 — reazem sferic; 8 — tija filetată cu

piuliţă pentru reglarea jocului termic.

Page 11: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Axul culbutoarelor este tubular, fix, iar culbutoarele sînt' menţinute la distanţă prin arcuri (v. fig. 1.12). Alezajui culbutorului poate fi bucşat sau se pot utiliza rulmenţi.

Capătul culbutorului care se sprijină pe tija supapei se realizeazădupă o suprafaţă cilindrică, din condiţia ca uzura suprafeţelor de contactsă fie minimă. . - . . • ; ' . - : ;

1.1.3.3. Calculul mecanismului de distribuţie

Avansurile şi întîrzierile la deschiderea şi închiderea supapelor influenţează golirea cilindrului de gazele arse şi umplerea lui cu gaze proaspete, sporind eficacitatea procesului de umplere.

Analizînd desfăşurarea unui ciclu (fig. 1.17, a) în funcţie de deplasarea pistonului x, care, prin intermediul mecanismului bielă-manivelăse transformă în deplasări unghiulare ale arborelui cotit la, se constatăurmătoarele: '• -"..' . :. ■■

— deschiderea supapei de evacuare în avans faţă de P.M.E. (D.S.E.) permite gazelor arse să părăsească cilindrul sub acţiunea diferenţei de presiune dintre cilindru şi mediul ambiant (evacuare liberă);

— închiderea supapei de evacuare cu întîrziere faţă .de P.M.I. (I.S.E.) permite o evacuare suplimentară care se realizează sub efectele combinate ale diferenţei < de presiune existente şi sub acţiunea inerţiei coloanei de gaze care părăseşte cilindrul;

'■■' •— deschiderea supapei de admisiune în avans faţă de P.M.I. (D.S.A.) este

determinată de faptul că în momentul în care începe admisiunea (atunci cînd presiunea din cilindru a devenit inferioară presiunii din

m

Page 12: Mecanica Sau Ceva Tehnic

colector), secţiunea deschisă de supapă să fie suficient de mare pentru ca pierderile gazo-dinamice să fie cit mai mici;

\ r^- închiderea supapei de admisiune cu întîrziere după P.M.E. (I.S.A.)este determinată de utilizarea inerţiei coloanei de gaze proaspete pentruumplerea cilindrului (postumplere inerţională). ■_■■*

Perioadele. în care orificiile de distribuţie ale gazelor sînt deschise, precizate prin momentele de început şi de sfîrşit ale fiecărei perioade, faţă de punctele moarte de referinţă, se numesc faze de distribuţie.

* ■ :

Ele se reprezintă într-o diagramă (fig. 1.17, b), care este caracteristică fiecărui tip de motor,, avînd valori optime pentru acesta (determină o valoare maximă a coeficientului de umplere sau o valoare maximă a lucrului mecanic efectiv).

Deoarece fazele de distribuţie optime sînt proprii numai unui anumit regim de funcţionare, valorile lor depind de destinaţia motorului. Astfel, pentru motoarele de autoturisme, aceste faze trebuie să fie optime pentru regimul de putere maximă. Pentru motoarele de autocamioane şi autobuze trebuie să asigure condiţii optime de desfăşurare a schimbului de gaze, la regimul de cuplu maxim (caracterizate prin valori mai mici ale fazelor de distribuţie). în tabelul 1.2 sînt date fazele de distri- \ buţie uzuale,- ■■■'•'

Comanda deschiderii şi închiderii supapelor, după diagrama fazelor ; de distribuţie, o asigură camele de pe arborele cu came ale mecanismului de distribuţie.

Profilul camelor trebuie astfel determinat încît să asigure mişcareasupapelor prin respectarea diagramei fazelor de distribuţie în condiţiileapariţiei unor forţe de inerţie acceptabile. •■;.

Durata totală a unei faze (admisiune sau evacuare) măsurată în unghiuri RAC este:

■ aT=aDS+180°+aIs.

•• ■■'■:'; Transformată în unghiuri de rotaţie a arborelui de distribuţie devine:<XT

. , în construcţia motoarelor de automobile şi tractoare, profilul cel mai răspîndit este cer executat din două arce de cerc (simetric sau nesimetric). Profilul se construieşte în baza diagramei fazelor de distribuţie (fig. 1.17, c), astfel: ? /-,.

'— se trasează cercul primitiv al camei cu centrul în O de diametru d0 (adoptat constructiv);

■— faţă de axa verticală se măsoară de o parte şi de alta unghiul — e,

determinînd punctele A şi B, care corespund începutului şi sfîrşitului mişcării supapei;

'•-— se calculează hc=-----------conform schemei reprezentate în figura

8.17, d (pentru; proiectarea motoarelor noi, h' se determină din condiţia

m

Page 13: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Tabelul 1.2

Valori ale fazelor de distribuţie

Automobile de serie Simbol Valori crt. Minime — Maxime

5 ' 1 2 3 4

Deschiderea evacuării Deschiderea admisiei închiderea evacuării închiderea admisiei încrucişarea deschiderii

a ASE aDSA alSE a ISAA as

45°... 65° avans 10°... 30° avans 10° ... 40° întîrziere 45°... 65° întîrziere 20°... 60° ...

...40°...110° avans ... 8° întîrziere ... 62° avans ...118° avans ... 65° întîrziere ... 35° ... 115° întîrziere — 3°... 130°1

liMotoare de sport Valori curente

Deschiderea evacuării aDSE 80°... 110° avans Deschiderea admisiei aDSA 50°... 80° avans închiderea evacuării a ISE 60°... 70° întîrziere închiderea admisiei alSA* 90°. . . 110° întîrziere încrucişarea deschiderii A as— 110°... 140°Exemplu de încrucişări mari:Porsche 904(l-aDSA = 79° (avans) >aDIA = 93° (întîrziere) (aDSE = 88°) (avans) aISE = 60° (întîrziere) Aas (încrucişare) 139°

realizării unei viteze de ungere a gazelor acceptabile, iar pentru reparaţii se poate utiliza tab. 1.1);

— de la cercul primitiv se măsoară pe diametrul vertical pînă în D înălţimea maximă de ridicare a camei hc\

— se trasează două arce de cerc, de rază rx (adoptată prin încercări r1=(10 ... 18) hc), tangente la cercul de bază în punctele A şi B, care se întîlnesc deasupra punctului D;

— se închide cama prin trasarea arcului de cerc de rază r2, tangent la cele două arcuri de cerc cu raza r1( şi trecînd prin punctul D.

Racordarea corectă a arcelor de rază r0, rt şi r2 avind date ia0 şi hc impune o anumită corelare geometrică, fiind exprimate prin relaţii (tab. 1.3), utile la proiectarea camei.

Există construcţii de came formate din arce de cerc şi linii drepte, care poartă denumirea de came armonice.

Tabelul 1.3

Relaţii pentru profilarea camei în arc de cerc

Mărimea caracteristică Relaţia de calcul

Raza cercului de bază r0 r0=(l,5-2)/i

Raza cercului mare rx (r0 + hc - r2)2 + rg - r| - 2(r0 + hc - r2) r0 cos a0

1 ~ 2[r0 — r2 — (r0 +hc — r2) cos <x0]

Raza cercului mic r2 (r„ + hcy + (rt - roy - r\ + 2(r0 + Ac)(rx - r„) cosa0

'2 ~ 2[r0 + hc + (rx — r„) cos a0 — rj

Page 14: Mecanica Sau Ceva Tehnic

La aceste tipuri de came, ac-celeraţia şi împreună cu ea şi forţele de inerţie' se modifică brusc, ducîndjl£*c£ funcţionare cu şoc, mărind uzura şi zgomotele.

La" motoarele rapide, prin a-doptarea unei legi continue de variaţie a acceleraţiei b„ după carese construieşte cama, se obţineaşa-numita camă fără şoc, caracterizată prin uzuri şl zgomote reduse. "..'. '-r;;,;';■ ;

Camele; de, admisiune şi evacuare care comandă supapele ace-luiaşi cilindru sînt decalate între ele cu unghiul kxzc=^90 (cijc^yO pentru avansuri şi mtîrzieri nule). Fiecare pereche de came ale unui cilindru are o poziţie ; bine determinată faţă de canalul de pană al arborelui cu came, fiind condiţionate unghiular prin unghiul ap (fig. 1.17, e). De asemenea, similar,: poziţia unghiulară a manetoanelor pe arborele cotit (care prin intermediul mecanismului bielă-manivelă determină poziţia pistoa-nelor) este .stabilită faţă de canalul de pană al arborelui cotit.

In acest mod, prin intermediul transmisiei distribuţiei (roţi dinţate,lanţ, curea etc.) este posibilă corelarea pe bază de reperaje a poziţieipistonului cu poziţia supapelor în cadrul ciclului motor, proces reprezentat în figura 1.18. .. Operaţia respectivă poartă denumirea de punere .la punct a distribuţiei. ...,,■ A

Se menţionează că perechile de came de pe arborele cu came sînt decalate între ele, în ordinea aprinderii, astfel:

— pentru motorul cu patru cilindri cu un unghi de 90°;— pentru motorul cu şase cilindri cu un unghi de 60°; ;sn-..> . —

pentru motorul cu opt cilindri cu un unghi de 45°,

pmi ot]°RAC]

Fig. 1.18. Poziţiile relative supape-piston.

Page 15: Mecanica Sau Ceva Tehnic

1.1.3.4. Jocul termic în mecanismul de distribuţie;;Q

Page 16: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Datorită regimului termic ridicat din timpul funcţionării, apar dilatări la elementele mecanismului de distribuţie şi la organele care poziţionează aceste elemente în cadrul ansamblului (exemplu, chiulasă, suporturi etc), creînd posibilitatea ca supapele să mi se mai aşeze pe scaune,deci să nu mai etanşeze. . -< ■ •. .....

Pentru a asigura închiderea etanşă a supapei, trebuie ca sistemul deacţionare să permită preluarea dilatărilor. Apare astfel necesitatea existenţei jocului termic care variază în limite de 0,05 ... 0,5 mm, fiind maimic la supapa de admisiune. - . ._ .'■; ■ ■■;.■•

. Jocul optim pentru fiecare tip de motor este stabilit de uzina constructoare prin încercări. :-.'.■:.■:■'. ■'..'.:'.!.!:' Wi

Datorită uzurilor care apar în lanţul elementelor mecanismului de distribuţie, intervine necesitatea ca jocurile termice să fie reglate periodic după indicaţiile uzinei constructoare. .

Soluţiile constructive cele mai utilizate, care permit reglarea .periodică a jocului.termic, sînt reprezentate în figura .1.1.6. Şuruburile^ de reglaj moderne nu mai au contrapiuliţe, fiind executate, astfel încît şă se

Page 17: Mecanica Sau Ceva Tehnic

2' 19

Page 18: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Infiltreze greu, prin intermediul unei şaibe de nylon înglobată în filetul corpului (procedeul („Nylstop") sau prin expandarea filetului.

La motoarele cu arborii cu came pe chiulasă, la care supapele sînt atacate direct de camă, cele mai utilizate soluţii constructive sînt:

— tachet cu cală de reglaj (v. fig. 1.15);— tachet cu şurub de reglaj.A doua soluţie este reprezentată în figura 1.19 în care se observă că tachetul are

un şurub frezat, înclinat faţă de suprafaţa plană a capătului cozii supapei. Rotind şurubul cu cîte 360°, tachetul îşi schimbă poziţia în plan vertical, existînd deci posibilitatea reglării jocului termic.

Pentru a elimina influenţa jocului termic asupra fazelor distribuţiei, camele se evazează pe porţiunea opusă profilului (v. d0l, fig. 1.17, c).

Jocurile mai mari faţă de jocul optim se semnalează printr-o bătaie şi au drept consecinţă accelerarea uzurii mecanismului şi nerespectarea fazelor distribuţiei, determinînd un consum mărit de combustibil.

Deoarece jocurile variază în timp atît din cauza uzurii cît şi din cauza dilatărilor care depind de regimul termic, soluţii constructive etc, apare necesitatea unor mecanisme autoreglabile, care să compenseze în mod automat, variaţiile prezentate. în figura 1.20 este reprezentată o asemenea soluţie constructivă, care face posibilă funcţionarea mecanismului de distribuţie fără jocuri termice.

In momentul începerii ridicării tachetului hidraulic, presiunea uleiului din spaţiul 8 creşte brusc, determinînd închiderea supapei cu bilă 4, efortul transmiţîndu-se prin perna de ulei.

Cînd tachetul ajunge pe cercul de bază al camei, presiunea din spaţiul 8 se"1

micşorează, supapa cu bilă se deschide, şi1 cantitatea de ulei pierdută prin jocuri se recuperează.

20

Page 19: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Verificaţi-vă cunoştinţele!

1. Raportul braţelor culbutorului este:a — mai mare decît 1;b —■ egal cu 1;c — mai mic decît 1.

2. Unghiul de camă care influenţează cel mai mult procesul de schimbde gaze este:a — întîrzierea la evacuare; b — avansul la admisiune; c — întîrzierea la admisiune; d — avansul la evacuare.

3. Care transmisie de distribuţie necesită cea mai simplă întreţinere:a — prin roţi dinţate; \b — prin lanţ;c — prin curea dinţată.

Page 20: Mecanica Sau Ceva Tehnic

L' ' .*■

Page 21: Mecanica Sau Ceva Tehnic

PROCESUL TEHNOLOGIC LA PRELUCRAREA MECANICA A MECANISMULUI DE DISTRIBUŢIE

2.1. PROCESUL TEHNOLOGIC LA PRELUCRAREA MECANICAA SUPAPELOR

-

2.1.1. PRINCIPALELE CONDIŢII TEHNICE IMPUSE PRELUCRĂRII MECANICEA SUPAPELOR

Supapele motoarelor cu ardere internă sînt supuse în timpul funcţionării unui întreg complex de solicitări termomecanice, fiind solicitate îndeosebi la oboseală. Etanşarea supapei şi caracterul ajustajului tijei sînt asigurate, respectîndu-se următoarele condiţii tehnice:

— nu se admit crăpături, pojghiţe sau alte defecte;■— nu se admit pete negre, bavuri, tăieturi şi lovituri; ■— coada supapei trebuie să fie curată şi nu trebuie să aibă rizuri vizibile cu ochiul liber;

— trecerea de la coada tijei către taler trebuie să fie continuă;— bătaia conului ciupercii faţă de tijă să fie de maximum 0,03 mm;— bătaia părţii frontale a tijei faţă de tijă să fie de maximum 0,05 mm;— abaterea tijei de la rectilinitate să fie de maximum 0,015/100 mm;*— bătaia părţii frontale a ciupercii supapei să fie de maximum

0,04 mm în punctele extreme; . '—■ toleranţa diametrului tijei supapei este de 0,02 mm;— rugozitatea suprafeţei cozii i?a=l,6 nm;— duritatea părţii frontale a tijei să fie de minimum 50 HRC. .

21

Page 22: Mecanica Sau Ceva Tehnic

2.1.2. SEMIFABRICATE PENTRU SUPAPE- :

Materialele pentru supape trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: ■ • •, . :.

— să aibă proprietăţi fizico-mecanice stabile la temperaturi înalte— să aibă rezistenţă înaltă la oxidare şi coroziune, sub acţiunea gazelor calde,

pînă la circa 900°C;— să aibă duritate suficientă, pentru o înaltă rezistenţă la uzură a ghidajului

supapei şi a suprafeţei de etanşare;— să prezinte condiţii bune de forjabilitate şi de prelucrare mecanică.Urmărind satisfacerea acestor condiţii, sînt utilizate o serie de oţeluri aliate, cele

mai frecvent folosite fiind în ultima vreme oţelurile de tipul Cr, Ni, Cr-Ni, pentru supapele de admisiune şi Cr-Si, Cr-Ni-Si şi Cr-Ni-' W, pentru supapele de evacuare.

Avînd în vedere forma piesei, în scopul asigurării unei înalte rezistenţe la oboseală, unei stabilităţi dimensionale etc. şi ţinînd cont şi de factorii economici, semifabricatele se obţin prin deformare plastică. Cele mai utilizate metode sînt: electrorefularea, urmată de matriţare, şi extrudarea. Ultimul procedeu este pretenţios datorită complexităţii sculelor, problemelor de lubrifiere etc.

In ţara noastră, semifabricatele pentru supape se obţin prin electro-refulare —urmată de matriţarea de precizie la aceeaşi încălzire (filmul

v- >**J-

PPŞpM

itllltffil

Page 23: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 2.1. Filmul tehnologic la matriţarea de precizie a supapelor.

Page 24: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Ifluxului tehnologic este reprezentat în figura 2.1). Metoda permite obţi-Inerea unui fibraj corespunzător în regiunea supapei. Urmează operaţii de [recoacere şi redresare.

2.1.3. PRELUCRAREA MECANICA A SUPAPELOR

Ţinînd cont de condiţiile tehnice impuse şi de faptul că supapele se fabrică de obicei în producţia în serie sau în masă, pentru prelucrarea mecanică a lor se folosesc maşini-unelte, dispozitive şi scule de mare productivitate. De asemenea, forma tehnologică a supapelor face economică şi comodă fabricarea pe maşini automate.

Principalele scheme de instalare utilizate sînt de tipul „între vîrfuri" şi în mandrină cu bucşă elastică cu prindere pe tije.

Iată succesiunea principalelor operaţii la prelucrarea mecanică a supapelor:— rectificarea suprafeţei frontale a capului cozii, utilizată în con

tinuare la instalarea piesei pe maşina-unealtă.După cum se observă în figura 2.2 operaţia se execută printr-o rectificare plană,

supapele fiind prinse în dispozitiv cu ciuperca în jos (se utilizează segmenţii abrazivi);

— rectificarea tijei supapei. Se face o rectificare de degroşare pe o maşină de rectificat fără centre;

— strunjirea succesivă dintr-o singură prindere a ciupercii la diametru şi frontal. Prinderea se face pe bucşă elastică, prelucrarea făcîn-du-se cu un singur cuţit;

— retuşul primei baze. Această operaţie se face prin rectificare, avînd ca bază de instalare suprafaţa tijei supapei;

— strunjirea canalelor (fig. 2.3). Forma canalelor se materializează din geometria sculelor;

— strunjirea conicităţii ciupercii. Conicitatea rezultă din geometria cuţitului;— profilarea feţei frontale a ciupercii. Prelucrarea se face prin copiere după

şablon;— călirea cozii ciupercii prin curenţi de înaltă frecvenţă (C.I.F.);— strunjirea racordării ciupercii. Forma racordării reiese din geometria

cuţitului;

Page 25: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 2.2. Rectificarea Plană a capetelor cozilor

supapelor.

Page 26: Mecanica Sau Ceva Tehnic

23

Page 27: Mecanica Sau Ceva Tehnic

' ..■ ■

Fig 2 3. Schema de instalare şi procedeul folosit la prelucrarea

canalelor pentru siguranţă:a h~ sc.hema de instalare-b - strunjirea canalelor '

Page 28: Mecanica Sau Ceva Tehnic

— rectificare finiţie faţă de coadă;fără cenTrî1^6 * *?**** la «?; se face pe maşină de rectificat

— rectificare eboş conicitate-

cent~ "**-» "nise my(ace tot pe „ maşin. ^ recuficat fâr_— rectificare finiţie 'conicitateIn figura 2.4 se observă că schema *a -

suprafeţelor şi că obţinerea rSoS Jl *nstalare asiS^ă coaxialitateapendulară a pietrei; rugozitaţn este favorizată de mişcarea axialăa s^S^SS fLurf?,0 î°arte bUnă ^^ se face automat din magazie, rulinduTe ^ta^ZS^ S

Page 29: Mecanica Sau Ceva Tehnic

24 Fig. 2.4. Rectificarea de finisare a conicitătii-a — schema de instainr». ^ «-""iciiaţn.

w ae instalare, b - operaţia respectivă.

Page 30: Mecanica Sau Ceva Tehnic

loJuj

Fig. 2.0. Găurirea supapelor de evacuare pe o maşină-agregat.

Fig.. 2.5. Rularea cozii supapei: I — role de sprijin; 2 — rolă de antre-

Page 31: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Faţă de supapele de admisiune, supapele de evacuare au aceleaşi operaţii tehnologice de prelucare mecanică, cu deosebirea că li se mai face în plus o operaţie de găurire (fig. 2.6) cu scopul de a introduce sodiu metalic, pentru transmiterea în exterior a căldurii rezultate în timpul arderii amestecului de combustibil.

Uneori, pentru obţinerea durităţii capului cozii se aplică prin acoperire sau sudură materiale dure (de exemplu, stelit).

Tehnologiile moderne- prevăd obţinerea unor semifabricate foarte precise, cu adaosuri mici, astfel ca uzinarea să se poată face numai prin rectificări.

Se folosesc maşini, de rectificat fără centre şi maşini de rectificat speciale, dotate cu instalaţii de alimentare continuă.

La une'le supape solicitate, se cromează doar tija, depunîndu-se4... 10 um. . I

Page 32: Mecanica Sau Ceva Tehnic

2.1.4. CONTROLUL SUPAPELOR

în urma prelucrării, supapele sînt spălate şi aduse spre verificarePunctul de control final, unde se efectuează: ,:,,:•-••

— Verificarea aspectului, care include:

— prezenţa tuturor, operaţiilor;— lipsa fisurilor, a porilor, a loviturilor şi a zonelor oxidate;— starea suprafeţelor uzinate.

— Verificarea condiţiilor tehnice, şi anume:— controlul lungimii totale cu calibru;— controlul diametrului tijei cu potcoavă;

in

i

Page 33: Mecanica Sau Ceva Tehnic

25

Page 34: Mecanica Sau Ceva Tehnic

.'•;•" — .controlul coaxialităţii suprafeţei de etanşare cu tija, cu ajuto. rul unui dispozitiv dotat cu ceasuri comparatoare; —■ controlul profilului ciupercii cu calibru;— controlul diametrului canalelor pentru siguranţe cu potcoavă;?— verificarea durităţii capătului. !?

După control, piesele se vor conserva şi împacheta.

tVerificaţi-vă cunoştinţele! \

■ ■■ # ;.-■■•. ■ . ■. i

.1. Pentru a mări rezistenţa la uzură a cozii supapei se utilizează:

^a —■ rularea sau cromarea dură;b — fosfatarea.

]2. Prin călire C.I.F. (curenţi de înaltă frecvenţă) se obţine duritatea ma-;l

ximă la: .]

a — talerul supapei;b — coada supapei;c — capătul cqzii supapei.

i

2.2. PROCESUL TEHNOLOGIC LA PRELUCRAREA MECANICAA ARBORILOR CU CAME

2.2.1. PRINCIPALELE CONDIŢII TEHNICE IMPUSE PRELUCRĂRII MECANICEA ARBORILOR CU CAME

La prelucrarea arborelui cu came este necesar să se asigure urmă toarele condiţii tehnice:

— conicitatea şi ovalitatea fusurilor, maximum 1/3T;— bătaia admisibilă a fusurilor din mijloc, în raport cu cele de la capete,

maximum 0,015—0,03 mm;— toleranţele la diametrele porţiunilor cilindrice ale camelor 0,04—

0,05 mm;—• abaterea de la profilul stabilit al camelor 0,02—0,05 mm;— toleranţele la înălţimea camei 0,10—0,12 mm;— toleranţele de la deplasarea unghiulară a camelor 1—2° pentru motoarele de

automobile şi 2—4° pentru motoarele de tractoare;— bătaia feţei frontale a flanşei de capăt în raport cu fusurile de reazem,

maximum 0,04—0,1 mm;— duritatea suprafeţelor călite ale camelor 52-62 HRC;— netezimea suprafeţelor arborelui cu came Ra=l,6 um pentru suprafaţa camelor

şi a fusurilor de reazem.

2.2.2. SEMIFABRICATE PENTRU EXECUTAREA ARBORILOR CU CAME

Semifabricatele pentru executarea arborilor cu came se pot obţine prin turnare sau prin forjare.

Ca material pentru arborii cu came forjaţi se folosesc oţelurile aliate cu Cr, Ni şi Mo. Forjarea se execută în matriţe închise cu locaşuri multiple, obţinîndu-se semifabricate cu fibraj favorabil.

Precizia semifabricatelor forjate corespunde claselor a 11-a sau a 12-a de precizie, iar adaosurile de prelucrare sînt de 1,5—2,0 mm pe rază

26

Page 35: Mecanica Sau Ceva Tehnic

In figura 2.7 sînt repre-întate fazele de obţinere a rborelui cu came (semifabricat), forjat în matriţă.

Semifabricatele turnatepot obţine din: oţel grafi-

it sau oţel aliat (Mo-Ni-Cr),>ntă aliată (Ni-Mo-Cu-Cr) şi>ntă cu grafit nodular.

La turnarea semifabrica-îlor arborilor cu came se )ate obţine o duritate locală Ridicată a suprafeţelor came-jr şi fusurilor, păstrînd mieii moale. Procedeul prevede îcluderea în formele cu a-îestec a unor răcitoare medice locale. în contact cu aceste răcitoare, fonta lichidă se răceşte mult îai repede, formîndu-se d crustă de fontă albă, care are o duritate foarte idicată.

Tehnologiile moderne de obţinere a semifabricatelor pentru arborele su came folosesc turnarea în cochilii şi turnarea în coji cu nervuri pentru răcire rapidă.

Arborele cu came şi pinionul distribuitorului la motoarele SR şi IAN se toarnă din fontă aliată (Cr-Mo-Va-Cu).Acest aliaj se foloseşte pe considerentul că este necesară obţinerea inei piese cu

duritate mare şi o structură rezistentă la uzură, în special, vîrful camelor, cu o rezistenţă suficient de scăzută pe porţiunile ce se )relucrează prin aşchiere.

Pentru a accelera solidificarea suprafeţelor de lucru ale camei s-a >revăzut la formare, împrejurul conturului camei, o nervură subţire de 2 mm, care măreşte suprafaţa de răcire. Turnarea piesei se face în coji de bachelită.

Principalul avantaj al acestui procedeu este obţinerea unui semifabricat cu adaosuri mici, foarte apropiate de forma finală. Deorece camele au duritate ridicată, prelucrarea lor se face numai prin rectificare.

2.2.3. PRELUCRAREA MECANICA A-ARBORILOR CU CAME

Greutăţile ce apar la prelucrarea acestor piese sînt provocate de faptul că rigiditatea lor axială este mică şi, din această cauză, la strunjirea Şi rectificarea lor se utilizează sprijinirea suplimentară în lunete. De ase-J.^^nea, pentru evitarea răsucirii, la arborii cu came lungi, în timpul strun-jirii se recomandă ca antrenarea lor să se facă din partea de mijloc sau simultan din ambele capete. Pentru eliminarea deformărilor rezultate în timpul prelucrărilor se prevăd operaţii de îndreptare pe prese.

Arborele cu came'se prelucrează între vîrfuri cu sprijine radiale suplimentare în lunete deschise. Pentru prelucrarea suprafeţelor de instalare în cazul unor producţii mari se pot folosi maşini semiautomate de frezat la Capete şi centruit.

Instalarea arborelui pe aceste maşini este de tip „între prisme" şi se 'ace utilizîndu-se suprafeţele brute ale fusurilor.

27

Fig. 2.7. Fazele de obţinere a semifabricatelor i -forjate pentru arborele cu came. :

Page 36: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 2.8. Procedee de strunjire a camelor.

i

Page 37: Mecanica Sau Ceva Tehnic

...,. După executarea găurii de centrare se execută strunjirea şi eventua. rectificarea fusurilor pentru aşezarea lunetelor, prinzînd piesa tot întq vîrfuri. Strunjirea suprafeţelor cilindrice exterioare ale arborelui cu carra se execută pe strunguri semiautomate cu două sănii. Piesa se prinde intri vîrfuri şi se sprijină în lunete pe fusurile prelucrate în acest scop.

Partea frontală în trepte a arborelui cu came se strunjeşte dupl şablon, utilizîndu-se dispozitive de copiat.

Strunjirea camelor şi a excentricului pentru pompa de benzină sj execută simultan pe strunguri semiautomate de copiat. Această operaţii' se execută după rectificarea de degroşare a fusurilor, putîndu-se aplic; două metode:

— prelucrarea la o poziţie unghiulară constantă a cuţitelor;— prelucrarea cu portcuţite oscilante, în procesul de prelucrare a camelor, unghiul de aşchiere în cazul fqj

losirii strungurilor cu poziţia unghiulară constantă a cuţitelor (fig. 2.8, a] se modifică în mod însemnat. Unghiurile de aşezare a cuţitelor trebuie sâ fie foarte mari (40—45°) pentru a evita frecarea cuţitelor de pe suprafaţa camelor.

Schema de lucru a unui strung de copiat cu portcuţite oscilante este reprezentată în figura 2.8, b. în acest caz, cuţitul 1 este aşezat într-un portcuţit oscilant în jurul axului O montat pe masa 2. Cama etalon 3 realizează deplasarea cuţitului în direcţie radială faţă de arborele cu came ce se prelucrează. Poziţia unghiulară a cuţitului se modifică în urma acţiunii camei 4. Cama etalon 3 şi cama 4 se rotesc sincronizat cu arborele cu came 5 ce se prelucrează.

Camele arborelui se strunjesc din două treceri: de degroşare şi de finisare.La semifabricatele precise, cu adaosuri de prelucrare mici, prelucrarea camelor

se face direct prin rectificare.Rectificarea camelor se execută prin copiere după şabloane, pe maşini

semiautomate speciale (fig. 2.9 şi 2.10). în figura 2.9 se observă că arborele cu came orientat unghiular corespunzător este rigidizat cu arborele cu şabloane prin intermediul dispozitivelor de'instalare (vîrfuri).

Sub acţiunea celor două arcuri, suportul oscilant care conţine arborii rigidizaţi, ce au mişcarea 717, se sprijină prin şablonul S pe rola palpa-toare P, mişcîndu-se comandat de şablon.

După rectificarea unei came, sania Sp se deplasează pentru poziţionarea camei următoare în faţa discului de rectificat, care, în afară de

i?

Page 38: Mecanica Sau Ceva Tehnic

28

Page 39: Mecanica Sau Ceva Tehnic

«4fJ4*

z7U

F*m 17

th 3

i>.

I»4

P 5 •s >

Page 40: Mecanica Sau Ceva Tehnic

C-#KM

, _ ... ..,,.,,. _. . , . . .. . .

Fig. 2.9. Principiul rectificării prin copiere a arborelui cu came după arborecu şabloane:

Ac - arbore cu came; Ou — orientarea unghiulară; P - rolă palpatoare; L — lunetă-Da — disc abraziv; Sp — sanie longitudinală.

mişcarea principală I, poate avea şi o mişcare pendulară II, pentru obţinerea unei rugozităţi mici.

De asemenea, rola palpatoare P, care este aşezată la o anumită distanţa faţa de discul de rectificat, avînd suportul solidar cu suportul acestuia, palpează şablonul corespunzător camei care se rectifică.

_ Piesa se prelucrează după un ciclu automat, care asigură atît mişcă-canle cît şi avansurile de pătrundere în cadrul a trei faze, ultima de finisare fiind rectificarea pînă la dispariţia scînteilor.

La prelucrarea camelor, importantă este asigurarea unei poziţii unghiulare corecte a semifabricatului în raport cu arborele cu came etalon de pe maşină.

Există două metode de poziţionare unghiulară a arborelui cu came pentru prelucrare:

— arborele cu came se aşază în păpuşa fixă, după canalul de pană al pimonului de distribuţie, executat în prealabil (v. fig. 2.9); - *, arborele cu came se orientează după un orificiu special prelucrat in tlanşa arborelui cu came.

■'" " "sta

M

Page 41: Mecanica Sau Ceva Tehnic

° b

Fig. 2.10. „Instalarea" arborelui cu came şi a arborelui cu şablon pe ma-şina-unealtă:

a — instalarea arborelui cu came pe maşlna-unealtă; b — arborele cu şabloane.

29

Page 42: Mecanica Sau Ceva Tehnic

1MECANISMUL DE DISTRIBUŢIE AL MOTOARELOR CU

ARDERE INTERNA

Mecanismul de distribuţie al motoarelor reprezintă ansamblul tuturor organelor care permit umplerea periodică a cilindrului cu gaze proaspete şi evacuarea periodică a gazelor de ardere din cilindrii motorului, în atmosferă.

Mecanismul de distribuţie este alcătuit din trei părţi:— colectoarele de gaze care distribuie şi transportă, gazele proaspete între cilindrii

motorului şi colectează gazele de ardere din cilindri, trans-portîndu-le în atmosferă; ■••' ' ,

— mecanismul care comandă deschiderea şi închiderea periodică a orificiilor de admisie şi evacuare ale cilindrilor;

—■ amortizorul de zgomot.Se disting trei procedee de comandă a deschiderii şi închiderii orificiilor de admisie

şi evacuare, denumite corespunzător: distribuţie prin supape, distribuţie prin sertare şi distribuţie prin lumini. Primele două procedee impun utilizarea unui mecanism distinct de comandă a distribuţiei. Ultimul procedeu realizează comanda orificiilor cu ajutorul mecanismului bielă-manivelă, prin intermediul direct al pistonului. Distribuţia prin supape este aproape universală la motoarele în patru timpi, iar distribuţia prin lumini la motoarele în doi timpi; la motoarele în patru timpi în j unele cazuri speciale (motoare de curse, de turaţie foarte ridicată) se utilizează distribuţia prin sertare; la unele motoare în doi timpi se utilizează distribuţia mixtă prin supape şi lumini.

1.1. MECANISMUL DE DISTRIBUŢIE PRIN SUPAPE

1.1.1. TIPURI DE DISTRIBUŢIE PRIN SUPAPE

Elementele principale ale mecanismului de distribuţie sînt:— supapele, care obturează orificiile de admisie şi evacuare ale cilindrilor;— arcurile care menţin supapele pe scaun;— arborele de distribuţie, pe care se găsesc camele ce comandă mişcarea supapelor

(se mai numeşte şi arbore cu came);— mecanismul de transmitere a mişcării de la arborele cotit la arborele de

distribuţie. , ; , \ .....

3

Page 43: Mecanica Sau Ceva Tehnic

KV

2.2.4. CONTROLUL ARBORILOR CU CAME•i f\) ; i................ . i 1 -H ; - hf , I . - ■ ■ - . : " " ' 4 '. "":'"': ' '

După prelucrare, piesele se supun controlului final, unde se verificăla cotele de prelevare şi 100o/0 la aspect vizual.

în cadrul controlului de prelevare se efectuează: • — | controlul diametrelor palierelor cu calibre-potcoavă sau; dispozitiv

Solex; ■ , - ......... . ; -— abaterea de la simetria axului canalului de pană cu un dispozitiv

cu ceasuri comparatoare; .— conicitatea camelor cu un dispozitiv pe baza fantei de lumină. In cadrul controlului vizual se verifică:— prezenţa tuturor operaţiilor de prelucrare; ■ ,/":" .-•— lipsa porilor, a fisurilor şi a zonelor oxidate (mai ales pe came);— starea suprafeţelor uzinate. :; .......L' ; . 'Periodic, se verifică pe divizorul optic valoarea unghiurilor active şi

profilul camelor, după care* se ridică curbele de profil.

... -Verificaţi-vă cunoştinţele! ;. ,:

1. La prelucrarea arborilor ou came se utilizează o instalaţiei de tip: - a — în pensetă;b — între vîrfuri cu oprire suplimentară în lunetă; ' ,.i ". : c — în mandrină cu sprijin în vîrf.

Ev Poziţionarea unghiulară sau pe m.u. se face: "■"■a — faţă de canalul de pană sau o gaură tehnologică; ,. b — faţă de cama de evacuare;. . c — faţă de cama de admisiune.

INSTALAŢIA DE ALIMENTARE A MOTOARELOR CU APRINDERE PRIN SCÎNTEIE

3.1. DOZAJUL AMESTECULUI CARBURANT

Drept combustibil pentru formarea amestecului % carburant în motoarele cu aprindere prin scînteie serveşte benzina. Teoretic\s-a calculat că pentru arderea completă a 1 kg benzină este necesar- oxigenul conţinut într-o cantitate de 15 kg aer.

Compoziţia amestecului carburant se caracterizează prin coeficientul de exces de aer a, care reprezintă raportul dintre cantitatea reală de aer LT care participă în procesul de ardere şi cantitatea de aer Lt, teoretic necesară pentru arderea completă a combustibilului:

■:■• Lr

a= — • U

Dacă amestecul carburant are o astfel de compoziţie încît aerul din el corespunde cantităţii teoretic necesare pentru arderea completă a unui30 *

! I

Page 44: Mecanica Sau Ceva Tehnic

acest tip de montaj este ;singurul utilizat datorită volumului,redus cuprinsîntre chiulasă şi piston (în poziţia P.M.L),' mai ales în cazul camerelor.de -ardere împărţite. oj-.f\ fos-u ~ur<■'/■:■'-n: oze-yj ,clttluhş. ,;:f

în figura 1.1, b este reprezentată schema acţionării supapei montată în chiulasă cu arborele de distribuţie plasat în partea inferioară a bloc-carterului, la care piesele intermediare sînt: tachetul, ; tija împingătoare şi culbutorul. Această schemă este cea mai răspîndită, fiind tehnologică şi asigurînd performanţe bune pentru camerele de ardere — baie, şi diedrice — (exemplu, Dacia 1100—1300; Renault 4—5—6—12—16; Fiat 124, Ford, Chevrolet S.U.A., Opel) şi foarte bune pentru camerale emisferice (exemplu, Citroen-21; Fiat 1500—2300 etc).

Masa mare a pieselor în mişcare măreşte solicitarea prin inerţie a întregului mecanism, determinînd nerespectarea legii de umplere la turaţiile mari, cît şi apariţia unor deformaţii, ruperi sau uzuri premature.

Regimurile maxime utilizate în prezent la această schemă sînt de 5 000—6 000 rot/min.

La motoarele în V, ea permite o organizare echilibrată a ansamblului aşa cum reiese din exemplu reprezentat în figura 1.2.

Dacă unghiul dintre cilindri 7 = 180° atunci este posibil ca aceeaşi camă să comande supapele a doi cilindri opuşi, rezultînd construcţii foarte compacte (exemplu, familia de automobile Volkswagen, Citroen-2 CV etc).

In figura 1.1, c, â, e se reprezintă scheme mai simple de acţionare a supapelor cu arborele cu came plasat în partea superioară. Dacă acţionarea se realizează prin culbutori şi pîrghii, supapele sînt amplasate înclinat faţă de axa cilindrului, fiind utilizat un singur arbore de distribuţie. Culbutoarii şi pîrghiile amplasate în partea superioară asigură micşorarea forţelor laterale şi a uzurii tijelor supapelor, iar în cazul utilizării unor role (fig. 1.1, c,d) se micşorează frecarea şi uzura camelor.

Schemele reprezentate în figura 1.1, c, d se aplică motoarelor cu camere de ardere emisferice cu turaţii cuprinse între 6 000—8 000 rot/min (exemplu, B.M.W., Peugeot-204, Willys-103 etc).

Page 45: Mecanica Sau Ceva Tehnic

)

Fig. 1.2. Sistemul -de distribuţie al motorului SR-211:1 — arbore de distribuţie (cu came); 2 — împingător; 3 — culbu-tor;

4 — arc; 5 — supapă.

Page 46: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Dacă se prevede cîte o singură supapă pentru admisie şi evacuare, debitul de gaze poate fi sporit, mărind diametrul sau înălţimea de ridicare. In schimb, cresc masele supapelor, deci forţele de inerţie, precum şi cantitatea de căldură primită. -

Soluţia utilizată în această situaţie este mărirea numărului de supape la un cilindru (trei sau patru), chiar dacă se complică acţionarealor. în figura 1.1, e este reprezentată o schemă cu acţionarea simultanăa două supape prin intermediul unei traverse. <' -!r'i Acţionarea1 prin arbore cu came şi culbutor oscilant sau langhete(fig.; 1.1, f) se utilizează la motoarele cu regimul de turaţie de peste6 000 rot/min (exemplu, Mercedes-Benz, Pontiac-216, Renault-GordiniV-8 etc): i • ' ' > '-u Comanda directă a supapelor de către arborele cu came (fig. '1.1,0) se utilizează la motoarele de sport şi curse, cu turaţii de la 6 000— 12 000 rot/min (exemplu, Ferrari, Maserati, Porsche, Honda, Fiat-125 etc).

-;.;. ... : ■ ) ■ : ■ - . . ■ ' . . ' / . , . .. \it'V> , . - , ■ . ■ < ■ ■

1.1.2. ACŢIONAREA ARBORELUI DE DISTRIBUŢIE.-■■. i. •: ' . ' ' :

:;;>: Acţionarea, arborelui de distribuţie se realizează prin intermediul unei transmisii, depinzînd de următorii factori constructivi — funcţionali:

— amplasarea sa în cadrul ansamblului; -;. — dimensiunile elementelor transmisiei, avînd în vedere că turaţia arborelui cu came este jumătate din turaţia arborelui cotit;

— turaţia maximă de lucru;— utilizarea sa la acţionări anexe (ruptor-distribuitor, pompă de ulei, roţi pentru

echilibrare etc).Arborele de distribuţie amplasat în bloc-carter poate fi acţionat prin transmisii cu

roţi dinţate (fig. 1.3, a, c), sau prin transmisii cu lanţ (fig. 1.3, b,d).Se observă că roata dinţată condusă care acţionează arborele cu came are

diametrul de două ori mai mare faţă de roata dinţată fixată pe arborele cotit pentru a reduce turaţia la jumătate. De asemenea, pentru a reduce lăţimea motorului se poate utiliza un tren de roţi dinţate (fig. 1.3, c).

Fig. 1.3. Acţionarea arborelui de distribuţie amplasat înbloc:

1 — roata conducătoare de pe arborele cotit; 2 — roata condusă de pe arborele cu came; 3■ —. roata intermediară; 4 — roata pentru acţionarea pompei de

injecţie.

6

Page 47: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Pentru a reduce zgomotul de angrenare, roata conuucaxoare se confecţionează din oţel, iar roţile conduse din fontă, materiale plastice sau textolit. Uneori, în acelaşi scop, se foloseşte dantură cu dinţi înclinaţi.

Pentru montarea corectă a distribuţiei, pe roţile dinţate se trasează repere (v. detaliul fig. 1.3, a), care, la coincidenţă, indică poziţiile reciproce ale arborelui cotit şi arborelui cu came, pentru care se asigură desfăşurarea normală a ciclului.

Din considerente tehnologice, poziţia camelor şi a manetoanelor arborelui cotit se stabileşte faţă de canalul de pană al roţilor de antrenare, faţă de care se stabilesc şi reperajele utilizate la asamblare (fig. 1.3, b).

La amplasarea arborelui de distribuţie în chiulasă, se pot utiliza: transmisii prin lanţ, transmisii prin roţi dinţate conice (fig. 1.4), trans-v misii combinate din roţi dinţate cilindrice şi lanţ (fig. 1.5), transmisii prin Vurea dinţată (fig. 1.6).

\ Acţionarea prin lanţ este comodă prin faptul că distanţa între axe perne fi adoptată arbitrar. Transmisia este silenţioasă, compactă şi sim-plăNlJneori, se utilizează lanţuri duble sau triple pentru a se micşora uzura. Pentru amortizarea oscilaţiilor torsionale ale arborelui şi pentru compensarea dirijată a uzurilor, se folosesc întinzătoare mecanice (arc şi pîrghie) sau mecanohidraulice (demarează sub influenţa unui arc, apoi lucrează funcţie de presiunea din sistemul de ungere — exemplu, motorul Dacia 1300).

Pentru înlăturarea vibraţiilor, lanţul se sprijină pe traseu cu saboţi de ghidare.Transmisia cu lanţ permite antrenarea simultană a arborilor de acţionare a altor

organe; exemplu, pompă de injecţie (v. fig. 1.3, d), ventilator etc.

7.

Page 48: Mecanica Sau Ceva Tehnic

Fig. 1.6. Antrenarea distribuţiei prin curea dinţată la motorul autoturismului Fiat 125:

1 — roata dinţată de pe arborele cu came care comandă supapele de evacuare; 2 — roata dinţată de pe arborele cu came care comandă supapele de admisiune; 3 — roată pentru întinderea curelei; 4 — roată dinţată pentru antrenarea arborelui organelor auxiliare; 5 — roata dinţată conducătoare de pe arborele cotit; 6 — curea dinţată.

Transmisia cu axe şi roţi dinţate conice este mai sigură şi se utilizează la motoarele rapide, forţate, în linie sau în V (v. fig. 1.4).

în figura 1.5 este reprezentat motorul Renault-Gordini V-8, la care arborele cu came este amplasat în chiulasă, acţionarea lor fiind asigurată printr-o transmisie combinată, formată din roţi dinţate şi lanţ. .

Acţionarea arborelui cu came prin curea dinţată prezintă următoarele avantaje: construcţie foarte simplă şi economică, reducerea greutăţii motorului, nu'h|cesită« ungere, funcţionează fără zgomot, distribuţia este precisă, amortizează vibraţiile torsionale ale arborelui cu came. Datorită acestor avantaje, cureaua dinţată a fost adoptată în producţia d!e serie a unor autoturisme, cum ar fi: Pontiac, Glas, Fiat-125 (fig. 1.6, a, b) etc.

Cureaua dinţată se foloseşte şi la antrenarea ruptorului-distribuitor,a pompei de ulei, a pompei de benzină, a alternatorului etc. Ea este confecţionată, din cauciuc sintetic rezistent la acţiunea uleiului şi a temperaturilor ridicate. Pentru a se împiedica alungirea la tensiunile de lucruridicate, cureaua se ramforsează prin cabluri de sticlă, flexibile (v. detaliul 6, fig. 1.6). O ţesătură de nylon protejează dinţii de uzură prin frecarea la contactul cu pinioanele. . •• :< :

8

Page 49: Mecanica Sau Ceva Tehnic

' ■ ■ ■ ' ■ ■ ■ ■ - - 7\ i !' ■

Fig. 1.17. Elemente utilizate la calculul distribuţiei: a — poziţiile mecanismului motor corespunzător fazelor de distribuţie; b — diagrama fazelor de distribuţie; c —^elementele constructive ale camei; d — schemă de calcul a înălţimii maxime de ridicare a camei h, în funcţie de înălţimea de ridicare a supapei h; e — poziţia relativă a camelor pe arborele de distribuţie.

Page 50: Mecanica Sau Ceva Tehnic

1.1.3. CONSTRUCŢIA ŞI CALCULUL MECANISMULUI DE DISTRIBUŢIE

Sub aspect funcţional, organele componente ale mecanismului de distribuţie se pot împărţi în două grupe: <

—grupa supapei, cuprinzînd: supapa, ghidul supapei, arcurile. şi piesele de fixare; -4 | ,. : V

—grupa organelor de acţionare a supapei, cuprinzînd: arborele de distribuţie, tachetul, tija şi culbutorii.

1.1.3.1. Construcţia organelor din grupa supapei

Grupa supapei (fig. 1.7) este alcătuită din supapa 1, ghidul supapei^scaunul supapei 4 şi elementele prin care.se fixează arcul 3' (semiconu-rile 5 şi discul de fixare 6). ,'-. * ■''

Supapa este formată (fig. 1.8) din talerul 1 şi tija 2. Faţeta conică 3 a talerului, în general la 45°, constituie suprafaţa de reazem (aşezare) a supapei, care asigură şi autocentrarea. La partea superioară a tijei sînt executate locaşul 4 pentru montarea unui inel elastic care reţine supapa în cazul ruperii arcului, evitînd căderea în cilindru, şi locaşul 5 pentru piesele de fixare a talerului arcurilor.

în timpul funcţionării, talerul supapei, care formează o porţiune a peretelui camerei de ardere, primeşte o cantitate importantă de căldură. In plus, talerul şi tija supapei de evacuare sînt spălate de gazele fierbinţi în timpul evacuării. Evacuarea căldurii se face prin ghidajul tijei, precum şi prin scaun, în perioada în care supapa este închisă. Supapele funcţionează astfel la temperaturi ridicate: talerul atinge 700—800°C la supapa de evacuarea şi 300—400°C la supapa de admisiune. Aceste tem-peraturi cresc şi mai mult dacă talerul nu se aşază corect pe scaun.

Temperatura ridicată de funcţionare favorizează uzura corozivă, în special a faţadei conice a talerului, şi face dificilă asigurarea ungerii tijei.

Totodată, în elementele supapei apar. solicitări mecanice importante, datorită presiunii gazelor şi a şocurilor care se produc în momentele închiderii şi începutului deschiderii.

In funcţie de condiţiile de lucru, materialele pentru supape trebuie să satisfacă o serie de prescripţii: rezistenţă la rupere şi duritate ridicată la temperaturi înalte, precum şi rezistenţă mare la uzura corozivă, abrazivă şi adezivă. Aceste condiţii sînt satjysfacute de către oţelurile aliate cu crom şi nichel, utilizate pentru supapele de admisiune, şi de către oţelurile refractare cu siliciu şi crom, utilizate pentru supapele de evacuare. Supapele se execută prin electrofulare şi calibrare la cald în matriţe, luîndu-se măsuri pentru evitarea supraîncălzirii materialului şi efectuarea tuturor operaţiilor la o singură încălzire.

Forma talerului la supape poate fi plană, convexă sau concavă. Talerul convex (fig. 1.9, b) se utilizează, de obicei, pentru supapele de evacuare, avînd o formă aerodinamică şi rigiditatea îmbunătăţită faţă de talerul plan (fig. 1.9, a). Talerul concav (fig. 1.9, b) realizează reducerea greutăţii, fiind utilizat pentru supapele de admisiune cu diametru mare; rigiditatea necesară, se asigură mărind raza de racordare a tijei la taler.

Pentru mărirea rezistenţei la uzură, supapele de evacuare se acoperăcu un strat gros de 1—1,5 mm de stelit, aliaj anticoroziv de cobalt,wolfram, crom etc, pe faţeta conică a talerului şi la extremitatea tijei,iar tijele se nitrurează sau se cromează dur. :.,,.., .i . .v)

9