motor cu aprindere prin comprimare.doc

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOV PROIECT DE DIPLOMĂ FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOVFACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ

PROGRAMUL DE STUDII: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPLOMĂTEMĂ DE PROIECT

Să se un motor cu aprindere prin comprimare avand urmatoarele caracteristice:

Puterea nominală Pn = 129 kW 174,44 CP

Turaţia nominală nn = 3750 rot/min

Numărul de cilindrii i = 4

Conducător ştiinţific: Absolvent:

BRAŞOV2012

1


Noţiuni introductive

Definiţie: Se numeşte motor cu combustie internă orice dispozitiv care

obţine energie mecanică direct din energie chimică prin arderea unui

combustibil într-o cameră de combustie care este parte integrantă a

motorului(spre deosebire de motoarele cu ardere externă unde arderea are

loc în afara motorului.).

Exista de fapt patru tipuri de bază de motoare cu ardere internă dupa cum

urmează: motorul Otto,motorul Diesel, motorul cu turbină pe gaz şi motorul

rotativ.

La inceput, motorul Diesel a fost folosit acolo unde vibraţiile si

zgomotul care-i insoţeau funcţionarea nu deranjau pe nimeni, dar, treptat,

constructorii si-au dat seama de potenţialul pe care-l are si au inceput, incet-

incet, sa-l perfecţioneze.

Părţile esenţiale ale unui motor Otto şi Diesel coincid. Camera de

ardere este formată dintr-un cilindru inchis la un capăt si un piston care

alunecă de sus în jos.

Printr-un sistem bielă manivelă pistonul este legat de un arbore cotit

care transmite lucrul mecanic spre exterior(de obicei cu ajutorul unei cutii de

viteze). Rolul arborelui cotit este acela de a transforma mişcarea de “du-te

vino” a pistonului în mişcare de rotaţie.

Un motor poate avea de la unu până la 28 de cilindri(pistoane) care pot fi

aşezate aşa zis în linie sau în V. Sistemul de alimentare cu combustibil

constă dintr-un rezervor o pompă şi un sistem pentru vaporizarea

combustibilului care l-a motorul Otto poate fi carburator sau la maşinile de

construcţie recentă sisteme de injecţie. Aceste sisteme de injecţie sunt

gestionate electronic iar eficienţa lor a făcut ca ele să fie folosite pe

2


majoritatea automobilelor (din 2000 până şi amărâta noastră de

Dacie foloseşte injectoare în loc de carburator).

Aerul din ametecul carburant precum şi gazele evacuate sunt

gestionate de supape actionate mecanic de un ax cu came. La toate

motoarele este necesar un sistem de aprindere a combustibilului care la

motorul Otto este o bujia. Conform principiului al doilea al termodinamicii

un motor trebuie să cedeze căldura; în general acest lucru este realizat în

două moduri, prin evacuarea gazelor rezultate din arderea carburantului şi

prin folosirea unui radiator. În timpul deplasării unui vehicul echipat cu un

motor cu ardere interna simpla deplasare generează un flux de aer rece

suficient pentru a asigura menţinerea temperaturii motorului în limite

acceptabile dar pentru ca motorul să poată funcţiona şi când vehiculul stă,

radiatorul este echipat cu unul sau mai multe ventilatoare. De asemenea se

mai folosesc şi sisteme de răcire cu apă mai ales pentru bărci.

Spre deosebire de turbine sau motoarele cu aburi motoarele cu aburi,

motoarele cu ardere internă nu generează cuplu atunci când sunt pornite

deci pentru a le porni este necesar un alt dispozitiv. La primele automobile

pornirea motorului se făcea utilizând mijloace mecanice umane, sau mai pe

româneşte bietul şofer avea de învârtit la o coarbă de obicei destul de mult.

Astăzi pornirea se face cu ajutorul electromotorului, dar metoda anterioară

poate fi folosită, nu se poate să nu fi văzut mai ales în zilele mai reci cum

unii încearcă să-şi pornească maşinile împingându-le. Sistemul manual de

pornire se mai foloseşte acum doar la motoarele cu capacitate cilindrică

mică, de exemplu la drujbe sau maşini de tuns iarba.

3


1. Studiu de nivel

Acest studiu a fost realizat pe un număr de nouă autoturisme, din aceeaşi

clasa, având aceleaşi caracteristici tehnice ale motoarelor, datele lor fiind

folosite pentru a compara rezultatele obţinute în calculele efectuate pentru

motorul proiectat.

Tabel nr. 1.1 (date tehnice motoare)

parametriD[mm] S[mm] ε

Pe

[kW]n [rot/min]

Vt

[cm³]C/100[l/Km]

Citroen C5 85 98 18 108 3750 1997 6Alfa Romeo 156 82 90,4 18,5 108 3750 1910 5,9Honda Acord 85 97,1 16,7 108 3750 2204 5,5VW Bora 79,5 95,5 18,5 110 3750 1896 5,4Renault Laguna 87 92 18 110 3750 2188 6,5VW Glof V 81 95,5 18,5 108 3750 1968 5,9BMW S3 84 90 17 110 3750 1995 5,8Kia Carnival 97,1 98 19,3 106 3750 2902 8,2Opel Astra 82 90,4 17,5 110 3750 1910 5,8

pme

[Mpa] φa φv θ φqe [W/dm²]

1,622434 34,75377 1,260552 27,57029 1,152941 44,30531,696335 33,51884 1,279407 26,19872 1,102439 49,123961,470054 31,2005 1,219784 25,57872 1,142353 44,510161,740506 36,33188 1,282549 28,32787 1,201258 51,389761,508227 30,32937 1,22275 24,80423 1,057471 44,716541,646341 34,36625 1,266713 27,13026 1,179012 48,83165

1,654135 32,54037 1,260973 25,80577 1,071429 48,074061,153469 23,47279 1,112895 21,09165 1,009269 35,043921,727749 34,13956 1,279407 26,68388 1,102439 50,03367

4


Formule utilizate

- consumul specific – C = C/Pe

- viteza medie a pistonului – Vmp = S · n/30

- puterea litrică - Pl=Pe/Vt

- puterea specifică – Ps = 4 · Pe/I · 3.14 · D²

- presiunea medie efectivă – pm = (Pe · 30 · υ)/Vt · n

- densitatea de putere – φa = pme·Vmp

- factor de compartimentare – φv = (1/Vs)1/3

- factor de solicitare termică - θ = φa/φv

- raportul cursă alezaj - φ = S/D

2. Calculul termic al motorului cu aprindere prin comprimare

Puterea nominală Pn = 129 kW 174,44 CP

Turaţia nominală nn = 3750 rot/min

Numărul de cilindrii i = 4

2.1.Parametrii iniţiali

T0 = 293 K temperatura iniţială

p0 = 0,102 ∙ 106 N/m2 presiunea iniţială

Tr = 700 K {700-900} temperatura gazelor reziduale

pr = 1,25 ∙ 105 N/m2 presiunea gazelor reziduale

λ = 1,75{1,25...2,25} coeficientul de exces de aer

ε = 17,5 {14....23} raportul de comprimare

5


pk = 1,3 ∙ p0

pk = 0,1326 ∙ 106 N/m2 presiunea aerului la ieşirea

din compresor

Tat = 300 K temperatura aerului la intrarea

în turbosuflantă

ΔTi = 20 K răcirea aerului în intercooler

χ = 1,4 exponent politropic de

comprimare

ηad = 0,61 randament adiabatic

πs = pk/p0 = 1,3 gradul de comprimare

11

x

x

sad

TatTs

ΔTs = 38,283 K încălzirea aerului în

turbosuflantă

TtTiTsTatTk

Tk = 325,283 K temperatura aerului din

compresor

2.2.Parametrii procesului de schimbare a gazelor:

Se adoptă:

pa = 0,85 ∙ 105 N/m2 presiunea la sfârşitul admisiei

ΔTt = 18 K {10...25} încălzirea aerului care iese din

turbosuflant

νp = 1,2 coeficient de postumplere

6


Se determină prin calcule

Coeficientul gazelor reziduale

0,030 k

Temperatura la sfârşitul admisiei

328,189 K

Coeficientul de umplere

{0,75...0,9}

0,9 m

2.3.Parametrii procesului de comprimare

Se adoptă:

n1 = 1,36 coeficient politropic de comprimare

Se determină

Presiunea la sfârşitul comprimpării

Pc = pa ∙ εn1 41,682 ∙ 105 N/m2

Temperatura la sfârşitul comprimării:

Tc = Ta ∙ εn1-1 919,641 K

7

031.01

900031.018293

10

r

rra

TTTT

032.01

05.1

18.16

8.16

120.3361002.1

2931085.0

11 5

5

0

0

r

p

a

aV Tp

Tp


2.4.Parametrii procesului de ardere

Se adopta

c = 0,857 kg compoziţia motorinei

h = 0,133 kg compoziţia motorinei

o = 0,01 kg compoziţia motorinei

Qi = 41868 kJ/kg

ξ = 0,85 [0,75..0,9] coef de utilizare a căldurii

π˙= 1,4 [1,3..2,5] coef de creştere a presiunii

Aerul minim necesar arderii combustibilului este

0,497 kmol aer

Cantitatea reală necesară arderii combustibilului

L = minL = 0,870 kmol aer/kg comb

Coeficientul teoretic de variaţie molară a încărcăturii proaspete

1.039kJ/kmolK

Coeficientul real de variaţie molară a încărcăturii proaspete

8

32

01.0

4

133.0

12

857.0

21,0

1

3241221,0

1min

ohcL

870.0

12857.0

4133.0

870.0124

0 L

chL

031.01

031.0039.1

10

r

rf

pz ' pc


1.038kJ/kmolK

:

Căldura specifică molară medie a amestecului iniţial

36.002 kJ/kmolK

Căldura specifică molară medie a gazelor de ardere pentru lambda>1

= 25.257 + 0.002 Tz= 25.257 + 23.386 Tz

Temperatura la sfârşitul arderii

TzfRmvCRmvCrL

Qi

''1min

- 28,108 ∙ 10-4 ∙ Tz2 - 39,200 ∙ Tz + 100715,874 = 0

Δ = 2025,630

Tz1 = 2092,331 K {1800...2400}

Presiunea la sfârşitul arderii

5835508,522 N/m 2 58355 ∙ 105 N/m2

Gradul de destindere prealabilă se calculează din

Tc

Tzf

'

=1,687

2.5.Parametrii procesului de destindere

9

317.908104.1720104.1720 33cTC

410 C


Se adoptă n2 = 1,28 {1,18...1,28}

Gradul de destindere

10.374 mm

Presiunea la sfârşitul destinderii

306196.102 N/m2

Temperatura la sfârşitul destinderii

1138.904 K

2.6.Parametrii principali ai motorului

Se adoptă: coef. de rotunjire a diagramei μr = 0,96 {0,94..0,98}

randamentul mecanic ηm = 0,81

Presiunea medie a ciclului teoretic se obţine din

11 12

11

11

111

12

'1'

1'

nn nn

pcpi

pi' = 8,373 ∙ 105 {7,5...15} N/m2

Presiunea medie indicată

10

712.1

8.16

z

b

V

V

26.1

5

930.9

10204.552nz

b

pp

126.11 918.9

272.20752nz

b

TT

pi r pi'

pe m pi

e m i


8,038 ∙ 105 N/m2

Randamentul indicat al motorului

Qivpk

TkLpiRmi

min

ηi = 0,460

Presiunea medie efectivă

pe =6,511∙105 N/m2

Randamentul efectiv

ηe = 0,372

Consumul specific efectiv de combustibil

Qiege

3600

=0,231 kg/kWh = 231,002g/kWh

2.7.Dimensiunile fundamentale ale motorului

Se adoptă: FI = S/D = 0,97 {0,96...1,3}

Vh = Capacitatea cilindrică necesară

1.585 litri

Se determină alezajul şi cursa:

1.130 dm = 112.965 mm = 0.113 m

1.582 =dm=158,151mm

11

4360010400.6

101201200001200005

3

inp

pV

e

nh

33

4.114.3

302.144

hV

D


Viteza medie a pistonului

Wm = Sn/30 = 19,769 m/s {10..12}

Cilindreea totală

6.340 litri

Puterea litrică

20.346 kW/l

2.8.Diagrama indicată

Volumul la sfârşitul admisiei

1.681 dm3

Volumul la sfârşitul compresiei

0.096 dm3

Se adoptă:

12

058.14.1DS

302.14ht ViV

209.5

120

t

nl V

PP

18.16

8.16302.1

1h

a

VV

8.16

358.1

a

c

VV

1n

x

aax V

Vpp

2n

x

zzx V

Vpp


unghi de avans la aprindere {20...40oRAC} 35oRAC

unghi de avans la DSE αas= 40oRAC

raportul dintre raza manivelei şi lungimea bielei

X = S/2{(1 - cos(αs)) +λs/4(1 - cos(2αs))} = 18,017 mm

pc" = 1,2∙pc=1,2∙43,626∙105

Xev = S/2{(1 - cos(αev)) + λs/4(1 - cos(2αev)) = 23,168 mm

pa' = 1/2(pa + pb) = 1956 ∙ 105 N/m2

Vc' =π∙ D2 ∙ Xs/4 = 0,160dm3

Vb' = Va - π∙ D2 ∙ Xev = 1,476 dm3

Vz =ρVc=0,162 dm3

Vb = ρΔVc =1,681 dm3

2.9.Caracteristica externă

Puterea efectivă

Consumul specific

Consumul orar

Gcx = Pex ∙ gex ∙ 10-3

Momentul motor

Mex = 3 ∙ 104 ∙ Pex/(π ∙ n)

13


Constante

R4TT4 Tabel nr2.1. (Valorile constantelor-functie de

tipul camerei de ardere)

Motor A b c d k

MAC cu

camera unitară 0,87 1,13 1,55 1,55 1

Tabelul nr2.2. (valorile parametrilor din caracteristica exterioara)

n

[r/min]

Pe

[kW]

ge

[g/kWh] Ge [kg/h] Me [Nm]

1000 29,975 271,404 8,135 528,971

1200 36,927 260,326 9,613 543,044

1400 44,006 250,356 11,017 554,691

1600 51,128 241,494 12,347 563,912

1800 58,212 233,740 13,606 570,706

2000 65,175 227,093 14,801 575,074

2200 71,935 221,554 15,937 577,015

2400 78,408 217,123 17,024 576,529

2600 84,513 213,800 18,069 573,618

2800 90,167 211,584 19,078 568,279

14


3000 95,288 210,476 20,056 560,515

3200 99,792 210,476 21,004 550,324

3400 103,598 211,584 21,920 537,706

3600 106,623 213,800 22,796 522,662

3800 108,785 217,123 23,620 505,191

4000 110,000 221,554 24,371 485,294

4170 110,228 226,191 24,933 466,474

4200 0,000 800,000 7,480 0,000

Momentul mediu

Mm = Σ(M1, M4)/71 = 267,4133878 N/m2

Verificarea puterii

π = (Mmed ∙ nn)/7162 = 149,3512359

3.Calculul cinematic si dinamic al motorului

15


3.1.Cinematica mecanismului biela-manivelă

`

α unghiul de rotaţie al manivelei

β unghiul de înclinare al axei bielei

ω viteza unghiulară de rotaţie a arborelui cotit

S cursa pistonului

R raza manivelei

L lungimea bielei

λ raportul dintre raza manivelei şi lungimea

Fig2.1.Cinematica mecanismului biela-manivela

ω = π ∙ n/30 = 418,88 rad

R = S/2 = 44,82621

λ = R/L = 1/3,6 1/3,0...1/3,8

0,27778

β max = 15 o{12..18}

L = R/λ = 161,3743mm

Ap = πD2/4 = 0,006709 m2

Deplasarea pistonului

Sx = R[(L - cos α) + 1/λ(1 - cosβ)]

Sx = R[(L - cos α) + - λ /4(1 - cos 2 α)]

Volumul cilindrului la un moment dat

Vp = πD2 ∙ Sx/4

16


Viteza pistonului

vp = ρω(sinα + -λ/2 ∙ sin2α)

α vmax = arccos{sqrt((1/4 λ) 2 + 1/2) -1/4 λ } unghiul de viteză

maximă

Acceleraţia pistonului

j = rω 2 ∙ (cosα + - λ cos2α)

Tabelul nr. 3.1. (valorile parametrilor din calculul cinematic)

Alfa [grd]

Beta [grd] Sx [m] Vp [l] vp [m/s] j [m/s2]

0 0,00000 7,18897 0,48232 0,00000 0,0000010 0,04825 7,18984 0,48238 4,15250 2113,0129420 0,09515 7,19241 0,48255 8,09834 4094,3996630 0,13934 7,19654 0,48283 11,64687 5824,6655840 0,17951 7,20203 0,48320 14,63773 7207,2299550 0,21443 7,20864 0,48364 16,95209 8176,6683560 0,24295 7,21606 0,48414 18,51964 8703,5248970 0,26408 7,22397 0,48467 19,32070 8795,2072080 0,27709 7,23205 0,48521 19,38345 8492,9370590 0,28148 7,24003 0,48575 18,77676 7865,18991100 0,27709 7,24762 0,48626 17,59955 6998,46295110 0,26408 7,25463 0,48673 15,96807 5986,51463120 0,24295 7,26088 0,48715 14,00266 4919,38364130 0,21443 7,26627 0,48751 11,81557 3873,50169140 0,17951 7,27071 0,48781 9,50120 2904,06329150 0,13934 7,27418 0,48804 7,12989 2040,52432160 0,09515 7,27665 0,48820 4,74571 1285,70710170 0,04825 7,27813 0,48830 2,36860 618,53884180 0,00000 7,27863 0,48834 0,00000 0,00000190 -0,04825 7,27813 0,48830 -2,36860 -618,53884200 -0,09515 7,27665 0,48820 -4,74571 -1285,70710210 -0,13934 7,27418 0,48804 -7,12989 -2040,52432220 -0,17951 7,27071 0,48781 -9,50120 -2904,06329230 -0,21443 7,26627 0,48751 -11,81557 -3873,50169240 -0,24295 7,26088 0,48715 -14,00266 -4919,38364250 -0,26408 7,25463 0,48673 -15,96807 -5986,51463260 -0,27709 7,24762 0,48626 -17,59955 -6998,46295270 -0,28148 7,24003 0,48575 -18,77676 -7865,18991280 -0,27709 7,23205 0,48521 -19,38345 -8492,93705290 -0,26408 7,22397 0,48467 -19,32070 -8795,20720300 -0,24295 7,21606 0,48414 -18,51964 -8703,52489310 -0,21443 7,20864 0,48364 -16,95209 -8176,66835

17


320 -0,17951 7,20203 0,48320 -14,63773 -7207,22995330 -0,13934 7,19654 0,48283 -11,64687 -5824,66558340 -0,09515 7,19241 0,48255 -8,09834 -4094,39966350 -0,04825 7,18984 0,48238 -4,15250 -2113,01294360 0,00000 7,18897 0,48232 0,00000 0,00000370 0,04825 7,18984 0,48238 4,15250 2113,01294380 0,09515 7,19241 0,48255 8,09834 4094,39966390 0,13934 7,19654 0,48283 11,64687 5824,66558400 0,17951 7,20203 0,48320 14,63773 7207,22995410 0,21443 7,20864 0,48364 16,95209 8176,66835420 0,24295 7,21606 0,48414 18,51964 8703,52489430 0,26408 7,22397 0,48467 19,32070 8795,20720440 0,27709 7,23205 0,48521 19,38345 8492,93705450 0,28148 7,24003 0,48575 18,77676 7865,18991460 0,27709 7,24762 0,48626 17,59955 6998,46295470 0,26408 7,25463 0,48673 15,96807 5986,51463480 0,24295 7,26088 0,48715 14,00266 4919,38364490 0,21443 7,26627 0,48751 11,81557 3873,50169500 0,17951 7,27071 0,48781 9,50120 2904,06329510 0,13934 7,27418 0,48804 7,12989 2040,52432520 0,09515 7,27665 0,48820 4,74571 1285,70710530 0,04825 7,27813 0,48830 2,36860 618,53884540 0,00000 7,27863 0,48834 0,00000 0,00000550 -0,04825 7,27813 0,48830 -2,36860 -618,53884560 -0,09515 7,27665 0,48820 -4,74571 -1285,70710570 -0,13934 7,27418 0,48804 -7,12989 -2040,52432580 -0,17951 7,27071 0,48781 -9,50120 -2904,06329590 -0,21443 7,26627 0,48751 -11,81557 -3873,50169600 -0,24295 7,26088 0,48715 -14,00266 -4919,38364610 -0,26408 7,25463 0,48673 -15,96807 -5986,51463620 -0,27709 7,24762 0,48626 -17,59955 -6998,46295630 -0,28148 7,24003 0,48575 -18,77676 -7865,18991640 -0,27709 7,23205 0,48521 -19,38345 -8492,93705650 -0,26408 7,22397 0,48467 -19,32070 -8795,20720660 -0,24295 7,21606 0,48414 -18,51964 -8703,52489670 -0,21443 7,20864 0,48364 -16,95209 -8176,66835680 -0,17951 7,20203 0,48320 -14,63773 -7207,22995690 -0,13934 7,19654 0,48283 -11,64687 -5824,66558700 -0,09515 7,19241 0,48255 -8,09834 -4094,39966710 -0,04825 7,18984 0,48238 -4,15250 -2113,01294720 0,00000 7,18897 0,48232 0,00000 0,00000

D = 0,0924 m p0 = 102000 N/m2 λ = 0,286

S = 0,08965 m pa = 140000 N/m2 n1 = 1,360

Ap = 0,0067 m/s2 pr = 130000 N/m2 ρ= 1,495

18


p z = 14955302 N/m2 n2

= 1,280

R =S/2 = 0,04482621

p'I = 1706796,08/m2

Va = 0,632 ω = πn/30 = 461rad

Vc = 0,030 rad/sec

Vz = 0,045

Vt = 2,406

mb = 1,34183893 kg 200 kg/m2

mp = 1,27474699 kg 190 kg/m2 N = Ftgβ

vp = rω ∙ (sinα + λa/4cos2α)

mAC = 1,0063792 kg 150 kg/m2 S = F/cosβ

ap = rω 2 ∙ (cosα - λcos2α)

T = Ssin(α + Beta)

β = arcsin(λsinα)

mj = mp + mIb = 1,643752694 kg/m2 Z = Scos(α +β)

m1b = 0,275 mb = 0,369005707 kg/m2 M = F ∙ R

m2b = 0,725 mb = 0,972833227 kg/m2

Fg = (pg - p0) ∙ Ap

Fj = - mj rω 2(cosα + λcos2α)

F = Fg + Fj

Ψ (unghiul dintre manivele în grade)=180 Fcb = - m2b ∙ ω2 ∙ R = -

7651,52

α xp Vx px vx ax Fg Fj F

[grd] [mm] [l] [N/m2] [m/s] [m/s2] [N] [N] [N]

0 0,0000 0,0301 102000 0,00 10112,4 0,0 -16622,3 -16622,3

19


10 0,0009 0,0359 140000 4,18 9857,4 254,9 -16203,1 -15948,1

20 0,0035 0,0532 140000 8,15 9112,3 254,9 -14978,4 -14723,4

30 0,0076 0,0811 140000 11,71 7935,1 254,9 -13043,3 -12788,3

40 0,0131 0,1182 140000 14,71 6415,3 254,9 -10545,2 -10290,2

50 0,0198 0,1627 140000 17,03 4665,4 254,9 -7668,8 -7413,9

60 0,0272 0,2127 140000 18,58 2809,0 254,9 -4617,3 -4362,3

70 0,0351 0,2659 140000 19,37 968,6 254,9 -1592,1 -1337,2

80 0,0433 0,3203 140000 19,41 -745,9 254,9 1226,1 1481,0

90 0,0512 0,3738 140000 18,78 -2247,2 254,9 3693,8 3948,8

100 0,0588 0,4247 140000 17,57 -3477,5 254,9 5716,1 5971,0

110 0,0658 0,4716 140000 15,92 -4411,5 254,9 7251,4 7506,4

120 0,0720 0,5134 140000 13,94 -5056,2 254,9 8311,1 8566,1

130 0,0774 0,5494 140000 11,74 -5445,9 254,9 8951,7 9206,6

140 0,0818 0,5790 140000 9,43 -5634,9 254,9 9262,3 9517,3

150 0,0852 0,6020 140000 7,07 -5687,9 254,9 9349,4 9604,4

160 0,0877 0,6185 140000 4,70 -5669,4 254,9 9319,1 9574,1

170 0,0892 0,6283 140000 2,34 -5634,0 254,9 9260,9 9515,9

180 0,0897 0,6316 140000 0,00 -5618,0 254,9 9234,6 9489,5

190 0,0892 0,6283 140993 -2,34 -5634,0 261,6 9260,9 9522,6

200 0,0877 0,6185 144052 -4,70 -5669,4 282,1 9319,1 9601,2

210 0,0852 0,6020 149428 -7,07 -5687,9 318,2 9349,4 9667,6

220 0,0818 0,5790 157579 -9,43 -5634,9 372,9 9262,3 9635,2

230 0,0774 0,5494 169241 -11,74 -5445,9 451,1 8951,7 9402,8

240 0,0720 0,5134 185549 -13,94 -5056,2 560,5 8311,1 8871,7

250 0,0658 0,4716 208263 -15,92 -4411,5 712,9 7251,4 7964,4

260 0,0588 0,4247 240153 -17,57 -3477,5 926,9 5716,1 6643,0

270 0,0512 0,3738 285715 -18,78 -2247,2 1232,6 3693,8 4926,4

280 0,0433 0,3203 352538 -19,41 -745,9 1680,9 1226,1 2907,0

290 0,0351 0,2659 454033 -19,37 968,6 2361,9 -1592,1 769,7

300 0,0272 0,2127 615200 -18,58 2809,0 3443,2 -4617,3 -1174,1

310 0,0198 0,1627 885420 -17,03 4665,4 5256,1 -7668,8 -2412,7

320 0,0131 0,1182 1367733 -14,71 6415,3 8492,1 -10545,2 -2053,1

330 0,0076 0,0811 2282299 -11,71 7935,1 14628,1 -13043,3 1584,8

340 0,0035 0,0532 4046140 -8,15 9112,3 26462,0 -14978,4 11483,6

350 0,0009 0,0359 6904406 -4,18 9857,4 45638,7 -16203,1 29435,6

360 0,0000 0,0301 8797237 0,00 10112,4 58338,0 -16622,3 41715,8

370 0,0009 0,0359 14955302 4,18 9857,4 99653,7 -16203,1 83450,6

380 0,0035 0,0532 12042245 8,15 9112,3 80109,4 -14978,4 65131,0

390 0,0076 0,0811 7025328 11,71 7935,1 46450,0 -13043,3 33406,7

400 0,0131 0,1182 4338865 14,71 6415,3 28426,0 -10545,2 17880,8

410 0,0198 0,1627 2881597 17,03 4665,4 18648,9 -7668,8 10980,1

420 0,0272 0,2127 2045513 18,58 2809,0 13039,4 -4617,3 8422,1

430 0,0351 0,2659 1536856 19,37 968,6 9626,7 -1592,1 8034,6

440 0,0433 0,3203 1211199 19,41 -745,9 7441,8 1226,1 8667,9

450 0,0512 0,3738 993830 18,78 -2247,2 5983,5 3693,8 9677,3

460 0,0588 0,4247 843927 17,57 -3477,5 4977,7 5716,1 10693,8

470 0,0658 0,4716 738022 15,92 -4411,5 4267,2 7251,4 11518,6

480 0,0720 0,5134 662012 13,94 -5056,2 3757,2 8311,1 12068,4

490 0,0774 0,5494 588889 11,74 -5445,9 3266,6 8951,7 12218,3

500 0,0818 0,5790 533590 9,43 -5634,9 2895,6 9262,3 12157,9

20


510 0,0852 0,6020 491373 7,07 -5687,9 2612,4 9349,4 11961,8

520 0,0877 0,6185 459066 4,70 -5669,4 2395,6 9319,1 11714,7

530 0,0892 0,6283 434549 2,34 -5634,0 2231,1 9260,9 11492,1

540 0,0897 0,6316 323922 0,00 -5618,0 1488,9 9234,6 10723,5

550 0,0892 0,6283 307726 -2,34 -5634,0 1380,3 9260,9 10641,2

560 0,0877 0,6185 292340 -4,70 -5669,4 1277,0 9319,1 10596,1

570 0,0852 0,6020 277723 -7,07 -5687,9 1179,0 9349,4 10528,4

580 0,0818 0,5790 263837 -9,43 -5634,9 1085,8 9262,3 10348,1

590 0,0774 0,5494 250645 -11,74 -5445,9 997,3 8951,7 9948,9

600 0,0720 0,5134 238113 -13,94 -5056,2 913,2 8311,1 9224,3

610 0,0658 0,4716 226207 -15,92 -4411,5 833,3 7251,4 8084,8

620 0,0588 0,4247 214897 -17,57 -3477,5 757,4 5716,1 6473,5

630 0,0512 0,3738 204152 -18,78 -2247,2 685,4 3693,8 4379,2

640 0,0433 0,3203 193944 -19,41 -745,9 616,9 1226,1 1842,9

650 0,0351 0,2659 184247 -19,37 968,6 551,8 -1592,1 -1040,3

660 0,0272 0,2127 175035 -18,58 2809,0 490,0 -4617,3 -4127,3

670 0,0198 0,1627 130000 -17,03 4665,4 187,9 -7668,8 -7480,9

680 0,0131 0,1182 130000 -14,71 6415,3 187,9 -10545,2 -10357,3

690 0,0076 0,0811 130000 -11,71 7935,1 187,9 -13043,3 -12855,4

700 0,0035 0,0532 130000 -8,15 9112,3 187,9 -14978,4 -14790,5

710 0,0009 0,0359 130000 -4,18 9857,4 187,9 -16203,1 -16015,2

720 0,0000 0,0301 102000 0,00 10112,4 0,0 -16622,3 -16622,3

Tabelul nr. 3.2.

α Beta N S T Z M RmUnghi Rm

[grd] [grd] [N] [N] [N] [N] [Nm] [N] [Rad]

0 0,0000 0,00 -16622,26 0,0016622,26 0,00 24273,78 0

10 0,0496 -792,22 -15967,80 -2786,4015722,81 -124,90 23539,82 0,118647

20 0,0979 -1445,69 -14794,25 -5083,6713893,38 -227,88 22136,54 0,231718

30 0,1433 -1845,83 -12920,84 -6488,4011173,58 -290,85 19911,89 0,331916

40 0,1847 -1922,54 -10468,28 -6754,70 -7997,44 -302,79 17044,52 0,407480

50 0,2207 -1662,99 -7598,08 -5839,23 -4861,50 -261,75 13808,41 0,436615

60 0,2500 -1114,04 -4502,35 -3908,94 -2234,14 -175,22 10630,43 0,376547

70 0,2718 -372,70 -1388,16 -1306,68 -468,58 -58,57 8224,57 0,159551

80 0,2852 434,27 1543,38 1521,25 260,43 68,19 7546,01 0,202987

90 0,2898 1177,30 4120,55 4120,50 -20,84 184,71 8708,82 0,492852

100 0,2852 1750,82 6222,41 6122,43 -1111,00 274,45 10689,52 0,609857

110 0,2718 2092,15 7792,48 7309,81 -2699,89 327,67 12672,22 0,614851

120 0,2500 2187,58 8841,00 7637,17 -4453,87 342,35 14313,17 0,562823

130 0,2207 2065,12 9435,38 7204,51 -6092,74 322,95 15518,04 0,482806

140 0,1847 1778,13 9681,95 6199,50 -7436,83 277,90 16312,33 0,389850

150 0,1433 1386,27 9703,91 4830,91 -8415,94 216,55 16777,99 0,292066

160 0,0979 940,08 9620,10 3274,82 -9045,54 146,80 17015,18 0,193673

170 0,0496 472,70 9527,63 1646,33 -9384,31 73,80 17115,19 0,096339

180 0,0000 0,00 9489,54 0,00 -9489,54 0,00 17141,06 0,7826

190 -0,0496 -473,03 9534,30 -1647,48 -9390,88 -73,85 17121,84 0,096369

21


200 -0,0979 -942,75 9647,41 -3284,12 -9071,23 -147,21 17042,17 0,193918

210 -0,1433 -1395,40 9767,82 -4862,73 -8471,37 -217,98 16840,24 0,292927

220 -0,1847 -1800,16 9801,93 -6276,32 -7528,99 -281,34 16426,81 0,392043

230 -0,2207 -2109,13 9636,44 -7358,03 -6222,56 -329,83 15704,48 0,487626

240 -0,2500 -2265,62 9156,41 -7909,63 -4612,76 -354,56 14593,65 0,572804

250 -0,2718 -2219,80 8267,93 -7755,81 -2864,63 -347,66 13066,82 0,635462

260 -0,2852 -1947,85 6922,65 -6811,41 -1236,03 -305,33 11197,49 0,653914

270 -0,2898 -1468,77 5140,71 -5140,64 -26,00 -230,44 9239,61 0,590010

280 -0,2852 -852,39 3029,37 -2985,93 511,19 -133,85 7739,52 0,396078

290 -0,2718 -214,53 799,05 -752,15 269,73 -33,72 7420,01 0,101542

300 -0,2500 299,85 -1211,82 1052,10 -601,32 47,16 8319,63 0,126799

310 -0,2207 541,19 -2472,64 1900,26 -1582,07 85,18 9427,10 0,202964

320 -0,1847 383,59 -2088,65 1347,71 -1595,66 60,41 9344,88 0,144723

330 -0,1433 -228,74 1601,21 -804,07 1384,68 -36,04 6318,21 0,127608

340 -0,0979 -1127,58 11538,84 -3965,0310836,21 -177,74 5085,64 0,894111

350 -0,0496 -1462,21 29471,88 -5142,8829019,69 -230,54 21978,35 0,236187

360 0,0000 0,00 41715,77 0,0041715,77 0,00 34064,25 -0,00068

370 0,0496 4145,40 83553,51 14580,1982271,54 653,57 76031,11 0,192961

380 0,0979 6395,22 65444,26 22488,2861459,16 1008,06 58317,97 0,395874

390 0,1433 4821,84 33752,89 16949,5229188,54 759,78 27406,75 0,666760

400 0,1847 3340,69 18190,17 11737,2813896,72 526,14 13295,34 1,081813

410 0,2207 2462,92 11252,89 8648,00 7199,97 387,66 8659,79 1,518628

420 0,2500 2150,81 8692,41 7546,74 4313,31 338,29 8252,08 1,154332

430 0,2718 2239,38 8340,83 7851,26 2815,52 351,94 9221,13 1,018729

440 0,2852 2541,60 9032,84 8903,31 1524,23 399,10 10807,99 0,96803

450 0,2898 2885,21 10098,25 10098,12 -51,07 452,66 12700,46 0,919169

460 0,2852 3135,64 11144,04 10964,97 -1989,75 491,52 14600,84 0,849547

470 0,2718 3210,43 11957,66 11216,99 -4143,02 502,82 16276,73 0,760305

480 0,2500 3081,98 12455,68 10759,65 -6274,85 482,31 17598,69 0,657815

490 0,2207 2740,67 12521,90 9561,26 -8085,80 428,60 18414,15 0,545954

500 0,1847 2271,49 12368,32 7919,62 -9500,26 355,01 18891,90 0,432571

510 0,1433 1726,54 12085,76 6016,6810481,67 269,70 19105,31 0,320374

520 0,0979 1150,27 11771,07 4007,0411068,05 179,62 19143,63 0,210873

530 0,0496 570,87 11506,25 1988,2211333,17 89,12 19088,51 0,1043

540 0,0000 0,00 10723,51 0,0010723,51 0,00 18375,03 -0,14496

550 -0,0496 -528,60 10654,32 -1841,0110494,06 -82,53 18238,73 0,101111

560 -0,0979 -1040,43 10647,09 -3624,4210011,20 -162,47 18030,75 0,202392

570 -0,1433 -1519,64 10637,49 -5295,68 -9225,62 -237,39 17688,47 0,304049

580 -0,1847 -1933,35 10527,17 -6740,70 -8086,05 -302,16 17120,40 0,404678

590 -0,2207 -2231,63 10196,16 -7785,42 -6584,00 -348,99 16225,37 0,500460

600 -0,2500 -2355,68 9520,38 -8224,04 -4796,12 -368,65 14919,07 0,58385

610 -0,2718 -2253,36 8392,91 -7873,04 -2907,93 -352,92 13171,43 0,640674

22


620 -0,2852 -1898,17 6746,07 -6637,66 -1204,50 -297,54 11067,41 0,64318

630 -0,2898 -1305,62 4569,68 -4569,62 -23,11 -204,84 8932,04 0,537044

640 -0,2852 -540,39 1920,54 -1893,00 324,08 -84,86 7568,01 0,252815

650 -0,2718 289,96 -1079,98 1016,59 -364,56 45,57 8080,28 0,126145

660 -0,2500 1054,02 -4259,75 3698,31 -2113,76 165,78 10442,13 0,362028

670 -0,2207 1678,04 -7666,84 5892,07 -4905,49 264,12 13870,65 0,438726

680 -0,1847 1935,07 -10536,54 6798,74 -8049,58 304,76 17109,86 0,408635

690 -0,1433 1855,52 -12988,63 6522,4411232,20 292,38 19978,41 0,332570

700 -0,0979 1452,28 -14861,66 5106,8413956,69 228,92 22203,48 0,232079

710 -0,0496 795,56 -16034,98 2798,1215788,95 125,43 23606,89 0,118809

720 0,0000 0,00 -16622,26 0,0016622,26 0,00 24273,78 -0,35584

alfa M1 M2 M3 M4 Mt=Sum(M1,M4)0 0,0 0,0 0,000 0,0 0,010 -124,9 -73,9 -82,5 653,6 372,320 -227,9 -147,2 -162,5 1008,1 470,530 -290,9 -218,0 -237,4 759,8 13,640 -302,8 -281,3 -302,2 526,1 -360,250 -261,8 -329,8 -349,0 387,7 -552,960 -175,2 -354,6 -368,7 338,3 -560,170 -58,6 -347,7 -352,9 351,9 -407,280 68,2 -305,3 -297,5 399,1 -135,690 184,7 -230,4 -204,8 452,7 202,1100 274,4 -133,8 -84,9 491,5 547,3110 327,7 -33,7 45,6 502,8 842,3120 342,3 47,2 165,8 482,3 1037,6130 323,0 85,2 264,1 428,6 1100,8140 277,9 60,4 304,8 355,0 998,1150 216,6 -36,0 292,4 269,7 742,6160 146,8 -177,7 228,9 179,6 377,6170 73,8 -230,5 125,4 89,1 57,8180 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0190 -73,9 653,6 -124,9 -82,5 372,3200 -147,2 1008,1 -227,9 -162,5 470,5210 -218,0 759,8 -290,9 -237,4 13,6220 -281,3 526,1 -302,8 -302,2 -360,2230 -329,8 387,7 -261,8 -349,0 -552,9240 -354,6 338,3 -175,2 -368,7 -560,1250 -347,7 351,9 -58,6 -352,9 -407,2260 -305,3 399,1 68,2 -297,5 -135,6270 -230,4 452,7 184,7 -204,8 202,1280 -133,8 491,5 274,4 -84,9 547,3290 -33,7 502,8 327,7 45,6 842,3300 47,2 482,3 342,3 165,8 1037,6310 85,2 428,6 323,0 264,1 1100,8320 60,4 355,0 277,9 304,8 998,1330 -36,0 269,7 216,6 292,4 742,6340 -177,7 179,6 146,8 228,9 377,6

23


350 -230,5 89,1 73,8 125,4 57,8360 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0370 653,6 -82,5 -73,9 -124,9 372,3380 1008,1 -162,5 -147,2 -227,9 470,5390 759,8 -237,4 -218,0 -290,9 13,6400 526,1 -302,2 -281,3 -302,8 -360,2410 387,7 -349,0 -329,8 -261,8 -552,9420 338,3 -368,7 -354,6 -175,2 -560,1430 351,9 -352,9 -347,7 -58,6 -407,2440 399,1 -297,5 -305,3 68,2 -135,6450 452,7 -204,8 -230,4 184,7 202,1460 491,5 -84,9 -133,8 274,4 547,3470 502,8 45,6 -33,7 327,7 842,3480 482,3 165,8 47,2 342,3 1037,6490 428,6 264,1 85,2 323,0 1100,8500 355,0 304,8 60,4 277,9 998,1510 269,7 292,4 -36,0 216,6 742,6520 179,6 228,9 -177,7 146,8 377,6530 89,1 125,4 -230,5 73,8 57,8540 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0550 -82,5 -124,9 653,6 -73,9 372,3560 -162,5 -227,9 1008,1 -147,2 470,5570 -237,4 -290,9 759,8 -218,0 13,6580 -302,2 -302,8 526,1 -281,3 -360,2590 -349,0 -261,8 387,7 -329,8 -552,9600 -368,7 -175,2 338,3 -354,6 -560,1610 -352,9 -58,6 351,9 -347,7 -407,2620 -297,5 68,2 399,1 -305,3 -135,6630 -204,8 184,7 452,7 -230,4 202,1640 -84,9 274,4 491,5 -133,8 547,3650 45,6 327,7 502,8 -33,7 842,3660 165,8 342,3 482,3 47,2 1037,6670 264,1 323,0 428,6 85,2 1100,8680 304,8 277,9 355,0 60,4 998,1690 292,4 216,6 269,7 -36,0 742,6700 228,9 146,8 179,6 -177,7 377,6710 125,4 73,8 89,1 -230,5 57,8720 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

24


alfa T1 Z1 T2 Z2 T' Z' Rp[grd] [N] [N] [N] [N] [N] [N] [N]0 0,00 -16622,2 0,00 -9489,54 0,00 -3566,36 3566,3610 -2786,40 -15722,8 -1647,48 -9390,88 -569,46 -3165,96 3216,7720 -5083,67 -13893,3 -3284,12 -9071,23 -899,78 -2411,08 2573,5030 -6488,40 -11173,5 -4862,73 -8471,37 -812,83 -1351,10 1576,7640 -6754,70 -7997,44 -6276,32 -7528,99 -239,19 -234,22 334,7750 -5839,23 -4861,50 -7358,03 -6222,56 759,40 680,53 1019,7160 -3908,94 -2234,14 -7909,63 -4612,76 2000,34 1189,31 2327,2070 -1306,68 -468,58 -7755,81 -2864,63 3224,57 1198,02 3439,9280 1521,25 260,43 -6811,41 -1236,03 4166,33 748,23 4232,9890 4120,50 -20,84 -5140,64 -26,00 4630,57 2,58 4630,57100 6122,43 -1111,00 -2985,93 511,19 4554,18 -811,09 4625,84110 7309,81 -2699,89 -752,15 269,73 4030,98 -1484,81 4295,75120 7637,17 -4453,87 1052,10 -601,32 3292,53 -1926,27 3814,62130 7204,51 -6092,74 1900,26 -1582,07 2652,13 -2255,33 3481,42140 6199,50 -7436,83 1347,71 -1595,66 2425,89 -2920,58 3796,68150 4830,91 -8415,94 -804,07 1384,68 2817,49 -4900,31 5652,55160 3274,82 -9045,54 -3965,03 10836,21 3619,93 -9940,87 10579,45170 1646,33 -9384,31 -5142,88 29019,69 3394,60 -19202,0 19499,75180 0,00 -9489,54 0,00 41715,77 0,00 -25602,6 25602,66190 -1647,48 -9390,88 14580,19 82271,54 -8113,83 -45831,2 46543,90200 -3284,12 -9071,23 22488,28 61459,16 -12886,20 -35265,1 37545,81210 -4862,73 -8471,37 16949,52 29188,54 -10906,13 -18829,9 21760,30220 -6276,32 -7528,99 11737,28 13896,72 -9006,80 -10712,8 13995,99230 -7358,03 -6222,56 8648,00 7199,97 -8003,02 -6711,26 10444,58240 -7909,63 -4612,76 7546,74 4313,31 -7728,18 -4463,04 8924,32250 -7755,81 -2864,63 7851,26 2815,52 -7803,54 -2840,07 8304,29260 -6811,41 -1236,03 8903,31 1524,23 -7857,36 -1380,13 7977,65270 -5140,64 -26,00 10098,12 -51,07 -7619,38 12,54 7619,39280 -2985,93 511,19 10964,97 -1989,75 -6975,45 1250,47 7086,65290 -752,15 269,73 11216,99 -4143,02 -5984,57 2206,37 6378,34300 1052,10 -601,32 10759,65 -6274,85 -4853,78 2836,77 5621,96310 1900,26 -1582,07 9561,26 -8085,80 -3830,50 3251,87 5024,68320 1347,71 -1595,66 7919,62 -9500,26 -3285,95 3952,30 5139,86330 -804,07 1384,68 6016,68 -10481,6 -3410,37 5933,17 6843,48340 -3965,03 10836,21 4007,04 -11068,0 -3986,04 10952,13 11654,94350 -5142,88 29019,69 1988,22 -11333,1 -3565,55 20176,43 20489,06360 0,00 41715,77 0,00 -10723,5 0,00 26219,64 26219,64370 14580,19 82271,54 -1841,01 -10494,0 8210,60 46382,80 47103,91380 22488,28 61459,16 -3624,42 -10011,2 13056,35 35735,18 38045,65390 16949,52 29188,54 -5295,68 -9225,62 11122,60 19207,08 22195,14400 11737,28 13896,72 -6740,70 -8086,05 9238,99 10991,38 14358,60410 8648,00 7199,97 -7785,42 -6584,00 8216,71 6891,98 10724,45420 7546,74 4313,31 -8224,04 -4796,12 7885,39 4554,72 9106,31430 7851,26 2815,52 -7873,04 -2907,93 7862,15 2861,72 8366,77440 8903,31 1524,23 -6637,66 -1204,50 7770,49 1364,37 7889,36450 10098,12 -51,07 -4569,62 -23,11 7333,87 -13,98 7333,88460 10964,97 -1989,75 -1893,00 324,08 6428,98 -1156,92 6532,25470 11216,99 -4143,02 1016,59 -364,56 5100,20 -1889,23 5438,86

25


480 10759,65 -6274,85 3698,31 -2113,76 3530,67 -2080,55 4098,09490 9561,26 -8085,80 5892,07 -4905,49 1834,59 -1590,16 2427,82500 7919,62 -9500,26 6798,74 -8049,58 560,44 -725,34 916,63510 6016,68 -10481,6 6522,44 -11232,2 -252,88 375,27 452,52520 4007,04 -11068,0 5106,84 -13956,6 -549,90 1444,32 1545,46530 1988,22 -11333,1 2798,12 -15788,9 -404,95 2227,89 2264,39540 0,00 -10723,5 0,00 -16622,2 0,00 2949,38 2949,38550 -1841,01 -10494,0 -2786,40 -15722,8 472,69 2614,37 2656,76560 -3624,42 -10011,2 -5083,67 -13893,3 729,62 1941,09 2073,69570 -5295,68 -9225,62 -6488,40 -11173,5 596,36 973,98 1142,05580 -6740,70 -8086,05 -6754,70 -7997,44 7,00 -44,31 44,86590 -7785,42 -6584,00 -5839,23 -4861,50 -973,09 -861,25 1299,48600 -8224,04 -4796,12 -3908,94 -2234,14 -2157,55 -1280,99 2509,18610 -7873,04 -2907,93 -1306,68 -468,58 -3283,18 -1219,67 3502,41620 -6637,66 -1204,50 1521,25 260,43 -4079,45 -732,47 4144,69630 -4569,62 -23,11 4120,50 -20,84 -4345,06 -1,14 4345,06640 -1893,00 324,08 6122,43 -1111,00 -4007,71 717,54 4071,44650 1016,59 -364,56 7309,81 -2699,89 -3146,61 1167,67 3356,28660 3698,31 -2113,76 7637,17 -4453,87 -1969,43 1170,06 2290,78670 5892,07 -4905,49 7204,51 -6092,74 -656,22 593,62 884,88680 6798,74 -8049,58 6199,50 -7436,83 299,62 -306,38 428,53690 6522,44 -11232,2 4830,91 -8415,94 845,76 -1408,13 1642,60700 5106,84 -13956,6 3274,82 -9045,54 916,01 -2455,57 2620,86710 2798,12 -15788,9 1646,33 -9384,31 575,90 -3202,32 3253,69720 0,00 -16622,2 0,00 -9489,54 0,00 -3566,36 3566,36

4.CALCULUL PRINCIPALELOR PIESE DIN MECANISMUL

MOTOR

26


ŞI DE DISTRIBUŢIE

Blocul motor si chiulasa

Blocul de cilindri preia eforturile de explozie şi forţele de inerţie ale

mecanismului bielă manivelă. Condiţia esenţială pe care trebuie să o aiba un

bloc este aceea de a asigura o rigiditate maxima.

Blocul de cilindri se realizează prin turnare. In ce priveşte construcţia

se recomanda ca el sa fie realizat sub forma unui corp cu zăbrele. Acestea

vor fi constituite din nervurile piesei turnate, iar pereţii vor fi atât de subţiri

cât permite tehnologia de fabricare.

In partea superioară a blocului se fixeaza şuruburile pentru prinderea

chiulasei. Diametrul lor variază în limitele F=(8-10) mm, iar adâncimea de

însurubare este de (1.5-2)F când blocul este din fontă.

Daca eforturile ce trebuie preluate sunt mai mari, atunci se măreşte

numărul de prezoane nu şi diametrul lor

In jurul camăşilor se va căuta să se faca secţiuni pe cât posibil mai

mici pentru trecerea apei, cu scopul de a mări viteza de curgere. Aceasta nu

trebuie sa depaşească însă 3.5 m/s pentru că există pericolul antrenarii

depozitelor inevitabile ce pot astupa canalele.

Pentru a avea dimensiuni minime pentru carter se descrie

infaşurătoarea conturului bielei la o rotaţie completă apoi se trasează

secţiunea carterului astfel ca locurile cele mai strâmte dintre perete şi corpul

bielei să fie de minim (8-10) mm din cauza barbotajului şi a corpurilor

straine

Din motive de rigiditate grosimea pereţilor va fi de (4.5-5) mm pentru

blocurile turnate din fonta

27


Un indice de apreciere a calitaţii blocului motor este greutatea

acestuia. se recomandă ca greutatea blocului sa nu depaşeasca 25% din

greutatea motorului.

Compactitatea motorului este determinată în principal de distanţa intre

axele cilindrilor ; aceasta este determinată de arhitectura arborelui cotit, de

lungimea fusurilor maneton şi palier, de tipul şi grosimea camaşilor de

cilindru, de marimea interstiţiului camerei de apa dintre cilindri.

Blocurile de cilindri se confectionează din Fonta cenuşie Fc 200;

Fc210; Fc240; Fc250; Fc280 STAS568-87 Dacă blocul nu are camaşile

amovibile el se toarnă din fontă de calitate pentru cilindri.

Chiulasa se toarnă frecvent din aliaje de aluminiu Un astfel de aliaj se

compune din 5% Si; 1.3% Cu; 0.5% Mg; restul aluminiu.

Chiulasele se toarna din aluminiu şi nu se recomanda turnarea sub

presiune

Capacele lagarelor arborelui cotit se toarnă din oţel pentru motoarele

mai puţin solicitate şi se forjează la motoarele mai intens solicitate.

Prezoanele se execută din oţeluri aliate, de imbunătăţire, cu crom ori nichel.

4.1.Date de intrare

Pn = 129 kW (puterea nominală)

nn = 3750 rot/min (turaţia nominală)

ε=21 (raportul de comprimare)

i = 4 (nr. de cilindri)

S = 92 mm (cursa)

D = 90 mm (alezajul)

Vt = 2.406 l mm (cilindreea totală a motorului)

28


4.2. Calculul cilindrului motorului:

Se alege soluţia constructivă cu camaşă uscată.

Fig 4.1. Bucşă uscată

D =92 mm (alezajul)

S =90 mm (cursa)

pmax = 14.95MPa (presiunea maximă a gazelor)

δ = 0,065 ∙ D

δ = 5,98 mm (grosimea cilindrului)

Se adoptă grosimea

δ = 6 mm

D1 = D + 2 ∙ δ

D1 = 102,8 mm

29


Se adoptă D1 = 103mm

4.2.1. Verificarea tensiunilor sumare:

Dmed =

` Dmed = 97,5 mm

nc =

nc = 1,122mm

Se adoptă Dbe = 113 mm

nb =

nb = 1,094

ξ = 1

12

2

nc

nc

ξ = 8,892

ξb= 1

12

2

nb

nb

ξb = 11,141

pf =

σec = ξc ∙ pf

σec = 35.567 bar

σeb = ξb ∙ pf

σeb = 44.564 bar

4.3. Calculul pistonului:

30

2

21 DD

D

D1

1D

Dbe

m

N5104


Fig 4.2. Pistonul

Se adoptă următoarele valori:

H =84 mm (lungimea pistonului)

L = 57 mm (lungimea mantalei)

l1 = 55,5 mm

l2 = 28,5 mm

h = 9,5 mm (înălţimea de protecţie a segmentului de foc)

δ = 17 mm (înălţimea camerei de ardere)

c1 = 13 mm

ri = 13,5mm (raza interioară)

4.3.1. Verificarea capului pistonului:

σf =

σf = 6,598 MPa ≤ 30 MPa

31

2

)1max(75,0

ri

p


4.3.2. Verificarea secţiunii slăbite:

Aa = 5641mm2

σc =

σc = 17,618 MPa

4.3.3. Verificarea mantalei:

Nmax =

Nmax = 7695 N

Aev = D ∙ L

Aev = 5244 mm2

p =

p = 1,467 MPa 1.5 MPa

4.3.4. Determinarea diametrului pistonului la montaj:

αp = 17,5 ∙ 10-6 1/K (aluminiu)

αc = 10,7 ∙ 10-6 1/K (fontă)

Tc = 373 K (temperatura cilindrului)

Tp = 473 K (temperatura pistonului)

T0 = 293 K (temperatura iniţială)

Δs = 0,184 mm (jocul pistonului la partea superioară)

` Δi = 0,125 mm (jocul pistonului la partea inferioară)

32

Aa

Dp

4max

2

ND

p

4max08,0

2

Aev

N max

)0(1

0(1

TTp

sTTccD


Dp =

Dp = 91,606 mm

Di =

Di = 91,665 mm

4.4.Calculul bolţului:

Bolţul de piston este solicitat în timpul lucrului de o sarcină mecanică

variabilă ca valoare şi sens iar în unele perioade de funcţionare a motorului

caracterul solicitarii se apropie de cel de şoc. Mişcarea oscilantă şi

temperatura relativ ridicata de la umerii pistonului determina condiţii

nefavorabile pentru realizarea unei frecari lichide : de aici şi uzura

accentuata a bolţului. Aceste condiţii impun ca bolţul de piston sa aibă miez

tenace şi strat superficial dur, cu un grad de netezime foarte mare. În funcţie

de oţelul din care se execută, bolţul de piston se cementează la suprafaţă pe o

adâncime de (0.5-2) mm ori se căleşte superficial prin C.I.F. pe o adâncime

de (1-1.5) mm. Duritatea stratului superficial trebuie să fie HRC=58-65 , iar

a miezului HRC=36

Pentru calculul bolţului se consideră o grindă pe două reazeme încărcată

cu o forţă uniform distribuita pe lungimea piciorului bielei. Schema de

încărcare se vede in figura. Convenţional forţa ce actionează asupra bolţului

se consideră a fi forţa maximă de presiune a gazelor diminuată de forţa de

inerţie dată de masa pistonului.

Se adoptă ca soluţie constructivă: bolţ fix

Se adoptă urmatoarele mărimi:

33

)0(1

0(1

TTpp

iTTccD


db = 32,5 mm (diametrul exterior al bolţului)

dbi = 18,5 mm (diametrul interior al bolţului)

l = 78,5 mm (lungimea bolţului)

j = 1,8 mm (jocul dintre piciorul bielei si bosaje)

lp = 25,5 mm (lungimea bosajelor pistonului)

b = 26,7 mm

Fig. 4.1. Bolţul

4.4.1.Verificarea la uzură:

Fgmax = 58338 N

Fjmax = 7251 N

F = Fgmax + Fjmax

pb =

pb = 87,744 MPa 90 MPa (presiunea pe suprafaţa piciorului

bielei)

pp =

34

lbdb

F

lpdb

F

2


pp = 39,571 MPa 54 MPa (presiunea pe suprafaţa umerilor

pistonului)

Fig. 4.2. Schema de calcul

4.4.2. Verificarea la încovoiere:

4

3 12,1

)5,121(

db

dbidb

lbbFi

σi = 173,273 MPa

σia = 350 MPa

βk = 1 (coeficientul efectiv de concentrare la sarcină variabilă)

ε = 0,8 (factorul dimensional)

γ = 1,3 (coeficientul de calitate al suprafeţei)

σ = 340 MPa (rezistenţa la oboseală pentru ciclul simetric de

încovoiere)

35


σ0 = 1,5 ∙ σ

σ0 = 510 MPa (rezistenţa la oboseală pentru ciclul pulsator de

încovoiere)

0

02

333,0 (coeficientul tensiunilor)

n1 =

n1 = 1,01

n1 = 1,01 2,2 (coeficientul de siguranţă)

4.4.3 Verificarea la forfecare:

Fig. 4.3.Distribuţia eforturilor

36

iak


4

2

2

1

185,0

db

dbidb

db

dbi

db

dbiF

MPa≤220 MPa

4.4.4. Calculul la ovalizare:

37

652,111


Fig. 4.4 Eforturi unitare intr-o secţiune oarecare

η1 = 13

η2 = 7

η3 = 3,8

η4 = 8,8

kov = 1,38

σ1 =

σ1 =293,078 MPa

σ2 =

σ2 = 179,96 MPa

σ3 =

σ3 = 97,693 MPa

σ4 =

σ4 = 226,235 MPa

Valorile maxime admisibile pentru aceste eforturi sunt σ a = (150-

300) MPa

4.4.5. Calculul deformaţiei de ovalizare:

38

1dbl

F

2dbl

F

3dbl

F

4dbl

F


kov

db

dbidb

dbi

lb

F

3

6

1

1

101,2

09,0max

Δδmax = 0,0002 mm

Δ1 = 0,0005 ∙ db

Δ1 = 0,016 mm

Δδmax = 0.0002 mm ≤ mm

4.4.6. Calculul jocului la montaj:

αol = 12 ∙ 10-6 1/K (coeficientul de dilatare al materialului bolţului - oţel aliat)

αal = 20 ∙ 10-6 1/K (coeficientul de dilatare al materialului pistonului -

aluminiu)

tb = 423 K (temperatura bolţului)

tb = 427 K (temperatura pistonului)

t0= 293 K (temperatura mediului ambiant)

Δ =

Δ = - 0,02mm

4.6. Calculul segmenţilor:

În ansamblul lor segmenţii realizează etansarea pe baza efectului de

labirint, cu alte cuvinte spaţiile dintre segmenţi permit destinderea treptată a

gazelor şi prelungesc drumul parcurs de acestea. astfel în zona ultimului

39

008,02

1

)(1

)0()0(1

totpal

ttpalttboldb


segment viteza de curgere şi cantitatea de gaze scad pâna la valori

practic neglijabile

Se consideră o eficienţa normala, dacă presiunea gazelor dupa ultimul

segment reprezintă 3-4% din valoarea presiunii în cilindru, iar volumul de

gaze scăpate este cuprins intre 0.2-1% din volumul încărcăturii proaspete

admise în cilindri. Aceste valori se determină experimental

Calculul segmentului urmăreşte stabilirea urmatoarelor obiective:

determinarea presiunii medii elastice pentru stabilirea formei segmentului in

stare libera şi montata: determinarea celor doua dimensiuni de baza a

segmentului: verificarea eforturilor unitare ce apar în segment la deschiderea

lui astfel încât la montaj să nu depăşească valoarea admisibilă:determinare

jocurilor la rece şi la cald precum şi verificarea rosturilor la cald pentru a

preveni impactul intre capete in timpul funcţionării.

Fig 4.5. Tensiuni la montare pe piston

40


4.6.1. Presiunea medie elastică:

Se adoptă fontă aliată cu grafit nodular având următoarele

caracteristici:

- 300 ... 380 HB

E = 1,2 ∙ 105 MPa

g elast = 0,196

S0 = 12

t = 4 mm

pe =

pe = 0,223 MPa ≤ 0,4 MPa (pentru segmenţii de compresie)

4.6.2. Tensiunea la montarea pe piston:

p = 2 (coeficient care depinde de metoda de montaj a segmentului)

2

1

0

)3(

11

2max'

t

D

t

S

gE

pelast

41

t

D

t

Dt

S

Eg elast

3

1

0

3

425,0


MPa ≤ 230 MPa

4.6.3. Grosimea radială t:

kn = 1,742

σa = 300 MPa

x =

x = 23,159

t =

t=3,973mm

4.6.4. Tensiunea maximă:

2

1

0

)3(

2max

t

Dt

S

Eg

kn

elast

978,291max MPa ≤ 450 MPa

4.6.5. Jocul la capetele segmentului în stare caldă:

Δ’3 = 0,0015 ∙ D

Δ’3 = 0,138 mm

42

pekn

a

815,05,0

x

D

498,163max'


4.6.6. Jocul la capetele segmentului :

Δ3 = 0,003 ∙ D

Δ3 = 0,276 mm

4.7. Calculul bielei:

În timpul funcţionării biela este solicitată de forţele de presiune a gazelor şi

de forţele de inerţie variabile ca marime şi sens. Datorita acestor forţe, biela

este solicitata la compresiune, întindere şi încovoiere transversală.

4.7.1.Calculul piciorului bielei:

Dimensiunile principale ale piciorului bielei se iau orientativ conform

datelor din literatura de specialitate.

Ochiul bielei este solicitat la întindere de forţa de inerţie a ansamblului

pistonului, la compresiune de forţa de presiune a gazelor.

Pentru a efectua calculele de rezistenţă se consideră piciorul bielei ca o bară

curbă încastrată în regiunea de racordare C-C cu corpul bielei.

Forţa de inerţie se consideră că acţionează uniform repartizată pe jumatatea

superioară a piciorului bielei

În secţiunea periculoasă C-C va apare momentul încovoietor

43


Diametrul exterior al piciorului

de = 1,53 ∙ db

de = 49,4 mm

Grosimea radială

hp = 0,2 ∙ db

hp = 5,85 mm

Grosimea radială a bucşei

hb = 0,08 ∙ db

hb = 2,6 mm

Unghiul de încastrare

=2.094 rad

Forţa de întindere

n = 4000

44

180120

c


6,3

1

Fjp =

Fjp = 16763

rm =

rm = 21,775 mm0

Ma =

Ma = 639,464 N ∙ m

Fn =

Fn = - 74027,089

Fn = - Fn

Fn = 74027,089 N/mm2

Tensiunile de întindere în secţiunea A-A:

Ep = 2,1 ∙ 105 MPa

Eb = 1,15 ∙ 105 MPa

a = 24,6 (lăţimea piciorului bielei)

k =

k = 0,82 mm

în fibra exterioară

= MPa

în fibra interoară

45

min

rot

)1(30

2

n

rmp

4

22 hpde

120A

)cos459,0cos072,00268,0542,0(1000

AAAAr

Fjp m

AAAFjp sin5,0cos0458,0072,0

bp

p

haEbaEph

haEp

688,2342

62

1

pmp

pm

p hrh

hrMaFnk

ha

13,2302

62

1

Fnk

hrh

hrMa

ha pmp

pm

p


= MPa

Solicitarea de compresiune:

180120

c

rad (unghiul de încastrare)

Piciorul bielei este solicitat şi la compresiune de forţa Fc.

Fc =

Fc = 82618,77 N

M’0 = Fc ∙ rm ∙ 0,0011

M’0 = 1978,926 N · m

N’0 = Fc ∙ 0,003

N’0 = 247,856 N

Nc = 1100,265N

Mc = - 16582,278N · m

Nckovhprhp

hprMc

ahpce

m

m

2

62

1

σce = - 105,139 MPa (efortul de compresiune din fibra exterioară)

46

094,2c

FjppD

max4

2


Nckovhprhp

hprMc

ahpci

m

m

2

62

1

σci = 150,763 MPa (efortul de compresiune din fibra interioară)

Intervalul pentru valorile admisibile ale tensiunilor de comprimare

150- 300 MPa

Tensiuni produse de presiunea dintre bucşă şi picior

Δm = 0,01

d = db

Δt = (de – 2 ∙ hp)(18,10-6 – 10 ∙ 10-6)(400 - 297)

Δt = - 0,04

ν = 0,3 coeficientul lui Poisson

di = de – 2 ∙ hp

di = 37,7 MPa

c = 0,001

f =

f = 0,002

pf =

pf = 13,137 MPa

Eforturile unitare la fretaj

σi = MPa

σi = 112 MPa

σe = MPa

σe = 99 MPa

Coeficientul de siguranţă conform ciclului simetric de încărcare

47

diEbddi

ddi

22

22

fc

tm

668,4422

22

dide

didepf

531,31222

2

dide

dipf


Se alege oţel aliat cu

σt = 370

βk = 1

ε = 0,8

γ = 0,7

ψ = 0,12

σa = 1

Deformaţia piciorului

I =

I = 383,72 mm4 (momentul de inerţie al piciorului bielei)

IEb

ArFjp m

6

23

10

908

δ = 0,028 mm (deformaţia bielei datorita forţelor de inerţie)

48

12

3hpa


4.7.2. Calculul corpului bielei:

Fig.4.7. Schema de calcul a bielei

Dimensiunile caracteristice

HII = 0,75 ∙ db mm

HII = 24.375mm

HIII = 1,35 ∙ HII

HIII = 32,906 mm

49


B = 0,75 ∙ HII

B = 18.281mm

mp = 0,882 kg (masa pistonului)

mb = 1,434 kg (masa bielei)

m1b = 0,275 ∙ mb

m1b = 0,394 kg (masa piciorului)

m2b = 0,725 ∙ mb

m2b = 1,04 kg (masa capului)

mcp = 0,3 ∙ m2b

mcp = 0,312 kg (masa capacului de biela)

r = 31 ∙ 10-3 m (raza manetonului)

n = 4000 rot/min (turaţia nominală)

6,3

1

4.7.3.Calculul la intindere şi compresiune:

mj = (m1b + mp)

mj = 1,276 kg

F =

F = - 8584,67 N

Fcp =

Fcp = 90797,101N

A = 362 mm2 (aria secţiunii care se calculează)

σc =

σc = 250,821MPa

σi =

50

130

2n

rmj

130

max4

22 nrmjp

D

A

Fcp

A

F


σi = - 23,715 MPa

σadm = 150 - 300 MPa

4.7.4.Calculul la flambaj:

Fig4.8. Schema de flambaj

σf =

σf = 275,903 MPa σadm = 150 - 300 MPa

4.7.5.Calculul coeficientului de siguranţă:

σ1t = 450 MPa

β = 1

51

A

Fcp1,1


ε = 0,7

ψ = 0,2

γ = 1,1

σmax = σf

σmin = σi

σa =

σa = 149,8 MPa

σm = 126,1 MPa

c =

c = 2,048 (c recomandat = 2 – 2,5)

4.7.6.Efort unitar de întindere în secţiunea dinspre picior

σt = 20,03 MPa

4.7.7 Calculul capului bielei:

Capul bielei se verifica la întindere sub acţiunea forţei de inerţie

52

2

minmax

ma

t

1


Ipotezele de calcul sunt :-forţa de inerţie se repartizează pe capac dupa o lege sinusoidala. -secţiunea periculoasă se află in dreptul locaşurilor şuruburilor de biela-capul bielei este o bară curbă continua, capacul fiind montat cu strangere.-cuzineţii se deformează împreună cu capacul bielei preluând o parte din efort proporţional cu momentul de inerţie a

Fig4.9.Capul bielei

secţiunii transversale.În această situaţie efortul unitar de întindere în fibra interioară este :

Fjc =

Fjc = - 12415,418 N

Icp = 5716,66 mm4 (momentul de inerţie al capacului)

Ic = 32,5 mm4 (momentul de inerţie al cuzinetului)

Acp = 328 mm (aria secţiunii capacului)

Ac = 72,6 mm2 (aria secţiunii cuzinetului)

Wcp = 816,66 mm3 (modulul de rezistenţă al capacului)

lp = 77,7 mm (distanţa dintre axele şuruburilor bielei)

AcAcpWcp

Icp

Ic

lpFjc

4,0

1

023,0

MPa (σadm = 160 - 300 MPa)

4.7.8.Calculul coeficientului de siguranţă pentru ciclul pulsator:

c =

c = 1,919 (c recomandat = 2.5-3)

53

mcpbmbmmpn

r

211

30

564,141

1max

12

t


Calculul deformaţiei:

IcIcoEb

lpFjc

20024,0

mm

4.7.9. Calculul şuruburilor de biela:

z = 2

χ = 0,15

Fi = Fjc

Fi = z

Fi

Fi = - 6207,7 N

Fsp = 2 ∙ Fi1

Fsp = - 12415,4 N

Fs = Fsp + χ ∙ Fi1

Fs = - 13346,6 N

cc = 2 (coeficient de siguranţă)

c1 = 1,3 (factor ce ţine seama de solicitările la torsiune)

c2 = 1,2 (factor ce ţine seama de curgerea materialului)

ds =

σc = 1200 MPa (limita de curgere a materialului şuruburilor)

ds = 7,95 mm (daimetrul şurubului)

Se adoptă ds = 8 mm

d’s =

54

0004,0

c

Fs

c

ccc

2

14

c

Fscc

4


d’s = 8,4 mm (diametrul părţii nefiletate)

Se adoptă d’s = 9 mm

Calculul coeficientului de siguranţă:

As =

As = 49,63 mm2 (aria şurubului la diametrul fundului filetului)

As

Fsmax

As

Fspmin

235,221max MPa

8,205min MPa

2

minmax m

2

minmax v

517,213m MPa

717,7v MPa

β = 5,2

ε = 0,85

γ = 1,2

ψ = 0,2

σ1 = 600 MPa

c =

c = 3,82 (c recomandat = 2.5-4)

55

4

2ds

mv

1


4.8. Calculul arborelui cotit:

Având în vedere condiţiile de funcţionare, prin calcul, arborele cotit se

verifică la presiune specifică şi încălzire, la oboseală şi la vibraţii de

torsiune.

Calculul arborelui cotit are un caracter de verificare, dimensiunile lui

adoptându-se prin prelucrarea statistică a dimensiunilor arborilor cotiţi

existenţi.

4.8.1.Calculul braţului arborelui cotit

Fig.4.10 Braţul arborelui cotit

dm = 57,92 mm

lm = 0,7 ∙ dm diametrul fusului maneton

lm = 32,8 mm lungimea fusului maneton

56


dp = 0,87 ∙ D

dp = 80,04 mm fusului palier

h = 0,35 ∙ dm

h = 22,5 mm grosimea braţului

Se adoptă următoarele mărimi:

dm = 57,5 mm (diametrul fusului maneton)

lm = 32,3 mm (lungimea fusului maneton)

dp =80 mm (diametrul fusului palier)

lp = 35,5 mm (lungimea fusului palier)

b = 100 mm (laţimea braţului)

h = 23 mm (grosimea braţului)

a = 26 mm

Rmmax = 46621N (forţa maximă ce încarcă fusul maneton)

Rpmax = 38274 N (forţa maximă ce încarcă fusul palier)

pmmax =

pmmax = 25.102 MPa

ppmax =

ppmax = 13.477 MPa

Rmm = 6579 N (media aritmetică ale forţelor care încarcă fusurile

manetoane)

Rpm = 12548 N (media aritmetică ale forţelor care încarcă fusurile

paliere)

pm =

pm = 3.542 MPa

pp =

57

lmdm

Rm

max

lpdp

Rp

max

lmdm

Rmm

lpdp

Rpm


pp = 4,418 MPa

ξ = 1,06

Km =

Km = 2714521,246

Kp =

Kp = 4975191,294

4.8.2. Verificare la oboseală:

4.8.2.1. Verificarea fusurilor la presiune şi încălzire

Fig.4.11. Sensul forţelor pe fusurile arborelui cotit

Mpmin = -3023,6 N · m

58

3

60

ndmpm

3

60

ndppp


Mpmax = 5107,42 N · m

Wp =

Wp = 50265,482 mm3

Wp

Mpp

310minmin

153,60min MPa

609,101max MPa

τ1 = 180

2

minmax pppa

2

minmax pppam

γ = 1,2

x = 2,5

τ0 = 1,8 ∙ τ1

ψr =

Cp =

Cp = 1,054 (coeficient de siguranţă pentru solicitarea la încovoiere)

4.8.2.2. Calculul fusului maneton la oboseală:

Mtmax = 505560 N · m

Mtmin = -262876 N · m

Wpm =

59

32

3dp

Wp

Mpp

310maxmax

0

012

pmrpax

1

3

16dm


Wpm = 37327,888 mm3

Wpm

Mt maxmax

544,13max MPa

Wpm

Mt minmin

042,7min MPa

βτ = 2

εr = 0,7

ψr = 0,1

γt = 1,1

τ1 = 180

τa =

τ m =

Cτ =

Cτ = 6,652 (coeficientul de siguranţă pentru solicitarea la torsiune)

Mimax = 492823 N · m

Mimin = - 379376 N · m

Wm =

Wm = 37327.888 mm3

Wm

Mi maxmax

MPa

60

2

minmax

2

minmax

mrart

1

3

16dm

203,13max


Wm

Mi minmin

MPa

βσ = 2

εr = 0,7

ψr = 0,1

γσ = 0,8

σ1 = 280

σm =

Cσ =

Cσ = 6,686 (coeficientul de siguranţă pentru solicitarea de încovoiere)

Cm =

Cm = 4,716 (coeficienul de siguranţă global)

4.8.3.Calculul braţului arborelui cotit:

61

163,10min

2

minmax

mrar

1

22 CC

CC


Fig.4.11. Sensul forţelor pe fusurile arborelui cotit

Bzmax = 76423

Bzmin = 65924

hbhb

aBz

16maxmax

2

596,258max MPa

hbhb

aBz

16minmin

2

07,223min MPa

σm =

σa =

γσ = 1,1

ψσ = 0,1

x = 1,5

σ1 = 280

62

2

minmax

2

minmax

max

1


Cσ =

Cσ = 5,796 (coeficientul de siguranţă pentru solicitarea de încovoiere)

K = 0,27

Tmax = 23545

Tmin = - 9854

2

max5,0max

hbK

Ta

MPa

MPa

MPa

2

minmax m

2

minmax a

x = 2

ψt = 0,1

γt = 1,1

Ct =

Ct = 6,37 (coeficientul de siguranţă pentru solicitarea la torsiune)

Cbr =

Cbr = 4,287 (coeficientul de siguranţă global)

4.9. Calculul mecanismului de distribuţie:

63

43,21max

2

min5,0min

hbK

Tam

969,8min

mtat

x

1

22 CtC

CtC


Fig.4.13. Fazele de distribuţie

Fig.4.14 Supapa

4.9.1. Parametri principali ai distribuţiei:

da = 38 mm (diametrul talerului supapei de admisie)

dca = 0,925 ∙ da

64


dca = 33,15 mm (diametrul canalului de admisie)

de = 33 mm (diametrul talerului supapei de evacuare)

dce = 0,865 ∙ de

dce = 28.5 mm (diametrul canalului de evacuare)

δ = 6,5 mm (diametrul tijei supapei)

Wm =

Wm = 12 m/s (viteza medie a pistonului)

i = 2 (numărul supapelor de admisie şi evacuare)

Wca =

Wca = 42,559 m/s (viteza gazelor la admisie - se recomandă să fie

între limitele 40..80 m/s)

Wce =

Wce = 65,734 m/s (viteza gazelor la evacuare - se recomandă să fie

între limitele 70..100 m/s)

Aca = 937,194 mm2 (aria secţiunii efective de trecere la admisie)

Ace

Ace = 606,773 mm2 (aria secţiunii efective de trecere la evacuare)

h =9 mm (înălţimea maximă de ridicare a supapelor)

45

Asamax =

Asamax = 792,721 mm2

Asemax =

Asemax = 660,668 mm2

Wsa =

65

30

10 3 nS

Wmidca

D

)( 22

2

Wmidce

D

)( 22

2

22

4dce

2

180cos

180sin

180cos

hdcah

2

180cos

180sin

180cos

hdceh

iAsa

DWm

max4

2


Wsa = 65,709 m/s (viteza gazelor la admisie pentru înălţimea

maximă de ridicare a supapelor – se recomandă să fie între limitele

70..90 m/s)

Wsea =

Wse = 78,67 m/s (viteza gazelor la evacuare pentru înălţimea maximă

de ridicare a supapelor - se recomandă să fie între limitele 80..100 m/s)

4.9.2. Determinarea profilului camei:

Se foloseşte o camă profilată dupa metoda polinomială

a = 8

p = a + 2

q = p + a

r = q + a

s = r + a

hm = 0,004

30

n

180900

18090

180

89

... 180

90

Cp = psprpqp

srq

2

2

Cq = qsqrpqq

srp

2

2

66

iAse

DWm

max4

2


Cr = rsqrprr

sqp

2

2

Cs = rsqspss

rqp

2

2

C2 = 2222

srqp

srqp

srqp

CsCrCqCpChmhs00000

212

1111

0000022

0

srqp

CssCrrCqqCppChmvs

2

222

2

2

01

01

01

0122

0 s

rqp

Csss

CrrrCqqqCpppC

hmas

67


4.9.3. Calculul de rezistenţă al pieselor mecanismului:

md’ = 40 g/cm2

md = md’ ∙ Aca ∙ 10-2

68


md = 374,878 g (masele reduse ale mecanismului)

4.9.4.Calculul arcurilor supapei

ps = 1,4 ∙ 105 N/m2 (presiunea de supraalimentare)

pr = 1,1 ∙ 105 N/m2 (presiunea în cilindru în timpul evăcuarii)

kr = 2 (coeficient de rezervă)

Fga =

Fga = 29,11 N

F0 = 25 N

Fmax = Kr ∙ F0

Fmax = 50 N

Dr = 0,9 ∙dca

Dr = 28,82 mm (diametrul arcului)

γ = 1,24

τ = 500 MPa (rezistenţa admisibilă pentru oţelul de arc)

d =

d = 3,017 mm (diametrul sârmei de arc)

G = 8,1 ∙ 104 MPa (modulul de elasticitate transversal)

ir =

ir = 5,153

i = ir + 2

i = 7,152 (numărul spirelor active)

6,0min mm (jocul minim între spirele arcului)

69

prpsdca

4

1023

DrF max8

Dr

FdG max

minmax

ir

Fd


t =

t = 5,251 mm (pasul arcului)

4.9.5. Calculul arborelui de distribuţie:

Fig.4.15. Arborele de distributie

Fr = 15,6 N

Fjmax = 16,5 N

Fg = 13,2 N

ls = 41 mm

l1 = 50 mm

lt = 104 mm

b = 21 mm

Ft =

rb

EFt

418,0

188,26 MPa σadm=600..1200 MPa)

70

lt

lsFgFjFr max


l = 125 mm

d =28 mm (diametrul arborelui)

f =

f = 0,079 mm (săgeata de încovoiere)

5.Calculul instalatiilor de racire si ungere

5.1.Calculul instalatiei de racire

Puterea nominală Pe = 129 kW

Turaţia nominală nn= 3750 rpm

Instalaţiile de răcire au rolul de a evacua spre exterior o anumită

cantitate de caldură dezvoltată prin arderea amestecului carburant în scopul

asigurării unui regim termic normal de funcţionare a motorului.

5.1.1Calculul cantităţii de căldură evacuată prin sistem

Fracţiunea de caldură evacuată prin sistemul de răcire:

fr = 20 - 25 % [M.A.C.]

71

4

22 118,6

dlE

lllFt


Fluxul termic notat cu Qr este parametrul de bază utilizat pentru

calculul

instalaţiei de răcire.

Valoarea lui se stabileşt e astfel:

cu ajutorul relaţiei:

se adoptă "criteriul de încărcare specifică" qr = 2000 (kJ/kWh)

( 220000(kJ/h)

5.1.2.Calculul radiatorului

Radiatorul este un schimbător de căldură cu curenţi încrucişaţi aşa

cum reiese din figura

72


Fig.5.1 Radiatorul

Se adoptă urmatoarele mărimi:

Temperatura aerului la intrare (tia) 40°C

Temperatura aerului la ieşire (tea) 52°C

Temperatura lichidului la intrare (til) 98°C ..(1)

Temperatura lichidului la ieşire (tel) 92°C

Folosind aceste notaţii se pot stabili următorii parametrii:

Temperatura medie a aerului în radiator (tma)

Temperatura medie a lichidului în radiator (tml)

Radiatorul trebuie sa preia fluxul de căldură conform legii:

73


Se adoptă Krad = Caer = 250(kJ/m2hk) (85…500)

K rad - Coeficientul global de schimb de căldură

Suprafaţa de schimb de căldură în contact cu aerul :

1817,25 m2

5.1.3.Debitul de lichid ce trebuie sa treacă prin radiator pentru a prelua

căldura:

12643,68 (l/h)

unde:

Se adoptă viteza de curgere a lichidului prin radiator

w1 = (0.4…0.8) m/s

w1= 0,7 = 2520 m/h

5.1.4.Calculul numărului de tuburi

Se adoptă raza tubului r = 3,5 mm

74


At = 38,485 mm2 = 0,0385 m2

Numărul de tuburi (it)

130.37 tuburi

Se adoptă it = 130 tuburi

Suprafaţa de răcire în contact cu lichidul

se adoptă hrad = 600 mm Înălţimea radiatorului

1,715m2

Coeficientul de nervurare

9,76 (admis între valorile 7…10)

Statistic s-a constatat că

(0.15…0.2) (m2/kW)

0,16 (m2/kW)

5.1.5.Capacitatea sistemului de răcire

V1 se determină din condiţia că numarul de treceri ale lichidului prin

circuit să fie

Zt = 10 – 20 treceri într-un minut.

zt = numărul de treceri într-un minut = 720

(10…20) treceri/oră

0,018 (m3/trecere) = 17,56 (kg/trecere)

Valori admise Vl/Pe = (0,11…0.22) (l/kW) = 0,16(l/kW)

75

ia

ea

t

tK

273

2732


Coeficientul de compactitate (jcom) care reprezintă raportul dintre

suprafaţa de răcire în contact cu aerul şi volumul elementului de

răcire:

Se adoptă Lrad = 0,65 m

lrad = 0,04 m Adâncimea radiatorului

Af = 0,39 m2 Aria frontală a radiatorului

1106,08 (m2/m3)

Se adoptă construcţia cu tuburile amplasate pe orizontală .

5.1.6. Calculul ventilatorului

Calculul ventilatorului trebuie să se desfăşoare în stransă legatură cu

radiatorul cu care lucrează.

Se adoptă:

K1 = 1,1

K2 = 1,03

Af = 0,39 m2

Wa = 11 m/s (9…13) m/s

Debitul de aer pe care trebuie să-l asigure ventilatorul:

2

Căderea de presiune în circuitul de aer:

Căderea de presiune în radiator = 235 (N/m2)

Căderea de presiune în montajele anexe (0.35…1.10)Dpar

76


Puterea necesară ventilatorului:

2276,7306 (W) = 2,52 (KW)

Sarcina hidraulică a ventilatorului

31,53 (m)

unde γaiv = 1,11 (kgf/m3)

Se adoptă jocul axial între ventilator şi carcasă s = 5

(s/D) ∙ 1000 = 9,259%

Se adpotă pe baza metodei lui H. Marcinowski diametrul.

Se adoptă: D = 540 (mm)

n = 6 numărul de palete

a = 0.25 D a = 135 (mm)

l = 0.175 D l = 94,5(mm)

h = 0.333 D h = 179,8(mm)

r = 0.4 D r = 216,0 (mm)

d = 0.02 D d = 10,8 (mm)

5.1.7. Calculul pompei de lichid

77


Fig 5.2. Pompa de lichid

Pompa de lichid se aşează în partea inferioară a motorului în circuitul

rece al apei. Pompa trebuie să realizeze o cădere de presiune ’Δp’

suficientă pentru a învinge rezistenţele hidraulice la deplasarea forţată a

lichidului.

Se adoptă urmatoarele elemente:

d0 = 35 [mm]

Randamentul hidraulic (0,6...0,7)

Coeficientul de scăpări (0,8...0,9)

c1 = 2 [m/s] (1...2,5) m/s

Z = 8 numărul de palete .(1)

10 Grade (8...12)°

10 Grade

50 Grade (40...55)°

45 Grade (35...50)°

4 Grosimea paletei (3...5) mm

Pompa de lichid este centrifugă, cu palete drepte sau curbate înspre

spatele sensului de rotaţie. Se execută din fontă, aluminiu sau bronz.

5.1.8..Raza paletelor la intrare r1

78

12

02

10 crrV p


5.1.9.Debitul teoretic al pompei

6,92(m3/h)

5.1.10.Debitul real al pompei

comparat cu debitul de lichid Vl = 12,64 (m3/h)

9 mH2O 1 mH2O = 1 atm = 1,013x105 Pa (N/m2)

5,85 mH2O

5.1.11. Viteza periferică u2

18,55 m/s

5.1.12.Raza rotorului r2

0,040 m = 44,29 mm

5.1.13.Puterea absorbită de pompă

Valori admise

79


Pp = (0,005…0,01)

Pn = 0,561

5.1.14Vitezele relative

2,611 m/s

5.1.15.Lăţimile paletelor la ieşire şi intrare:

4 (mm)

1 10(mm)

5.2. Calculul instalatiei de ungere

Condiţiile de lucru ale motorului cu ardere internă impun existenţa în

ansamblu constructiv a sistemului de ungere, care asigură prezenta unei

cantităţi de ulei între suprafeţele elementelor aflate în mişcare relativă. Ca

efect imediat rezultă micşorarea frecării, deci se reduc pierderile mecanice şi

uzura; în acelaşi timp uleiul are şi un rol protector împotriva coroziunii.

În construcţia motorului se utilizează ungerea mixta unde anumite piese

(lagărele, bolţu) se ung cu ulei sub presiune, iar altele (cilindrul, pistoanele)

sunt unse cu ceaţă de ulei.

80


5.2.1. Calculul lagarelor arborelui cotit pe baza teoriei hidrodinamice a

ungerii

Lagărul de biela (maneton este mai încărcat decât cel de palier, astfel

ca acestea vor fi asimilate lagărelor de biela, ceea ce este acoperitor.

Calculul la încălzire şi la încărcare se face la regim nominal de funcţionare.

1 - baia de ulei

2 - sorbul pompei

3 - pompa de ulei

4 - supapa de limitare a presiunii maxime din instalaţie

5, 9 , 10, 14, 15 - conducte şi canale

6 - filtru brut

7 - filtru fin

8 - supapa de scurtcircuitare a filtrului brut în cazul înfundării acestuia

11 - rampa centrală de ungere (magistrala ungerii)

12 - radiatorul de ulei

13 - supapa de protecţie a radiatorului de ulei

81


:

Fig.5.3. Schema instalaţiei de ungere

rc = 28,55 mm rc - raza cuzinetului

rf = 28 mm rf - raza fusului maneton

dc = 2 ∙ rc

dc = 57.1 mm

df = 2 ∙ rf

df = 56 mm

ρ = rc – rf

82


ρ = 0,056 mm - jocul radial

δ = 2 ∙ ρ

δ = 0,112 mm - jocul diametral

mm - jocul relativ

lf =28 mm - lungime fus

e = 0,045

er = 0,804 - excentricitate relativă

hmin = ρ ∙ (1 - er)

hmin = 0,011

hmax = ρ ∙ (1 + er)

hmax = 0,101

Încărcarea lagarului

Φ = 4,4 - coeficient de încărcare a lagarului

Grad de încărcare

β = 1,7 - coeficient de frecare lichidă în lagăr

p = 6,286 Mpa - presiunea medie pe fusuri

83

002,0

5,0

e

er

er1


210302

ndf

ldflfpLfl

- lucrul mecanic de frecare

în lagăr

5.2.2.Caldura dezvoltată prin lagăr

Qfl = Lfl

Ql = 0,1 ∙ qfl

Λ = 1800

Λ = u ∙ cu ρu - densitatea uleiului

cu - căldura specifică a uleiului

tue = 105 tue - temperatura uleiului la ieşire

tui = 80 tui - temperatura uleiului la intrare

βv = 6

Vul = 1,047 ∙ 10-3 ∙ n ∙ δ∙ 10-3 ∙ df2 ∙10-3 ∙ βv

Vul = 0,009 - volumul uleiului din lagăr

Qu = Λ ∙ Vul ∙ (tue - tui) Qu - caldura disipată prin ulei

Qfl = Ql = Qu Ql - caldura evacuată prin lagăr

Coeficientul de siguranţă la ungere

hadm = 5 μm

hmin = 7 μm

hadm

h min

1

84


5.2.3.Debitul de ulei al instalaţiei

Debitul de ulei care trece prin instalaţia de ungere este de fapt debitul

care trece prin magistrala de ulei (rampa centrală de ungere).

Debitul de ulei se calculează din două condiţii:

5.2.3.1. Asigurarea debitului necesar ungerii tututor lagărelor

b = 8

b - numărul de lagăre

Vu1 = 6∙b∙Vul

Vu1 = 0,439 l

5.2.3.2. Preluarea cantităţii de căldură care trebuie disipată prin ulei

Vu2 = 10 ∙ Pe

Vu2 = 1100 l/h

Capacitatea instalaţiei de ulei

Este volumul uleiului ce trebuie să existe în baia de ulei şi se determină

din ipoteza că uleiul trebuie să efectueze 100 ... 250 treceri pe oră.

Vuc = Vu2/200 200

2Vu

Vuc = 5.5 l

85


5.2.3.3. Calculul pompei de ulei

Debitul pe care trebuie să-l asigure pompa de ulei se stabileşte ţinând

seama că el trebuie să fie mai mare decât cel ce se scurge prin

magistrală, pentru că o parte trece prin supapele de siguranţă.

Vpu = 1,5 ∙ Vu2

Vpu = 1650

ηpu = 0,85 - randamentul volumentric al pompei de ulei

h = 10 - înălţimea dintelui

npu = 1750 - turaţia pompei de ulei

Wpu = 5 - viteza periferică a roţii dinţate

Wpu < (5-6) m/s

Dp = - diametrul de divizare

l =

l = 38,824 mm - lăţimea roţii dinţate

z = 10 - numărul de dinţi

p =

p = 6,286 - pasul roţii dinţate

p

m

m = 1 - modul roţii dinţate

86

npu

Wpu

310

punpuhDp

Vpu

310

z

Dp


Puterea necesară angrenării pompei de ulei

ηm = 0,85 - randamentul mecanic

Δpu = 5 ∙ 10-3 2m

N

Δpu - căderea de presiune în instalaţie

Ppu =

Ppu = 0,337 Kw

6.Consideratţii privind sistemul de alimentare

Instalaţia de alimentare la M.A.C. este alcătuită,în general

din următoarele elemente: rezervor de combustibil, pompă de

alimentare, pompă de injecţie, injectoare, conducte de joasă şi

înaltă presiune, regulator de turatie.

Instalaţia de alimentare trebuie să asigure dozarea cantitaţii de

combustibil pe ciclu în funcţie de incărcarea motorului,crearea

unei presiuni ridicate la injector,necesară pulverizării

combustibilului în raport cu camera de ardere potrivit cerinţelor

de formare a amestecului; declansarea injecţiei combustibilului la

un moment determinat pe ciclu, precum şi injectarea

combustibilului ce trebuie să se realizeze dupa un anumit crteiriu

stabilit în mod uniform la toţi cilindrii.

87

mpuVpu1

10 3


6.1Calculul injectorului

Injectorul este dispozitivul din instalaţia de alimentare, care

asigură introducerea, pulverizarea şi distribuirea combustibilului

în camera de ardere pentru a obţine o ardere completă şi rapidă

a acestuia. Injectorul trebuie să îndeplinească două funcţii

principale: a) să asigure pulverizarea fină a combustibilului;b) să

asigure o distribuţie uniformă a picăturilor de combustibil în

întreaga cameră de ardere.

Pulverizarea fină a combustibilului depinde îndeosebi de

construcţia injectorului, în schimb distribuţia sa uniformă în

camera de ardere depinde atât de construcţia injectorului, cât şi

de miscarea adecvată a aerului în camera de ardere în timpul

procesului de injecţie.

numarul orificiilor de pulverizare

= 0.67...0.7

coeficientul de debit al orificiului

Se adopta

presiunea de injecţie

[grade RAC]

durata injecţiei

puterea efectivă a motorului

Se adopta:

numărul de cilindrii

presiunea la sfârşitul comprimării ( s-a calculat la calculul termic al

motorului) = 2...3 mm

se alege:

88


Diametrul orificiilor pulverizatorului se calculează cu relaţia:

do = 0.24 mm

F0 - tensiunea iniţială a acului injectorului

F0= 220...320

Se alege

Înălţimea de ridicare a acului injectorului se calculează cu relaţia :

ha = 0.58 mm

ha adm = (0.3....0.7) mm

7.Procesul tehnologic de realizare a pistonului

Condiţii tehnice, materiale, semifabricate

Condiţii tehnice. Asigurarea unei rezistenţe înalte la oboseală şi

rigiditate corespunzătoare determină condiţii tehnice specifice pentru

execuţie.

În ceea ce priveşte geometria pistonului, profilele longitudinale şi

transversale se vor executa conform normei.Se va aplica tratament de

stabilizare(205C timp de cinci ore.După finisare completa se va aplica

stanarea prin imersie în baie de sodiu.Sortarea se va face dupa trei criterii:

-în funcţie de greutate, în grupe de cinci grame

-în funcţie de dimensiunile suprafeţei exterioare în trei grupe de

10μm

-în funcţie de dimensiunile bolţului în două grupe de 2 μm

Referitor la rugozitatea suprafeţelor prelucrate se indică valorile Ra=0.6...0.2 μm pentru suprafaţa exterioara Ra = 1.4...0,8 μm pentru canalele port segment; Ra=0.4...0.2 μm pentru alezajul boltului.

89


Pentru a asigura uniformitatea echilibrajului diferenţa de

masă a pistoanelor montate la un motor se recomandă să nu depăşească±

0.5...2g şi în general 2...7g.

Pentru a evita şocurile, la montajului cu bolţ flotant se prescriu la

piciorul bielei jocuri foarte strânse de ordinul 5... 10 μm. Acestea se pot

obţine prin sortarea bielelor în grupe dimensionale după toleranţele de

execuţie a alezajului piciorului bielei. dinamometrică după

prescripţiile uzinei constructoare.

Materiale. Cele mai adegvate materiale pentru pistoane pentru

motoare de automobile sunt aliajele de aluminiu deoarece au conductivitate

termică ridicată, densitate mică , proprietaţi antifricţiune, uzinare

usoară.Aceste aliaje pot fi pe bază de: -siliciu – silumin : Al - Si - Cu - Mg -

Ni

- cupru- (aliaj Y): Al - Cu - Ni - MgSemifabricate. Asigurarea unei rezistenţe înalte la oboseală se

realizează printr-o turnare corectă a metalului cu o repartizare

corespunzătoare a fibrelor în semifabricat şi prin metode speciale de

durificare a straturilor superficiale ale pistonului

Semifabricatele pentru pistoane se pot executa în trei variante : în

prima variantă prin turnare în cochila, o adouă variantă este matriţarea (este

necesar un fibraj cât mai continu) iar a treia varianta o reprezinta sinterizarea

Tratamentele termice aplicate pistonului sunt: călire la temperaturi de 500… 520 oC timp 4… 6 h.răcire în apă şi îmbătrânire artificială temperaturi de 170… 190 oC, timp 6…12 ha• Acoperiri de protecţie:

- grafitare: strat 8… 15 μm, grafit coloidal în suspensie în soluţie de alcool metilic 82%, acetat de metil 15% şi nitroceluloză 3%.

- cositorirea sau plumbuirea: strat 5… 30 μm prin galvanizare.

90


- oxidarea electrolitică (eloxarea) şi oxidarea chimică: strat 10… 30 μm.

: 8.Studiu privind tendinţele actuale de dezvoltare a

echipamentelor de injectie la motoarele Diesel.

Continut

-Scurt istoric privind evoluţia sistemelor de alimentare M.A.C.

-Etapa de pionierat

-Etapa de dezvoltare a echipamentelor de injectie clasice

-Etapa de perfectionare a echipamentelor clasice în linie şi

apariţia

celor cu distribuitor rotativ

-Etapa pompelor cu distribuţie de mare performanţă

-Etapa pompelor de injecţe controlate electronic

-Sisteme de injecţie cu pompe cu pistonaşe radiaale şi distribuitor

rotativ

-Construcţie şi funţionare

-Reglarea avansului la inceputul injecţiei

-Gestiunea sistemului de injecţie cu ajutorul reglarii electronice

-Sisteme de injecţie cu acumulare de presiune tip: Common Rail


-Procesul de injecţie în cazul sistemelor de injecţie cu

acumulator C.R.

-Gestiunea sistemului de injecţie cu ajutorul reglarii electronice

Sisteme de injecţie cu pompe unitare de tip pompa injector

91



-metode constructive

-sisteme de acţionare

8.1.Istoric

În evoluţia echipamentelor de injecţie pot fi distinse mai multe etape :

8.1.1Etapa de pionierat 1895-1925

Este caracterizată de predominanţa sistemelor de injecţie fara pompă

produse într-o mare varietate de producatorii de motoare:

-motorul cu gaz Lenoir 1860

-motorul Brayton 1890

-motorul Akroyd 1890

Pornind de la recomandarile francezului Carnot şi ale elveţianului Isaac

de Rivaz,făcute asupra posibilităţii aprinderii unui amestec format din

combustibil si aer

Doar prin itermediul caldurii de sfarsit de comprimare Rudolf Diesel a fost

primul care a descoperit un motor în care procesul de comprimare este atât

de mult prelungit încât prin căldura degajată de acesta să fie posibilă

autoaprinderea amestecului .Diesel a fost primul care a avut ideea de a dirija

în aşa maniera procesul de ardere, prin procesul de injecţie, astfel încăt

randamentul motorului să atingă valoarea maximă,cea indicată de ciclul

ideal Carnot. În anul 1892 tot el a fost cel care a inventat pulverizatorul

închis şi prima pompă de injecţie la care a întâmpinat mari greutaţi. Au

92


urmat în continuare o perioadă de rapidă adaptare a sistemelor

inventate de Diesel, cum ar fi:

-instalaţia de injecţie pentru motoarele cu cameră divizată 1909 Deutz

-pulverizatorul comandat hydraulic 1914 Mckechnie

-sistem pompa injector dupa Diesel 19005

Prima pompă de înaltă presiune cu posibilitatea reglarii debitului a fost

inventată de firma Bosch în anul 1924 şi stă la baza funcţionării pompei de

injecţie în linie, dispunând de un manşon rotativ cu muchie înclinată. Prima

pompă cu distribuitor rotativ a fost concepută în anul 1913 de belgianul

Feyens

8.1.2Etapa de dezvoltare a echipamentelor clasice 1925-1960

Este caracterizată de apariţia şi extinderea echipamentelor de injecţie

cu piston sertar cu rampă înclinată.Etapa a debutat cu concepera în 1925 şi

lansare în fabricaţie de serie în 1927 de catre Robert Bosch a pompei in linie

PE .

93


Fig 8.1 Pompa de injectie in linie dupa patentul Rorert Bosch - 1927

În paralel mai ales la începutul intervalului au fostdezvoltate şi alte soluţii de

echipamente cu piston:

-pompa individuala Lanz,cu culbutor cu punct de oscilaţie variabil

-pompa individuala Guldner cu derivaţie laminate a refulării

-pompa în linie Hanomag cu elemenţi orizontali şi cu came cu profil

variabil

-pompa Deckel cu supapă de derivaţie comandata

Spre sfârşitul acestei etape , sistemul Bosch cu piston sertar cu rampa

înclinată de descărcare se generlizează, unele firme ieşind din competiţie iar

celelalte adoptând mici modificari sistemului Bosch.

94


8.2Etapa de perfecţionare a echipamentului de injecţie

classic în linie şi apariţia pompelor de injecţie cu distribuţie

1960-1975

Etapa se caracterizează prin concentrarea şi tipizarea producţiei în

sistem Bosch (injectoarele şi pulverizatoarele se standardizează),prin apariţia

pompelor în linie compacte şi prin apariţia pompelor cu distribuţie cu

construcţie simplificată, preţ redus, performanţe şi fiabilitate medie.

Această etapă este inugurată de apariţia primei pompe compacte P7 a

firmei Maier în Austria. Prin prelucrarea acesteia Bosch lansează o noua

familie de pompe intre 1962-1979.Acelaşi sistem este adoptat de firma

Ambac la pompa Model 300, iar firmele japoneze Nippondenso şi Kiki

Diesel cumpară licenta pompelor MW, radicând barieră presiunilor de

injecţie la 1000-1200 bari

Apariţia pompelor de injecţie cu distribuţie s-a produs prin conceperea

de către Vernon Roosa în 1950 a pompei cu pistoane radiale opuse, acţionate

de un inel cu came interioare. Firma Stanadyne a lansat în serie modelul

A(dpa) al acestei soluţii perfecţionat în continuare prin:

-pompa D in 1956-cu ax de comanda orizontal şi avans de

sarcină

-pompa DB in 1958- cu rotor 23.35 comun c rotorul PT şi

supapă de refulare centrala unică

-pompa DC in 1964 cu 4 pistoane în cruce

-pompele C si C8 in 1969 de construcţie compactă

-pompa DM in 1972 cu cap hidraulic cu racorduri axiale

95


-pompa DB2 in 1977 cu reguator de doua regimui

8.3Etapa pompelor cu distribuitor de mare performanta

şi de perfectionare in continuare a pompelor in linie 1975-

1985

Este caracterizata de apariţia unei noi generaţii de pompe de injecţie

cu distribuţie de construcţie compactă, cu cap hidraulic cu racorduri axiale,

mijloc de control extern al debitului, care permite crectia de supraalimentare

sau cuplu, dispozitive şi sisteme auxiliare de funcţionare optimă la toate

regimurile.

Pompele din această categorie sunt:

-DP 15-Lucas CAV-1975 -VE-Bosch-1975

-PRS-Sigma-1973 -DPS-LucasCAV-1982În ceea ce priveşte pompele în linie, se remarcă apariţia în 1977 a

elementului închis al firmei L’Orange care permite atingerea presiunilor de

injecţie de 1700 bar, apropiind astfel performanţele pompelor în linie de cele

ale pompelor injector, precum şi sistemul de pompe în linie supercompacte

L’Orange, constând din pompe individuale imersate , introduce intr-un corp

comun, care prin această unficare şi tipizare pare a deschide noi perspective

pompelor în linie.

96


8.3Etapa pompelor de injecţie cu control electronic

1985-prezent

Se caracterizează prin preocuparea susţinută a marilor firme de a

realiza o electronizare a echipamentelor de injecţie clasice, precum şi altele

neconventionale, de natură să asigure un motor cu funcţionare optimă la

toate regimurile şi în consecinţă nepoluant i economicos.

Echipamentele de acest tip se bazează pe controlul electronic al

debitului (se solicită prezenta obligatorie a echipamentelor de control a

avansului la începutul injecţie, în funcţie de datele primate de la diversi

senzori dispuşi în sistem.Iată câteva pompe lansate în această perioadă:

-pompa în linie cu avans electronic

-pompa în linie cu regulator electronic

-pompă cu distribuitor rotativ şi control electronic

-pompa în linie cu control electronic complet

-pompa injector cu control electronic

În anul 1989, firma Bosch a realizat o pompa de marime P cu reglarea

debitului prin manşon de descărcare, controlată electronic, precum şi o

pompă injector controlată electronic(PDE). În anul 1998 tot firma Bosch a

introdus în fabricaţia de serie doua noi sisteme de injecţie destinate

alimentarii motoarelor de automobile de mic litraj :

-un sistem de injecţie cu pompă de injectie cu pistonaş axial si

distribuitor rotativ gestionată electronic, la care măsurarea cantităţii de

combustibil injectate este realizată de catre o supapă electromagnetică

-un sistem de injecţie UIS(unit injector sistem- o variantă înbunataţită

a pompei PDE) cu o presiune maximă de injeţie de 2000 bari şi cu

97


psibilitatea realizării pre-injectării amestecului în scopul reducerii

nivelului sonor.

8.3.1Sisteme de injecţie cu pompe cu pistonaşe radiale cu

distribuitor rotativ

8.3.1.1 Construcţie şi funcţionare

Se folosesc în cazul motoarelor de autoturisme şi utilitare

caracterizate de cilindree mică şi care lucrează la turaţii ridicate.dar şi în

cazul motoarelor care îndeplinesc funcţii stationare;motoare care necesită o

instalaţie de injcţie cu o capacitate ridicată de putere, cu posibilitatea

realizarii de injecţii succesive cu frecvenţe ridicate, masa constructiva

scăzuta şi un volum ocupat redus.

8.3.1.2 Funcţiile sistemului

Un sistem de alimentare cu pompa de injecţie cu pistonaşe radiale şi

distribuitor rotativ dispune de comanda electronică pentru reglarea

electronică Diesel:

-unitate de gestiune electronică pentru pompa de injecţie

-unitate electronică pentru managementul motorului

În timp ce unitatea de gestiune a pompei de injecţie prelucrează datele pe

care le primeşte de la senzorii interni(de turaţie a motorului şi temperatura

combustibilului) pe baza cărora determină punctul de inceput de injecţie,

unitatea de management motor centrală prelucrează semnalele provenite de

la toţi ceilalţi senzori externi(senzori motor şi senzori ambient) şi determină

98


(calculeaza )acţiunile de urmat pentru atingerea unui punct de

funcţionare optimizat.

Privind în detaliu, senzorii unitaţii centrale de comandă oferă toate

datele referitoare la regimul de funcţionare al motorului, cum sunt

-temperatura aerului aspirat de motor

-temperatura lichidului de răciere

-temperatura combustibilului

-turaţia motorului

-presiunea de supraalimentare

-pziţia pedalei de acceleraţie

-viteza de deplasare a autovehiculului

Modulele electronice situate la intrarea în unitatea de comanda

pregătesc aceste date pentu ca mai apoi microprocesoarele să calculeze,

ţinând cont de starea de funcţionare(sarcina, turatia, etc.) a motorului,

semnale de reglare ce vor fi trimise actuatorilor, pentu a obţine o stare de

funţionare optimă.

99


Fig 8.2 Sistem de injecţie cu pompă cu pistonaşe radiale cu distribuitor rotativ

8.3.1.3Funcţiile de bază ale sistemuluiFuncţiile de bază gestionează injecţia combustibilului în momentul

optim, în cantitatea optimă şi cu presiune cât mai mare posibil.Se asigură

astfel o funcţionare economică, lipsită de emisii poluante şi un mers linistit

al motorului

8.3.1.4 Funcţii suplimentare ale sistemului

Funcţiile de comana şi reglarea suplimentare sunt necesare pentru

reducerea emisiilor eşapate, o reducere a consumului de combustibil, o

micşorare a nivelului sonor şi creterea siguranţei în funcţionare şi a

confortului.Printre acestea se numără spre exemplu:

- recilcularea gazelor de evacuare

100


-reglarea presiunii de supraalimentare

-reglarea vitezei de deplasare

-Fimobilizarea antifurt electronică.Pompe de injecţie cu pistonaşe

radiale şi cu distribuitor rotativ

2.2 Pompa de injecţie cu pistonaşe radiale şi cu distribuitor rotativ

La pompele de injecţie cu pistonaşe radiale şi cu distribuitor rotativ

combustibilul este livrat de către o pompă de transfer(pompa cu palete

radiale).O pompă cu pistonaşe radiale, cu un inel cu came interioare şi cu 2

pana la 4 elmenţi de pompare dispusi radial preia sarcina ridicării presiunii şi

a refularii.O supapă electromagnetica de presiune ridicată dozează apoi

101


cantitatea de combustibil necesară a fi injectata. Începutul refulării la

pompa de injecţie este modificat prin rotirea inelului cu came de către

dispozitivul de avans integrat în corpul pompei de injecţie. Similar cazului

pompei de injecţie cu pistonaş axial şi distribuitor rotativ, cu reglare

electronică prin supapa electromagnetică de dozaj şi pompa de injecţie cu

pistonaşe radiale şi distribuitor rotativ este deservită de doua unitaţi

electronice de comandă(una pentru pompa şi una pentru motor). Turaţia

motorului va fi reglată printr-o comandă adaptată duratei de acţionare a

actuatorului (supapa electromagnetică de presiune ridicată).

8.4 Reglare avansului la începutul injecţiei

În cazul unui început de injecţie constant şi in condiţiile cresterii

turaţiei, se măreşte unghiul de rotaţie al arborelui cotit între inceputul

injecţiei si începutul arderii, astfel încat inţierea arderii nu mai are loc în

momentul optim(raportat la poziţia pistonului motor).o ardere economică şi

o putere maximă a motorului Diesel pot fi obţinute doar în cazul începutului

arderii într-un moment bine definit de o anumită poziţie relativă a arborelui

cotit.

Dispozitivul de modificare a avansului la începutul refulării este acţionat

hidraulic, fiind montat în partea inferioară a corpului pompei de injecţie cu

pistonaşe radiale şi distribuitor rotativ,transversal faţă de axa longitudinală a

pompei de injecţie.

102


Fig.8.4.1 Dispozitivul de modificare a avansului la începutul refulării

Inelul cu camei interioare (1) este in legatură prin intermediul unui

bolţ sferic cu gaură ,perpendicular practicat în pistonul dispozitivului de

avans (2), astfel încat, mişcarea axiala a pistonului dispozitivului de avans

este transformată în mişcare de rotaţie a inelului camei interioare. În centrul

pistonului dispozitivului de avans este montat un sertar de reglare (3), care

are rolul de a deschide sau de a inchide orificiile de comanda prelucrate în

piston. În acelaşi sens al axaei pistonului este montat un piston de comanda

hidraulic(8), care impune poziţia de obţinut pentru sertaraşul de comandă

(3). Perpendicular faţă de poziţia axei variatorului hidraulic de avans (paralel

cu axa longitudinală a pompei de injecţie ) se află supapa electromagnetică a

variatorului de avans hidraulic. Aceasta are rolul de a influenţa presiunea

combustibilului ce acţioneaza asupra pistonului de lucru,ţinând cont de

103


impulsurile de comandă primite de la unitatea electronică de

comanda a pompei de injecţie.

8.4.1.Gestiunea sistemului de injecţie cu ajutorul reglării electronice Diesel (EDC)

Reglarea electronică Diesel EDC a sistemului de injecţie cu pompă de

injecţie cu pistonaşe radiale şi distribuitor rotativ se inpart în trei blocuri

distincte:

-senzorii şi indicatorii valorilor de obţinut,

-de temperatură:

-în cadrul instalaţiei de răcire

-în canalul de admisie al motorului

-în instalaţia de ungere a motorului

-în pompa de injecţie

Fig 8.4.2 Senzorul de temperatura

-de turaţie a arborelui cotit; poziţia pistonului cilindrului motor este importanţă primordială pentru obţinera unui punct de început al

104


injecţiei optime. Turaţia motorului oferă informaţia asupra numărului de rotaţii al arborelui cotit efectuate în unitatea de timp, în cazul cel mai des întalnit acesta fiind minutul

.

Fig 8.4.3 Senzorul de turaţie

-unghiului de rotaţie : pe axul de antrenare al pompei de

injecţie este montata fix o roată de semnal foarte fin danturată. Aceasta pe

circumferintă distribuie echidistant ,goluri de o anumită mărime bine

definite, al caror număr corespunde numărului de cilindri ai motorului.

Dinţii şi golurile vor fi testate de către un sensor de unghi de rotaţie

Fig 8.4.4 Senzorul pentru unghi rotaţie

105


-de miscare a acului pulverizatorului în cadrul

sistemelor de injecţie cu reglare electronică al avansului la injecţie este

necesară includerea în sistem a unui sensor de mişcarea a acului

pulverizatorului. Acesta determină momentul de început al injecţiei pe bază

deplasării acului pulverizatorului.semnalul generat de către senzorul de

mişcare al acului pilverizatorului este prelucrat de catre unitatea electronică

de comandă a motorului.

Fig 8.4.5 Senzorul de mişcare a pulverizatorului

-debitmtrul de aer –varianta cu film cald debitmetrul de aer cu film

cald (HFM) funcţioneaza ca un sensor de sarcina termică. Acesta este

montat între filtrul de aer al motorului şi agregatul de supraalimentare

(turbosuflanta-in majoritatea cazurilor) şi oferă ca şi informaţie debitul de

aer aspirat de către motor [Kg/h]

106


-poziţia pedalei de acceleraţie în contradicîie cu

pompele de injecţie convenţionale (VE,PE),la pompele de injecţie gestionate

electronic, dorinta de accelerare a conducatorului auto nu mai este transmisă

pompei de injecţie prin intermediul unui lanţ cinematic sau prin intermediul

unui cablu flexibil, ci ,prin intermediul unui sensor de poziţie a pedalei de

acceleraţie adusă la cunoştinţă unitaţii electronice de comandă a

motorului(cunoscută şi ca pedala de aceleraţie electronică).

-presiunea de supraalimentare Sezorul presiunii de

supraalimentare este cuplat pneumatic cu conducta de admisie şi măsoară

presiunea absolută din conducta de admisie a motorului în limitele 0.5…3

bari.

8.5.Sisteme de injecţie cu acumulare de presiune de tip

Common Rail

8.5.1 Constructie si functionare

Sistemul de injecţie Diesel cu acumulator de presiune de tip common

rail, destinat motoarelor Diesel moderne cu injecţie directă oferă un potenţial

mult ridicat de flexibilitate la adaptarea acestuia la motorul Diesel

comparative cu cel al sistemelor de injecţie convenţionale:

-un domeniu de aplicativitate foarte întins (de la motoarele Diesel

pentru autoutilitare şi automobile, puterii specifice de până la 30 kw/cil, şi

de la camioane de tonaj ridicat până la aplicaţii navale şi de tracţiune pe cale

ferată, cu puteri de până la 200kw/cil);

-presiune de injecţie ridicată până la circa 1400bar (1650 bar estimate

pentru CR-2)si posibilitatea obţinerii unui inceput de injecţie variabil;

107


-posibilitatea de utilizare a injecţiei pilot, a injecţiei principale

şi a post injecţiei controlate;

-presiunea de injecţie adaptată optim la regimul de funcţionare al

motorului.

8.5.2 Funcţiile sistemului

În cazul sistemelor de injecţie cu acumulatori de presiune de tip common-

rail funcţia de ridicare a presiunii şi injecţia combustibilului sunt

decuplate.Presiunea de injecţie este obţinută în mod independent de turaţia

motorului şi de cantitatea de combustibil injectata, aceasta fiind disponibilă

pentru injecţie, la valoarea necesară,în acumulatorul de combustibil a

sistemului (rail).Cantitatea de combustibil necesară a fi injectată este

solicitată de către conducatorul auto, unitatea electronică de comandă

determinând momentul de inceput al injecţiei si valoarea presiunii de

injecţie, pe baza informaţiilor obţinute din câmpul caracteristic memorat de

acesta.

Unitatea electronică de comanda şi secţiunea senzorială cuprinde:

-unitatea electronică de comandă (ECU):

-senzorul de turaţie a arborelui cotit;

-senzorul de turaţie a arborelui cu came;

-senzorul poziţiei pedalei de acceleraţie;

-senzorul presiunii combustibilului aflate in rampă;

-temperatura lichidului de răcire a motorului;

-senzorul debitului de aer aspirat de motor

108


8.5.3 Funcţiile de bază ale sistemului

Funcţiile de bază gestionează injecţia combustibilului în momentul

optim, în cantitatea optimă şi cu o presiune cât mai mare posibil

aplicabilă.Se asigură astfel o funcţionare economică lipsită de emisii

poluante şi un mers linistit al motorului.

8.5.4 Funcţiile suplimentare ale sistemului

Funcţiile de comanda şi reglare suplimentare sunt necesare pentru

reducerea emisiilor poluante, o reducere a consumului de combustibil, o

micşorare a nivelului sonor şi cresterea siguranţei în funcţionare şi a

confortului.Printre acestea se numără, spre exemplu:

-Recircularea gazelor de evacuare;

-reglarea presiunii de supraalimentare;

-reglarea vitezei de deplasare;

-imobilizarea antifurt electronică.

8.5.5.Procesul de injecţie în cazul sistemelor de alimentare cu

acumulator de presiune de tip common rail

Pentru a obţine un proces de injecţie ideal, procesului de injecţie

convenţional I se impun unele cerinţe suplimentare:

-Presiunea de injecţie şi cantitatea de combustibil trebuie să

realizeze valori adaptate fiecărui regim de funcţionare a motorului şi

independent una de cealaltă.

-cantitatea de cumbustibil injectata trebuie să fie reletiv mică la

începutul procesului de injecţie (pe durata intârzierii la aprindere, între

momentul de început al injecţiei şi momentul de început al arderii)]

109


Cu ajutorul sistemului de injecţie common rail, existând

posibilitatea injecţiei pilot şi a postinjecţiei aceste cerinţe sunt

satisfacute.sistemul de injecţie cu accumulator de presiune tip common rail

este construit modular; pentru procesul de injecţie sunt responsabile

urmatoarele componente:

-injectoaele cu comanda electronică amplasate în chiulasa motorului

- acumulatorul de presiune ("Rail") şi,

- pompa de înaltă presiune.

-unitatea electronică de comandă,

- senzorul de turaţie a arborelui cotit,

- senzorul de turaţie a arborelui cu came.

Ca şi pompă de înaltă presiune, pentru aplicaţiile pe automobile este

disponibilă o pompă cu pistonaşe radiale. Presiunea necesară procesului de

injecţie este obţinută independent de procesul de injecţie. Turaţia pompei de

presiune ridicată este cuplată cu turaţia motorului printr-un raport constant

de transmitere. Datorită gradului mare de regularitate a debitării acestei

pompe, funcţionarea acesteia se desfaşoară cu variaţii foarte mici de cuplu

de antrenare, fară vârfuri ale acestuia, nesemnificative în comparaţie cu

sistemele de injecţie convenţionale.

Injectoarele, care sunt în legătură cu acumulatorul de presiune prin

intermediul unor conducte de injecţie foarte scurte, sunt constituite fiecare în

parte dintr-un pulverizator şi o supapă electromagnetică de presiune ridicată.

Unitatea electronică de comandă actionează prin impulsuri electrice supapa

electromagnetică de presiune ridicată, determinând astfel momentul de

îneput al injecţiei. Prin întreruperea curentului de acţionare se obţine

sfârşitul injecţiei. Cantitatea de combustibil injectată, la o anumită valoare a

presiunii combustibilului, este proportională cu timpul de menţinere a

110


alimentării cu curent a electromagnetului supapei de presiune, şi este

independentă de turaţia motorului sau a pompei de presiune (injecţie de

combustibil comandată pe bază de timp).

Timpii de acţionare, de durate foarte mici, se lasă obţinuti prin intermediul

unui circuit de putere de tensiune şi curenţi ridicaţi, şi totodată prin

construţia supapei electromagnetice de presiune.

Momentul de început al injecţiei este comandat pe baza informaţiei primite

de la sistemul incremental de tip unghi-timp al reglării electronice Diesel

EDC. Pentru aceasta sunt responsabili senzorii de turaţie a motorului şi cel

al axei cu came.

8.6 Injecţia pilot

Injecţia pilot poate fi realizată cu un avans de maxim 90°RAC faţă de

poziţia PMS a cilindrului respectiv. Ea constituie un avantaj major în

reducerea zgomotului. Se obţine prin alimentarea de scurtă durată a supapei

electromagnetice de comandă a injectorului, înaintea injecţiei principale.

Fig3.2 Imjectorul piezo-electric

111


8.6.1 Gestiunea sistemului de injecţie cu ajutorul reglării electronice

Diesel (EDC)

Blocurile constitutive ale sistemului

Reglare electronică Diesel EDC a sistemului de injecţie cu pompă de

injecţie cu pistonaşe radiale şi distribuitor rotativ se împarte în trei blocuri

distincte:

Senzorii şi indicatori ai valorilor de obţinut, pentru a oferi informaţii asupra

condiţiilor de funcţionare pentru obţinerea unui optim dorit. Aceştia traduc

diverse mărimi fizice în semnale electrice.

0 unitate electronică de comandă a motorului şi o unitate electronică de

comandă a pompei de injecţie, necesare pentru a prelucra informaţiile

primite de la senzori, după procese de calcul bazate legii matematice bine

definite (algoritmi de reglare) sub forma semnalelor electrice de ieşire.

Unităti de executiei (actuatori) pentru a traduce semnalele electrice de ieşire

ale unităţilor electronice de comandă în mărimi fizice (mecanice). Unităţile

electronice de comandă, gestionează actuatorii prin intermediul semnalelor

electrice de ieşire direct prin intermediul etajelor finale de putere integrate în

acestea sau oferă aceste semnale de comandă altor sisteme.

112


Fig 8.6.1Blocurile constitutive ale sistemului Common Rail

8.6.2. Senzorii sistemului

Senzorii de temperatură

Senzorii de temperatură sunt utilizali în mai multe locuri în cadrul sistemului

de management electronic `al motorului Diesel:

-În cadrul instalaţiei de răcire a motorului, pentru a oferi o informaţie

asupra temperaturii acestuia;

-În canalul de admisie al motorului, pentru a oferi o informaţie asupra

temperaturii aerului aspirat de către motor;

-În instalaţia de ungere a motorului, pentru a oferi o informaţie asupra

temperaturii uleiului motorului;

-În pompa de injecţie, pentru a măsura temperatura combustibilului.

113


Senzorii lucrează pe principiul modificării rezistenţei electrice odată

cu modificarea temperaturii.

Rezistenţa electrică are un coeficient de variaţie cu temperatura

negativ acesta fiind şi este parte a unui circuit de divizare a tensiunii care

este alimentat cu o tensiune constantă de 5V. Căderea de tensiune pe această

rezistenţă este citită cu ajutorul unui convertizor analog-digital (A/D) şi este

o măsură a temperaturii măsurate. În microprocesorul unităţii electronice de

comandă a motorului este memorată o linie caracteristică, care pentru fiecare

valoare a tensiunii măsurate oferă valoare temperaturii corespunzătoare .

Senzorul de turaţie a arborelui cotit

Poziţia pistonului cilindrului motor este de o importanţă primordială

pentru obţinerea unui punct de îneput al injecţiei optim. Turaţia motorului

oferă informaţia asupra numărului de rotaţii al arborelui cotit efectuate în

unitatea de timp, în cazul cel des întâlnit aceasta fiind minutul. Roata de

semnal incrementală oferă acest semnal. Principiul de funcţionare este cel

prezentat în cadrul sistemului DWS

Senzorul unghiului de rotaţie

Pe axul cu came al motorului este montată o roată de semnal cu (n +

1) dinţi, unde n reprezintă numărul de cilindri ai motorului. Dinţii şi golurile

vor fi tastate de către un senzor de unghi de rotaţie (similar VR). Rolul

acestuia este de a oferi informaţia despre poziţia pistonului şi a ordinii de

funcţionare a motorului (semnal de sincronizare).

Debitmetrul de aer - varianta "eu film cald"

Debitmetrul de aer "cu film cald" (HFM) funcţionează ca un senzor de

sarcină "termic". Acesta este montat între filtrul de aer al motorului şi

agregatul de supraalimentare (turbosuflantă - în majoritatea cazurilor) şi

114


oferă ca şi informaţie debitul de aer aspirat de către motor [kg/h]. Principiul

de funcţionare a fost prezentat în capitolul sistemului VR.

Senzorul poziţiei pedalei de acceleraţie

În contradicţie cu pompele de injecţie convenţionale (VE, PE), la

sistemele de injecţie gestionate electronic, dorinţa de accelerare a

conducătorului auto nu mai este transmisă la pompa de injectie prin

intermediul unei timonerii mecanice sau a unui cablu flexibil, ci, prin

intermediul unui senzor de pozitie a pedalei de acceleratie adusă la

cunoştinţa unităţii electronice de comandă a motorului (cunoscută şi ca

"pedală de acceleratie electronică"). În funcţie de poziţia pedalei de

acceleraţie, pe potenţiometrul acesteia ia naştere o tensiune electrică

măsurată. După o linie caracteristică, programabilă, poate fi determinată

pozitia pedalei de acceleratie pe baza acestei tensiuni măsurate.

Senzorul presiunii de supraalimentare

Senzorul presiunii de supraalimentare este cuplat pneumatic cu

conducta de admisie şi măsoară presiunea absolută din conducta de admisie

a motorului în limitele 0,5 ... 3 bar.

Senzorul este împărtit într-o celulă de măsurare a presiunii cu două elemente

senzoriale şi un spaţiu pentru circuitul de prelucrare a datelor. Elementele

active şi circuitul de prelucrare a datelor se află montate împreună pe un

substrat ceramic. Un element senzorial este compus dintro membrană sub

formă de clopot, care mărgineşte un volum de referinţă cu o anumită

presiune interioară. În funcţie de mărimea presiunii de supraalimentare,

115


membrană va fi mai mult sau mai puţin curbată. Pe această membrană sunt

amplasate rezistenţe "piezorezistive", a căror conductibilitate se modifică

sub influenţa încărcării mecanice. Elementele piezorezistive sunt legate într-

o punte, astfel încât, la modificarea curburii membranei echilibrul electric al

punţii se modifică. Tensiunea punţii este astfel o măsură a presiunii de

supraalimentare.

Circuitul electronic de al senzorului are rolul de a amplifica tensiunea punţii,

să compenseze influenţa temperaturii şi să alinieze curba caracteristică de

presiune. Mărimea de ieşire a circuitului de valorificare este transmisă

unităţii electronice de comandă a motorului. Cu ajutorul unei linii

caracteristice programabile existente în unitatea electronică de comandă a

motorului se calculeaA presiunea de supraalimentare pe baza tensiunii

măsurate.

9. Sisteme de injecţie de tip pompa injector

În cazul unitaţilor de injecţie tip pompă injector(pe scurt pompe

injector) pompa şi pulverizatorul fac un corp comun. Pentru fiecare cilindru

al motorului ese dispusa in chiulasa o pompa injector, care este antrenata, fie

direct, fie in mod indirect prin intermediul unui culbutor.de cate axul cu

came al motorului

116


Fig.9.1 Pompă injector

Datorită eliminării conductei de injecţie din componenţa sistemului de

injecţie este posibilă realizarea unor presiuni mult ridicate (cca. 2000 bar) în

comparaţie cu sistemele de injecţie cu pompe de injecţie în line şi/sau cele

cu pompe de injecţie cu distribuitor rotativ. Datorită acestei presiuni de

injecţie ridicate şi a reglării electronice a câmpului de început al injecţiei şi a

duratei injecţiei (implicit şi a cantităţii injectate), este posibilă o reducere

substanţială a emisiilor poluante a motorului Diesel.

Concepte diverse de reglare permit îndeplinirea diferitelor funcţii

suplimentare de către acest sistem.

9.1Sistemul de injecţie pompă-conductă-injector UP

Sistemul de injecţie pompă-conductă-injector UP lucrează pe acelaşi

principiu ca şi sistemul UI. Acesta este un sistem de injecţie modular, de

înaltă presiune. Diferenţa faţă de sistemul pompă injector este includerea în

sistem a conductei de injecţie de lungime redusă. Sistemul de injecţie

117


pompă-conductă injector se compune din câte o imitate de injecţie (formată

dintr-o pompă unitară, o conductă de injecţie şi un injector) pentru fiecare

cilindru al motorului, care este antrenată de către arborele cu came al

motorului. 0 conductă de injecţie, de lungime mica şi adaptată sistemului

face legătura dintre pompa de injecţie şi injector.

9.2Funcţionare şi construcţie

Datorita poziţiei de amplasare, în chiulasa motorului antrenarea

pompei injector se poate realiză prin doua metode, în funcţie de poziţia de

asezare a arborelui cu came:

-cand arborele se gaseşte amplasat în blocul cilindrilor se foloseşte

soluţia cu tachet şi tija înpingatoare ,soluţie care prezinta dezavantajele unui

lanţ cinematic lung.

-cand arborele de distribuţie se afla plasat în chiulasa motorului

acţionarea se face direct prin intermediul unui culbutor

118


Fig9.2.Amplasarea pompei injector şi actionarea acesteia

Principiul de funcţionare care sta la baza pompei injector este unul

relativ simplu .Pe porţiunea de inactivita e a camei 1, sub acţiunea arcului de

rapel 3,pistonul 2 al pompei injector se deplaseaza spre un punct mort

superior creând o depresine sub el.Bobina supapei electromagnetice 9 va fi

alimentata cu un current electric la comanda unitaţii Diesei de control(EDC)

iar campul electromagnetic creat va deplasa acul supapei10, permiţând

motorinei să intre prin conducta de admisie7 în volumul supapei 6 şi mai

departe în volumul pistonului 4. Când cama intra pe porţiuea activa incepe

cursa de comprimare a motorinei . În timpul acestei curse motorina este

trimisă prin canale până in volumul de sub acul injectorului .O a treia fază

este cea de înaltă presiune si de injecţie propriuzisă, când presiunea

combustibilului creste peste 2200 bari şi acul pulverizatorului 11 se ridică

119


iniţiând astfel injecţia care dureaza până în momentul în care presiunea

scade şi cursa de comprimare a pistonaşului este terminată

Fig 9.3.Fazele de lucru ale pompei injector

De remarcat este faptul ca metoda anuleaza complet traectul de înltă presiune eliminându-se astfel efectul lor perturbator. Firma Cummins a realizat o instalaţie de alimentare cu pompă injector cu un sistem original de dozare şi a înlocuit conductele cu canale realizate direct în blocul şi chiulasa motorului

120


Fig 9.4 Metoda Cummins

Concluzii

121


- Calculul pieselor mecanismului bielă-manivelă se bazează pe

relaţiile din rezistenţa materialelor şi organelor de maşini. Majoritatea

pieselor motoarelor de automobile şi tractoare lucrează în condiţii variabile

de sarcină şi turaţie, de aceea calculele se execută la rezistenţa statică,prin

acţionarea forţei maxime şi rezistentei la oboseală şi uzură datorită sarcinilor

variabile.

- Coeficientul de siguranţă (n) se calculează pentru fiecare piesă

ţinând cont de: coeficientul concentrării de tensiuni (β); tensiunile locale,

provocate de modificările formei (orifcii, filet etc.) piesei; coeficientul (ε),

care ţine cont de dimensiunile piesei; coeficientul stării suprafeţei (γ);

caracteristica materialului (ψ).

- La funcţionarea motorului, pereţii cilindrului sunt supuşi solicitărilor

mecanice datorită forţei de presiune a gazelor, forţei normale, provocate de

piston şi solicitărilor termice datorită căderii de temperatură.

- În timpul funcţionarii motorului pistonul este supus solicitarilor

mecanice şi termice. Calculul pistonului constă în verificarea la rezistenţă a

părţilor componente şi determinarea jocurilor termice de montaj.

- Calculul segmenţilor urmareşte să stabilească forma segrnentului în

stare liberă şi mărimea rostului, astfel incât, prin strângere pe cilindru,

segmentul să dezvolte o repartiţie de presiune determinat.

- Biela este solicitată de forţa de presiune a gazelor la comprimare şi

flambaj; forţa de inerţie a grupului piston solicită biela la întindere şi

comprimare.

122


- Sarcinile aplicate sunt variabile după mărime şi sens, de

aceea condiţia fundamentala a bielei: să posede o rezistenţa mecanica

superioara.

- Datorita maximei siguranţe, care trebuie asigurată bielei, calculele se

fac pentru fiecare din parţile componente.

- Fusurile paliere sunt supuse la torsiune şi încovoiere. Deoarece ele

au lăţimi mici, momentele încovoietoare sunt reduse, motiv pentru care

calculul se face numai la torsiune.

- Motorul cu ardere internă cuprinde în ansamblul său o instalaţie de

ungere, care asigura ungerea suprafeţelor pieselor aflate în mişcare relativă

pentru a diminua frecarea, respectiv uzura; răcirea suprafeţelor şi pieselor

solicitate termic; protecţia împotriva coroziunii. curăţarea suprafeţelor în

mişcare relativa de eventualele patricule metalice sau alte depuneri.

- La funcţionarea motorului, uleiul din instalaţia de ungere este supus

solicitarilor termice (T=100...300°C) şi mecanice (p=50...200 MPa),

contaminat permanent cu gaze şi combustibil, oxidat intensiv de concentraţia

mare de oxigen, îşi pierde capacitatea de onctuozitate şi parţial continutul de

aditivi.

- La M.A.C. problema răcirii cere o analiza riguroasa a câtorva

aspecte deosebite. Admitând o temperatură mai ridicată a chiulasei, se

măreşte temperatura aerului, se uşureaza autoaprinderea şi se micsorează

pierderile prin răcire, sporind economicitatea motorului. Totodată se reduce

rigiditatea funcţionarii, micşorându-se gradientul de creştere a presiunii în

timpul arderii. Creşterea temperaturii chiulasei în anumite limite nu

influenţează hotarator scaderea coeficientului de umplere, avantajele

amintite mai sus fiind preponderente.

123


BIBLIOGRAFIA

Ghe. Bobescu, Editura Tehnica, 1998,Motoare pentru automobile si tractoare, Volumul 1,

Radu Ghe. Alexandru, 1988 Calculul si constructia instalatiilor auxiliare ale autovehiculelor Abaitencei Dan, 1981 Motoare pentru autovehicule,

Ghe. Bobescu, Editura Tehnica, 1996 Motoare pentru automobile si tractoare, Volumul II,

Ghe. Bobescu, Editura Tehnica, 2000 Motoare pentru automobile si tractoare, Volumul III,

Dan Abaitencei, Editura Didactica si pedagogica Bucuresti, 1975 Motoare pentru automobile

124


Colectia revistelor : Automotive Engineering

Motor Technisce Zeitschrift

Internet

Cuprins

Noţiuni introductive 1

2. Studiu de nivel 4

2. Calculul termic al motorului cu aprindere prin comprimare 5

2.1.Parametrii iniţiali 5

2.2.Parametrii procesului de schimbare a gazelor: 6

2.3.Parametrii procesului de comprimare 7

2.4.Parametrii procesului de ardere 8

2.5.Parametrii procesului de destindere 10

2.6.Parametrii principali ai motorului 10

2.7.Dimensiunile fundamentale ale motorului 11

125


2.8.Diagrama indicată

12

2.9.Caracteristica externă 13

3.Calculul cinematic si dinamic al motorului 15

3.1.Cinematica mecanismului biela-manivelă 15

4.Calculul principalelor piese din mecanismul motor si din mecanismul de

distribuţie 26

Blocul motor si chiulasa 264.1.Date de intrare 284.2. Calculul cilindrului motorului: 28

4.2.1. Verificarea tensiunilor sumare: 29

4.3. Calculul pistonului: 304.3.1. Verificarea capului pistonului: 31

4.3.2. Verificarea secţiunii slăbite: 31

4.3.3. Verificarea mantalei: 31

4.3.4. Determinarea diametrului pistonului la montaj: 32

4.4.Calculul bolţului: 324.4.1.Verificarea la uzură: 34

4.4.2. Verificarea la încovoiere: 35

4.4.3 Verificarea la forfecare: 36

4.4.4. Calculul la ovalizare: 37

4.4.5. Calculul deformaţiei de ovalizare: 38

4.4.6. Calculul jocului la montaj: 384.6. Calculul segmenţilor: 39

4.6.1. Presiunea medie elastică 404.6.2. Tensiunea la montarea pe piston: 40

4.6.3. Grosimea radială t: 41

4.6.4. Tensiunea maximă: 41

4.6.5. Jocul la capetele segmentului în stare caldă: 41

126


4.6.6. Jocul la capetele segmentului :

42

4.7. Calculul bielei: 424.7.1.Calculul piciorului bielei: 424.7.2. Calculul corpului bielei: 48

4.7.3.Calculul la intindere şi compresiune: 494.7.4.Calculul la flambaj: 50

4.7.5.Calculul coeficientului de siguranţă: 50

4.7.6.Efort unitar de întindere în secţiunea dinspre picior 51

4.7.7 Calculul capului bielei: 51

4.7.8.Calculul coeficientului de siguranţă

pentru ciclul pulsator: 52

4.7.9. Calculul şuruburilor de biela: 52

4.8. Calculul arborelui cotit: 54

4.8.1.Calculul braţului arborelui cotit 55

4.8.2. Verificare la oboseală: 574.8.2.1. Verificarea fusurilor la presiune si încalzire 574.8.2.2. Calculul fusului maneton la oboseală: 58

4.8.3.Calculul braţului arborelui cotit: 60

4.9. Calculul mecanismului de distribuţie: 62

4.9.1. Parametri principali ai distribuţiei: 634.9.2. Determinarea profilului camei: 654.9.3. Calculul de rezistenţă al pieselor mecanismului: 67

4.9.4.Calculul arcurilor supapei 68

4.9.5. Calculul arborelui de distribuţie: 69

5.Calculul instalaţiilor de racire si ungere 70

5.1.Calculul instalaţiei de racire 70

5.1.1Calculul cantităţii de căldură evacuată prin sistem 70

5.1.2.Calculul radiatorului 71

127


5.1.3.Debitul de lichid ce trebuie sa treacă prin radiator

pentru a prelua căldura:

72

5.1.4.Calculul numărului de tuburi 72

5.1.5.Capacitatea sistemului de răcire 73

5.1.6. Calculul ventilatorului 74

5.1.7. Calculul pompei de lichid 76

5.1.8..Raza paletelor la intrare r1 77

5.1.9.Debitul teoretic al pompei 77

5.1.10.Debitul real al pompei 77

5.1.11. Viteza periferică u2 77

5.1.12.Raza rotorului r2 77

5.1.13.Puterea absorbită de pompă 78

5.1.14Vitezele relative 78

5.1.15.Lăţimile paletelor la ieşire şi intrare: 78

5.2. Calculul instalaţiei de ungere 79

5.2.1. Calculul lagarelor arborelui cotit pe baza teoriei

hidrodinamice a ungerii

79

5.2.2.Caldura dezvoltată prin lagăr 82

5.2.3.Debitul de ulei al instalaţiei 83

5.2.3.1. Asigurarea debitului necesar

ungerii tututor lgărelor 83

5.2.3.2. Preluarea cantităţii de căldură care

trebuie disipată prin ulei 83

5.2.3.3. Calculul pompei de ulei 84

128


6.Consideraţii privind sistemul de alimentare

85

6.1Calculul injectorului 86

7.Procesul tehnologic de realizare a pistonului 87

8.Studiu privind tendinţele in domeniul echipamentelor de injecţie 89

Concluzii 123

Bibliografie 124

129

motor cu aprindere prin comprimare.doc

Documents