Mecanismul motor

MECANISMUL  MOTOR

Mecanismul motor are rolul de a transmite lucrul mecanic relizat prin evolutia ciclica a fluidului motor in cilindru la transmisia automobilului. Mecanismul motor permite transformarea energiei termice a gazelor in energie mecanica , transformand miscarea rectilinie alternativa a pistonului in miscare de rotatie continua a arborelui cotit.

Mecanismul motor este alcatuit din doua grupe de piese :  

Grupa organelor fixe : blocul motor , chiulasa , carterul inferior

Grupa organelor mobile : ans. piston- segmenti , boltul , biela , arboreal cotit si volantul

Organele fixe

Blocul motor

Blocul motor poate fi piesa monobloc sau componenta demontabila a motorului fiind turnat din fonta cenușie, fonta aliata sau aliaj de aluminiu. Din turnare sunt lasate locașuri pentru diferite piese care se asambleaza ulterior. De la ieșirea din turnare blocul motor este prelucrat interior și exterior conform pieselor ce i se atașeaza. Astfel sunt practicate locașurile ce susțin arborele cotit, dupa felul construcției motorului și arborele cu came in stransa exactitate, fața de locașurile prevazute pentru același scop in carter pentru a fi coaxiale. In aceste locașuri sunt lagarele care au rolul de susținere fie pentru arborele cotit sau cu came, fie pentru susținerea bielei. De asemenea blocul cilindrilor are locașuri pentru cilindri și pentru piese de fixare rigida pe cadrul automobilului. La unele motoare blocul motor este turnat in corp comun cu partea superioara a carterului și se numește bloc-carter.

La partea superioara a blocului se monteaza chiulasa, iar la partea inferioara se asambleaza carterul inferior. Blocul motor  conține din turnare și lagarele palier.

Din turnare se realizeaza și camerele de racire cu apa in corpul superior al blocului motor. In cazul racirii cu aer a motorului, blocul motor este executat din turnare cu aripioare de racire care maresc suprafața de radiere a caldurii in mediul inconjurator.

Tipurile de cilindri intalnite la motoarele utilizate in present sunt :

Prelucrati direct in bloc

Camasi uscate

Camasi umede

Chiulasa

Este componenta motorului care se monteaza deasupra cilindrului cu scopul de a crea un spațiu inchis intre partea  superioara a pistonului și pereții interiori ai cilindrului. Se confecționeza prin turnare din fonta aliata sau din aliaje de aluminiu. O chiulasa poate fi individuala, pe fiecare cilindru, comuna pentru toți cilindri sau grupata pentru mai mulți cilindri. Chiulasa apare ca un capac al cilindrului avand o cavitate in partea inferioara, cavitate care impreuna cu pistonul aflat la punctul mort interior și pereții cilindrului formeaza camera de ardere. Forma chiulasei difera dupa tipul motorului.

Chiulasele comune pentru o linie de cilindri au practicat un locaș pentru traductorul termometrului de apa și o cavitate pentru termostat. Cele pentru motoare cu aprindere prin scanteie au un locaș pentru bujie, iar cele pentru motoare cu aprindere prin comprimare unul pentru injector. Chiulasa are de asemenea orificii pentru circuitul apei, orificii care coincid cu orificiile de circulație ale apei din blocul motor pentru asigurarea racirii. In partea inferioara chiulasa este plana pentru etanșarea perfecta la blocul motor prin intermediul unei garnituri. Montarea chiulasei pe blocul cilindrilor se face prin buloane sau prezoane care la randul lor sunt montate și stanse in ordine de la centru la exterior ca sa asigure coplanaritatea cu suprafața de contact a blocului cilindrilor.

Carterul inferior ( baia de ulei )

ORGANELE MOBILE

Ansamblul piston- segmenti

Un piston este un organ de mașina, care are o mișcare rectilinie alternativa intr-un cilindru și care servește la inchiderea unui spațiu de volum variabil al cilindrului, umplut cu aer, amestec carburant sau cu un fluid sub presiune. ^[1] Pistonul e folosit pentru transformarea energiei interne in lucru mecanic la mașinile motoare, sau invers, la mașinile generatoare. In primul caz pistonul este acționat de energia interna, iar in al doilea el acționeaza asupra aerului sau fluidului (compresor, motor hidraulic). De obicei pistonul este cuplat la un mecanism biela-manivela, care transforma mișcarea rectilinie in mișcare circulara (la motoare) și invers (la pompe). Pistonul este utilizat ca element constructiv și in realizarea pompelor cu piston, care se aseamana ca principiu de funcționare cu compresoarele. Pistoanele sunt fabricate mai ales din fonta turnata sau din aliaje metalice ușoare, care au proprietați stabile la incalzire.

La mașinile termice la care distribuția se face prin ferestre, pistonul are și funcția de a le deschide sau inchide

Parțile pistonului sunt urmatoarele:

• Capul, care are rolul de a prelua presiunea, de a da forma camera de lucru (camera de ardere la motoare, respectiv spațiul vatamator la compresoare cu piston), iar la unele pistoane (la procedeul de injecție Meurer de la motoarele diesel) și de a vaporiza combustibilul poate fi: plat, concav, convex, convex profilat, concav profilat. Forma capului mai depinde de raportul de comprimare, forma camerei de ardere, poziția supapelor. Una din forme ale capului pistonului este; capul cu deflector.
• Fusta, sau mantaua, care are rolul de a ghida pistonul in cilindru la pistoanele care nu sunt ghidate de tije cu cap de cruce.
• Umerii, care sunt niște bosaje care permit realizarea unei suprafețe de contact suficiente intre piston și bolț, la pistoanele care nu transmit forța prin tije cu cap de cruce, alezajul pentru bolt este decalat (0,5-1,5mm) spre stanga axei cilindrului in sens opus celui de rotație a motorului pentru reducerea cuplului de basculare a pistonului și micșorarea batailor acestuia pe cilindrii .
• Canalele pentru segmenți, care servesc ca suport și ghidaj pentru segmenții (care asigura etanșarea cilindrului). Unele pistoane, au in canalul primului segment de compresie, incorporat circular un inel de oțel, deoarece materialul din dreptul acestui canal iși pierde mai ușor duritatea. La mai, canalul pentru segmentul de ungere are orificii pentru scurgerea uleiului razuit de pe cilindrii.

Segmentii

Segmenții sunt piese inelare care fac parte din categoria organelor mobile ale mecanismului motor.Se monteaza pe secțiunea port segmenți a pistonului. In construcția lor este prevazuta o fanta care are rol de a amortiza dilatarea produsa in timpul funcționarii motorului.Se impart in mai multe categorii:

• segmentul de foc este segmentul cel mai apropiat de camera de ardere;
• segmenții de etanșare, din care face parte și segmentul de foc;
• segmenții de ungere;

Numarul segmenților depinde și de tipul motorului. Se monteaza pe piston cu un decalaj la fante de circa 180 de grade .

Boltul

Bolțul (axul) pistonului, este o piesa de forma tubulara, cilindrica, uneori inegala, confecționata din oțel aliat sau oțel-carbon, cu un conținut de carbon cel mult 0,20%, tratata prin cementare și calire superficiala și apoi rectificata pentru netezirea suprafeței. Scopul acestei piese este de a face legatura articulata intre piston și biela ajutand la transformarea mișcarii rectilinii a pistonului și tansmiterea ei la biela. Datorita prinderii ei intre piston și biela este solicitata la o mișcare de rotație și de translație fiind forțata la flambare și incovoiere. Modul de asamblare a bolțului cu biela poate sa fie fix in umerii pistonului și liber in bucșa bielei sau fix in biela și liber in piston sau flotant adica liber și in biela și in piston. La motoarele cu presiune mare de ardere a amestecului carburant, impotriva uzuri, bolțului i se asigura o ungere prin canalul de ulei al bielei. Pentru a nu se deplasa axial in timpul funcționarii, bolțul se asigura cu siguranțe in forma de segment de inel in canalele respective a bosajelori pistonului, sau inel elastic in capul mic al bielei sau cu pastile din aliaj de aluminiu sau alama.

Bolturi cu diferite sectiuni

Biela

Este piesa de legatura intre bolțul pistonului  și fusul maneton al arborelui cotit.

Biela transmite mișcarea rectilinie alternativa a pistonului la arborele cotit, pe care o transforma in mișcare de rotație (la motoare cu ardere interna sau la motoare cu ardere externa), sau pentru a transforma mișcarea de rotație a arborelui cotit in mișcarea rectilinie alternativa a pistonului (la compresoare cu piston și pompe cu piston).

Biela trebuie sa fie rezistenta la incovoiere, torsiune, comprimare, intindere și destul de ușoara pentru a avea o inerție redusa. Pentru o funcționare bine echilibrata a unui motor (mers rotund), greutatea bielei este un parametru foarte important (aceeași forma trebuie sa aiba aceeași greutate).

Tija bielei, prin secționare la majoritatea modelelor este in forma de "I". La motoarele cu ardere interna, cu presiuni ridicate la arderea carburantului, bielele sunt prevazute cu canal pentru uleiul de ungere spre bolț.

Arborele cotit

Arborele cotit (numit și Vilbrochen), transforma mișcarea rectilinie a pistonului, prin intermediul bolțului piston și pendularea bielei, in mișcarea de rotație. Alternativ, arborele cotit transmite mișcarea de rotație (la compresoare cu piston și pompe cu piston) la biela.

Arborele cotit a primit aceasta denumire, datorita configurației axei sale, care cotește alternativ de la un fus palier la un fus maneton și inapoi la fusul palier.. La motoarele cu ardere interna in doi timpi, in general la cele de motociclete, motorete și scutere, sau la drujbe, compresoare ori alte utilaje, arborele cotit se mai numește Ambielaj^. In general, arborele cotit (vilbrochenul) este acela de pe care se pot demonta bielele, desparțindu-le pe jumatate, prin intermediul unor piulițe, pe cand la arborele cotit de tip ambielaj, aceste biele nu se pot demonta, fiind presate din fabricație pe arbore și neputandu-se desparți, fiind turnate dintr-o singura bucata. Aceasta insa nu este o regula, pot exista și arbori cotiți cu biele nedemontabile și care sa nu iși schimbe denumirea din vilbrochen.

Arborele cotit se confecționeaza prin doua procedee: prin turnare sau forjare. Arborele cotit turnat, se confecționeaza din fonta aliata, modificata prin operația de turnare, sau oțel de calitate cu conținut mediu de carbon. La arbori mai solicitați, se utilizeaza oțeluri aliate cu Cr, Ni, etc. care au o rezistența la rupere superioara. Arborele cotit este confecționat din aceste materiale pentru a rezista la solicitarile de incovoiere, rasucire și uzura. Arborii cotiți de marime mai mica sant forjați din oțel.

Dupa turnare sau forjare, arborele cotit este prelucrat mecanic, urmat de tratarea suprafețelori de frecare. Arborele cotit poate fi dintr-o singura bucata sau asamblat din mai multe bucți dupa care este echilibrat. In interior, majoritatea arborilori cotiți sant prevazuți cu canale de ungere, prin care circula ulei sub presiune intre fusurile paliere și fusurile manetoane. La capete este prevazut cu gauri de centrare, cu ajutorul carora poete fi montat intre varfuri pentru prelucrare.

Arborele cotit este prevazut cu fusuri manetoane coaxiale, și cu fusuri paliere prin intermediul carora arborele se sprijina pe lagarele paliere in blocul motor sau carcasa. La cel puțin unul dintre aceste lagare paliere, arborele cotit este prevazut perpendicular pe axa lui cu o suprafața prelucrata pentru cuzineți axial. Legatura dintre fusuri paliere și fusuri manetoane este facuta de brațele manetoane in prelungirea carora se gasesc contragreutațile (turnate sau aplicate) care folosesc la echilibrarea și la rotirea lina, a arborelui cotit

Cuzinetul este o piesa inelara sau din doua bucați semiinelare (semicuzinet) din metal moale, care imbraca in interior lagarul și vine in contact direct cu fusul sau axul unei mașini. Cuzinetul este realizat prin sinterizare din doua sau trei straturi. Rolul principal al cuzinetului este de a prelua și de a preda, sau invers, prin frecare, o putere intre un angrenaj rotativ. Pentru indeplinirea funcționalitații, cuzinetul trebuie sa fie tot timpul uns pe suprafața de frecare.

Cuzineții sunt:

• Cuzineți radial, care preiau sau predau o putere verticala pe o axa rotativa.
• Cuzineți axial, care preiau sau predau o putere dealungul unei axe rotative.
• Cuzineți radial-axial, care preiau sau predau o putere verticala și de-a lungul unei axe rotative.

Pentru ca un cuzinet este o piesa componența, care se bazeaza pe mișcari de alunecare, el se mai numește și lagar de alunecare.

Cuzineti palier  Ambielaj scuter

Arbore cotit

Volantul

Un volant este o piesa in forma de disc turnat din fonta. Este prelucrat astfel ca sa fie perfect echilibrat, sa asigure montajul la arborele cotit, sa aiba o mare parte din masa repartizata spre periferia discului. Repartizarea exterioara uniforma a greutații se face cu scopul ca volantul sa indeplineasca funcția de uniformizator a mișcarii de rotație pe toata durata ciclului motor. De asemenea este prelucrat ca sa poata fi montata coroana dințata de pornire și sa formeze organul primar al transmisiei mișcarii de la motor la sistemele acționate.