Automobilul -Constructie.Functionare.Depanare.

Ing. DORIN CRISTESCU Ing. VIOREL RDUCUAUTOMOBILULConstrucie. Funcfionare. DepanareEDITURA TEHNICA Bucureti - 1986

In lucrare se prezint principalele noiuni privind construcia i funcionarea automobilelor (autoturisme, autocamioane, autobuze, microbuze, autospeciale), penele care pot interveni i procedeele de remediere a acestora pe traseu, folosind sculele, dispozitivele i materialele din dotarea curent a automobilelor.Prin abordarea aspectelor specifice automobilelor aflate n circulaie n ara noastr se trateaz despre fabricaia de automobile romneti, clasificarea automobilelor, construcia, funcionarea i depanarea elementelor componente ale automobilelor: motorul, mecanismele biel-mani- vel i de distribuie, instalaiile de alimentare a motoarelor, de ungere i de rcire, instalaia electric, transmisia, sistemele de frnare i de direcie, suspensia, cadrul i sistemul de rulare. Se prezint, de asemenea, operaiile recomandabile pentru ntreinerea preventiv i pentru efectuarea corect a rodajului, care condiioneaz lipsa apariiei unor pene nedorite n timpul efecturii curselor pe traseu.Lucrarea, pus de acord cu standardele i normele tehnice n vigoare, este destinat att conductorilor auto, amatori i profesioniti, ct i celor care urmeaz cursurile de pregtire n vederea obinerii carnetelor de conducere auto.20

21

2.Motorul automobiluluiMotorul este o main de for care transform o form oarecare de energie (termic, electric, solar etc.) n energie mecanic.Motorul care transform energia termic, degajat prin arderea unui combustibil, n energie mecanic se numete motor termic. Dintre aceste motoare, cel la care procesul de ardere a combustibilului i transformarea energiei termice n energie mecanic au loc n interiorul motorului se numete motor cu ardere intern.CLASIFICAREA MOTOARELOR CU ARDERE INTERNMotoarele cu ardere intern snt de mai multe feluri, clasificarea lor putndu-se face dup mai multe criterii, cele mai importante fiind cele enumerate n continuare.

Criteriul care difereniaz cel mai mult motoarele cu ardere intern din punct de vedere funcional (i n mare msur i constructiv) este modul de aprindere. Din acest punct de vedere, motoarele cu ardere intern se mpart n:

motoare cu aprindere prin scnteie (MAS), care realizeaz aprinderea amestecului carburant n cilindru prin declanarea unei scntei electrice (Dacia 1 100, Dacia 1 300, OLTCIT Special i Club, ARO 10.1 i

Volga, Warszawa, SR 131, SR 113);

motoare cu aprindere prin compresie (MAC), care1 realizeaz aprinderea amestecului carburant prin autoaprindere (ROMAN cu motor Diesel, ARO cu motor Diesel, DAG Romnia, Skoda, Mercedes, Csepel .a.);

Motoarele cu ardere intern pot funciona cu o mare varietate de combustibili. Dup starea n care intr combustibilul n organul de formare a amestecului se deosebesc: motoare cu combustibil gazos; motoare cu combustibil lichid (uor sau greu); motoare cu combustibil solid (de obicei pulverulent); motoare cu doi sau mai muli combustibili (de obicei n stare lichid sau gazoas).Aezarea cilindrilor are o !foarte mare diversitate, de cele mai multe ori adaptat la necesitile utilizrii motorului. Din acest punct de vedere, se cunosc:

motoare verticale, la care cilindrii snt dispui deasupra axei arborelui cotit (la majoritatea motoarelor);motoare orizontale, la care cilindrii snt dispui la acelai nivel cu axa arborelui cotit;motoare n linie, la care axele cilindrilor snt paralele i situate n acelai plan (la majoritatea motoarelor);motoare n dou linii paralele, la care axele cilindrilor snt paralele i situate n dou plane paralele;motoare n V, la care axele cilindrilor snt situate n dou plane care formeaz ntre ele un unghi, axele din acelai plan fiind paralele: (Taunus 12 M, SR 113, SR 131, Mercedes 600, Rolls Royce);

teristice generale ale motorului:1 piston; 2 supap de admisie; 3 supap de evacuare; 4 biel; 5 cilindru.

motoare cu cilindri opui (tip boxer), la care axele cilindrilor snt situate n dou plane care formeaz ntre ele un unghi de 180, axele din acelai plan fiind paralele (Volkswagen, Ste- ier, OLTCIT cu motoare M 031 i M 036 .a.);motoare cu cilindri n stea, n H, n X, n W sau inversai, care nu se folosesc la automobile.

CARACTERISTICILE GENERALE ALE MOTOARELARElementele caracteristice generale ale motoarelor de automobil snt date n continuare (fig. 2.1).

Alezajul D reprezint diametrul interior al cilindrilor motorului.Punctul mort interior (PMI) este poziia extrem a pistonului, corespunztoare distanei maxime fa de axa geometric a arborelui cotit.Punctul mort exterior (PME) este poziia extrem a pistonului, corespunztoare distanei minime fa de axa geometric a arborelui cotit.Cilindreea sau volumul util este volumul generat de piston, atunci cnd se deplaseaz de la punctul mort interior la punctul mort exterior. Unitile de msur ale cilindreei snt centimetrul cub sau litrul.

Cilindreea total sau capacitatea I cilindric reprezint suma cilin- dreelor tuturor cilindrilor unui motor.Volumul camerei de ardere (de compresie) este spaiul nchis din interiorul cilindrului, corespunztor poziiei pistonului n punctul mort interior.Raportul de compresie este raportul dintre volumul j total al cilindrului motor (cilindreea + volumul camerei de ardere) i volumul camerei de ardere. Raportul de compresie arat de cte ori se reduce prin compresie volumul amestecului , carburant, atunci cnd pistonul se deplaseaz de la punctul mort exterior la punctul mort interior.La automobile, valoarea raportului de compresie variaz ntre 1 :6 i 1 :10 pentru motoarele cu aprindere prin scnteie i ntre 1 :14 i 1 : 22 la motoarele cu aprindere prin compresie. Astfel, de exemplu, raportul de compresie este: 1 : 8 la Dacia 1300, 1 : 9 la OLTCIT etc.Cursa pistonului S este distana parcurs de piston de la punctul mort interior la punctul mort exterior, msurat pe axa cilindrului motor.Puterea motorului reprezint lucrul mecanic produs n unitatea de timp; lucrul mecanic se produce prin deplasarea pistonului datorit presiunii rezultate din arderea amestecului carburant n timpul cursei active, n practic, puterea se msoar n cai putere (CP). Specific fiecrui motor este puterea maxim determinat la o anumit turaie: 54 CP (DIN) la 5 250 rot/min pentru motorul autoturismului Dacia 1300; 34 CP (DIN) la 5 250 rot/min pentru motorul autoturismului OLTCIT Special etc.Consumul specific de combustibil este cantitatea de combustibil, msurat n grame, consumat pentru a se produce un cal-putere, ntr-o or de funcionare a motorului. Cu ajutorul consumului specific de combustibil se poate aprecia economicitatea motorului. La motoarele de automobil, consumul specific minim de combustibil, foarte diferit n funcie de tipul motorului i al automobilului, poate avea valori cuprinse ntre 150 i 380 g pe or de fiecare cal-putere, uneori chiar mai mici.2 3. FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN SCNTEIETransformarea energiei termice a amestecului carburant n energie mecanic (lucru mecanic), la motorul cu aprindere prin scnteie (MAS), se realizeaz printr-o serie de procese termochimice care au loc n interiorul motorului, respectiv n cilindri.Aceast transformare, care are loc de-a lungul unui ciclu motor, se produce n felul urmtor: amestecul carburant ce se formeaz n afara motorului (n carburator i n tubulatura de admisie) este aspirat n cilindri sub forma unui amestec de particule fine de benzin i aer. Ajuns n cilindri, amestecul carburant este comprimat, iar apoi aprins cu ajutorul scnteilor electrice produse de bujii. In timpul arderii se produce ocretere rapid a presiunii i temperaturii, iar gazele sub presiune apas asupra pistonului, fcnd ca acesta s se deplaseze n lungul cilindrului i s antreneze arborele cotit prin intermediul mecanismului biel-manivel.Totalitatea proceselor care se repet periodic i ntr-o anumit ordine n fiecare cilindru al motorului, n timpul funcionrii acestuia, reprezint ciclul motor.O parte a perioadei de timp n care se produce ciclul motor i care se desfoar n timpul unei curse a pistonului se numete timp. Din acest punct de vedere motoarele pot fi:motoare n patru timpi, la care ciclul motor se efectueaz in patru curse ale pistonului;motoare n doi timpi, la care ciclul motor se efectueaz n dou curse ale pistonului.

FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN SCNTEIE IN PATRU TIMPILa motorul cu aprindere prin scnteie n patru timpi, ciclul motor se desfoar n decursul a patru curse ale pistonului, crora le corespund dou rotaii ale arborelui cotit.

Fig. 2.2. Schema funcionrii motorului n patru timpi:1 admisia; 2 compresia; 3 arderea i destinderea; i evacuarea.Cei patru timpi snt (fig. 2.2):timpulIadmisia;timpulIIcompresia;timpulIIIarderea i destinderea;timpulIVevacuarea.Timpul I admisia. Prin deplasarea pistonului de la PMI Ua PME

se face admisia amestecului carburant n cilindri, datorit depresiunii care se creeaz. Pentru ca admisia s se fac mai uor, supapa de admisie ncepe s se deschid chiar spre sfritul cursei de evacuare, astfel c n momentul n care pistonul ajunge la PMI, supapa este complet deschis (fig. 2.3. e). In acest fel se mbuntete ntr-o oarecare msur i eva-

Fig. 2.3. Ciclul motorului n patru timpi:a aprinderea (avansul a ); b arderea; c nceputul evacurii (avansulB ); d evacuarea ; e deschiderea supapei de admisie (avansuly ); f splare; g nchiderea supapei de evacuare (ntrzierea 8 ); h creterea presiunii; i nchiderea supapei de admisie (n-trzierea ); j reluarea ciclului.

cuarea din cilindru a gazelor arse, prin mpingerea acestora de ctre amestecul carburant proaspt admis n cilindru (fig. 2.3, f).nchiderea supapei de admisie se face cu ntrziere, dup ce pistonul a trecut de PME (fig. 2.3, i). Aceasta permite ca gazele, care intr cu o anumit vitez n cilindru, s-i continue drumul spre interiorul cilindrului i dup ce pistonul a pornit spre PMI i a nceput cursa de compresie. Avansul la nchiderea supapei de admisie variaz ntre 5 i 40, iar ntrzierea la nchiderea supapei ntre 4 i 70.Timpul II compresia. De la PME, pistonul i continu micarea deplasndu-se spre PMI (fig. 2.3, h). n acest interval, supapa de admisie se nchide. Prin ridicarea pistonului se realizeaz compresia amestecului carburant i, n acelai timp, o micorare a volumului su. Datorit acestui fapt, are loc omogenizarea i creterea temperaturii amestecului carburant i, prin aceasta, se mbuntete inflamabilitatea i arderea acestuia n cilindru. Compresia propriu-zis ncepe abia dup ce s-a nchis supapa de admisie.Timpul III arderea i destinderea. La captul cursei de compresie, cnd pistonul ajunge aproape la PMI, ntre electrozii bujiei se produce o scnteie electric, care aprinde amestecul carburant. Prin arderea amestecului carburant cresc brusc att temperatura, pn la 1 800 ... 2 000C, ct i presiunea gazelor din cilindru, pn la 30 ... 40 daN/cm2 (fig. 2.3, b). Pentru ca arderea s nu se prelungeasc mult n timpul cursei pistonului de la PMI la PME, este necesar ca aprinderea s aib loc nainte ca pistonul s ajung la PMI (fig. 2.3, a).Distana dintre poziia pistonului corespunztoare momentului cnd se produce scnteia electric i poziia cnd este la PMI se numete avans la aprindere i se msoar n milimetri sau n grade.Destinderea gazelor ncepe dup ce a fost atins punctul de presiune maxim. In acest timp, gazele exercit o presiune asupra pistonului i efectueaz un lucru mecanic util (cursa activ a pistonului).Timpul IV evacuarea. Dup ce s-a terminat expansiunea gazelor, pistonul ajungnd la PME i continu micarea spre PMI. In aceast perioad se deschide supapa de evacuare (fig. 2.3, d).Pentru asigurarea evacurii ct mai complete a gazelor arse din cilindru, supapa de evacuare se deschide cu un avans fa de PME de 35 ... 70 (fig. 2.3, c). De asemenea, supapa de evacuare se nchide cu o ntrziere de 20 ... 30, pentru a: se folosi ineria pe care o au gazele n timpul evacurii.FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN SCNTEIE N DOI TIMPILa motorul cu aprindere prin scnteie n doi timpi, ciclul motor se desfoar pe durata a dou curse ale pistonului, crora le corespunde o singur rotaie a arborelui cotit.

Fazele de funcionare ale acestui motor snt aceleai ca i la motorul cu aprindere prin scnteie n patru timpi. Deosebirea const n faptul c, n cazul motorului n doi timpi, cele patru faze de funcionare snt grupate dou cte dou, n felul urmtor:la timpul I, admisia amestecului carburant se efectueaz mpreun cu compresia;la timpul II se efectueaz arderea, destinderea i evacuarea gazelor arse.

Amestecul carburant este absorbit mai nti n carterul motorului, de unde este apoi introdus forat n cilindru.La motoarele cu aprindere prin scnteie, n general, admisia i evacuarea gazelor se fac prin orificii (ferestre) dispuse n cilindrii motorului.Rolul de supap l joac nsui pistonul, care, n timpul deplasrii sale, nchide i deschide aceste orificii la momentul potrivit.Ciclul de funcionare a unui motor cu aprindere prin scnteie n doi timpi (fig. 2.4) este urmtorul:Timpul I. n timpul icursei ascendente, pistonul se afl n apropiere de PMI, cnd se produce aprinderea amestecului carburant comprimat

Fig. 2.4. Ciclul motorului n doi timpi obinuit: a arderea, admisia In carter; b expansiunea, sfritul admisiei n carter; c nceputul evacurii, compresia n carter; d admisia n cilindru; e baleiajul; f compresia, nceputul admisiei in carter; A orificiul de admisie;E orificiul de evacuare; T canalul de transfer.

(fig. 2.4, a). Datorit creterii brute a presiunii din cilindru, pistonul se deplaseaz n jos i efectueaz lucrul mecanic util (fig. 2.4, b). n acelai timp, pistonul, n deplasarea sa de la PMI la PME, execut compresia amestecului carburant din carter; ajungnd n dreptul ferestrei de evacuare, o deschide i gazele ncep s ias din cilindru (fig. 2.4, c).Deplasndu-se n continuare spre PMI, pistonul deschide fereastra de baleiaj, prin care intr n cilindru amestecul carburant comprimat n carter (fig. 2.4, d). Jetul de gaze proaspete care intr sub presiune prin fereastra de baleiaj mpinge gazele arse aflate n cilindru, obligndu-le s ias prin orificiul de evacuare.Baleiaj se numete procesul de evacuare forat a gazelor arse din cilindru de ctre ncrctura proaspt introdus la o presiune mai ridicat (fig. 2.4, e).Timpul II. Dup ce a atins PME, pistonul ncepe s se deplaseze spre PMI. Baleiajul continu pn cnd pistonul nchide orificiile de evacuare i de baleiaj. Din acest moment ncepe compresia amestecului carburant (fig. 2.4, f). Deplasndu-se spre PMI, pistonul deschide i orificiul de admisie, prin care, datorit depresiunii care se produce n carter prin deplasarea pistonului, amestecul carburant este aspirat n carter (fig. 2.4, /).Ciclul de funcionare a motorului n doi timpi se termin atunci cnd pistonul ajunge din nou la PMI.2.4. FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN COMPRESIELa motorul cu aprindere prin compresie, amestecul carburant se formeaz n interiorul cilindrului motor, combustibilul (motorina) fiind introdus pulverizat fin spre sfritul cursei de comprese. Operaia de introducere prin pulverizare a combustibilului n cilindru se numete injecie. Aprinderea amestecului carburant are loc datorit temperaturii nalte obinute prin comprimarea aerului din cilindru.FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN COMPRESIE IN patru timpiLa motorul cu aprindere prin compresie n patru timpi, ciclul motor se desfoar n decursul a patru curse ale pistonului, crora le corespund dou rotaii ale arborelui cotit, la fel ca la motorul cu aprindere prin scnteie n patru timpi.

Cei patru timpi ai ciclului de funcionare snt:Timpul I admisia. Pistonul ncepe s se deplaseze de la PMI spre PME; supapa de admisie este deschis, iar supapa de evacuare este nchis. Datorit depresiunii create prin deplasarea pistonului, are loc admisia aerului n cilindru.Timpul II compresia. Dup ce a ajuns la PME i s-a nchis supapa de admisie, pistonul, continund s se deplaseze spre PMI, comprim aerul din cilindru.La sfritul compresiei, temperatura aerului din cilindru este suficient de ridicat (500700C), pentru a determina autoaprinderea combustibilului pulverizat.Timpul III arderea i destinderea. Cnd pistonul a ajuns aproape de PMI, combustibilul este introdus sub presiune n cilindru, fiind pulverizat fin cu ajutorul unui dispozitiv special numit injector, montat n chiulas. Datorit contactului cu aerul fierbinte din interiorul cilindrului, particulele pulverizate se aprind i ard, iar presiunea din cilindru crete brusc. Gazele de ardere apas asupra pistonului i acesta se deplaseaz spre PME, efectund cursa util.Aprinderea combustibilului injectat n cilindru nu se face instantaneu, ci ntr-un interval de timp, n care se produce nclzirea combustibilului i au loc modificri fizico-chimice ale particulelor pulverizate. Intervalul de timp scurs din momentul nceperii injeciei combustibilului pn n momentul aprinderii sale se numete ntrziere la aprindere (0,002 .. . 0,003 s). Din aceste motive, pentru ca arderea combustibilului s nu se prelungeasc n cursa de destindere, fapt care ar duce la scderea puterii motorului, este necesar ca injecia s nceap nainte ca pistonul s ajung la PMI, spre sfritul cursei de compresie. Momentul de injecie a combustibilului n cilindru este n aa fel ales, nct arderea s nceap cnd pistonul a ajuns la PMI.Unghiul parcurs de arborele cotit din momentul nceperii injeciei pn n momentul cnd pistonul a ajuns la punctul mort interior, se numete avans la injecie i se msoar n grade.Timpul IV evacuarea.'Pistonul se deplaseaz de la PME la PMI i mpinge gazele arse, obligndu-le s ias prin galeria de evacuare n atmosfer. n acest timp supapa de evacuare este deschis, iar supapa de admisie este nchis.Cnd pistonul ajunge la PMI, cilindrul este golit de produsele arderii i astfel poate s nceap un nou ciclu de funcionare.FUNCIONAREA MOTORULUI CU APRINDERE PRIN COMPRESIE N DOI TIMPI

Motorul cu aprindere prin compresie n doi timpi poate fi: cu ad- misia aerului prin carter sau cu admisia direct a aerului. La ambele tipuri, ciclul de funcionare are loc ntr-o singur rotaie a arborelui cotit, adic n timpul a dou curse ale pistonului.In cazul motorului cu aprindere prin compresie n doi timpi cu admisia aerului prin carter, la sfritul compresiei, cnd pistonul se apropie de PMI, n aerul nclzit i comprimat la aproximativ 35 at se injecteaz combustibil n interiorul cilindrului, cu ajutorul unui injector. Combustibilul este trimis la injector de ctre pomp printr-o conduct. Combustibilul pulverizat i amestecat cu aerul fierbinte se autoaprinde i, prin ardere, presiunea gazelor din cilindru crete la 45... 55 at.Sub influena presiunii gazelor, pistonul coboar de la PMI la PME; gazele se destind i efectueaz un lucru mecanic, avnd loc cursa de destindere, n timpul creia nceteaz admisia aerului proaspt i se face compresia acestuia prealabil n carter.La sfritul cursei de destindere, pistonul deschide nti orificiul de evacuare, pe unde ies cu mare vitez gazele arse i comprimate la. .. 4 at; astfel, presiunea n cilindru se reduce la; 1,1 ... 1,5 at, n timp ce crete presiunea aerului n carter. Continund coborrea spre PME, pistonul deschide i orificiul de admisie n cilindru, pe unde ptrunde aerul comprimat n prealabil n carter. Deflectorul pistonului dirijeaz aerul sosit din carter spre orificiul de evacuare, contribuind astfel la o mai bun curire a cilindrului de gazele arse. Cnd pistonul se deplaseaz de la PME spre PMI nchide nti orificiul de admisie n cilindru i apoi orificiul de evacuare. Continund deplasarea spre PMI, pistonul comprim aerul n cilindrul motorului, producnd o depresiune n carter, i deschide orificiul pentru admisia aerului proaspt n carter. Cnd cursa de compresie este spre sfrit, se injecteaz combustibilul prin injector i ciclul de funcionare rencepe.32

31

Astfel, n timpul I, n cilindru are loc arderea combustibilului i cursa de destindere, iar la sfritul cursei, procesele de evacuare i de admisie a aerului proaspt; n acest timp, n carter se produce comprimarea prealabil a aerului proaspt.In timpul II, n cilindru au loc: sfritul proceselor de evacuare a gazelor arse i de admisie a aerului proaspt, procesul comprimrii aerului n cilindru i, la sfritul cursei pistonului, injectarea combustibilului, realizarea amestecului combustibil i autoaprinderea lui; n acest timp, n carter se produce iniial depresiunea i apoi admisia aerului proaspt.La'motorul de aprindere prin compresie n doi timpi cu admisie direct a aerului, alimentarea direct cu aer a cilindrului se face printr-un curent de aer dirijat n interiorul cilindrului motorului.Motorul n doi timpi cu alimentarea direct cu aer are orificiile de admisie dispuse pe toat circumferina cilindrului, evacuarea gazelor arse se face prin intermediul a dou supape, comandate simultan de mecanismul de distribuie, iar aerul este mpins spre orificiile de admisie cu ajutorul unei pompe acionate de motor.Funcionarea acestui tip de motor se desfoar astfel: la sfritul compresiei, cnd pistonul ajunge la PMI, n aerul nclzit pn la temperatura de 500 ... 600C i comprimat la circa 45 at, se injecteaz combustibilul. Injecia se face cu ajutorul pompei de injecie la o presiune foarte mare (pn la 140 at). Combustibilul pulverizat n aerul comprimat i supranclzit se aprinde, fcnd ca temperatura s creasc i presiunea gazelor s ajung pn la 90 at. Prin destinderea gazelor, pistonul este deplasat de la PMI la PME, efectund un lucru mecanic. La sfritul detentei, naintea deschiderii orificiului de admisie, se deschid supapele de evacuare i, datorit presiunii, gazele arse ies cu vitez mare n atmosfer.Pistonul continu coborrea, presiunea din cilindru scade pn la 1,1 ... 1,2 at i se deschid orificiile de admisie prin care pompa mpinge aer proaspt la presiunea de 1,4 ... 1,5 at, care umple cilindrul dirijnd gazele arse spre orificiul de evacuare. Cnd pistonul se deplaseaz spre PMI se produce compresia aerului admis n cilindru. La sfritul compresiei, se injecteaz combustibilul i procesul se repet ciclic.Deci cei doi timpi ai motorului snt:timpul I, n care se produc destinderea gazelor, evacuarea acestora i nceputul admisiei aerului proaspt n cilindru;timpul II, n care au loc sfritul admisiei i evacurii, compresia i, la sfritul cursei de compresie, injectarea combustibilului, formarea amestecului carburant i autoaprinderea acestuia.

3Blocul motor i mecanismul biel-manivelBlocul motor constituie corpul principal pe care se monteaz, n interiorul i la exteriorul lui, toate celelalte organe ale motorului. Mecanismul biel-manivel reprezint ansamblul pieselor care preiau fora exercitat de gazele de ardere din cilindru, transformnd micarea rectilinie a pistonului n micare de rotaie a arborelui cotit. Mecanismul biel- manivel se compune din: ansamblul piston-biel, arbore cotit i volant.BLOCUL MOTORBlocul motor (fig. 3.1) este prevzut cu brae de prindere, prin intermediul crora se fixeaz, prin uruburi, de cadrul automobilului. ntre braele de prindere i cadru se intercaleaz suporturi de cauciuc, care reduc vibraiile ce se transmit de la motor la caroserie, precum i zgomotul motorului.

La blocul motor se disting dou pri principale: partea superioar, n care se afl cilindrii, denumit blocul cilindrilor i partea inferioar, denumit carterul motorului.Blocul cilindrilor unete cilindrii motorului intr-un ansamblu. Fiecare cilindru al motorului constituie o camer n care se desfoar ciclul motor i n acelai timp organul de ghidaj al pistonului. Suprafaa interioar a cilindrului, numit oglinda cilindrului sau suprafaa de lucru a cilindrului, prezint un grad nalt de prelucrare, n scopul de a se reduce ct mai mult frecarea produs de piston i segmeni.Cilindrii snt fixai n blocul motorului. La motoarele rcite cu aer, cilindrii se monteaz direct pe carter; n aceste cazuri nu mai exist blocul motor ci numai carterul acestuia (Trabant, Volkswagen 1500). Dup modul n care snt montai n bloc, cilindrii pot fi: cilindri nedemontabili (bloc), care fac corp comun cu blocul motorului (Fiat 850, 1100, 1300 i 1500) i cilindri demontabili (amovibili) montai n bloc ca piese separate, n locauri anume practicate; n acest caz acetia se numesc cmi sau buce de cilindri.La rindul lor, cmile de cilindri pot fi: umede, atunci cnd partea exterioar a cmii vine n contact direct cu lichidul de rcire (Dacia 1100, Dacia 1300, SR 113, Renault 10 major, Renault 16 etc.) i uscate,

Fig. 3.1. Blocul motor:1 blocul cilindrilor; 2 carterul superior; 3 locauri pentru cilindru; i oriiiciu pentru montarea arborelui cu came.

atunci cnd rcirea se face indirect, cmaa fiind n contact cu peretele blocului pe toat suprafaa exterioar (Moskvici 403, 407 i 408). La motoarele rcite cu aer (OLTCIT), cilindrii anovibili snt prevzui cu aripioare pentru a se asigura o rcire eficace.Cmaa de cilindru uscat reprezint mai mult o soluie de recon- diionare a blocului cilindrilor pe cnd cmaa de cilindru umed este utilizat la majoritatea motoarelor de automobile.Etanarea cilindrului este asigurat la partea superioar prin gulerul cmii cilindrului, iar la partea inferioar prin garnituri inelare de cauciuc.Blocul cilindrilor este prevzut cu orificii filetate i nefiletate pentru: montarea chiulasei, circulaia lichidului de rcire din bloc n chiulas, montarea tijelor mpingtoare ale culbutorilor, a levierului de comand a pompei de benzin, a axului ruptorului-distribuitor etc.In interiorul blocului, ntre pereii exteriori i pereii cilindrului, exist un spaiu prin care circul lichidul de rcire a cilindrilor, numit camera de rcire. Acest spaiu comunic cu spaiul similar din chiulas prin orificiile din partea superioar a blocului. La partea inferioar a blocului exist un robinet prin care acesta poate fi golit de lichidul de rcire.Carterul motorului constituie baza pe care se monteaz piesele principale ale motorului (arborele cotit, arborele cu came .a.). Carterul motorului se mai numete i carterul superior, pentru a-1 deosebi de baia de ulei, care, n acest caz se numete carter inferior.In pereii din fa i din spate ai carterului superior, ca i n pereii despritori din mijloc, se afl lagrele fusurilor de sprijin (palierelor) arborelui cotit. Fiecare lagr se compune din dou pri: partea superioar, care face corp comun cu carterul i partea inferioar, care este confecionat sub forma unui capac. Asamblarea acestora se realizeaz prin uruburi sau prezoane i piulie, asigurate mpotriva deurubrii. Montarea exact a capacelor lagrelor se face cu ajutorul unor tifturi de poziie.Suprafaa interioar a lagrului se acoper cu un strat de compoziie pentru lagre (material antifriciune), care contribuie la micorarea frecrii. Stratul de compoziie pentru lagre este turnat fie direct pe partea dinuntru a lagrului palier, fie pe cuzinei.Cuzineii se matrieaz din tabl subire de oel, acoperii pe o parte cu un strat subire de material antifriciune. Ei snt fixai mpotriva deplasrii prin proeminene care ptrund n locauri speciale, frezate n lagrul palier.La partea superioar a carterului, n afar de arborele cotit se mai monteaz (n majoritatea cazurilor) arborele de distribuie. Pentru aceasta, n pereii despritori se prevd orificii, n care se introduc lagrele arborelui de distribuie. Diferitele proeminene de pe carter servesc pentru montarea mecanismelor auxiliare: demarorul, dinamul, pompa de ap pompa de benzin etc.Carterul motorului este turnat din font sau aluminiu mpreun cu blocul cilindrilor. n ultima vreme la autoturisme se folosesc tot mai mult blocurile de aluminiu care prezint avantajul c snt mai uoare, au o con- ductibilitate termic mai mare i pot fi turnate uor, cu perei mai subiri. La motoarele OLTCIT blocul motor este format din dou semicartere, unite n plan vertical.Chiulasa este' piesa care se monteaz pe partea superioar a blocului, constituind astfel capacul cilindrilor. Amestecul carburant este comprimat ntre piston i chiulas, n spaiul denumit Camer de ardere. Chiulasele snt prevzute cu cte o scobitur, n dreptul fiecrui cilindru, care constituie partea superioar a camerei de ardere.Chiulasele motoarelor cu supape n cap (fig. 3.2) se deosebesc de celelalte prin aceea c mai cuprind scaunele supapelor, locauri pentru ghidarea supapelor, locauri pentru montarea axelor culbutoarelor i pentru tijele mpingtoare ale acestora precum i canale care fac legtura cu galeria de admisie i colectorul de evacuare.La motoarele rcite cu ap, chiulasa are pereii dubli, spaiul dintre ei fiind umplut cu lichid de rcire, care vine din blocul motorului prin orificii practicate n partea inferioar a chiulasei i n garnitura de chiulas, ce corespund cu orificiile corespunztoare din blocul motor. La unele motoare deasupra chiulasei snt montai i unul sau doi arbori cu came.36

3*35

3 Automobilul33

Chiulasele snt confecionate prin turnare din font sau aliaje de aluminiu, acestea din urm folosindu-se la majoritatea motoarelor mici i mijlocii.La montare, ntre chiulas i bloc se interpune o garnitur de etan- are (fig. 3.3), pentru a mpiedica scparea gazelor, aflate sub presiune

Fig. 3.2. Chiulas de motor:1 chiulas; 2 orificii pentru ghidarea supapelor; 3 orificli pentru tijele impingtoare; 4 canale de legtur cu galeria.de admisie.

Fig. 3.3. Garnitur de chiulas.

Fig. 3.4. Ordinea de strngere a prezoanelor chiu- lasei.mare n camere de ardere i cilindru, i a lichidului de rcire, care circul ntre bloc i chiulas.In timpul montrii chiulasei i garniturii de etanare trebuie acordat o deosebit atenie ordinii de strngere a piulielor de fixare. Pentru a se asigura aderarea perfect a chiulasei peste garnitura de etanare i pentru a se prentmpina eventualele ondulri ale garniturii, care ar putea lua natere n timpul montajului, strngerea piulielor trebuie efectuat ncepnd cu cele din centrul chiulasei i terminnd cu cele de la margine (fig. 3.4). De asemenea, pentru a se evita deformarea chiulasei, strngerea trebuie fcut n dou etape: la nceput se strng toate piuliele n ordinea indicat i cu un efort de strngere redus, iar apoi, n a doua etap, se definitiveaz strngerea, cutnd s se realizeze eforturi constante la toate uruburile. La autoturismele OLTCIT, de exemplu, strngerea preliminar a piulielor se face la 0,8 ,. . 1,0 daNm, iar strngerea definitiv la 2,0 .. . 2,5 daNm.

ANSAMBLUL BIEL-PISTONAnsamblul biel-piston (fig. 3.5) este format, n principal, din: piston, segmeni, bol, biel i cuzineii bielei.

Fig. 3.5. Ansamblul biel-piston:1 expandor; 2 segmeni de ungere; 3, 4 seg- meni de compresie; 5 bol; 6 inel de siguran; 7 semicuzinei; 8 piston; 9 ansamblul bielei; 10 corp; 11 capac; 12 buc; 13 urub; 14 piuli; 15 contrapiuli; 16 set segmeni.

PISTONULPistonul este organul care preia i transmite forele rezultate din presiunea gazelor n timpul activ al ciclului motor. La motoarele n doi timpi, pistonul joac i rolul organului de distribuie.

Prile componente ale pistonului snt:capul pistonului, la care se deosebesc calota i fundul pistonului;mantaua sau fusta pistonului;umerii pistonului, n care se monteaz bolul.

Capul pistonului are pereii laterali ngroai, iar la partea exterioar snt executate canalele pentru segmeni. Canalele superioare servesc pentru montarea seg- menilor de etanare (compresie) 3 i 4, iar canalele inferioare pentru segmenii de ungere (radare) 2.La periferia canalului inferior, n capul pistonului snt executate guri strpunse, prin care uleiul raclat de pe pereii cilindrului de ctre segmenii de ungerese scurge n carter.

Umerii pistonului transmit forele preluate de piston, de aceea snt prevzui, uneori, cu nervuri sau adaosuri de rezisten.

Pistoanele moderne de automobil se execut, n mod obinuit, din aliaje uoare de aluminiu i, mai rar, din font. Cele de font se folosesc la motoarele cu turaie relativ redus, mai ales la autocamioane.Pistoanele executate din aliaje de aluminiu au o construcie special, pentru a se evita griparea lor datorit dilatrii, cnd motorul este nclzit. In acest scop, se recurge la o serie de msuri constructive cum snt:executarea de tieturi oblice, n manta, n form de U sau T, pentru a imprima mantalei proprieti elastice i pentru a-i permite astfel s se dilate;executarea pistoanelor cu seciunea mantalei de form eliptic;folosirea unor plci din material cu coeficient de dilatare mic (pistoane bimetalice); la unele motoare se folosesc pistoane din aliaj de aluminiu prevzute cu plci de invar, care leag cele dou pri active ale mantalei; deoarece plcile de invar au coeficientul de dilatare aproximativ de 20 de ori mai mic dect cel al aluminiului, ele limiteaz dilatarea mantalei pistonului. Uneori plcile snt executate din oel carbon.

SEGMENIISegmenii asigur etaneitatea camerei cilindrului i mpiedic scparea gazelor din cilindru n carterul motorului. Totodat, segmenii mpiedic ptrunderea uleiului n camera de ardere, distribuind pelicula de ulei pe oglinda cilindrului, i evacueaz cldura de la capul pistonului prin pereii cilindrului.

La fiecare piston snt prevzui segmeni de compresie (3 i 4, fig. 3.5) i segmeni de ungere (2, fig. 3.5).La motoarele cu aprindere prin scnteie se utilizeaz n general 23 segmeni de compresie, iar la motoarele Diesel, la care presiunea de lucru din interiorul cilindrului este mai mare, numrul segmenilor de compresie se mrete cu unul sau doi.Segmenii au forma unui inel circular i se execut din font. Dup ce snt introdui n cilindru, segmenii apas pe pereii acestuia datorit elasticitii lor mari. Pentru uurarea montrii pe piston i pentru a li se permite s se arcuiasc uor i s se dilate la temperaturile de regim, segmenii snt prevzui cu o tietur, numit i rost (fant) de dilatare.Segmenii montai pe piston au, fa de acesta, un joc radial i unul axial. In timpul deplasrii pistonului n cilindru, datorit aciunii segmenilor, o cantitate oarecare de ulei ptrunde n camera de ardere. Aceasta se datorete presiunii care apare prin frecarea dintre segmeni i peretele cilindrului, precum i forei de inerie, n aa fel nct segmenii snt presai succesiv pe partea superioar i inferioar a canalelor, pompnd ulei spre camera de ardere. Uleiul mai poate s ptrund n camera de ardere i datorit scderii de presiune n timpul admisiei.Pentru a limita ptrunderea uleiului n camera de ardere, fenomen ce are drept consecin formarea de calamin, se monteaz segmenii de ungere (raclori).Segmenii de ungere au de cele mai multe ori fante frezate la anumite intervale pe ntreaga circumferin. Excesul de ulei colectat de pe pereii cilindrului trece prin aceste fante i se scurge napoi n carter, prin guri corespunztoare, executate n corpul pistonului.La unele construcii, ntre segment i fundul canalului n care acesta este montat n piston, se introduce un inel elastic de oel, numit expandor (extensor). Acest inel apas segmentul pe cilindru i se asigur, astfel, etaneitatea chiar atunci cnd segmentul este uzat i elasticitatea lui s-a micorat.Inelele expandoare se pot monta att la segmenii de compresie cit i la cei de ungere, cu excepia segmentului superior de compresie, la care, datorit temperaturii ridicate a zonei de lucru, un inel expandor nu ar funciona satisfctor.BOLUL PISTONULUIBolul pistonului servete la mbinarea pistonului cu biela. Prin bol se transmit fore importante i, de aeea, se execut din oel de bun calitate. Bolul este n form de eav, cu perei groi, suprafaa sa exterioar fiind lustruit pn la luciu de oglind.

Bolurile se pot monta n piston i biel astfel: flotante (Volga M 21, SR 113); fixate n capul bielei (Dacia 1100, Dacia 1300, Renault 10 Major, Renault 16); fixate n umerii pistonului (Trabant, Wartburg, Fiat 600, Moskvici, Renault Dauphine-Gordini).Bolurile flotante snt cele care se rotesc liber att n capul bielei ct i n umerii pistonului. Bolurile flotante snt cele mai rspndite, deoarece aceast construcie asigur o uzur uniform pe ntreaga suprafa a lor.Pentru a se evita deteriorarea oglinzii cilindrului de ctre bolul flotant, deplasarea axial a acestuia este limitat n majoritatea cazurilor cu ajutorul unor sigurane elastice, introduse n canalele din umerii pistonului, la ambele capete ale bolului.Mai rar, n umerii pistonului, se aaz pe feele bolului flotant ciuperci din aliaje moi. La o deplasare axial a bolului, aceste ciuperci venind n contact cu oglinda cilindrului nu o deterioreaz.Bolurile snt fixate n capul bielei sau n umerii pistonului prin strngere (presare).BIELABiela servete la transmiterea forei de la piston la arborele cotit i, mpreun cu acesta transform micarea de translaie (de du-te vino) a pistonului n micare de rotaie a arborelui cotit. Ea este format din: piciorul bielei (capul mic sau capul superior) care se leag de piston prin bol; tija bielei (corpul); capul bielei (capul inferior sau capul mare), care se leag la fusul arborelui cotit.38

39

.37

Piciorul bielei are forma unui tub sau manon n care se monteaz bolul pistonului. La unele biele, n picior este executat un orificiu de diametru mic (1 ... 1,5 mm); n timpul funcionrii motorului, prin acest orificiu este aruncat un jet de ulei cu care snt unse camele arborelui de distribuie i, parial, cilindrii.Tija bielei are, de obicei, seciunea n dublu T. Dac bolul de biel este uns sub presiune, n lungul tijei bielei se execut un canal pentru debitarea uleiului.Gapul bielei este de regul secionat i capacul lui se fixeax cu dou sau patru uruburi. Capul bielei este prevzut de obicei cu cuzinei pentru micorarea frecrii.Pentru a se elimina jocul care apare la uzura lagrelor de biel, ntre cele dou jumti.ale capului bielei se folosesc adaosuri de reglaj. Pe msur ce se uzeaz lagrul, se scoate o parte din aceste adaosuri i capacul se strnge.ARBORELE COTIT: Arborele cotit (figi 3.6) preia forele transmise prin biele, distribuin- du-le transmisiei automobilului.

De arborele cotit snt legate dispozitivele pentru acionarea diferitelor mecanisme ale motorului: .pompa de ulei, pompa de ap, dinamul, volantul, altematorul (generatorul de curent), electromotorul de pornire, mecanismul de distribuie. La unele automobile, de exemplu la OLTCIT, arborele cotit este constituit din buci.114136

Fig. 3.6. Arborele cotit:3 iusurl de sprijin (paliere); 2 * fusuri de biel (manetoane); 3 braele manivelelor; 4 contragreuti*, 5 partea de calare frontal; G partea de calare posterioar.

Elementele principale ale arborelui cotit snt:fusurile de sprijin (palierele), prin care arborele este aezat pe lagrele fixate n carterul motorului; fusurile de sprijin snt situate pe axa geometric a arborelui cotit;fusurile de biel (manetoanele), prin care arborele cotit este legat de biel; pentru ungerea lagrelor de biel, manetoanele snt prevzute cu canale prin care circul ulei;braele manivelelor, care leag fusurile de sprijin de manetoane;contragreutile;partea din fa a arborelui, denumit partea de calare frontal, pe care se fixeaz pinionul de distribuie, fulia i racul (gheara) pentru pornirea motorului;partea din spate a arborelui, denumit partea de calare posteri- oar, pe care se fixeaz volantul.

PENELE MECANISMULUI BIEL-MANIVEL I REMEDIEREA ACESTORAPenele cele mai frecvente ale mecanismului biel-manivel snt: gri- parea pistoanelor, topirea lagrelor, ruperea segmenilor i arderea garniturii de chiulas.

Griparea pistoanelor se produce datorit dilatrii acestora peste limita admis, provocat de supranclzirea motorului.Cauzele care produc supranclzirea motorului snt: lichid insuficient n instalaia de rcire; slbirea ntinderii curelei ventilatorului sau ruperea acesteia; defectarea pompei de ap; depunerea de piatr n jurul cilindrilor; folosirea necorespunztoare a jaluzelelor radiatorului; cantitate insuficient de ulei sau utilizarea unui ulei cu proprieti necorespunztoare n baia motorului; presiune prea mic a uleiului datorit deteriorrii pompei de ulei; debitarea de ctre carburator a unui amestec necorespunztor; nfundarea parial a radiatorului sau nercirea cu aer a acestuia datorit nfundrii celulelor sale cu praf, insecte, frunze etc.; defectarea termo- statului; dereglarea avansului n sensul micorrii acestuia; dereglarea carburatorului; conducerea ndelungat pe timp de vr, n trepte de vitez inferioare i la turaii mari ale motorului.Apariia vaporilor de ap sau a zgomotului puternic, provocat de ieirea acestora, a unui miros caracteristic de metal i ulei ncinse, a unor bti specifice i a unui zgomot caracteristic produs de forarea de ctre biele a pistoanelor nepenite reprezint indicii de apariie a griprii pistoanelor.Pentru evitarea griprii, n momentul apariiei simptomelor indicate, se oprete automobilul, se aduce maneta de schimbare a vitezelor la punctul mort i se ntrerupe contactul electric. Se toarn n fiecare cilindru, prin orificiul bujiilor, 30 .. .40 g petrol sau benzin cu ulei i se las motorul s se rceasc. Apoi se ncearc rotirea arborelui cotit cu manivela. Dac nu poate fi rotit, se procedeaz la remorcarea automobilului, deoarece gripajul este foarte puternic i nu s-a eliminat. Topirea lagrelor paliere se ntmpl n cazul n care temperatura lagrului depete temperatura de topire a materialului antifriciune de pe cuzinei.Cauzele cele mai frecvente care produc topirea lagrelor paliere sint: lipsa de alimentare cu ulei a lagrelor; jocul incorect ntre arbore i cu- zinet; meninerea n stare murdar a filtrului de ulei; funcionarea defectuoas a instalaiei de rcire; amestec carburant cu un dozaj bogat sau srac.Topirea lagrelor paliere este indicat de manometrul de ulei prin scderea brusc a presiunii n instalaie i printr-un zgomot nbuit care crete o dat cu mrirea sarcinii motorului.Remedierea acestei pene nu se poate face pe parcurs i se procedeaz la remorcarea automobilului.Ruperea segmenilor de piston se poate produce cnd segmenii snt noi i se lovesc de pragul de uzur al cilindrului sau cnd segmenii snt nepenii n canalul lor, n cteva puncte, cai urmare a tensiunilor interioare produse prin nclzire.Ruperea segmenilor se constat prin faptul c motorul pierde din putere, iar n carter scap o cantitate mai mare de gaze dect n mod normal. Dac segmenii snt rupi, la rotirea arborelui cotit cu manivela se aude n cilindru un zgomot caracteristic de zgrietur, iar la turaie ridicat, zgomotul se transform n ciocnituri uoare.In astfel de situaii se oprete motorul, iar automobilul se remorcheaz pn la un atelier de reparaii.Arderea sau degradarea garniturii de chiulas se datorete prelucrrii necorespunztoare a suprafeelor de etanare a blocului sau chiulasei, strngerii insuficiente sau incorecte a mbinrii bloc chiulas i montrii necorespunztoare a garniturii.Arderea sau degradarea garniturii de chiulas se manifest la nceput prin funcionarea neregulat a motorului i apoi prin scpri de gaze, zgomote specifice i oprirea lui. Pana se identific prin:existena uleiului n apa radiatorului ca urmare a mpingerii de ctre gaze a uleiului de pe cilindri n cmaa de ap a chiulasei;producerea unor rateuri ritmice n carburator, ca urmare a transmiterii flcrii de la un cilindru la altul, deoarece garnitura este ars ntre doi cilindri alturai;scderea apei n instalaia de rcire fr a se observa pierderi exterioare, concomitent cu existena apei n baia de ulei (se observ prin ridicarea nivelului de ulei n baia de ulei);ntreruperi la aprindere ca urmare a depunerii apei pe electrozii bujiei.

Remedierea acestei pene se face prin nlocuirea garniturii de chiu- ls defect cu o garnitur de chiulas nou.n afara acestor defeciuni, n cazuri rare, se mai pot produce: ruperea bolului pistonului, datorit uzurii; ruperea urubului bielei, ca urmare a unor erori de montaj sau defeciuni de material; fisurarea blocului cilindrilor sau a chiulasei, ca urmare a nclzirii excesive. Toate aceste defeciuni se remediaz numai n atelierele de reparaii.44

43

Mecanismul de distribuieMecanismul de distribuie asigur distribuirea amestecului carburant i evacuarea gazelor arse, n decursul fiecrui ciclu de funcionare, des- chiznd i nchiznd orificiile de intrare i ieire a gazelor din cilindri la momentul potrivit.Amploarea soluiilor constructive adoptate n'ultimii ani la motoarele de automobil au afectat ntr-o oarecare msur i mecanismul de distribuie, astfel nct, n prezent, se poate face o clasificare a mecanismelor de distribuie dup mai multe criterii.Un prim criteriu l constituie modul n care se realizeaz deschiderea i nchiderea orificiilor de admisie i de evacuare a gazelor din cilindru,'deosebindu-se urmtoarele sisteme:

distribuie prin supape, care se ntlnete la motoarele n patru timpi i la unele motoare n doi timpi, pentru evacuarea gazelor arse;distribuie prin ferestre, care se folosete la motoarele n doi timpi;distribuie prin sertare, care se gsete la motoarele speciale ce dezvolt turaii foarte ridicate ale arborelui cotit (peste 6 000 ... 8 000 rotaii/minut).

La distribuia prin supape, n funcie de poziia acestora, se deosebesc dou soluii constructive: cu supape laterale, la care supapele snt montate n blocul cilindrilor i cu supape n cap, la care supapele snt montate n chiulas.n prezent, ns, toate motoarele n patru timpi de automobil se fabric numai cu supape n cap.La distribuia prin ferestre, acestea snt taiate n carter, cilindru i piston, care, n acest caz, joac i rolul principal n conducerea gazelor.Un al .doilea criteriu/l constituie modul de acionare a mecanismului de distribuie (a arborelui cu came), deosebindu-se n prezent dou soluii constructive:

prin acionare direct, prin angrenaj cu roi, dinate (SR131, SR 113 etc.);prin acionare indirect, prin lan sau curea dinat (Dacia 1100, Dacia 1300, Citroen DS 21 i DS 19, Renault 10 i 16 etc.).

In construcia de automobile, ultima soluie tinde s se extind ca urmare a generalizrii mecanismului de distribuie cu supape n cap. De altfel, aceast soluie prezint o serie de avantaje cum ar fi: funcionare linitit i sigur,; ntreinere; ugar, randament ridicat, nltur solicitrile axiale etc.La autoturismul OLTC1T Special, distribuia cuprinde un arbore cu came, plasat sub arborele cotit, cu pinion de preluare automat a: jocului. La autoturismul OLTC1T Club exist doi arbori cu came, cte unul n capul fiecrui grup de doi cilindri, iar arborii cu came snt antrenai prin dou curele de distribuie (cu ntindere reglabil^). Pe un arbore se gsete excentricul pentru acionarea pompei de benzin, iar pe cellalt arbore se gsete cuplajul pentru acionarea ruptor-distribuitorului.Deoarece mecanismul de distribuie de la motoarele n patru timpi este singurul sistem la care exist piese i comenzi destinate exclusiv distribuiei, n lucrare se prezint numai acest sistem.MECANISMUL DE DISTRIBUIE CU SUPAPE N CAPMecanismul de distribuie cu supape n cap (fig. 4.1) se compune din urmtoarele piese: arborele cu came; pinioanele de distribuie; tacheii cu bucele de ghidaj; tijele mpingtoare, culbutoarele; supapele de adrhi- sie i evacuare; bucele de ghidaj ale supapelor; arcurile de supap i piesele de fixare a supapelor.

Fiecare cilindru este prevzut cu dou supape: una de admisie i una de evacuare.In timpul micrii arborelui cu came, fiecare cam acioneaz un tachet 2, deplasndu-1 n sus. Tachetul apas asupra tijei mpingtoare 3, care imprim culbutorului 7 o micare de rotaie n jurul axului su. Cul- butorul apas, cu capul liber, asupra tijei supapei 9 i, nvingnd fora opus de arcul 8 al supapei, o deplaseaz; astfel se realizeaz legtura cu galeria de admisie sau cu cea de evacuare. Cnd partea proeminent a camei prsete tachetul, acesta coboar, iar supapa, sub aciunea arcului, nchide legtura cilindrului cu galeria de admisie sau de evacuare.Arborele cu came trebuie s aib o turaie de dou ori mai mic de- ct turaia arborelui cotit, deoarece supapele trebuie s se deschid o singur dat pentru realizarea unui ciclu de funcionare a motorului.ARBORELE CU CAMEArborele cu came (fig. 4.2) comand mecanismul de distribuie, efec- tund deschiderea supapelor n ordinea cerut de funcionarea motorului. La unele automobile (de ex. OLTCIT Club) exist doi arbori cu came.

Prile componente ale arborelui cu came snt urmtoarele: camele, fusurile, excentricul de comand al pompei de benzin i pinionul de acionare a pompei de ulei.

Camele asigur deschiderea supapelor n ordinea de funcionare ce-Fig. 4.1. Mecanismul de distribuie cu supape n cap:I arbore cu came; 2 tachet; 3 tij; 4 deget de reglare; 5 contra- piuli; fi axul culbutoarelor; 7 cul- butor; 8 arcuri; 9 supap; li disc; II buc conic.

Fig. 4.2. Arborele cu came:l came; 2 fusuri; 3 excentricul de acionare a pompei de benzin; t pinionul pentru acionarea pompei de ulei.

rut, de aceea ntre ele exist un decalaj de poziie, care variaz dup numrul cilindrilor. Astfel, la motoarele cu patru cilindri, decalajul ntre camele de acelai nume (admisie sau evacuare) este de 90, iar la motoarele cu ase cilindri este de 60.

Camele se execut dintr-o bucat cu arborele cu came, forma lor fiind n aa fel aleas nct s, asigure ridicarea i coborrea uniform, fr ocuri, a supapelor i meninerea acestora timp suficient n poziie deschis. Numrul camelor este egal cu numrul supapelor motorului.Fusurile arborelui cu came snt dimensionate la un diametru mai mare dect diametrul camei. Aceast soluie este necesar pentru a se putea asigura montarea arborelui cu came n lagrele sale. Fusurile se rotesc n lagre n form de buce, cptuite pe suprafaa interioar cu material antifriciune i presate n orificiile din carterul motorului.Arborele cu came se monteaz prin partea frontal a motorului, n blocul cilindrilor i sau n chiulas, i primete micarea de la arborele cotit, fie printr-un angrenaj cu roi dinate, fie prin lan sau curea dinat, n ambele cazuri, roata dinat conductoare este montat pe partea de calare frontal a arborelui cotit, iar roata dinat condus este montat la extremitatea frontal a arborelui cu came.Pentru ca fazele distribuiei s se efectueze fiecare la momentul potrivit, trebuie asigurat poziia relativ corect ntre arborele cu came i arborele cotit. n acest scop, pe roile dinate de distribuie snt trasate repere de identificare.SUPAPELESupapele au rolul de a obtura orificiile de legtur ale cilindrilor cu galeriile de admisie sau de evacuare. Prile componente ale unei supape (fig. 4.3) snt: buca de ghidare, arcul supapei, discul de sprijin al arcului i buca conic.

O supap este alctuit din dou pri principale:talerul supapei, care obtureaz orificiul de admisie sau evacuare;tija supapei, care transmite comanda i asigur ghidarea supapei.

Suprafaa interioar a talerului supapei este prelucrat conic cu onclinare de 45 sau de 30, formnd suprafaa de lucru a supapei, care se rezeam pe suprafaa conic a scaunului de supap din blocul motor (la motoarele cu supape laterale) sau din chiulas (la motoarele cu supape n cap). Pentru a se realiza o etanare ct mai bun ntre aceste dou suprafee, supapele se lefuiesc cu ajutorul unei paste speciale.La majoritatea motoarelor de automobil, n scopul mbuntirii coeficientului de umplere a cilindruluiCantitatea real de amestec proaspt ce ptrunde n cilindru raportat la cantitatea teoretic care ar putea ptrunde n cilindru n condiiile mediului ambiant., supapele de admisie se confecioneaz cu un diametru al talerului mai mare dect al supapelor de evacuare.Tija supapei, pentru a putea realiza ghidarea supapei n buca de ghidare, are suprafaa sa cilindric prelucrat fin, prin rectificare.Buca de ghidare se confecioneaz din font i se monteaz prin presare n orificiile corespunztoare din blocul motor sau din chiulas. Pe suprafaa exterioar, buca are un colier cu care se sprijin n bloc sau n chiulas.

Fig. 4.3. Elementele constructive ale supapei:1, 2 supape; 3 scaunul.supapei; 4 buc de ghidare; 5 buc conic; G arc; 7 disc de sprijin.

Arcul supapei are rolul de a menine supapa apsat pe scaunul ei. Arcul se sprijin cu Un capt pe blocul motor sau pe chiulas i cu cellalt capt pe discul de sprijin.Transmiterea micrii de la arborele cu came la tijele supapelor se realizeaz cu ajutorul sistemului de mpingtori (fig. 4.4), format din tachei, tije mpingtoare i culbutorin cazul n care arborele cu came acioneaz direct^ asupra supapei, se elimin complet sistemul de mpingtori..CULBUTOABELECulbutoarele (fig. 4.1) au rolul s modifice direcia micrii transmise de la tachet. Un bra al culbutorului e aaz deasupra tijei supapei, iar cellalt este fixat pe tija mpingtoare.46

45

Culbutorul este meninut, n stare de repaus, apsat pe tija mpin- gtoare cu ajutorul unor arcuri sau bare de torsiune. Pentru reglarea jocului ntre tija supapei i culbutor, la captul dinspre tija mpingtoare, culbutorul este prevzut cu un urub de reglare cu contrapiuli.Culbutoarele snt montate articulat pe un ax (axul culbutoarelor) fixat pe chiulas prin intermediul unor supori.FAZELE DISTRIBUIEIFazele distribuiei snt reprezentate de momentele de ncepere a deschiderii i nchiderii supapelor, exprimate n grade unghiulare de rotire a arborelui cotit.

Fazele distribuiei pot fi reprezentate grafic sub forma unei diagrame (fig. 4.4), numit diagrama fazelor distribuiei.Deschiderea i nchiderea supapelor trebuie s se fac cu un anumit decalaj, fa de cele dou puncte moarte* pentru a se obine un coeficient de umplere (cu amestec carburant) ct mai mare i un coeficient de evacuare (al gazelor arse) ct mai mic.nceputul deschiderii supapei trebuie s se fac cu avans (5.,. 30) pentru ca n momentul n care pistonul ajuns la punctul mort interior, supapa de admisie s fie complet deschis.ntrzierea la nchidere a supapei de admisie (40... 70) face posibil mrirea coeficientului de umplere a cilindrului, ntruct, datorit iner-PM l

PM.E.Fig. 4.4. Diagrama fazelor distribuiei.

iei curentului de gaze i a depresiunii din cilindru, admisia va continua i dup ce pistonul a trecut de punctul mort exterior.Pentru a se permite ca evacuarea gazelor arse s nceap nainte -ca pistonul s ajung la punctul mort exterior, supapa de evacuare se deschide cu avans (35. .. 70). Astfel, evacuarea gazelor se face mai repede i se micoreaz lucrul mecanic efectuat n acest scop.Pentru a se folosi ineria i presiunea din cilindru, care este mai mare dect presiunea atmosferic, supapa de evacuare se nchide cu ntr- ziere (2... 30), respectiv dup ce pistonul a trecut de punctul mort interior. In felul acesta se realizeaz o curire mai bun a cilindrului de gazele arse.PENELE MECANISMULUI DE DISTRIBUIE I REMEDIEREA ACESTORADefeciunile care apar mai frecvent, n timpul exploatrii automobilului, la mecanismul de distribuie snt: griparea supapelor, blocarea supapelor ntr-o poziie intermediar, slbirea sau ruperea arcurilor supapelor, ruperea lanului distribuiei.

Griparea supapelor se produce ca urmare a inexactitilor ^produse n timpul reparaiilor cum snt: jocul mic ntre supape i bucele de ghidare sau creterea temperaturii supapelor ca urmare a existenei unui joc insuficient la tachei; griparea poate avea loc i ca urmare a depunerii unor particule solide de calamin pe tijele supapelor. Deseori, blocarea supapelor nu are caracter de avarie, ci este urmarea nclzirii excesive a motorului.Aceast pan se manifest prin ntreruperi neregulate n funcionarea motorului, oprirea motorului la mersul n gol i producerea de rateuri n colectorul de admisie sau evacuare.Pentru a se localiza cilindrul (sau cilindrii) la care s-a produs griparea supapei, se demonteaz toate bujiile n afar de cea de la cilindrul care se verific, apoi se rotete arborele cotit cu manivela. Dac nu se aud uierturi, supapa nu este gripat; dac se aud uierturi n carburator, este gripat supapa de admisie; dac se aud uierturi n colectorul de evacuare, este gripat supapa de evacuare. Operaia se continu la toi cilindrii.Remedierea pe traseu a acestei pene se poate face numai parial, prin lsarea motorului s se rceasc i verificarea i reglarea jocurilor dintre supape i tachei.Blocarea unei supape ntr-o poziie intermediar se datorete depunerii abundente de calamin pe tija supapei. Acest fenomen se cunoate sub denumirea de cocsarea supapei.Cocsarea supapelor este provocat de amestecul carburant bogat, la supapa de admisie, i de un consum exagerat de ulei (n cazul motoarelor uzate), la supapa de evacuare.Remedierea n parcurs este dificil. Este necesar s se demonteze supapa i s se curee cu un b de lemn, dup care se spal cu benzin.Slbirea sau ruperea arcului unei'supape se datorete temperaturii ridicate, funcionrii ndelungate a motorului, coroziunii i obosirii materialului arcului.Pana se identific prin zgomotul produs, rateuri n carburator sau n colectorul de evacuare, mersul neregulat al motorului ca urmare a nefunc- ionrii unui cilindru.Pentru remedierea provizorie a penei pe traseu, se folosete tot arcul vechi, introducndu-se o aib ntre cele dou buci rupte.Ruperea lanului distribuiei, ca urmare a uzurii sau a unor defeciuni de materiale, conduce la oprirea brusc a motorului i la producerea unei lovituri scurte metalice, suficient de puternic pentru a fi auzit de conductorul automobilului.Pentru identificarea avariei, se demonteaz capacul distribuitorului i se rotete arborele cotit cu electromotorul de pornire: dac axul distribuitorului nu se rotete, lanul este rupt.Remedierea const n nlocuirea lanului intr-un atelier de reparaii.5.Instalaia de alimentare a motoarelor cu ardere internInstalaia de alimentare a unui motor cu ardere intern asigur depozitarea combustibilului necesar funcionrii acestuia, prepararea amestecului carburant ce arde n cilindrii motorului i evacuarea gazelor rezultate din ardere.COMBUSTIBILI PENTRU AUTOMOBILECombustibilii pe baz de hidrocarburi snt materiale prin a cror ardere se obine energia necesar deplasrii automobilului.

Combustibilii folosii n mod obinuit la motoarele de automobile snt: benzina, pentru motoarele cu aprindere prin scnteie i motorina, pentru motoarele cu aprindere prin compresie; n ultimii ani s-au fcut numeroase cercetri pentru gsirea de combustibili nlocuitori, pe baz de alcool, de extrase din unele plante, gaz metan, hidrogen etc., precum i pentru folosirea la automobile a motoarelor acionate electric, cu energie solar, cu abur etc.Benzina este obinut prin amestecarea diferitelor fraciuni petroliere rezultate din procesele de distilare primar a ieiului i de prelucrare secundar a unor produse petroliere, precum i a unor produse de sintez. Benzina se folosete drept combustibil pentru motoarele cu aprindere prin scnteie, conform prescripiilor din cartea tehnic a motorului sau instruciunilor de exploatare a motorului.Benzina pentru automobile se livreaz n urmtoarele tipuri: Pre- mium I, Premium II, Regular, Normal, avnd caracteristicile, conform STAS 176-80, prezentate n tabelul 5.1.Motorina se obine prin amestecarea fraciunilor corespunztoare de motorin i petrol, rezultate n principal din procesele de distilare primar a ieiului i din procese secundare, catalitice i necatalitice. Motorina se folosete drept combustibil pentru motoare Diesel conform prescripiilor4 Automobilul49

Condiii tehnice de calitate a benzineiTabelul 5.1

Tipul de benzin

CaracteristiciPre- mium IPre-mium IIRegularNormalCifra octanic, metoda Research (CO/R)96 ... 98minimum 95minimum 87minimum 75Coninut de tetraetil de plumb, ml/i, maximum0,30,60,6Sulf, %, maximum0,050,10,10,15Gume actuale, mg/100 cm3, maximum3347Perioada de inducie, minute, minimum600550550300Indice de neutralizare mg KOHyiOO cm3, maximum2223Ap i impuriti mecanicelipslipslipslipsAciditate mineral i alcalinitatelipslipslipslips

din cartea tehnic sau din instruciunile de exploatare a motorului. Motorina se livreaz n urmtoarele tipuri: ROMAN; LD; 35; 25; 15; 10;5; +5. Caracteristicile motorinei, conform STAS 240-80, snt prezentate n tabelul 5.2.Pentru a satisface condiiile optime de funcionare a motorului, combustibilii pe baz de hidrocarburi trebuie s aib anumite caracteristici determinate de natura acestora sau de procedeul de fabricaie prin care au fost obinui.Astfel, principalele caracteristici ale benzinei snt volatilitatea i cifra octanic.Volatilitatea reprezint capacitatea de transformare a benzinei n vapori, la o anumit temperatur. De volatilitate depinde buna funcionare a motorului la pornire, la accelerare i la funcionare pe timp rece. Cu ct o benzin este mai volatil, cu att calitatea amestecului carburant va fi mai bun, iar motorul va porni mai uor.Caracteristici tehnice de calitate a motorineiTabelul 5.2

Tipul de motorinCaracteristiciROMANLD352515105+5Aspect

Lichid lim p e d e

Culoare Union, uniti, max.433 care materia prim este format din diferite metale i acizi, iar electrolitul este o soluie apoas a unei baze; cele mai ntrebuinate ; snt: acumulatoarele fero-nichel, avnd electrodul negativ din fier i electrodul pozitiv din oxid de nichel; acumulatoarele ferocadmiu-nichel, cu electrodul negativ din fier i cadmiu, iar cel pozitiv din oxid de nichel; acumulatoarele argint-zinc, cu electrodul negativ din zinc i cel pozitiv din oxid de argint.

Mrimile electrice, cele mai importante, care caracterizeaz proprietile bateriilor de acumulatoare snt:tensiunea la bornele bateriei de acumulatoare, care variaz n raport cu gradul su de ncrcare; tensiunea la sfritul ncrcrii bateriei de acumulatoare trebuie s fie de maximum 2,7 V pe element, iar tensiunea maxim admis la descrcare este de 1,7 V pe element;capacitatea bateriei de acumulatoare, care reprezint cantitatea de energie electric pe care bateria, complet ncrcat, poate s o debiteze unui circuit electric, pn ce tensiunea la borne scade la 1,7 V pe element; capacitatea bateriei se msoar n amperi or, (Ah);densitatea electrolitului, care este masa electrolitului raportat la unitatea de, volum.

Bateria de acumulatoare (tip 8.1) se compune din: elemente, care pot fi n numr de trei,sau ase dup cum bateria este de 6 V sau 12 V i care snt formate din grupul plcilor pozitive 4 i al plcilor negative 3; punile de legtur ale elementelor 15; bornele de legtur spre exterior 7 i 11; piesele (punile) de legtur dintre elemente 14; separatoarele dintre plcile de semne contrare 1; cutia 5 n care se monteaz elementele; capacele elementelor 10; dopurile 9 i piesele sau materialele de etanare.Plcile acumulatorului snt confecionate n form de grtar, din- tr-un aliaj de plumb i stibiu. Ochiurile grtarului se umplu cu mas activ (past), format dintr-un amestec de miniu de plumb i litarg, amesTabelul 8.1

110

109

107

tecate la rndul lor cu o soluie lichid de acid sulfuric. Plcile de acelai semn snt legate ntre ele cu o punte de legtur 15 prevzut cu o born 8, formnd un semibloc.Acumulatorul ncrcat are la placa negativ plumb (Pb), iar la placa pozitiv bioxid de plumb (Pb02). Dac plcile acumulatorului se unesc

Fig. 8.1. Bateria de acumulatoare: l separatoare; 2 nervuri; 3 plcile negative; 4 plcile pozitive;5 cutie; 6 buc de plumb; 7 borna pozitiv a bateriei; 8 borna elementului; 0 dop; 10 capacul elementului; 11 borna negativ a bateriei; 12 mastic; 13 perete de compartimentare; 14 punte de legtur ntre elemente; 15 punte de legtur a elementului.

n exterior printr-un conductor i se conecteaz o lamp electric, atunci acumulatorul va furniza energia electric care s-a nmagazinat la ncrcare sub form de energie chimic.La descrcare (fig. 8.2), transformarea energiei chimice n energie- electric se datoreaz urmtoarelor fenomene electrochimice: pe ambele plci se formeaz sulfat de plumb de culoare cenuiu-nchis, iar electro- litul se dilueaz prin apariia moleculei de ap ce se formeaz la placa pozitiv a acumulatorului. Acest lucru este posibil prin disocierea electrolitic a acidului sulfuric n: ioni pozitivi de hidrogen H+ i ioni negativi ai radicalului acid S04. Deci:la placa negativ:

SOI" +pb S04Pbla placa pozitiv:

2H2+Pb02+H2S04* S04Pb + 2H20Densitatea electrolitului scade pe msur ce acumulatorul se descarc. Msurnd densitatea electrolitului se obine o indicaie precis asupra gradului de descrcare a acumulatorului.

Pentru a nmagazina o cantitate mai mare de electricitate, un element are mai multe plci pozitive i negative. Plcile snt montate n aa fel, nct o plac pozitiv s fie cuprins ntre dou plci negative. Fiecare element de acumulator are un numr de plci pozitive cu unul mai puin dect numrul plcilor negative, astfel c plcile marginale ale elementului snt negative.

Fig. 8.2. Procesele electrochimice de descrcare a acumulatorului:a ncrcat; b n timpul descrcrii.Separatoarele 1 servesc la evitarea scurtcircuitului ntre plci. Ele snt foarte poroase pentru ca electrolitul s poat ptrunde mai uor prin ele. Separatoarele se confecioneaz din: lemn, materiale sintetice poroase, cauciuc sintetic microporos etc.Cutia 5 se confecioneaz din ebonit (STAS 3731-71) sau din alt material, conform documentelor tehnice normative de produs. Cutia are trei sau ase compartimente pentru elemente. Pe fundul fiecrui compartiment al cutiei snt prevzute nervurile 2, pe care se aaz plcile; n spaiul dintre nervuri se adun depunerile de la materia activ, evitnd scurtcircuitarea plcilor.Capacele 10 ale compartimentelor cutiei snt confecionate din ebonit. Ele au trei guri: una n centru, pentru introducerea electrolitului i evacuarea gazelor, i dou la capete, pentru ieirea bornelor conice 8 i 11 ale punilor de asamblare a plcilor.Bornele snt marcate cu semnul minus i plus, prin turnare. Uneori dimensiunile bornelor pozitive snt mai mari dect ale celor negative, pentru a nu se face legturile greit.Bateriile de acumulatoare acide cu plumb, avnd tensiunea nominal de 6 i 12 V, utilizate pentru pornirea motoarelor cu ardere intern i pentru alimentarea instalaiilor auxiliare de pe autovehicule snt standardizate (STAS 444-79). Notarea unei baterii de acumulatoare, se face indicnd n ordine: tensiunea nominal n V; o liter sau un grup de litere, pentru bateriile cu legturi aparente i capace individuale; capacitatea nominal. Tipurile de baterii de fabricaie romneasc snt prezentate n tabelul 8.1.Tipuri de baterii de acumulatoare de fabricaie romneascTipul baterieiCapacitateanominal(C)AhTipul baterieiCapacitateanominal(CM)Ah6M 4,54,51277776F8812DK 77776F 161612DS 84846DS84841288886DS 939812D72726DS11211212ES1051056105105121101106ES16016012ES135-11356Eg 18018012ES 13513512R45451214314312R 45M4512ES18018012444412ES 3203201255551244 P4412DS565612DS 70-1P701266661215015012DS 70-17012484812DS 7070

Etanarea bateriei se face cu bitum pentru acumulatoare (STAS 4766-73) sau cu alt material corespunztor, rezistent la acizi, la cldur (+60C) i la frig (30C). La modificarea temperaturii, materialul de etanare trebuie s asigure etaneitatea dintre capac i monobloc, s nu curg, s nu se desprind de pe pereii monoblocului, s nu prezinte rupturi sau fisuri care nrutesc calitile de exploatare i aspectul exterior al bateriei. Electrolitul pentru baterii este constituit din acid sulfuric pentru acumulatoare (STAS 164-75) i ap distilat sau demineralizat, lipsit de impuriti duntoare. Nivelul electrolitului n fiecare celul a monoblocului trebuie s fie cu 10 ... 15 mm deasupra marginii superioare a separatorilor, dac instruciunile de exploatare nu prevd altfel.O baterie complet ncrcat i pus n funciune conform instruciunilor productorului, la temperatura de 25C, trebuie s asigure o descrcare continu cu un curent constant /=0,05 C20, pn cnd tensiunea la borne atinge valoarea de 5,25 V, n cazul bateriilor cu tensiunea nominal de 6 V, i 10,5 V, n cazul bateriilor de 12 V.Principiul de funcionare a acumulatorului cu plumb se bazeaz pe reaciile electrochimice ce au loc, att la ncrcare ct i la descrcare, ntre electrolit i masa activ de pe plci. La ncrcare se leag plcile acumulatorului la o surs de curent. Pentru aceasta, este necesar ca borna plus a sursei s fie legat de borna plus a acumulatorului i borna minus asursei la boma minus a acumulatorului. Fenomenele electrochimice care au loc n aceast situaie (fig. 8.3) conduc la urmtoarele rezultate:la placa pozitiv, ionii negativi de radical acid SO 4 n reacie cu sulfatul de plumb i apa din soluie, vor da peroxid de plumb i acid sulfuric:

S04Pb + S07 ~ + 2H,Q* 2S04H2+Pb02

Fig. 8.3. Procesele electrochimice de ncrcare a acumulatorului:a descrcat; b n timpul ncrcrii.la placa negativ, ionul pozitiv de hidrogen H+ n reacie cu sulfatul de plumb va da plumb curat i acid sulfuric.

Se observ c, n urma acestor reacii, proporia de acid sulfuric crete i, deci, densitatea electrolitului crete pe msur ce acumulatorul se ncarc. Acumulatorul este ncrcat cnd placa negativ nu mai are sulfat de plumb care s intre n reacie cu ionii de hidrogen i acetia se degaj sub form de gaz (se spune c acumulatorul fierbe). Dac se continu ncrcarea, concentraia electrolitului crete foarte mult, ceea ce duce la distrugerea acumulatorului.Bateriile de acumulatoare se fixeaz, n majoritatea cazurilor, pe a- siu, sub cabin, uneori alturi de motor sau chiar n partea opus motorului. Fixarea trebuie s fie sigur i fr joc pentru a nu se deteriora cutia acumulatorului.GENERATORUL DE CURENT

Generatorul de curent trebuie s alimenteze cu energie electric receptoarele i s asigure ncrcarea bateriei de acumulatoare cu care este cuplat n paralel. ncrcarea bateriei se realizeaz n timpul funcionrii motorului, numai dac generatorul are o tensiune mai mare.In general, se utilizeaz generatoare de curent continuu cu excitaie n derivaie (Dacia 1100; Renault 10; Skoda 100 MB; Moskvici 412); n ultimul timp, ns, a devenit mai economic, la puteri mari, utilizarea generatoarelor de curent alternativ cu redresoare (Dacia 1300, Renault 16).114

3 Automobilul113

111

Generatorul de curent continuu (dinamui) este o main electric care transform energia mecanic n energie electric, pe baza induciei electromagnetice.

Prile principale ale dinamului (fig. 8.4) snt: statorul 1; rotorul (in- dusul) 2; colectorul 6; periile 9 cu portperiile lor i arcurile de apsare a periilor; scuturile (capacele) spre colector 3 i spre partea de antrenare 5.

Fig. 8.4. Generatorul de curent continuu (dinamul):1 stator; 2 rotor; 3 scut spre colector; 4 nfurarea de excitaie; 5 scut spre partea de antrenare; 6 colector; 7 fulia de antrenare; 8 garnitur; 9 perie; 10, 11 rulmeni.

Statorul 1 este compus dintr-o carcas n form cilindric, n interiorul creia se afl piesele polare fixate cu uruburi, pe care se gsete nfurarea de excitaie.nfurarea de excitaie 4, care produce cmpul magnetic inductor, este format din bobine polare identice, cu un numr mare de spire. Un capt al nfurrii de excitaie se afl legat la mas, iar cellalt capt legat la borna izolat a generatorului care se gsete fixat pe carcas.Rotorul 2 este format dintr-un arbore pe care se gsete fixat prin presare miezul, executat din tole de fier. In crestturile miezului se gsete nfurarea indusului. Arborele rotorului se sprijin pe doi rulmeni 10 i li, care se gsesc montai n capacele generatorului. Antrenarea rotorului se face de ctre arborele cotit al motorului, prin intermediul unei curele trapezoidale care pune n micare fulia montat pe axul rotorului.Colectorul 6 este confecionat din lamele de cupru foarte pur, izolate ntre ele cu micanit i fixate rigid pe arborele rotorului.Periile 9 au rolul de a face contactul electric n nfurarea rotoric i circuitele exterioare ale statorului. Periile se monteaz n portperii, care snt prevzute cu arcuri ce le menin apsate pe colector. Periile snt confecionate din grafit sau din cupru grafitat. De obicei, peria pozitiv este legat la mas, iar peria negativ se leag la borna izolat de pe carcas.Scutul 3 al portperiilor spre colector nchide carcasa generatorului de curent n spre colector, avnd spre exterior ferestre de aerisire, protejate de un colier de tabl de oel pentru a permite accesul n vederea ntreinerii periilor i colectorului. Portperiile snt fixe sau reglabile fiind plasate pe partea interioar a scutului.Rcirea generatorului montat pe automobil se face cu aer. In acest scop, fulia 7 este prevzut pe partea dinspre generator cu palete.Funcionarea generatorului de curent continuu are la baz fenomenul de inducie electromagnetic. Acest fenomen const n apariia unei tensiuni electromotoare ntr-un circuit nchis strbtut de un flux magnetic variabil. Spirele ce formeaz nfurarea rotoric a dinamului se rotesc n cmpul magnetic al statorului, producndu-se astfel curentul electric ce se colecteaz prin colector.Funcionarea generatorului de curent continuu se bazeaz pe existena unui magnetism remanent datorit magnetizrii inductorului (statorului) din funcionrile anterioare. La pornire, intensitatea curentului de excitaie este nul i generatorul produce o tensiune electromotoare egal cu aproximativ 2 ... 5 % din tensiunea electromotoare nominal. Fluxul magnetic inductor crete ndat dup pornire ntruct fie tot curentul indus, fie doar o parte a sa (n funcie de tipul de autoexcitaie), strbate nfurarea de excitaie i produce un cmp magnetic care, dac are acelai sens cu cmpul remanent, va da un cmp rezultant mrit. n acest caz, tensiunea electromotoare crete i, ca urmare, va crete i intensitatea curentului de excitaie care mrete, la rndul su, fluxul magnetic inductor i aa mai departe. Se ajunge astfel ca, n scurt timp, generatorul s funcioneze la parametrii normali, adic s dea tensiunea i intensitatea curentului la valorile corespunztoare funcionrii normale.b. Generatorul de curent alternativ (altematorul). Bateria de acumulatoare alimenteaz receptoarele cnd motorul nu funcioneaz, precum i la pornirea acestuia. Cnd motorul funcioneaz, bateria trebuie s se rencarce, ns, la turaii mici i la mersul n gol al motorului, dinamul nu produce tensiunea i intensitatea suficiente pentru a asigura o ren- crcare a bateriei. Apare, astfel, pericolul epuizrii bateriei, pericol accentuat de scderea vitezei medii de parcurs prin creterea numrului de automobile n circulaie i de creterea consumului de energie electric prin sporirea numrului de aparate montate pe automobil.Utilizarea generatorului de curent alternativ cu redresoare (alterna- torului) mbuntete aceast situaie, deoarece acesta poate asigura ncrcarea bateriei de acumulatoare la turaii mici i chiar la mersul n gol al motoruluiAvantajele pe care le prezint generatorul de curent alternativ snt:greutate mic i volum redus; raportul putere/greutate este de aproape trei ori mai mare dect la generatoarele de curent continuu;la turaia minim la care generatorul de curent alternativ debiteaz energie, puterea ajunge la valori egale cu un sfert din puterea nominal; acest lucru permite rencrcarea satisfctoare a bateriei de acumulatoare la orice regim de lucru al automobilului, chiar i la mersul n gol al motorului;prin utilizarea redresoarelor n locul colectorului se nltur i necesitatea de a folosi un conductor-disjunctor care devine de prisos;capacitatea necesar bateriei de acumulatoare se reduce, ca urmare a mbuntirii posibilitilor de rencrcare n orice condiii i durata ei de via se prelungete pentru c este meninut n stare ncrcat.

Scderea preului de cost al redresoarelor a dus la extinderea folosirii alternatoarelor pe autoturisme i autobuze. Unele automobile construite n ara noastr (ARO, Dacia 1300 etc.) snt echipate cu alternator.Un alternator (fig. 8.5) se compune din dou pri principale: statorul (indusul) i rotorul (inductorul).Statorul 4 are forma unui inel care prezint pe suprafaa interioar un numr de crestturi n care se afl o nfurare trifazat legat n triunghi. Capetele libere ale nfurrilor statorului snt legate, fiecare, la o pereche de redresoare (diode cu siliciu), una direct i una inversat, montate n suportul 2 de aluminiu.Rotorul 3 este format din dou jumti simetrice i comport patru perechi de poli. Axul rotorului este montat n lagre cu bile susinute de capacele 1 i 5. Rotorul conine nfurarea de excitaie. Pe capacul 1 snt montate portperiile, ale cror perii 7 se freac de inelele colectoare ce snt legate cu capetele nfurrii de excitaie a rotorului alternatorului. Pe partea capacului 5 este montat, n exterior, roata de curea (fulia) 10, iar n interior ventilatorul 9, destinat rcirii alternatorului.

Fig. 8.5. Elementele componente ale unui alternator: l capac; 2 suport portdiode; 3 rotor; 4 stator; 5 capac; 6 portperie; 7 perie de excitaie; 6 perie mas; 9 ventilator; 10 fulie.

RELEE REGULATOARE

Un releu-regulator se compune din: conjunctorul-disjunctor, regulatorul de tensiune i limitatorul de curent (regulatorul).Releele-regulatoare, au, n general, o construcie asemntoare, fiind formate dintr-un electromagnet, care, atrgnd o armtur, nchide sau deschide contactele electrice, modificind n modul acesta condiiile de funcionare a generatorului de curent sau ale legturii acestuia cu bateria de acumulatoare.Conjunctorul-disjunctor stabilete n mod automat legtura dintre generatorul de curent i bateria de acumulatoare, atunci cnd tensiunea la bornele generatorului ajunge cu puin mai mare dect a bateriei, care este ncrcat n acest caz de generator.In cazul turaiilor mici sau al opririi motorului, cnd tensiunea la bornele generatorului de curent scade sub aceea a bateriei sau devine zero, conjunctorul-disjunctor desface legtura dintre generator i baterie. Dac legtura electric nu se desface, apare un curent invers celui normal i, ca urmare, bateria alimenteaz generatorul care va funciona ca motor electric, lucru ce trebuie evitat.Conjunctorul-disjunctor (fig. 8.6) este un contactor electromagnetic compus dintr-un electromagnet al crui miez de fier 1 are dou nfurri de magnetizare; nfurarea serie IS, parcurs de curentul debitat de dinamul 2, i nfurarea derivaie ID, legat n derivaie la bornele dinamului.

Fig. 8.6. Schema electric a conjuctorului- disjunctor:1 miez de fier; 2 dinam; 3 armtur;i articulaie; 5 arc; 6 lamp de control;7 ntreruptori; Ci i C2 contacte; Ex nfurarea de excitaie; B baterie; IS nfurare serie; ID nfurare derivaie.

Armtura 3 a electromagnetului poart contactul mobil Cu care stabilete legtura cu contactul fix Cz, cnd armtura este atras de miezul de fier. n repaus, armtura 3 este ndeprtat de miezul 1 datorit arcului5,iarcontactele snt deschise. Cnd turaia generatoruluicrete,semretei tensiunea de la bornele lui, n consecincreteiintensitateacurentului din nfurarea derivaie ID. La o tensiune a generatorului mai 126

125

a*115-

mare ca cea a bateriei de acumulatoare, fora de atracie a armturii 3 nvinge fora arcului 5, contactele se nchid i dinamul debiteaz curent n baterie. In aceast situaie, nfurarea IS are rolul de a ntri aciunea nfurrii ID din momentul nchiderii contactelor, prin formarea unui cmp magnetic de acelai sens cu cmpul magnetic format de nfurarea ID.Cnd tensiunea la bornele dinamului scade sub cea a bateriei, curentul nfurrii IS i schimb sensul, producnd astfel eliberarea armturii, desfacerea contactelor i ntreruperea circuitului dintre dinam i baterie.n legtur cu contactele conjunctorului-disjunctor este montat o lamp de control 6 (numai la automobilele care nu au ampermetru la bord), care se conecteaz o dat cu introducerea cheii de contact a aprinderii. Lampa de control indic dac conjunctorul-disjunctor funcioneaz sau nu; cnd se nchide ntreruptorul aprinderii, se aprinde i becul lmpii; cnd tensiunea dinamului ajunge egal cu cea a bateriei, becul se stinge i rmne astfel att timp ct dinamul funcioneaz i contactele releului snt nchise.

Regulatorul de tensiune (fig. 8.7) are rolul de a menine ct mai constant tensiunea la bornele generatorului de curent, independent de turaia motorului sau de sarcina generatorului, n care scop face s creasc sau s scad n mod corespunztor intensitatea curentului de excitaie a generatorului. In consecin, intensitatea curentului de ncrcare a bateriei de acumulatoare scade pe msur ce aceasta se ncarc, reducndu-se la zero atunci cnd bateria este complet ncrcat. De asemenea, datorit regulatorului de tensiune, curentul de ncrcare este mai mic vara, cndFig. 8.7. Schema electric a regulatorului de tensiune:1 miez de fier; 2 dinam; 3 armtur; articulaie; 5 arc; Ex nfurarea de excitaie; ID nfurarea n derivaie; Ct si Ca contacte; RS rezisten suplimentar.

bateria se ncarc mai uor, i mai mare iarna, cnd bateria are o temperatur sczut i se ncarc mai greu.Reglarea tensiunii are loc prin introducerea i scoaterea rezistenei suplimentare RS n circuitul nfurrii de excitaie Ex a dinamului 2, cu ajutorul unor contacte care o scurtcircuiteaz sau nu.

nchiderea i deschiderea contactelor i C2 se realizeaz cu ajutorul armturii mobile 3, acionat de un electromagnet a crui nfurare n derivaie este alimentat de generator. Contactele stau n mod normal nchise, armtura fiind reinut de arcul 5. Cnd tensiunea generatorului atinge o anumit valoare, fora de atracie a nfurrii n derivaie ID nvinge rezistena arcului 5 i armtura 3 este atras, deschiznd contactele Ci i C2.Curentul de excitaie care se nchide iniial prin contactele i C2 este ntrerupt i trebuie s se nchid prin rezistena suplimentar RS. Deoarece intensitatea curentului de excitaie scade, se micoreaz i tensiunea dinamului pn cnd fora electromagnetic creat de cmpul magnetic al bobinei ID nu mai este capabil s rein armtura, care revine nchiznd contactele Ct i C2. Lucrurile se repet n perioade foarte scurte de timp, variaia de tensiune fiind foarte mic de la o situaie la alta.Limitatorul de curent are rolul de a proteja generatorul de suprain- tensitatea de curent, care ar putea produce nclzirea exagerat i chiar arderea bobinajului acestuia. Aceste creteri mari ale intensitii curentului pot s apar atunci cnd generatorul alimenteaz toi consumatorii de energie electric ai automobilului i furnizeaz n plus i curentul electric necesar unei baterii de acumulatoare descrcat.

Limitatorul de curent (fig. 8.8) are o construcie asemntoare celei a regulatoarelor de tensiune. Se deosebete numai prin tipul de nfurare de magnetizare IS, care este conectat n serie pe circuitul curentului de excitaie al generatorului. Principiul de funcionare este asemntor cu cel al regulatorului de tensiune.Fig. 8.8. Schema electric a limitatorului de curent:Ci i Cj contacte; IS niurare de magnetizare; RS rezisten suplimentar; Ex circuit de excitaie.La creterea curentului debitat de generator peste o anumit valoare se ntrerup contactele i C2 i se introduce rezistena suplimentar RS n circuitul de excitaie Ex, care micoreaz tensiunea la bornele dinamului. Cnd curentul scade sub o anumit valoare, contactele Cx i C, se renchid..

ECHIPAMENTUL DE APRINDEREEchipamentul de aprindere al automobilului servete pentru producerea, intr-un anumit moment, a scnteii electrice necesare aprinderii amestecului carburant din cilindrii motorului.

La motoarele cu carburator, dup aspiraia i comprimarea amestecului carburant n cilindru, amestecul carburant este aprins de ctre o scn- teie electric produs de bujie.Pentru producerea scnteii ntre electrozii bujiei nu este suficient o tensiune de 6 sau 12 V respectiv tensiunea pe care o are bateria de acumulatoare. Scnteia nu se poate produce dect dac bujia este alimentat cu tensiunea de 15 000 ... 20 000 V. Pentru a se produce o tensiune att de puternic, este nevoie de un ansamblu de piese care, lucrnd mpreun, s transforme curentul electric de joas tensiune n curent electric de nalt tensiune.In sistemul de aprindere prin scnteie cu baterie-bobin, prin intermediul unui transformator de tensiune denumit bobin de inducie se

Fig. 8.9. Schema instalaiei de aprindere cu baterie-bobin: l ruptor; 2 nfurarea secundar a bobinei; 3 contact mobil; i contact fix; 5 bobin de inducie; 6 nfurare primar; 7 variator; 8 contact; 9 ampermetru; io baterie de acumulatoare; 11 contactul demarorului; 12 distribuitor; 13 condensator; li bujie.

transform curentul de joas tensiune, provenit de la bateria de acumulatoare, n curent de nalt tensiune necesar producerii scnteii ntre electrozii bujiei. n afar de acest sistem mai exist aprinderea electric cu magnetou, ntlnit mai rar (n special la automobilele de curse i la unele tractoare i motociclete).

Instalaia de aprindere prin bateria-bobin (fig. 8.9) are dou circuite i anume: circuitul primar, prin care trece curentul de joas tensiune,, i circuitul secundar, prin care trece curentul de nalt tensiune.Circuitul primar se compune din: bateria de acumulatoare 10, amper- metrul 9, contactul 8, tabloul de sigurane, nfurarea primar a bobinei 6> variatorul (rezistena suplimentar) 7, ruptorul cu contactorul mobil 3 i contactul fix 4 i masa.Circuitul secundar cuprinde nfurarea secundar din bobina de inducie 2, distribuitorul 12 i bujiile 4. De la bujii, curentul trece prin mas i se ntoarce la nfurarea secundar.BOBINA DE INDUCIEBobina de inducie este un transformator de curent, care transform curentul de joas tensiune de 6 sau 12 V n curent de nalt tensiune, de

Fig. 8.10. Bobina de inducie a autoturismului Dacia 1300:1 miez de fier; 2 nfurare secundar; 3 nfurare primar; 4 carcas exterioar; 5 carcas interioar; 6 i 7 borne laterale; 8 born central.15 000 ... 20 000 V.Bobina de inducie (fig. 8.10) este constituit dintr-o nfurare primar 3, format din 200 ... 300 de spire din srm de cupru, izolat, de circa 1 mm grosime, nfurate pe un miez de fier moale 2, i o nfurare secundar 2, care are 15 000 ... 20 000 de spire i este fcut dintr-o srm de cupru izolat foarte subire (0,1 mm grosime). Aceste nfurri snt protejate de un nveli de tabl 4, n interiorul cruia se afl fixat, printr-o mas izolant, capacul de protecie 5, fcut dintr-un material izolant (bachelit).Capetele nfurrii primare snt legate la cele dou borne 6 i 7, fixate n capac. nfurarea secundar are unul dintre capete legat la un capt al nfurrii primare, iar cellalt capt este legat la borna fiei centrale 8 a capacului izolant al bobinei de inducie.Funcionarea bobinei de inducie se bazeaz pe fenomenul induciei electromagnetice, potrivit cruia, prin ntreruperea curentului de joas tensiune din nfurarea primar, ia natere n nfurarea secundar un curent de nalt tensiune. Acest fenomen se explic prin variaia cmpului magnetic, creat de nfurarea primar, care scade de la valoarea de regim la zero i ale crei linii de cmp magnetic (de for) ntretaie spirele nfurrii secundare.

Valoarea pn la care crete curentul n nfurarea primar i, deci, tensiunea n nfurarea secundar, depind de intervalul de timp n care contactele stau nchise. Cnd turaia motorului este mai redus, acest interval este mai mare i, deci, curentul va crete mai mult dect n'cazul turaiilor mari, cnd intervalul de timp este redus. Dac rezistena electric a circuitului este mic, la turaii mici ale motorului, curentul crete mult i are loc supranclzirea bobinei datorit efectului Joule.Introducnd n circuitul nfurrii primare ntre bornele 6 i 7 o rezisten suplimentar (variator), a crei mrime variaz cu temperatura, se va evita supranclzirea bobinei. La aceast rezisten, rezistena sa electric crete o dat cu temperatura care, la rndul ei, este'n funcie de intensitatea curentului ce o parcurge. De aceea, pentru a se obine scn- tei mai puternice 'la pornire, cnd motorul este rece, se ntrebuineaz bobine cu variator.Variatorul se monteaz n serie cu nfurarea primar a bobinei de inducie i are rolul de a mri intensitatea curentului produs de bobin, la pornire i la turaii mici ale motorului.RUPTOR-DISTRIBUITORUL

Ruptor-distribuitorul (fig. 8.11) se compune din ruptorul propriu-zis, care ntrerupe' curentul primar, distribuitorul naltei tensiuni ctre bujii, condensator i regulatoare de avans.Ruptorul. Momentul exact al producerii scnteii electrice de ctre bobina de inducie este determinat de momentul ntreruperii curentului n circuitul primar al bobinei. Aceast ntrerupere este produs de ctre ruptor. .Ruptorul 18 este format din dou contacte: unul mobil 19 i unul fix 20. Contactul fix este legat la mas, iar contactul mobil este izolat de masa mainii.

n momentul n care contactul mobil se deprteaz de contactul;fix, curentul se ntrerupe i apare tensiunea nalt n nfurarea secundar a bobinei de inducie. Contactul mobil 'este ridicat de pe contactul fix de ctre cama ruptorului 5, care este fixat pe axul distribuitorului i are un numr de proeminene, egal cu numrul cilindrilor.' Contactul mobil este fixat pe o mic prghie ce oscileaz n jurul unui ax i ntrerupe circuitul atunci cnd o proeminen vine n dreptul su i rotete aceast prghie, desfcnd contactele.Readucerea n poziie iniial a contactului mobil pentru restabilirea circuitului primar se face cu ajutorul unei lamele arc, care este montat n spatele contactului mobil.Distribuitorul are rolul de a distribui curentul de nalt, tensiune la bujii, n conformitate cu ordinea prescris de aprindere a amestecului carburantn cilindrii motorului. Distribuitorul 14 (fig. 8.11) se compune din: axul distribuitorului 1, cu piesele sale componente 2 ...8, care este antrenat prin intermediul pompei de ulei; rotorul (luleaua) 17, pe care se gsete o lam metalic; capacul distribuitorului 14, prevzut cu borne laterale i cu o born central (numrul bornelor laterale corespunde c:i numrul cilindrilor motorului); peria de crbune 16.

Distribuia curentului de nalt tensiune la bujii se realizeaz n felul urmtor: curentul de nalt tensiune ajunge de la bobina de inducie,

Fig. 8.11. Ruptor-distribuitor:i ... 8 regulator de avans centrifugal; 9 ... 11 born izolat; 12 condensator; 13 buc; 14 capacul distribuitorului; 15 arc; 16 crbune; 17 rotor (lulea); 28 ruptor (plac); 29 contact mobil; 20 contact fix; 21 conductor de legtur cu borna izolat; 22 regulator de avans cu depresiune; 23 ... 28 corpul ruptorului-distribuitor; 29 ax deantrenare.

prin intermediul unui conductor, la borna central a distribuitorului; contactul ntre borna central i rotor se face prin intermediul periei de crbune 16, care este meinut n contact cu lama metalic a ruptorului de un arc 15. In timpul rotaiei rotorului 17, lama va trece la o distan de2 mm de bornele laterale. Micarea de rotaie a rotorului rezult din antrenarea acestuia de ctre axul distribuitorului 1.

Deci transmiterea curentului de nalt tensiune de la lama rotorului la bornele laterale (ploturi) din capac nu se face prin contact, ci prin scn- tei. In continuare, transmiterea curentului de nalt tensiune de