amotizorul de sunet - esapamentul

121

Click here to load reader

Upload: andrei21n

Post on 03-Jul-2015

2.309 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

TEMA DE P1ROIECT :

Sa se proiecteze un proces tehnologic modern pentru fabricarea unei linii de productie a amortizorului de zgomot .

OBIECTIVELE PROIECTULUI :

Analiza solutiilor tehnice si tehnologice existente in procesele de proiectare si fabricare a tobelor de esapament ;

Analiza caracteristicilor fizico- chimice ale materialelor utilizate ;

Proiectarea procesului tehnologic modern de fabricare a reperului si de montaj a subansamblului .

CONTINUTUL PROIECTULUI :

Studiu tehnic ;Proiectul tehnologic de fabricare si montaj ;Structura fluxului tehnologic pentru fabricarea pisei ;Structura fluxului tehnologic pentru montaj ;Bibliografie .

1?

Page 2: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

CUPRINS : pagina

Generalitati…………………………………………………………………………..4

CAPITOLUL 1.

Sistemul de evacuare .Traseu ………………………………………………………..5Acordarea esapamentului cu motorul...………………………………………………7Fenomene acustice..…………………………………………………………………11Solutii constructive.…………………………………………………………………16Reducerea zgomotului………………………………………………………………21Constructia amortizoarelor de zgomot……………………………………………..23Sonda Lamda………………………………………………………………………..25Tipuri constructive………………………………………………………………….28

CAPITOLUL 2Analiza caracteristicilor fizico-chimice a materialelor utilizate…………………....31Compozitia produsilor arderii….……………………………………………………33Analiza procesului devacuare……………………………………………………….34Studiul rezistentei termice si al durabilitatii sistemului de evacuare…..……………38

Page 3: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Materiale folosite la fabricarea sistemului de evacuare…..…………………………41Clasificarea otelurilor..………………………………………………………………42Metode de crestere a rezistentei mecanice a otelurilor si aliajelor…..………………49

CAPITOLUL 3Proiectarea proceselor tehnologice….……………………………………………….51Tragerea tevilor.……………………………………………………………………..53Ambutisarea tablelor………………………………………………………………...55Fluxul tehnologic de fabricare……………………………………………………....57Studiu de caz………….……………………………………………………………..59Bibliografie………………………………………………………………………….77

GENERALITATI

Evacuarea reprezintă partea din procesul de funcţionare a motorului în cursul căruia gazele de ardere părăsesc cilindrul.

Conditia cea mai favorabila de functionare a evacuarii motoarelor cu ardere interna impune conducte de sectiune mare , traseu scurt si fara coturi .

Ca sa se reduca si mai mult emisiile, acestia au dezvoltat un dispozitiv numit

Page 4: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

convertizor catalitic, care trateaza gazele de esapament înainte ca acestea sa fie evacuate si elimina o parte importanta a poluantilor.

Gazele arse care ies din motor cu presiune si viteza mare , in timpul destinderi lor directe in atmosfera produc zgomot foarte mare.

In scopul diminuarii zgomotului la evacuare , pe traseul gazelor arse se intercolereaza un sistem de atenuare a zgomotului , a carui constructie se bazeza pe reducerea energiei gazelor arse .

Pentru realizarea acestui deziderent , se utilizeaza efectul de franare a curentului de gaze prin divizarea acestuia , modificarea directiei , marirea progresiva a sectiunii de trecere .

Capitolul 1.

Analiza solutiilor tehnice si tehnologice existente in procesele de proiectare si fabricare a amortizorului de zgomot .

SISTEMUL DE EVACUARE - traseul gazelor de esapament

GENERALITATI Rolul esapamentului este acela de a evacua gazele produse de motorul unei masini in timpul functionarii, intr-o forma uman tolerabila. De la aparitia primelor autoturisme cu o putere semnificativa a fost subliniat pericolul incendiar al esapamentului si disconfortul generat de zgomotul sau. Studii recente asupra

Page 5: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

calitatii vietii atrag atentia asupra partii de responsabilitate ce revine motoarelor in poluarea atmosferica. Functia "Esapament" trebuie sa fie cunoscuta si pusa la punct la fel de bine ca si functia "Carburatie".

Pe langa numeroasele probleme ce se pot ivi, un sistem complet de esapament tip "cat-back" (de la iesirea catalizatorului pana la capatul tevii de iesire din amortizorul de zgomot) prost conceput poate diminua cu 4-5% puterea motorului, iar un esapament corect conceput si acordat poate aduce un spor de putere de pana la 2,5%.

DESCRIEREA SI ELEMENTELE COMPONENTE ALE ESAPAMENTULUI

Elementele componente ale unui sistem de esapament sunt:

- conductele de la chiulasa in aval de supapele de evacuare

- colectorul de evacuare ("galeria") fixat pe chiulasa

- capacitatile/camerele de rezonanta pe care gazele le strabat succesiv. In principal acestea sunt: convertorul catalitic , camera de detenta sau detentorul ("toba de mijloc" sau "toba intermediara") si amortizorul de zgomot ("toba finala")

- tuburile (tevile) de legatura intre camerele de rezonanta si in unele cazuri tuburile (tevile) de iesire din amortizorul de zgomot.

Ansamblul tuburilor, camerelor de detenta, amortizoarelor de zgomot etc, de la colectorul de evacuare fizat pe chiulasa pana la gura de iesire in aer liber constituie traseul (linia) de evacuare. Ea se intinde in lungimea vechiculului cu conditia ca gazele arse sa fie esapate spre spate fara riscul de a se infiltra in habitaclu. Data fiind toxicitatea acestor gaze, toate scurgerile catre interior sunt

Page 6: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

periculoase pentru pasageri. Esapamentele ce echipeaza masinile noi sunt prevazute cu ecrane de protectie intre ele si habitaclu.

Primul element al sistemului este - colectorul de evacuare - cu rolul de a prelua iesirea din chiulasa si de a conduce gazele de esapament catre prima camera de rezonanta. In continuarea colectorului de evacuare, la motoarele fara injectie, se plaseaza o capacitate sau rezonator cu rolul de a taia acusticile libere. La motoarele cu injectie dotate cu catalizator acest rezonator lipseste, functia acestuia fiind preluata chiar de convertorul catalitic.

Convertorul catalitic - are forma unui amortizor clasic, eliptic sau rotund, in interiorul caruia sa afla un monolit ceramic sau metalic pe care sunt depuse metale nobile: Pt, Rh, Pd care favorizeaza conversia gazelor poluante in gaze nepoluante. In convertorul catalitic au loc procese de transformare a hidrocarburilor in dioxid de carbon (CO 2 ) si vapori de apa, a monoxidului de carbon (CO) in dioxid de carbon (CO2) si a oxidului de azot (NO in nitrogen (N2) si oxigen (O2). O functionare normala a unui convertor catalitic corect dimensionat conduce la o transformare a gazelor rezultate ca urmare a arderii combustibilului in gaze cvasiinofensive.

La iesirea primului tronson tubular se gaseste o capacitate numita - camera detenta - sau detentor unde gazul pierde o buna parte din temperatura acumulata ca urmare a functionarii motorului. Camera detenta este alcatuita din mai multe incinte acustice fiind elementul sistemului de esapament care trateaza din punct de vedere acustic fluxul de evacuare.

Exigentele de reducere a zgomotului pentru incadrarea in regulamente si pentru confortul pasagerilor sunt asigurate de ultimul element al sistemului de evacuare denumit - amortizor de zgomot- . Fiecare capacitate, detentor sau amortizor, este locul unei modificari de stare (presiune, volum) a gazelor care se exprima prin reducerea entalpiei (energiei totale a gazelor) si a temperaturii.

Page 7: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Capacitatile si rezonatoarele plasate in general foarte aproape de supape de evacuare sunt locul efectelor acustice atermice. Camerele de detenta care se gasesc in general in sectiunea mijlocie a traseului, provoaca o scadere a presiunii endoterme. In amortizorul de zgomot se produce o miscare violenta a retelei de gaze care provoaca o mare degajare de caldura. Suprafata lor exterioara se comporta ca un radiator iar temperatura exterioara poate depasi 2000C si din acest motiv trebuie izolate de planseu.

Amortizoarele plasate in majoritatea cazurilor la finalul liniei de esapament sunt in general de doua tipuri:

de tip absorbtie

In cazul amortizoarelor de tip absorbtie, materialul fonoabsorbant izolind interiorul si fluxul de gaze de invelisul exterior conduce la diminuarea temperaturii exterioare si deci la o mai buna rezistenta in timp a produsului.

de tip reflexie.

Amortizoarele de tip reflexie (cu mai multe tuburi interioare perforate - modelul esapamentelor pentru autoturismele Dacia) diminueaza zgomotul printr-o reactie de tip "spargerea undei".

Temperatura gazului de esapament masurata sub vehicul este in functie de turatia motorului in plina sarcina si de distanta fata de colectorul de evacuare. Astfel, imediat dupa galeria de evacuare temperatura poate varia intre 700C si 900C , daca turatia motorului creste progresiv de la 1.500 la 5.000 rot/min. In acelasi regim de lucru al motorului temperatura masurata la 2 metri de la galeria de evacuare poate varia intre 450C si 650C.

Masurarea acestor temperaturi s-a facut in axa sistemului de esapament (deci in mijlocul tuburilor si al incintelor) ele diminuandu-se cu pana la 250C spre exteriorul traseului datorita curentilor de aer si solutiei constructive alese pentru sistemul de evacuare.

Page 8: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

ACORDAREA ESAPAMENTULUI CU MOTORUL

Cercetarile care se fac in acordarea esapamentului cu motorul masinii au ca obiectiv imbunatatirea performantelor mai ales la regimuri inalte de functionare.

Principalele elemente care contribuie la realizarea unui esapament acordat sunt:

- lungimea tuburilor (tevilor)

- diametrul tuburilor

- dimensionarea capacitatilor (detentoarelor si amortizoarelor) si modul lor de amplasare pe vechicul

Daca lungimea tuburilor este in cea mai mare parte data de lungimea masinii (putand alege intre un traseu direct sau unul mai sinuos cu restrictiile de spatiu generate de arhitectura plaseului masinii) ,iar dimensiunea capacitatilor fiind aleasa pentru o cat mai buna indeplinire a functiilor sistemului de esapament (in special cea de atenuare a zgomotului), diametrul tevilor este elementul asupra caruia se poate actiona cel mai facil pentru imbunatatirea performantelor motorului unui autoturism.

Experimentele facute pe bancul de probe au generat o serie de concluzii privind alegerea diametrului tubului de esapament, alegere care este un compromis intre zgomotul rezultat ca urmare procesului de evacuare si performantele dorite ale motorului.

In mod uzual masinile de putere mica si foarte mica (incluzand aici si Dacia Berlina sau Dacia Autoutilitara fara injectie, Tico, Matiz) au traseele originale pe diametru de 38-40 mm.

Page 9: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Masinile de putere medie (spre exemplu Dacia SuperNova, Solenza, Autoutilitarele cu injectie, Cielo, VW Golf) sunt echipate cu trasee de esapament de diametre cuprinse intre 45-50 mm. Masinile echipate cu motoare foarte puternice pot avea un traseu de esapament cu diametru de pana la 63,5 mm.

In general, dar nu intotdeauna, sporirea cu 5-10 mm a diametrului traseului de esapament conduce la un plus de putere a motorului.

Singurul test edificator se poate face pe un stand de incercari dotat cu dinamometru, sonometru si analizor de gaze care sa poata masura in urma unor proceduri specifice, in diferite faze si cu diferite trasee de esapament urmatorii parametrii: puterea motorului, cuplul, nivelul noxelor si nivelul zgomotului.

Compararea unui set de date rezultat in urma masuratorilor facute in diferite faze , utilizand un traseu de esapament si a altui set de date rezultat in urma masuratorilor facute in conditii identice, dar cu un alt traseu de esapament este singura posibilitate de decizie asupra performantelor. In fuctie de preferinte se poate ajunge alegind un traseu de esapament adecvat la o limita inferioara de putere dar la obtinerea unui zgomot foarte redus, la o crestere semnificativa de putere dar la un zgomot cu mult peste nivelul admis sau la un echilibru intre putere-cuplu si zgomot-emisie de gaze.

Montarea unui traseu complet neacordat cu cerintele motorului poate conduce la scaderea puterii motorului concomitent cu un nivel al zgomotului peste limita.

Diametrul mic al tuburilor traseului de esapament : La deschiderea supapei de evacuare tubul de esapament de dimetru mic franeaza iesirea gazelor arse. In timpul fazelor de "suprapunere a supapelor" (admisia si evacuarea deschise in acelasi timp) lipsa de cadere de presiune incomodeaza intrarea gazelor. Suprapunerea supapelor trebuie sa fie scurta ceea ce este profitabil pentru regimurile joase dar defavorabil pentru regimurile inalte. Tubul

Page 10: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

de esapament de diametru mic genereaza o buna amortizare a vibratiilor si o reducere a intesitatii zgomotului in defavoarea cuplului motor. La limita, un diametru foarte mic pentru traseul de esapament conduce la o accentuare a pierderii de sarcina si la o prabusire a cuplului motor.

Diametrul mare al tuburilor traseului de esapament :In cazul sporirii diametrului tubului de esapament varful de presiune cuprinde cea mai mare lungime a tubului si se amortizeaza mai lent in comparatie cu un tub de diametru mai mic. Un diametru mai mare asigura o cadere de presiune mai mare in lungul tubului, urmata de o crestere de presiune, in schimb se permite o largire a suprapunerii supapelor foarte favorabila pentru parametrul putere-cuplu la regimurile inalte de functionare .

FENOMENE ACUSTICE

Cuprind caracteristici ale vibraţiilor acustice, tipuri constructive de amortizoare de zgomot, principii de funcţionare ale amortizoarelor de zgomot şi modalităţi de reducere a zgomotului.

Se analizează reducerea zgomotului prin modificarea profilului elementelor componente ale amortizorului de zgomot şi tendinţele în evoluţia configuraţiilor amortizoarelor de zgomot.

Doi factori sunt luaţi în considerare când se doreşte obţinerea unei configuraţii silenţioase :

* Primul este zgomotul datorat funcţionării mecanismelor de distribuţie, care este un zgomot de origine mecanică.

Al doilea şi principalul factor de zgomot, pe plan cantitativ, este datorat

Page 11: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

expansiunii bruşte a gazelor în atmosferă. Pentru a defini exact eficacitatea practică a unui amortizor de zgomot, se determină reducerea numărului de decibeli pe care o realizează acesta în condiţii bine precizate. Cifra care corespunde diferenţei dintre valorile măsurate fără şi cu amortizor de zgomot, este cea indicată ca marcă a eficacităţii amortizorului de zgomot. Această cifră reprezintă atenuarea zgomotului realizată cu un amortizor de zgomot:

(dB) în care L reprezintă valoarea nivelului de presiune acustică fără amortizor, iar La valoarea nivelului de presiune acustică cu amortizor.

În studiul care se efectuează asupra zgomotului rezultat la evacuarea gazelor din motorul cu ardere internă, este importantă absorbţia în mediul de propagare al sunetului.

Se analizează atenuarea undelor acustice ca rezultat al disipării de energie conţinută în aceste unde sub forma: frecări interioare (efecte de vâscozitate), conductibilităţi termice, radiaţia căldurii şi schimbării intermoleculare de energie

Page 12: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 1 Nivele de zgomot

Principiul de funcţionare al unui amortizor de zgomot se bazează pe realizarea unui sistem funcţional care să recicleze gazele şi să oprească expansiunea bruscă a acestora, evacuând gazele treptat şi înlăturând astfel efectul sonor.

Amortizoarele de zgomot se împart după mai multe criterii:

Dupa modul de reducere al zgomotului : - amortizoare active

- amortizoare reactive

La amortizoarele active rolul principal în reducerea zgomotului îl joacă materialul fonoabsorbant (vată minerală, pâslă minerală clasică, plăci

Page 13: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

fonoabsorbante şi în special cochiliile din vată minerală de diferite grosimi şi diametre interioare).

Prin propagarea undelor acustice în materialul fonoabsorbant apar pierderi care sunt condiţionate de frecarea vâscoasă la circulaţia gazului prin porii materialului, de frecarea internă la deformarea structurii materialului, precum şi de schimbul de căldură dintre gazul din pori şi structura materialului.

La incidenţa undei acustice pe suprafaţa materialului poros, debitul de gaz se divizează pe diferiţi pori, îngustându-se până la dimensiunile lor. Viteza creşte şi astfel se produce o absorbţie a energiei acustice.

În figura 2 este prezentat un amortizor cu o cameră de secţiune transversală circulară.

Amortizarea L se calculează cu relaţia:

(dB) în care:

- funcţie de coeficientul de absorbţie acustică al materialului fonoabsorbant ( ) din care este realizat tratamentul acustic al amortizorului;

l - lungimea amortizorului (m);

P- perimetrul secţiunii camerei amortizorului (m);

- diametrul interior al camerei (m);

Sc - suprafaţa secţiunii camerei amortizorului (m2);

Page 14: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 2 Amortizor cu camera de sectiune transversala circulara

Un alt tip de amortizor activ se bazează pe pierderea de energie acustică produsă în urma unei dilatări şi comprimări a undelor la intrarea şi ieşirea din amortizor şi este realizat sub forma unei camere, ale cărei dimensiuni sunt mari în raport cu lungimea de undă a vibraţiilor acustice, având pereţii interiori trataţi cu materiale fonoabsorbante.

Acest tip de amortizor este prezentat în figura 3.

Fig. 3 Amortizor activ

Amortizarea L este:

Page 15: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

(dB) în care:

A - absorbţia fonică a camerei (m2 UA);

S - secţiunea canalului axat (m2);

În cazul vitezelor mari se pot utiliza amortizoare cu camere, reprezentate prin cavităţi de destindere în secţiunea tubului, funcţionarea bazându-se pe principiul filtrelor acustice. Particularitatea acestor sisteme este capacitatea lor de a lăsa să treacă fără o amortizare sensibilă, oscilaţii având frecvenţele într-unul sau în mai multe domenii şi să anuleze sau să reflecte spre sursă toate oscilaţiile având frecvenţele în afara acestor domenii.

Amortizorul reactiv cel mai simplu este constituit dintr-o singură cameră, fiind prezentat în figura 4.

Fig. 4 Amortizor reactiv

Amortizarea este:

(dB) în care:

Page 16: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

- raportul dintre secţiunea camerei de destindere şi cea de

îngustare;

lc - lungimea camerei de destindere (m);

k - numărul de undă;

(rad/m);

f - frecvenţa sunetului (Hz);

c - viteza de propagare a sunetului în aer (m/s).

b) Dupa modul de constructie :

- cu manşon demontabil ;

- integrate .

Cel mai răspândit dintre sistemele de reducere a zgomotului se prezintă sub forma unui manşon demontabil ce se fixează la gura configuraţiei.

Cea de-a doua categorie reuneşte sistemele denumite “interne” sau “integrate”, la care sistemul de evacuare al configuraţiei permite răcirea gazelor înainte de a fi eliminate.

SOLUTII CONSTRUCTIVE

Formele constructive si materialele utilizate la sistemele de evacuare a gazelor

Page 17: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

arse sunt impuse de conditiile tehnice pe care acestea trebuie sa le indeplineasca :

Reducerea zgomotului ;Rezistenta minima la evacuare ;Rezistenta la coroziune ;Gabarit redus ;Instalare usoara ;Cost redus .

Traseul clasic al unui esapament este compus din:

tevi de legatura, amortizoare de zgomot (tobe) ;catalizator ; elemente de prindere si fixare (coliere, bride, inele, tampoane, etc).

Fig. 5 Sistem de evacuare Mercedez-Benz

Partile componente ale unui sistem de evacuare :

Page 18: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Galeria de evacuare

Fig. 6 Galeria de evacuare ( manifold )

Dispozitiv intermediar de iesire ( damping hose for vent-pipe)

Page 19: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 7 Dispozitiv internediar de evacuare

Toba intermediara (catalizator), * Toba finala (flow resonator)

Fig. 8 Catalizator Fig. 9 Toba finala

Evacuarea (exhause muffler)

Page 20: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 10 Evacuare bi-zona

Sisteme performante de evacuare a gazelor arse folosite la automobilele produse in Europa :

Page 21: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 11 Sistem de evacuare Vauxhall Fig. 12 Sistem de evacuare Audi

Fig. 13 Sistem de evacuare ( Titanium) Porche

REDUCEREA ZGOMOTULUI

Acest lucru se realizeaza prin diferite metode :

Page 22: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

reflexie - fiecare deviere a fluxului de gaze reduce nivelul de zgomot

absortie - fluxul de gaze evacuate trec print-un absorbant de zgomot (vata din fibre de sticla sau vata minerala)

presiune - reducerea presiunii fluxului de gaze conduce la reducerea zgomotului

interferenta - în unele cazuri doua fluxuri de gaze cu frecvente diferite se pot anula reciproc .

Fig. 14 Sistem de reducere a zgomotului tip < REFLEXIE >

Page 23: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig . 15 Sistem de reducere a zgomotului tip < ABSORTIE>

Medii absorbante de zgomot folosite in tobele de esapament:

- Fibre din otel: buna rezistenta la caldura .

- Vata minerala: bun absorbant pentru zgomot, retinere medie a apei, periculos pentru cei care fabrica toba (fibrele scurte pot produce cancer).

- Vata din fibre de sticla: excelent absorbant de zgomot, nu retine vaporii de apa. Fibrele lungi elimina riscul producerii cancerului.

Page 24: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig.16 Toba cu absortie a zgomotului cu fibre de otel

Fig.17 Toba cu absortie a zgomotului cu vata minerala si fibre de sticla

CONSTRUCTIA TOBELOR DE ESAPAMENT

Amortizorul de zgomot pentru sistemele de esapament fuctioneaza pe principiul atenuarii zgomotului prin absorbtie . Acest amortizor este un filtru de tip "trece jos" in care componentele de inalta frecventa sunt atenuate prin frecarea unei parti a fluidului intr-un spatiu umplut cu maerial fonoabsorbant dispus in jurul unui tub perforat.

Amortizorul este realizat dintr-o carcasa de inox, clindrica sau eliptica, doua capace de inox ce inchid etans carcasa si un tub perforat desemenea din inox. In jurul tubului, cu rol de preluare a socului termic si condensare a valorilor de apa, este infasurat un strat de cativa milimetri de lana de inox , apoi carcasa este umpluta cu material fonoabsorbant.

Imbinarea capacelor cu invelisul si inchiderea elipsei sau clindrului se fac prin procedee de sudura avansate care asigura constanta proprietatilor materialului inoxidabil pe toata suprafata amortizorului. Sudura tevilor de conectare la traseu

Page 25: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

se face cu material de adaos din otel inoxidabil ceea ce face ca factorii corozivi sa nu aiba efect nici in aceasta zona sensibila.

Gazele de esapament sunt deplasate prin tubul perforat spre evacuare iar frecventele inalte ale undei sonore sunt absorbite de materialul fonoabsorbant rezultand un nivel al zgomotului cuprins in reglementarile in vigoare.

Pentru obtinerea unui aspect sportiv al zgomotului produs de esapament si pentru o crestere a puterii si cuplului motor trebuie aleasa o toba cu diametrul tevilor mai mare decat diametrul original: Ø 45 sau Ø 50 in loc de Ø 40 mm, Ø 50 sau Ø 57 in loc de Ø 45 mm, Ø 57 in loc de Ø 50 mm.

Din punct de vedere constructiv exista doua tipuri de tobe de esapament:

tobe de esapament presate, cu forme asimetrice si neregulate. tobe de esapament cu forma regulata (ovale, rotunde, triunghiulare),

sudate.

Page 26: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

a.) Tobe de esapament presate, cu forme asimetrice si neregulate.

Acest tip de tobe de esapament sunt foarte raspândite pe piata Europeana. Tobele de esapament cu carcasa presata sunt folosite pentru un nivel mai scazut de zgomot si atunci când spatiul de sub masina este mic. Exista multe curburi si forme neregulate care necesita matrite si unelte specifice. Cele doua carcase ale amortizorului de zgomot sunt obtinute prin presare în matrite si îmbinate prin îndoirea marginilor (bordurare) sau prin cordon de sudura.

Extravolumul de "atenuarea a zgomotului" pe care îl ofera aceste tobe de esapament este absolut necesar, mai ales în conditiile impuse pe piata europeana, unde exista norme severe privind limitarea nivelului de zgomot. Amortizoarele de zgomot cu forme asimetrice sau neregulate ofera mai mult volum de atenuare a zgomotului, intr-un spatiu restrâns, decât cele de forma regulata, rotunde sau ovale. Ford, Opel Vauxhall & Fiat Group sunt principali utilizatori a acestor tipuri de tobe.

a.) b.)

Page 27: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

c.) d.)

Fig. 18 Esapamente cu forme neregulate : a,b,c,d .

b.) Tobe de esapament cu forma regulata

Reprezinta unul dintre cele mai complexe programe în Europa acoperind majoritatea marcilor si modelelor. Sound engineering (tehnologia sunetului) folosind simulatoare de zgomot (programe – software) se pot prevede caracteristicile zgomotului pentru diferite tipuri de atenuatoare de zgomot. Acestea reduc nevoia costului de prototipuri pentru fiecare model si lansarea lor pe piata.

Lideri pe piata de astfel de produse sunt astazi cei de la ALFA-ZASTAVA , ca o consecinta directa în ceea ce priveste dezvoltarea de noi produse.

Page 28: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 19 Evacuare bi-directionala Fig. 20 Evacuare unidirectionala

SONDA LAMDA

O mare importanta in constructia sistemelor de evacuare o au dispozitivele de „ monitorizare „ a gazelor evacuate ,lucru ce se realizeaza cu ajutorul sondelor Lamda .

Page 29: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Sonda Lambda este un senzor amplasat pe tubulatura de evacuare si conectat la ECU, care in esenta consta intr-un conductor de curent electric a carui intensitate variaza in functie de cantitatea de oxigen care traverseaza sonda. In interiorul acesteia exista un material ceramic poros, din dioxid de zirconiu (ZrO2).

Intensitatea curentului prin placa de zirconiu variaza in functie de numarul de molecule de oxigen care traverseaza materialul ceramic. Deoarece sonda functioneaza optim doar la temperaturi mari, (la rece), pina cind gazele de esapament ating temperaturi de 4-500 C, sonda este incalzita de o rezistenta din interiorul ei, dupa care caldura ii va fi furnizata chiar de temperatura gazelor de esapament. Autoturismele cu motorizari euro 3 si 4 au chiar 2 sonde, una amplasata inaintea catalizatorului pentru optimizarea amestecului aer/combustibil, si una dupa catalizator, pentru verificarea eficientei acestuia. Constructorii recomanda verificarea sondei la fiecare 30 000 de kilometri sau la fiecare doi-trei ani de functionare a masinii si schimbarea sondei in cazul cind apar probleme in functionarea acesteia.

Exista cinci tipuri de sonde lambda fundamental diferite. În cazul fiecarui tip, sonda variaza în ceea ce priveste designul elementului din ceramica, elementului de încalzire si tubului de protectie, toate acestea afectând functionarea sondei :

1. Sonda lambda neîncalzita:

Acesta a fost primul design de sonda lambda, Bosch producându-l din anul 1976. Se utilizeaza un element ceramic cu bioxid de zirconiu pentru a genera tensiune într-un mediu cu un continut ridicat de gaz (oxigen insuficient) ;

2. Sonda lambda încalzita:

A fost lansata de Bosch în anul 1982 si functioneaza în acelasi mod ca sonda neîncalzita, însa în interiorul mansonului se afla un element de încalzire

Page 30: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

special, care aduce senzorul la temperatura de functionare în aproximativ 30-60 de secunde ;

3. Sonda Planara: A fost lansata de Bosch în anul 1997 si utilizeaza tehnologie senzoriala din ceramica cu bioxid de zirconiu, însa este amplasat într-o forma mai compacta si mai plata (de aici si denumirea) ; Sonda planara de banda larga este cel mai nou design de senzor de oxigen si ofera exactitatea sporita necesara pentru a întruni cele mai recente cerinte privind emisiile. Se utilizeaza un element ceramic planar cu bioxid de zirconiu, astfel încât se încalzesc mult mai rapid decât alte tipuri de senzori, reducând emisiile în cazul pornirii la rece. Suplimentar, senzorii sunt utilizati la motoarele recent dezvoltate u injectie directa de carburant ;

4. Sonda lambda cu titan: Acesti senzori utilizeaza un tip diferit de tehnologie pentru detectarea oxigenului si, în loc de a genera un semnal de tensiune care se odifica odata cu raportul aer/carburant, se modifica rezistenta senzorului. Acesti senzori sunt utilizati pe mai putin de 0,5 % din autovehiculele dotate cu sonda lambda.

Sonda lambda se poate defecta prematur daca este contaminata cu fosfor rezultat din consumul excesiv de ulei, silicon din scurgerile sistemului de racire, utilizarea produselor de etansare din silicon în motor si unii aditivi pentru carburant. Chiar si o cantitate redusa de benzina slab rafinata poate defecta o sonda lambda. Factorii de mediu, precum stropii de pe sosea, sarea, uleiul si murdaria pot cauza defectarea senzorului, ca si socurile termice, tensiunea mecanica sau manevrarea incorecta .

Page 31: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 21 Sonda LAMDA Fig. 22 Pozitionarea sondei Lamda

La nivel mondial sistemele de evacuare pentru autovehicule se confectioneaza in functie de propietatile si performantele dorite , din materiale cu compozitii diferite , conform cerintelor producatorilor de masini.

Cele mai reprezentative siteme de evacuare pentru autovehicule sunt :

Esapamente MafexEsapamente SebringEsapamente BosalEsapamente BorlaEsapamente TanabeEsapamente NCSEsapamente Zara

ESAPAMENTE TIP NCS

Specificatii :

Page 32: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Esapamentul de tip” NCS” este o combinatie de esapament reactiv si de absorbtie cu o atenuare ridicata aproximativde 40 dB, acoperind intreg domeniul frecventei, in combinatie cu dimensiunile limitate. Optional, acest esapament este disponibil si cu Spark Arrestor (dispozitiv de oprire a scanteielor) integrat.Esapamentul poate fi montat atat orizontal cat si vertical. Viteza recomandata a gazului este de max. 60m/s si temperatura max.de 600C.In general, esapamenele sunt fabricate din otel S 235 JR G2 si sunt prevazute cu un strat negru de silicon rezistent la caldura. Optional, esapamentele sunt disponibile si din alte materiale precum otel inoxidabil : 304, 316 si 321.

Atenuarea esapamentului: (masurat in sistem de 6^") .Caderea de presiune depinde de debitul gazului (viteza gazului) prin esapament. Calculul caderii de presiune: P=0,18 x ( 1,27 x Qv/d2) x (293/t+273)- Qv=debit m3/s, d=dimensiunea nominala in m ; t=temperatura in grade celssius.

ESAPAMENTE ZARA Powerful

Specificatii :

TOBA este construita exterior din otel zincat, acoperita cu vopsea termorezistenta, negru-mat. Tobele powerful sunt tratate suplimentar atat termic cat si anticoroziv. Aspect SPORT. Capatul de toba are pereti dubli din inox

Page 33: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

DIMENSIUNI: Diametrul exterior al tobei este de 148 mm Lungimea totala a tobei cu tot cu capat este de 736 mm CAPAT: 125x60 mm (dimensiuni pentru iesire capat de toba oval) ;

Fig. 23 Esapament Zara Powerful Fig. 24 Esapament Basal-Brospeed

ESAPAMENT BOSAL- BROSPEED

Specificatii :

Page 34: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Toba este realizata din inox de calitate superioara, fiind tratata suplimentar atat termic cat si anticoroziv. Aspect si sunet sportiv. Capetele de toba au pereti dubli din inox.

DIMENSIUNI EXTERIOARE TOBA: Oval 168 x 100 mm (dimensiuni exterioare toba) Lungimea corpului tobei fara cei doi capeti este de 330 mm. Diametrul tevii de intrare (partea tobei care va fi sudata) este de 57 mm. Capat de toba cu doua iesiri ovale de 90x65 mm.

Principalii producatori de sisteme pentru evacuarea gazelor arse sunt :

a.) La nivel mondial :

TANABE - USA ; NINGBO JABAND PIPING – China ;

b.) Romania :

TESS CONEX ;BORLA Romcat ;GI EUROSERVICE

TESS CONEX :

Produce sisteme de evacuare a gazelor in capacitati de productie automatizate , esapamentele se realizeaza din tabla aluminizata prin ambutisari precise si cordoane de sudura de înalta calitate. Esapamentele CONEX au o durata de viata prelungita cu un grad ridicat de silentiozitate si etanseitate încadrându-se în parametrii ecologici europeni.Aluminizarea ofera protectie la coroziune datorata, mai ales, vaporilor de apa si acid care condenseaza in inreriorul tobei de esapament.

Page 35: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

GI EUROSERVICE

La fabricarea tobelor de esapament se foloseste otel aluminizat (80g/m2). Carcasa tobei este realizata din doua straturi din otel aluminizat, fiecare cu grosimea de 0,6 mm (in total 1,2 mm). Si celelalte componente ale amortizorului de zgomot sunt din otel aluminizat.Firma produce si esapamente sport .Tobele de esapament sport se deosebesc de cele de serie prin forma si prin sistemul sitelor din interior, fata de tobele de serie ,tobele sport au evacuare rapida, adica o singura sita pe care noxele intra si ies .Tobele sport, prin faptul ca au evacuare rapida (o singura sita) fac zgomot mai mult decat cele de serie, dar, pe de alta parte, sporesc considerabil puterea motorului.

Modele de tobe sport :

Fig.25 Toba sport Opel GTI

Page 36: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 26 Toba Sport TITANIUM – Porche 997 GT

Capitolul 2.

Analiza caracteristicilor fizico-chimici ai materialelor utilizate

La proiectarea si constructia sistemelor de evacuare pentru autovehicule, trebuie sa se tina seama de temperaturile la care pot sa ajunga gazele evacuate , de propietatile si actiunea compusilor chimici ce intra in copozitia gazelor cat si de reactiunea acestora cu materialele folosite la fabricarea sistemelor de evacuare .

2.1. Compoziţia produşilor arderii

2.1.1. Stoichiometria arderii

Aerul atmosferic uscat cuprinde 20,95 % (vol.) oxigen, 78,09 % azot şi 0,93 % argon, ceilalalţi componenţi fiind în proporţii considerate neglijabite. În calculele

Page 37: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

obişnuite, care urmăresc definirea proprietăţilor termodinamice ale reactanţilor şi produşilor se neglijează şi prezenţa argonului, considerându-se că aerul constă din 21 % (vol.) şi oxigen şi 79 % azot; exprimat în moli, pentru fiecare mol de oxigen se consideră prin urmare (1 – 0,2095)/0,2095 = 3,773 moli de azot, de asemenea în calculele obişnuite se consideră că azotul nu participă la reacţiile arderii.

În consecinţă, ecuaţia arderii complete, în aerul atmosferic, a hidrocarburii CmHn, are forma :

Cantitatea de aer disponibil pentru ardere A se exprimă în funcţie de cantitatea

stoichiometrică As, cu ajutorul coeficientutui de dozaj

Raportul dintre masa combustibilului mc, şi masa aerului ma, în amestec, numit dozajul combustibilului în aer, d

.

În funcţie de raportl maselor de combustibil şi aer (dozaj) se mai defineşte raportul de echivalenţă combustibil/aer

= (mc/ma)/( mc/ma)s = d/ds

Combustibilii comerciali lichizi pentru motoare, de origine petrolieră, ca şi gazele naturale, reprezintă în general amestecuri complexe de hidrocarburi şi alte substanţe organice.

De cele mai multe ori, se consideră însă mai convenabil să se efectueze calculele pe baza compoziţiei elementare a combustibilului, exprimată masic: carbon c [kg/kg comb.], hidrogen h [kg/kgcomb.] şi oxigen o [kg/kgcomb.]. Masa atomică

Page 38: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

a carbonului este 12 (cu exactitate 12,011) şi a hidrogenului 1 (1,008), iar masa moleculară a oxigenului 32.

În consecinţă, cantitatea de oxigen necesară pentru arderea teoretică completă a unui kilogram de combustibil va fi suma cantităţilor necesare pentru arderea carbonului şi hidrogeniilui (c/12 + h/4), micşorată cu cantitatea de oxigen prezentă în combustibil (o/32),

[kmol/kg]

2.1.2 . Compozitia produsilor arderii

Gazele de ardere sunt compuse în general dintr-un mare număr de substanţe, ca rezultat al mecanismului complex al reacţiilor arderii .

În cazul 1 (amestec cu exces de aer, sau dozaj sărac), se admite, în general, că reacţiile de oxidare se dezvoltă complet, rezultând CO2, H2O, O2 (cantitatea în exces) şi N2.

În cazul 1 (amestec cu lipsă relativă de aer, sau dozaj bogat), arderea combustibilului este evident incompletă: carbonul este parţial oxidat complet, în reacţia C + O2 = CO2 şi parţial oxidat incomplet, în reacţia C + (1/2)O2 = CO; de asemenea o parte din hidrogen este oxidat complet, în reacţia H2 + (1/2)O2 = H2O, iar restul rămâne neoxidat.

În consecinţă, se consideră că produşii arderii cuprind CO2, CO, H2O, H2, N2, NO .

Page 39: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Monoxid de carbon CO, Dioxid de carbon CO2 Oxid de azot NO

2.2. Analiza procesului de evacuare si temperatura gazelor

Un parametru semnificativ al evacuării este temperatura gazelor evacuate Tge care defineşte regimul termic al motorului. Temperatura gazelor evacuate se măsoară în galeria de evacuare sau în apropierea ei, cu un termocuplu care indică temperatura medie a gazelor evacuate .

Page 40: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 29 Temperatura gazelor de evacuare

Procesul de evacuare se cercetează pe baza diagramei de presiune care se înregistrează cu un traductor de presiune. Se înregistrează presiunea în galeria de evacuare sau în conducta de evacuare şi se obţin informaţii cu privire la rezistenţele gazodinamice ale traseului de evacuare şi la fenomenele dinamice din conductele de evacuare.

Evacuarea are loc, parţial în regim critic de curgere, parţial în regim subcritic.

Regimul de curgere este critic dacă presiunea pge din poarta supapei de evacuare este mai mică decât presiunea critică pcr (pge < pcr); aceasta din urmă este determinată de presiunea din cilindru:

fiind exponentul adiabatic ale gazelor evacuate. În perioada evacuării libere pge< pcr . Curgerea în regim critic cu viteze mari reprezintă o sursă importantă de

Page 41: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

zgomot. De aceea, sistemul de evacuare este prevăzut cu amortizorul de zgomot care obligă gazele să se destindă înainte de a ajunge în atmosferă.

Din relaţia debitului masic rezultă:

,

unde este masa instantanee de gaze evacuate, iar indicele defineşte mărimile în orificiul oferit de supapa de evacuare. În matricea „dataev” se prezintă date experimentale referitoare la variaţia debitului de gaze evacuate în

funcţie de poziţia arborelui cotit ( ):

unde : pe coloana întâia sunt unghiurile ce definesc poziţia AC, iar pe coloana

a doua valorile mărimii ( ).

Page 42: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Pentru reprezentarea grafică a variaţiei () se utilizează interpolarea “Spline” cubică:

Fig.30 Variatia debitului masic momentan de gaze evacuate in functie de pozitia AC

Pentru a spori eficienţa procesului de evacuare, adică pentru a reduce pe

se impune creşterea masei mge care se defineşte prin integrare:

.

2.3. Studiul rezistentei termice si durabilitatii sistemului de evacuare

Rezistenţa termică şi durabilitatea structurilor sunt printre cei mai importanţi factorii în proiectarea componentelor. Supunerea componentelor la temperaturi înalte combinate cu o sarcină mecanică variabilă poate iniţia o deteriorare

Page 43: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

datorată oboselii.

Aplicarea metodei DSA (Designing Streses Apply) permite optimizarea proiectării considerând rezistenţa la oboseală ca un criteriu de proiectare. Metodele utilizate în DSA sunt bazate pe câmpuri de temperatură stabile cu încărcări mecanice variabile. Datele experimentale pentru rezistenţa la oboseală a componentelor mecanice sunt valabile doar pentru temperatură constantă.

Principalii factori care influenţează durata de viaţă a unei componente (durabilitatea) sunt: compoziţia materialului, direcţia şi mărimea granulelor, tratamentul termic, tehnica de prelucrare, discontinuităţile geometrice, starea suprafeţei, temperatura la care lucrează, corodarea .

Un postulat de bază adoptat de mulţi cercetători este faptul că orice forţă aplicată ciclic va produce ruperi prin oboseală. De asemenea este recunoscut faptul că ruptura este permanentă şi acţiunea diferitelor forţe (factori) fiecare cu amplitudinea lui va avea ca rezultat deteriorarea componentei respective, deteriorare care este egală cu suma deteriorărilor produse de fiecare factor în parte .

2.3.1 Analiza sistemelor termoelastice si a durabilitatii

Sunt importante ecuaţiile termice şi ecuaţiile echilibrului elastic. Folosind liniaritatea modelului, diagrama încărcării este obţinută prin combinaţii liniare între cazurile cu sarcină statică şi cele cu articulaţii

Durata vieţii unei componente este calculată prin metoda deteriorărilor cumulative. Schema este prezentată în figura 31.

Page 44: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 31 Metoda de analiza

I.) Modelul termicGaleria de evacuare este fabricată din fontă, cu un coeficient ridicat de conductivitate K = 0.0026 W/mm/K. Temperatura medie a galeriei de evacuare este de 11000C. Temperatura exterioară este de 230C.

În fig. 32 se ilustrează modelul termal în condiţii termice de limită. Încărcătura termică se consideră a fi de tipul convecţie, astfel încât suprafeţele de contur sunt considerate ca Г2

θ.

Coeficienţii peliculei de convecţie se calculează aproximativ , deoarece nu sunt disponibile datele experimentale .

Pe suprafaţa interioară coeficientul peliculei de convecţie este :

hint = 1.14810-5 W/mm2/0C, iar pe suprafaţa exterioară hext. = 2.14810-6

W/mm2/0C. Parametrul de ieşire al analizei termice este câmpul de temperatură care este calculat folosind metoda elementului finit.

Page 45: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig.32 Modelul termic

II.) Modelul elastic

Încărcarea mecanică variabilă este simulată într-un interval [0,1] secunde folosind o funcţie cosinusoidală. Încărcarea este aplicată la joncţiunea dintre galeria de evacuare şi toba de eşapament. Proprietăţile elastice ale materialului se consideră dependente de temperatură.

Dependenţa (variaţia în funcţie de temperatură) este ilustrată în formă tabelară , iar pentru valorile intermediare se se va determina prin interpolare liniară. Câmpul de temperatură este aplicat ca o încărcare termică.

Încărcarea mecanică maximă este de 3,960 N. Coeficientul de dilatare este :

, iar temperatura de referinţă T0 = 230 C.

Page 46: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 33 Variatia modului lui Young in functie de temperatura

Fig. 34 Variatia coeficientului lui Poisson in functie de temperatura

Câmpul de temperatură obţinut din analiza termică este aplicat ca încărcare termică în analiza elastică. ANSYS este folosit pentru ambele analize.

Analiza termică constă dintr-o singură încărcare, corespunzătoare temperaturii celei mai ridicate a gazului de evacuare, în timp ce pentru analiza elastică se folosesc două cazuri de încărcare, unul corespunzător forţei maxime aplicate pe axa OX negativă şi unul pentru forţa maximă aplicată pe axa OX pozitivă.

Page 47: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Încărcarea termică este aplicată în ambele cazuri, deoarece matricea rigidităţii corespunzătoare unei forme biliniare conţine termeni dependenţi de temperatură. Pentru a simula încărcarea dinamică va fi luată în calcul combinaţia convexă a acestor două cazuri de încărcare în timp.

În fig. 35 este ilustrat câmpul temperaturii:

Fig. 35 Campul initial de temperatura

Diagrama von Mises pentru suprafeţele cu durata minimă de viaţă ( de rezistenţă minimă) este arătată în fig 36. Durata minimă de viaţă nu se înregistrează în regiunile unde apar eforturile maxime datorate încărcărilor maxime. Acest comportament este datorat faptului că rezistenţa la oboseală depinde şi de variaţia efortului în timp, nu doar de valoarea maximă în încărcările maxime.

Page 48: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 36 Diagrama von Mises pentru suprafete cu durata minima de viata

Datele din tabel arată că durata minimă de viaţă este de 2,61 107 intervale pentru modelarea iniţială. Pentru un interval de 0,1 secunde acesta corespunde unei durate de folosire de 1 an cu o utilizare medie de 2 ori pe zi, şapte zile pe săptămână.

2.4. Materiale folosite la fabricarea sistemelor de evacuare

In principal , datorita temperaturilor ridicate si a actiunilor corozive ale compusilor chimici din compozitia gazelor de evacuare ,pentru confectionarea sistemelor de evacuare se folosesc oteluri inoxidabile , oteluri si aliaje speciale .

Page 49: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Constructia acestora se realizeaza in functie de cerintele producatorilor de autovehicule , de conditiile de functionare .

2.4.1. OTELURILE

Aliaje ale fierului (Fe ) cu carbonul (C ) , ce contin mai putin de 2,11%C, cu un continut scazut de alte elemente chimice se numesc „oteluri Fe-C „. Acestea isi incheie procesul de cristalizare la racire ,prin formarea „austenitei” – solutie solida interstitiala de C in Fe y. La temperatura de 1147 C,poate dizolva 2,11%C ,iar la 727 C-0,8%C. In austenita se pot dizolva multe elemente de aliere ce formeaza solutii solide de substitutie care modifica puternic propietatile acestei .

Carbonul , are o infuenta puternica asupra propietatilor tehnologice ale otelurilor cum ar fi :

Sudabilitatea ;Prelucrarea prin deformare ;Prelucrarea prin taiere ;

Odata cu cresterea C ,scade sudabilitatea si capacitatea de deformare la cald si rece . Otelurile cu continut ridicat de C, prezinta duritate mare fapt ce diminueaza rezistenta in timp .

Impuritatile inevitabile ale otelurilor sunt : Mn ,Si,S,P,O2,N si H, benefice fiind Mn si Si. Continutul de Mn poate ajunge pana la 0,8%,el realizand atat dezoxidarea otelului cat si durificarea acestuia ,Si -0,4%, fiind solubile .

Fe O + Mn => MnO + Fe ;

2FeO + Si => SiO2 + 2Fe .

Page 50: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

CLASIFICAREA OTELURILOR

Clasificarea marcilor de otel se face conform SR EN 10020 ,in functie de compozitia lor chimica : aliate si nealiate .

Oteluri nealiate :

de uz general , se produc prin procede de elaborare obijnuite ce nu necesita tratament termic ;

de calitate , nu au impuse conditii pentru o comportare precizata la tratament termic sau pentru puritate, in ceea ce priveste incluziunile nemetalice ;

speciale , au o puritate superioara fata de celelalte in special in privinta incluziunilor , sunt destinate tratamentului termic de calire-revenire ,sau durificarii superficiale. Caracteristicile lor superioare sunt asigurate prin verificarea riguroasa a compozitiei chimice . Aceste oteluri trebuie sa satisfaca una sau mai multe conditii cum ar fi :

*energie la rupere in stare calita si revenita ;

*duritate superficiala in stare calita si revenita sau calita superficial;

*continuturi scazute de incluziuni nemetalice .

1.) Oteluri aliate :

- de calitate , sunt necesare adaosuri de elemente de aliere . Se folosec pentru : armaturi ,electrozi ,constructie cu granulatie fina sudabile ,etc ;

- speciale , caracterizate prin verificarea riguroasa a compozitiei

Page 51: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

chimice ,conditii speciale de fabricatei si inspectie .

Acestea includ:

*oteluri inoxidabile – max. 1,2%C si min. 10,5%Cr; 2,5%Ni ; *oteluri rapide ; *alte oteluri aliate ;

Clasificarea otelurilor aliate :

*dupa stuctura in stare de echilibru :

- hipoeutectoide ,cu ferita simpla in structura ;

- eutectoide ,cu structura perlitica ;

- hipereutectoide , cu carburi in exces ;

-oteluri ledeburidice , cu carburi primare care au precipitat din otelul lichid .

*dupa structura obtinuta dupa racirea in aer :

- perlitice , cu continut mic de element de aliere ;

- martensitice , cu continut mediu de element de aliere ;

- austenitice , cu continut ridicat de element de aliere ;

2.) Oteluri inoxidabile martensitice :

Simbolizare alfanumerica SR EN 10088-1Simbolizare numerica STAS 3583 AISI ;

Page 52: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

SAE X12Cr13 1.4006

10Cr130 410

X20Cr13 1.4021

20Cr120 420

X30Cr13 1.4028

30Cr130 420F

X39Cr13 1.4031

(40Cr130)

X46Cr13 1.4032

40Cr130

Oteluri inoxidabile austenitice :

Simbolizare alfanumerica SR EN 10088-1Simbolizare numerica STAS 3583 AISI;

SAE

X2CrNi19-11 1.4306

2NiCr185 304L

Page 53: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

X5CrNi18-10 1.4301

5NiCr180 304

X6CrNiTi18-10 1.4541

10TiNiCr180 321

X6CrNiMoTi17-12-2 1.4571

10TiMoNiCr175 316Ti

X5CrNiMo17-12-2 1.4401

316 X2CrNiMo17-12-2 1.4404

316L X2CrNiMo18-14-3 1. 4435

- 316L .

*dupa cantitatea elementului de aliere :

- slab aliate , pana la 2,5% element de aliere ;

- mediu aliate , intre 2,5 si 10% element de aliere ;

- inalt aliate , peste 10% element de aliere .

*dupa destinatie :

- constructii masini , constructii civile ;

- scule ( taieturi, deformare plastica la rece ) ;

Page 54: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

- propietati fizice si chimice speciale (rezistenta la coroziune,refractare) .

3.) Oteluri rapide

EMo12 ( W 1.3207): C=1,28%; Mo= 3,5%; V= 3,3%; Cr= 4,1%; W= 9,5%; Co= 10% Otel rapid cu 10 % Co, cu mare duritate la cald. Scule de aschiat pentru degrosari, burghie, filiere, laminoare de filetare, scule de taiat, brose.

EMo5Co5 ( W 1.3243): C= 0,92%; Cr= 4,1%; Mo= 5%; V= 1,9%; W= 6,4%; Co= 4,8% Datorita continutului de 5% Co este foarte bun pentru scule de aschiere cu viteza mare ca laminoare de filetare, filiere, brose, burghie, foarfece, cutite profilate.

EMo9CoH ( W 1.3247): C= 1,1%; Cr= 4,1%; V= 1,2%; Mo= 9,5%; W= 1,5%; Co= 8% Datorita continutului de 8% Co, are performante mai bune decât W 1.3243 þi W 1.3343. Burghie rezistente la oboseala, foarfece de ghilotina, cutite profilate, brose.

DMo5 ( W 1.3343): C= 0,9%; Cr=4%; Mo= 5%; V= 1,9%; W= 6,4% Otel rapid de scule tipic, cu continut de wolfram, molibden si vanadiu, cu rezistenta mare la uzura. Are tenacitate si duritate mare. Poate fi utilizat pentru toate tipurile de scule de taiat ca: burghie, freze, brose, scule de stantat, scule de formare, scule pentru prelucrat lemn, scule pentru extruziune la rece.

4.) Oteluri inoxidabile

Corresist 5 : C= 1,05%; Cr= 17%; Mo= 0,6% Otel inoxidabil cu durificare ridicata, pentru rulmenti si piese rezistente la uzura puternica.

HCN (W 1.4841): C= 0,1%; Si= 2%; Cr= 25%; Ni= 20% Otel inoxidabil austenitic, rezistent la temperaturi înalte. Poate fi utilizat pentru matrite pentru sticla datorita microstructurii foarte pure. Poate fi utilizat pâna la 1400 ºC fara

Page 55: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

aparitia tunderului.

Rezistenta mare la tractiune. Alte aplicatii: cosuri pentru cuptoare de tratament, grile pentru emailare …

RN 15 X (patent Dörrenberg Edelstahl): C= 1,40%; Cr= 15 %; Mo= 2%; Nb= 4,50% Otel inoxidabil martensitic, cu rezistenta foarte mare la uzura prin abraziune si adeziune. Stabil dimensional, rezistenta la compresiune, calire secundara, adecvat pentru nitrurare sau acoperiri dure (CVD sau PVD). Industria procesarii alimentelor, piese inoxidabile rezistente la uzura, scule generale.

R45 (W 1.4034) : C= 0,46%; Cr= 13,50% Otel inoxidabil martensitic, cu calibilitate mare si lustruire buna. Scule de taiat, instrumente chirurgicale, piese pompe, valve.

R18 (W 1.4057): C= 0,17%; Cr= 16 %; Ni= 2% 27-33 HRC. Componente structurale de înalta rezistenta.

PMD440 (metalurgia pulberilor): C= 2,20%; Cr= 17,50%; Mo= 0,50%; V= 5,80% Inoxidabil martensitic obtinut prin metalurgia pulberilor, cu un continut volumetric mare de carburi fin distribuite, fara segregatii. Rezistenta la coroziune si uzura. Utilizat pentru procesarea polimerilor abrazivi, industria alimentara, piese inoxidabile rezistente la uzura, scule de uz general. 55-60 HRC

Oteluri pentru tevi SR EN 10219-1

Simbolizare alfanumerica SR EN 10219-1Simbolizare numerica STAS 500

Aceste oteluri sunt echivalente numai la compozitie chimica, caracteristicile mecanice ale tevilor fiind diferite de ale benzii din care provin, prin formare la rece.

Caracteristicile mecanice ale tevilor sunt conform SR EN 10219 / EN 10219.

S235JRH 1.0039 OL372k ;

Page 56: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

S275JOH 1.0149 OL44-3k; OL44-3kf ;

S275J2H 1.0138 OL44-4kf ;

S355JOH 1.0547 OL52-3k ;

S355J2H 1.0576 OL52-3kf; OL52-4kf ;

S355K2H 1.0512 OL52-4kf .

Table rezistente la uzura

- Durostat 400 : C: ~ 0,14%; Mn: ~ 1,4% Material rezistent la uzura prin frecare, cu duritate 360-440 HB în stare tratata.

- Durostat 500: C~ 0,27%; Mn~ 1,20% Material rezistent la uzura prin frecare, cu duritate 450-550 HB în stare tratata.

2.4.2. ALIAJELE

Alierea are ca drept scop imbunatatirea propietatilor mecanice (rezistenta, plasticitate, tenacitate fizice ( conductibilitate electrica, caracteristici magnetice) sau a celor chimice (rezistenta la coroziune in diferite medii ) .

Elementele de aliere sunt acele elemente chimice care se introduc in mod voit in structura otelurilor cu scopul de a le modifica propietatile si structura acestora Aceste amestecuri se realizeaza de cele mai multe ori prin topire si solidificare.

Cele mai importante elemente chimice de aliere a otelurilor sunt : Cr, Ni,Mn,Si,W, Mo,V,Al,Cu,Ti,Nb,Zr,B.

De obicei otelurile nu contin doar un singur element de aliere ci mai multe :Cr-Ni Cr-Mn , etc .

Page 57: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Elementele de aliere interactioneaza cu Fe si C formand diferite faze :

ferita aliata - solutie solida de element de aliere in Fe x ;

austenita aliata – solutie solida de element de aliere in Fe y ;

cementita aliata – solutie solida de element de aliere in cement , sau in cazul depasirii unei anumite limite de aliere , in carburi speciale .

Elementele de aliere pot fi impartite in doua mari grupe :

gama gene - cele care maresc domeniul gama si fac posibila daca dispare cu totul domeniul x obtinerea de austenita aliata la temperatura camerei, caz in care se numesc oteluri austenitice .In aceasta gama intra : Ni,Mn,Co,Cu,N;

alfa gene - cele care maresc domeniul alfa si fac posibila obtinerea de ferita aliata, otelurile numindu-se feritice .Intra : Cr,Si,Mo,Ti,W,Nb,Zr,Al,V.

Daca alierea otelurilor presupune o combinatie de elemente alfa-gene cu gama-gene,atunci otelurile vor contine austenita si ferita aliata , iar otelurile se vor numi ferito-austenitice .

In majoritatea otelurilor de constructie principala componanta structurala la temperatura de exploatare este ferita, care apare intr-un procent cca. 90%, propietatea otelului depinzand in mare masura de propietatile feritei aliate . Cu cat

Page 58: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

va fi mai mare diferenta dintre razele atomice ale Fe si elementlui de aliere, cu atat mai mare v-a fi distorsiunea retelei cristaline si deci cu ata mai mare v-a fi duritatea feritei si rezistenta sa,iar plasticitatea si tenacitatea mai mica .

2.5. Metode de crestere a rezistentei mecanice a otelurilor si aliajelor metalice

2.5.1. Durificarea structurii prin precipitate disperse

Durificarea prin dispersie are loc la multor aliaje supuse anterior la o calire de punere in solutie. Acest tip de durificare se aplica aliajelor pe baza de : Al,Ni,Co, otelurilor de constructie slab aliate si altor tipuri de aliaje. Duritatea creste ca urmare a formarii dintr-o solutie solida suprasaturata a unor precipitate durificatoare disperse .

Superioritatea aliajelor durificatoare prin dispersie consta in aceea ca pot fi supuse la diverse procedee de deformare plastica pentru fabricarea de piese cu forme variate , in starea initiala in care elementele de aliere se afla dizolvate in solutia solida suprasaturata, dupa care se aplica durificarea prin dispersie propiu-zisa a piesei .

Pentru cresterea concomitenta a duritatii si a rezistentei la temperaturi scazute a otelurilor, se aplica microalierea cu elemente puternic carburigene si nitrogene V,Nb,Ti,Zr. Carbo-nitrurile asigura o durificare prin dispersie, o finisare a granulatiei de austenita si a grauntelui real de otel O durificare prin dispersie eficienta a otelurilor micro-aliate are o compozitie chimica optima de :

V cca.0,12% ; Nb cca0,06% ; Ti cca 0,04% .

2.5.2. Tratamente termo-mecanice combinate

Page 59: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Tratamente termo-mecanice combinate reprezinta una dintre metodele cele mai eficiente de crestere a rezistentei la rupere a otelurilor cu inalta rezistenta mecanica. Acest tratament consta in deformarea plastica a austenitei, urmata de o racire rapida si o revenire joasa.

In functie de temperatura la care are loc deformarea , se disting :

tratament termo-mecanic de temperatura inalta ;tratament termo-mecanic de temperatura joasa .

In comparatie cu tratamentul termic obijnuit , tratamentul termo-mecanic ridica rezistenta otelului cu 20 – 30%, cu cresterea concomitenta a plasticitatii si tenacitatii .Acest tratament, creste rezistenta la oboseala , scade tendinta de formare a fisurilor si pragul ductil – fragil .

Avantajul tratamentului termo-mecanic de temperatura inalta fata de cel de temperatura joasa si fata de deformarea plastica controlata , consta in faptul ca deformarea plastica se producela temperaturi inalte care nu necesita presiuni specifice mari si dispozitive de deformare puternice.

Stabilitatea ridicata a austenitei permite deformarea otelului nu numai prin laminare , dar si prin forjare sau matritare .

CAPITOLUL 3

PROIECTAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE

Page 60: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

La fabricarea sistemului de evacuare a gazelor arse , se folosesc in principal componente executate prin turnare , tragere si ambutisare .

Sistemul de amortizare a sunetului , format din tevi cu diferite dimensiuni si cavitati poate fi fabricat atat prin tragere cat si prin ambutisare , in functie de materialele folosite , tehnica avuta la dispozitia producatorului si cerintele cumparatorului .

3.1. TRAGEREA TEVILOR

Tragerea reprezinta un proces tehnologic specificfabricarii tevilor ,barelor si consta in tragerea unui semifabricant printr-o matrita . La tragerea tevilor se foloseste o matrita conica ,teava reducandu-si diametrul sau diametrul si grosimea peretelui ,in acest din urma caz datorita unui dorn sau dop mentinut permanent in cavitatea matritei .

In procesele obijnuite de tragere a tevilor ,vitezele de tragere nu depasesc 1m / s, iar vitezele de deformare sunt mult mai mici ajungand pana la 0,1 m /s . La viteze mari de tragere ,investitia in echipamente de tragere este nesemnificativa ,astfel ca procedeul este economic obtinandu-se totodata grade de deformare mari si reducerea numarului de faze tehnologice pregatitoare .

DEFORMAREA Reprezinta procedeul de modificare a formei si dimensiunilor unui corp sub actiunea unor tensiuni .

Deformarile pot fi :

plastice elastice

Page 61: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Deformarea elastica , apare la tensiuni mici si dispare dupa inlaturarea sarcinii aplicate. In timpul acesteia , are loc o deplasare reversibila a atomilor din pozitia de echilibru a retelei cristaline ,nu produce modificari structurale remanente in structura si propietetile metalelor.

Deformarea plastica ,este deformarea care ramane si dupa inlaturarea sarcinii. La baza acestei deformari sta deplasarea ireversibila a unor zone din cristal fata de alte zone .

Conditiile de deformare la viteze mari sunt determinate de actiunea preponderenta a fortelor de inertie si de comportarea diferita a materialului fata de cazul clasic deoarece coeficientul de vascozitate scade cu valori insemnate .

Pentru a caracteriza propietatile metalelor si aliajelor de a se deforma permanent sub actiunea unor forte exterioare fara ruperea legaturilor interioare , afost introdusa notiunea de deformabilitate.

Deformabilitatea variaza de la un material la altul , avand cresteri in functie de viteza de deformare pana la anumite valori critice , scaderi daca viteza creste in continuare si apoi iar cresteri date in raport de cresterea vitezei .

Deformabilitatea totala a unui metal sau aliaj este data de relatia :

δ =δp + δv

unde : δp = deformarea plastic - caracterizeaza deformarea grauntilor ;

δv = deformarea vascoasa - caracterizeaza deplasarea grauntilor .

Pentru alegerea metodei de deformare adecvate trebuie sa se tina cont de :

*posibilitatea de a realize forma si detaliile dorite ;

*dimensiunea piesei ;

Page 62: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

*seria de fabricatie ;

*costul utilajelor de lucru ( S.D.V.-lor )

* natura materialului de lucru ;

*alte considerente de natura tehnologica si economica .

In general ,toate metodele de deformare plastic la viteze mari in cazul unei serii mici sau mijlocii de fabricatie ,necesita investitii mult mai reduse si consumuri energetic mult mai mici decat in cazul deformarii conventionale

Comparatia intre costurile deformarii prin metode conventionale si costurila la viteze mari , sunt prezentate in figura 39.

Investitii de consum

energetic

Numar de piese

Fig. 39 Comparatia costurilor intre deformari

Page 63: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

= deformarea la viteza mare ;= deformarea la viteza mica ( conventionala) .

AMBUTISAREA TABLELOR

Ambutisarea este un proces de transformare a unui semifabricat plan intr-o piesa cava de orice forma , sau de modificare , in continuare, a formei si dimensiunilor pieselor cave semifinite .

Ambutisarea se executa cu ajutorul dispozitivelor combinate de decupare si ambutisare, stantate, pe prese cu simpla actiune, sau cu ajutorul matritelor, pe prese cu dubla actiune sau prese multipozitionale.

Grosimea semifabricatelor poate varia între 0,05 mm si 25...30 mm, iar dimensiunile de gabarit ale pieselor ce se pot ambutisa variaya de la câtiva mm pâna la câtiva metri. La nevoie, grosimea semifabricatelor si dimensiunile de gabarit ale pieselor pot depasi valorile indicate mai sus. În acest caz, ambutisarea se executa la instalatii speciale având ca sursa de energie explozivii brizanti (violenti).

Operatia de ambutisare a pieselor din tabla se executa în doua moduri:

- Ambutisarea fara subtierea voita a materialului;

- Ambutisarea cu subtierea voita a materialului.

Modul de ambutisare depinde de tipul si destinatia pieselor si de precizia de

Page 64: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

executie a acestora. În industrie, mai raspândit este procedeul de ambutisare fara subtierea voita a materialului.

Proiectarea si constructia stantelor si matritelor se elaboreaza în strânsa legatura cu forma si dimensiunile pieselor de prelucrat, cu precizia ceruta, materialul din care se executa, volumul de productie, înzestrarea cu utilaje a sectiei de presare etc.

La proiectarea stantelor si matritelor trebuie avuta în vedere atât asigurarea functionalitatii pentru conditiile concrete date, precum si posibilitatea realizarii usoare a pieselor componente, prin prevederea unor forme constructive cât mai tehnologice. Din acest punct de vedere este necesar sa se aleaga solutiile constructive cele mai simple standardizate si normalizate, care ofera în acelasi timp posibilitatea asamblarii si întretinerii usoare si comode.

În general, la proiectarea stantelor si matritelor se cer a fi asigurate anumite conditii cum ar fi:

- calitatea ridicata a pieselor matritelor (stantelor);

- productivitatea ridicata;

- cost cât mai scazut si executie usoara;

- durabilitate cât mai ridicata

- securitate ridicata în procesul de lucru.

Priectarea stantelor si matritelor este strâns legata de caracterul productei. În functie de acesta se stabileste gradul de complexitate si tipul matritei.

În cazul productiei individuale se utilizeaza stante si matrite universale sau din elemente modulare asamblate. De regula costul unei matrite universale este mai

Page 65: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

mare decât al uneia speciala, dar utilizându-se la mai multe tipuri de piese sau asamblându-se în diferite variante, ele devin rentabile datorita în primul rând operativitatii si durabilitatii ridicate.

Aceste matrite permit sa se treaca repede de la un produs la altul, fara a necesita timp îndelungat pentru pregatirea fabricatiei.

La productia de serie si în masa, se construiesc stante si matrite speciale, pentru o singura piesa. În acest caz este rational sa se realizeze mai multe prelucrari cu aceeasi matrita, cu avansarea automata a materialului. În functie de natura operatiilor si de complexitatea piesei, stantele si matritele pot fi complexe în cazul când se utilizeaza utilaje universale de presare si simple în cazul folosirii utilajelor speciale si specializate. În aceste conditii stantele si matritele sânt foarte simple, cu mare fiabilitate, usor de înlocuit atunci când se uzeaza sau apare o defectiune.

Confectionarea amortizorului de sunet al autovehiculelor din tevi ambutisate , se realizeaza cu ajutorul tehnologiei de sudura.

Cele mai larg utilizate metode de sudare a ţevilor sunt:

* Sudarea sub strat de flux

* Sudarea în mediu de gaz protector

* Sudarea utilizând curenţi de înaltă frecvenţă

* Sudarea electrică cu rezistenţă

* Sudarea cu laser

Ţevile cu diametre mici se sudează longitudinal, iar cele cu diametre mari se sudează în spirală. Alegerea procedeului de sudare se face funcţie de pretenţiile

Page 66: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

calitative impuse ţevilor realizate.

Îmbunătăţire continuă a calităţii ţevilor sudate, precum şi apariţia metodelor de "eliminare" a cusăturilor, determină utilizarea pe scară din ce în ce mai largă a ţevilor sudate, care în prezent deţin deja o pondere de 75-80% din cantitatea totală a ţevilor din oţeluri inoxidabile utilizate.

Sudabilitatea reprezinta propietatea tehnologica care determina in conditiile de sudare date , capacitatea materialelor de a realiza imbinari sudate .Cordoanele de sudura trebuie sa corespunda conditiilor impuse din punct de vedere metalurgic constructiv si tehnologic . Notiunea de sudabilitate este conditionata atat de propietatile metalului cat si de modul de realizare a sudurii .

Clase de sudabilitate :

buna neconditionata -> fac parte otelurile cu carbon echivalent mai mic de 0,25 cum ar fi : OL37, OLC10, OLT32 ;buna conditionata -> fac parte otelurile cu un carbon echivalent cuprins intre 0.25 si 0,50% cum ar fi otelurile slab aliate ;sever conditionata -> fac parte otelurile cu un carbon echivalent cuprins intre 0,50 si 0,68% cum ar fac partei otelurile inoxidabile ;foarte sever conditionata -> fac parte otelurile cu un carbon echivalent cuprins intre 0,68 si 1,0% cum sunt otelurile inoxidabile feritice si martensitice ;necorespunzatoare -> fac parte otelurile cu un carbon echivalent mai mare de 1% .

3.3. FLUXUL TEHNOLOGIC DE FABRICATIE A AMORTIZORULUI

DE SUNET DE LA AUTOMOBILE - PRIN AMBUTISARE

PROCES , FLUX TEHNOLOGIC

Page 67: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Procesul de producţie sau sistemul tehnologic reprezintă totalitatea activităţilor unei întreprinderi industriale desfăşurată cu scopul realizării unor produse finite. Procesul de producţie are ca parte principală procesul tehnologic sau sistemul de fabricaţie.Procesul tehnologic este definit ca ansamblul complex de cunoştinţe,utilaje şi proceduri, organizat în scopul de a realiza un anumit produs pornind de la anumite materii prime, într-un context local şi în condiţii economice avantajoase.

Fluxul tehnologic general este constituit dintr-un ansamblu rational de stadii tehnologice care se succed intro anumitaordine de la receptia materiilor prime si materialelor pana la expedierea produselor finite . Acesta trebuie sa dea o imagine de ansamblu a relatiilor care se stabilesc intre subsistemele si sistemele partiale ale structurii efectorii , prin care se definesc fluxurile de :

transport – depozitare –fabricatie - expeditie, cu indicarea legaturilor si sensurilor .

Datele necesare elaborarii fluxului tehnologic general se preiau din proiectul de executie al produsului finit si din studiile de piata ( furnizori ,clienti , cererea ), pe baza carora tehnologul stabileste urmatoarele :

referitor la intrarile in sistem :natura materiilor prime ,materialelor ,semifabricatelor,utilitatilor .furnizorii de la care se achizitioneaza intrari .

referitor la procesele de transformare :natura proceselor de transformare ( fizice , chimice ,mecanice , termice) ;natura utilitatilor necesare proceselor de transformare ;

modul de asamblare ,montaj ,manipulare subansamble ;etapele procesului de transformare a intrarilor in iesiri si succesiunea lor;natura rezidurilor ,deseurilor care rezult in urma proceselor de transformare.

Page 68: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

referitor la iesirile din sistem :modul de ambalare ,manipulare ,depozitare a produselor finite ;modul de transport – expeditie a produselor ;clientii ;modul de evacuare a rezidurilo, deseurilor ;posibilitati de valorificare a unor deseuri .

Fig . 40 Flux tehnologic general

1 – depozit de materii prime ;2 – depozit de semifabricate ;3 – hala prelucrari mecanice ;4 – atelier de finisaj ;5 – hala de montaj ;6 – depozit de produse finite .

Page 69: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

STUDIU DE CAZ

În capacităţi de producţie automatizate, eşapamentele se realizează din tablă aluminizată prin ambutisări precise şi cordoane de sudură de înaltă calitate.Eşapamentele au o durata de viaţă prelungită cu un grad ridicat de silenţiozitate şi etanşeitate încadrându-se în parametrii ecologici europeni, produsele respectand in totalitate proiectele constructive si materialele impuse de producatorul de prim montaj si aprobate de R.A.R. Sistemele de esapament cat si convertorii catalitici sunt confectionate pentru o gama larga de autovehicule ,cu echipamente moderne si automatizate .

Fig. 41a; 41b Dispozitiv de indoit tevi

Achizitionarea de catre firma producatoare a unei tehnologii performante, dobandirea de cunostinte si informatii de ultima ora ,atat in ceea ce priveste realizarea produsului cat si in ceea ce priveste functionalitatea si performantele diferitelor tipuri de sisteme esapamente, a dus implicit la un amplu program de studii, specializari, analize si teste .

Preluand tendinta generala de realizare a unor produse de inalta performanta si calitate producatorul a pus in functiune in o linie completa de realizarea a sistemelor de esapament din otel inoxidabil capabila sa realizeze produse la parametri de calitate similari celor mai mari producatori in domeniu.

Page 70: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Esapamentele din otel inoxidabil si cu o solutie constructiva de reducere a zgomotului prin absorbitie, in material fibros fonoabsorbant realizate la s-au impus rapid ca fiind cea mai eficienta solutie constructiva pentru un sistem de evacuare performant si durabil.

Alese in conformitate cu caracteristicile masinii si utilizate in parametri de functionare ai mototului, sistemele de evacuare produse au o durata de viata indelungata .Testele de anduranta facute ,au aratat ca acest tip de produs poate echipa un autoturism pana la iesirea acestuia din garantie fara nici un fel de problem .

Societatea dispune de o moderna hala de montaj a esapamentelor si catalizatorilor care permite dublarea capacitatii de productie. S-au pus in aplicare masuri de eficientizare a fluxului de fabricatie, societatea reusind sa-si mareasca volumul productiei cu un numar din ce in ce mai mic de angajati. Campania de promovare agresiva materializata in participari la targuri de profil,materiale promotionale si publicitate in mass-media sunt cateva din masurile de afirmare a numelui societatii pe piata esapamentelor.

Gama de productie acopera 95% din totalul modelelor de amortizoare de zgomot pentru sistemele de evacuare.

Se produc 13 tipuri de sectiuni:

* cerc cu diametre de 100, 120, 135, 150, 165, 200 mm ; Fig. 42

Page 71: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Presa

* elipsa cu dimensiunile axelor 100x170, 100x240, 117x187, 128x235, 135x267;

*elipsa tip "stadion" cu dimensiunle axelor 90x175, 130x200.

Societatea implementeaza continuu noi tehnologii in procesul de fabricatie, venind in intampinarea necesitatilor clientilor sai.

Penru fabricarea unei productii anuale de aproximativ 300.000 de pise societatea foloseste pentru procesul de fabricatie o serie de echipamente si utilaje .

DOTARI TEHNICE:

Debitări şi îndoiri tablă

Presă ghilotină (hidraulică):

* Presa orizontala BBP22

PARAMETRI TEHNICI BBP22

Dimensiune masa de lucru 630x1100 mmPutere sistem hidraulic 22 toneCursa de lucru 200 mmViteza de lucru 1750 mm/sec Capacitate de indoire 120x15 mm

Dimensiune scule

Inaltime 120 mm Diametru 55 mmVolum rezervor hidraulic 45 litri

Page 72: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Putere motor 1,5 kWDimensiuni 630x1150x1050 mmGreutate 630 kg

Fig. 43 . Presa orizontala BBP22

Ghilotină mecanică (4buc.):

Ghiliotina RGM2050-4 2mx4mm

PARAMETRI TEHNICI RGM2050-4

Capacitate taiere 4 mm

Lungime de lucru 2050 mm

Unghi de taiere 130 grade

Numar taieri 42 / min

Putere motor 7,5 kW

Inaltime masa de lucru 830 mm

Latime masa de lucru 450 mm

Distanta intre suporti 750 mm

Dimensiuni 1380x1620x3110 mm

Page 73: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Greutate 3670 kg.

Fig. 44 Ghiliotina RGM2050-4 2mx4mm

Foarfece electric de tăiat tabla (2 buc.):

Foarfeca combinata HKM-60Centrele de prelucrare a profilelor Falcon permit efectuarea diferitelor operatiuni asupra profilelor (debitare, stantare, decupare). Masinile sunt realizate conform normelor CE.

Page 74: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

PARAMETRI TEHNICI HKM-60

Diametru maxim al gaurii / grosime (tabla, otel) 28x15 mm

Inaltime de lucru 955 mm

Adancime gura alimentare 220 mm

Putere sistem hidraulic 60 tone

Putere motor 4 kW

Dimensiuni 1550x900x1550 mm

Greutatea 1425 kg.

Echipamente standard:- poanson si matrita - suport poanson - panza pentru debitat platbanda - panza pentru debitat profil patrat si rotund - foarfeca de taiat in unghi - lama pentru taiere- dispozitiv de rontait - instalatie centralizata de ungere - cheie tip C

• Se pot realiza gauri cu diametrul de pana la 38 mm cu accesoriile speciale• Cu foarfecile din otel se pot taia foarte rapid bare patrate cu aria de 25-35 mm si bare rotunde cu diametrul de 30 -40 mm. Se pot taia profile in forma de U – I sau T. Lamele special se pot achizitiona la comanda.• Cu ajutorul lamelor in forma de Z se pot taia foarte efficient sectiuni cu unghiul de 90˚ sau 45˚

• Cu lamele de 300 mm se poate taia o gama foarte mare de tabla intr-un mod foarte efficient• Masina este dotata cu o scula rectangulara de taiat care poate fi utilizata cu un scop general. Scula de taiat in forma de V este disponibila optional.

Page 75: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 45 Foarfeca electrica de taiat table

MASINA ROLUIT TABLA 4R HSS 30-350

Masinile Falcon sunt usor de utilizat si garanteaza obtinerea pieselor cu geometrie repetabila datorita sistemului de role cu deplasare electrohidraulica.Batiul este in constructie sudata, astfel proiectat incat sa minimalizeze deformatiile aparute la roluire.

Page 76: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

PARAMETRI TEHNICI 4R HSS 30-350

Lungime de lucru 3050 mm

Capacitate preindoire 20 mm

Capacitate de indoire 16 mm

Diametru valturi centrale 350 mm

Diametru valturi laterale 260 mm

Putere motor principal 22 kW

Viteza de lucru 1,5-5 m/min

Dimensiuni 6000x2200x1900 mm

Greutate 15000 kg

Parametri de indoire sunt dati pentru tabla de otel cu indice de deformare plastica de 24kg/mm2.

Echipamente standard:

- destinate pentru a indoi diferite table de grosimi medii si mari din otel - se pot obtine usor virole complet inchise sau la diferite raze. - valturile laterale si cel superior deplasabile cu ajutorul pistoanelor hidraulice - sistem de protectie - toate valturile actionate separat cu transmisie planetara - pupitru de comanda mobil cu afisaj de cote pentru cele trei valturi deplasabile - cadrul masinii este din constructie sudata - valturi de otel conform normelor SAE 1050 (CK 45)- dispozitiv de roluit conic - sistem de echilibrare a valturilor hidraulic si electronic - sistem de ungere centralizat - 2 trepte de viteze pentru actionarea valturilor

Echipamente optionale:

- suporti hidraulici laterali pentru table mari - valturi superioare interschimbabile pentru roluiri la diametre mai mici

Page 77: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

- functionare automata prin control NC si CNC

Fig. 46 Masina de roluit table

Fierastrau automat OL320GAZ

PARAMETRI TEHNICI OL320GAZ

Dimensiunile de taiere la 90 grade

Profil rotund 320 mmProfil patrat 320 mmProfil rectangular 420x300 mm

Dimensiunile de taiere la 45 grade

Profil rotund 300 mmProfil patrat 300 mmProfil rectangular 300x300 mm

Dimensiunile de taiere la 30 grade

Profil rotund 200 mm

Page 78: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Profil patrat 200 mmProfil rectangular 200x300 mmTaiere pachet 400x280 mmDiametru volante 388 mmRotirea capului 30º-90ºViteza de taiere 17-110Dimensiune panza 4140x34x1.1

Alimentare

Cursa per bucata 500 mmregim automat 5000 mmPutere motor principal 3 kW

Putere motor sistem racire 0,09 kWSistem hidraulic 0,75 kWMotor perii 0,09 kWCapacitate rezervor sistem hidraulic 45 lCapacitate rezervor sistem racire 40 lDimensiuni 2350x2200x1100 mmGreutate 1910 kgAlimentarea material HidraulicMenghina Hidraulic ajustare de presiuneDeplasarea capului de taiere HidraulicTensiune panza manual

Page 79: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 47 Fierastrau automat

Masina indoit profile HPK-10

Masinile Falcon sunt usor de utilizat si garanteaza obtinerea pieselor cu geometrie repetabila datorita

Page 80: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

sistemului de role cu deplasare electrohidraulica.Batiul este in constructie sudata, astfel proiectat incat sa minimalizeze deformatiile aparute la roluire.

PARAMETRI TEHNICI HPK-100

Diametru ax 100 mmDiametru role 315 mm

Viteza de lucru 7 m/min.

Putere motor 7,5 kWDimensiuni 1465x2000x1700 mmGreutatea 3800 kg.

Capacitatea de indoire maxima teava 125x2,5 mm

Echipamente standard:

Fig. 48 Masina de indoit profile

-3 role de indoire din otel-pozitie de lucru vericala si orizontala

Page 81: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

-role de ghidaj-sistem de franare motor-panou de control mobil-afisaj electronic pe 2 axe- ghidaje mecanice laterale ale rolelor pe 3 axe

Echipamente optionale:

-role de indoire pentru tevi/bare-role de indoire pentru profile-gidaje hidraulice laterale ale rolelor pe 3 axe-reglarea continua a vitezei de lucru

PRESAJ

Utilaje de deformare plastică la rece

Prese mecanice                                                       

                                                           Caracteristici*  

Tipul presei 1 2 3 4 5 6

PE 63    9 buc 350 120 150 710x480  63tf Φ45

PE 100  8 buc 450 140 150 990x690 100tf Φ50

PE 150  1 buc 500 220 150 1200x650 150tf Φ50

Prese hidraulice                                                            Caracteristici*

Tipul presei 1 2 3 4 5 6

PH 40   SE 3 buc 300 300 300 700X600  40tf -

Page 82: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

PH 100  DE 1 buc 450 450 450 650X650 100tf -

Materiale elaborate : - Table  0,7 - 3 mm STAS 9624-90

Prese mecanice

                                                                                                          Caracteristici*

Tipul presei 1 2 3 4 5 6

Presa mecanica PAI 315 TF DE 770 165 670 1400X1400 315 Φ40

Presa mecanica PAI 250 TF SE cu extractor sus/jos

570 250 400 2500X1250 250 Φ40

Presa mecanica PAI 160 TF SE cu extractor sus/jos

620 200 320 1250X2000 160 Φ40

Presa mecanica PAI 400 TF SE 680 200 400 1100X1600 400 -

Presa mecanica PAI 630 TF SE 800 180 320 1250X1250 630 -

Presa mecanica PAI 400 TF SE 670 160 250 1000X1000 400 -

Materiale  elaborate : - Table 0,7 - 3 mm STAS 9624 - 90 

      Caracteristici*  

Tipul presei 1 2 3 4 5 6

Presa hidraulica PH 160 TF SE cu extractor sus/jos

900 900 900 1000X800 160 -

Page 83: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Presa hidraulica PH 250 TF SE cu extractor sus/jos

900 900 900 1500X1400 250 -

Presa hidraulica PH 400 TF SE cu extractor sus/jos

1500 1500 1500 2500X1500 400 -

Presa hidraulica PH 1000 TF SE cu extractor sus/jos

1500 1500 1500 2500X1500 1000 -

Materiale  elaborate : - Table 0,7 - 3 mm STAS 9624 - 90

*Caracteristici1. Distanţa maximă între masă şi berbec2. Cursa reglabilă a berbecului3. Deplasarea berbecului4. Suprafaţa de prindere pe masă5. Forţa de apăsare6. Diametrul alezajului pentru centrare

Alte dotări:

- Polizoare (2 buc.)- Grinoteze (3 buc.)- Standuri de probă

MONTAJ  EŞAPAMENTE

1. Echipamente specifice realizării eşapamentelor:

CENTRU DE LUCRU Nr. CADENŢA

Page 84: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

buc.

Maşină de curbat ţeavă "Bema" 2 1 curba 180º → 5 secunde

Maşină de fălţuit capace (Cap Spinner)

3 1 fălţuire → 60 secunde

Maşină de sertizat manta pe generatoare

2 1 manta → 30 secunde

Maşină de debitat ţeavă automată 1 1 debitare → 8 secunde

Maşină de perforat ţeavă 3 perforare ţeavă L=300  → 120 secunde

Maşină de deformat capete 8 1 deformare → 5 secunde

Maşină de preflanşat 2 1 preflanşare → 25 secunde

Maşină de introdus amortizor 2 1 presare → 25 secunde

Maşină de debitat ţeavă manuală 3 1 debitare → 10 secunde

Maşină de debavurat int. + ext. 2 un capăt debavurat → 10 secunde

Ghilotină automată de debitat rulouri

1 1 cursă → 13 secunde

2. Dotări specifice departamentului sudură

- convertizoare sudură (sudură cu electrod învelit)- instalaţii de sudură MIG/MAG (în mediu protector)- instalaţii automate pentru suduri liniare- sudură sub presiune

Page 85: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

     6 echipamente de sudură prin presiune          - 4 echipamente cu o putere nominală de 65 KVA          - 2 echipamente cu o putere nominală de 100 KVA

     6 echipamente de sudură MIG/MAG cu transformator de 340 V

     6 echipamente de sudură MIG/MAG cu transformator de 230 V

Page 86: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig. 49 Sudura MIG - MAG

3. Construcţii sudate

- elemente şi componente obţinute prin operaţii de ştanţare, ambutisare, îndoire;- elemente de eşapamente

4. Tehnologii de sudură

- cu electrozi înveliţi (supertit fin şi superbazici)- în mediu protector cu CO2 şi corgon- sudură sub presiune

5.Materiale folosite pentru sudură

- electrozi superbazici EN 499 E4.2.38- electrozi pentru sudură sub presiune Cu-Cr Zn

Page 87: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

- sârmă sudură EN 440-G3Si1, Φ 0,8- sârmă sudură EN 440-G3Si1, Φ 1

6. SDV -uri folosite

- gabarite de sudură- verificatoare pentru dimensiuni şi cordoane de sudură- mijloace de măsurare universale

VOPSITORIE

1. Echipamente specifice

     Linie de vopsire

          - conveior cu o capacitate de 150 de cârlige          - bazin de spălare cu trei căzi          - ventilator          - cuptoare de uscare

Linie de ambalare

          - 2 maşini de ambalat (înfoliere)

2. Materiale elaborate

          - produse finite - repere şi componente obţinute prin operaţii de ştanţare, ambutisare, îndoire          - elemente de eşapametelor

Sisteme de verificare si testare a pieselor fabricate

Page 88: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Fig . 50 Echipamente de incercare a amortizoarelor de sunet

Prinncipalii furnizori de materie prima de pe piata autohtona sunt :

Silcotub Almet Tehnometal Otelinox Tehnotab

Tipurile de tabla folosite in proesul tehnologic de fabricatie si calitatile oferite de furnizori conform termenelor de livrare sunt:

o termen de livrare min. 2 saptamani - pentru stocurile furnizorilor externi;

o termen de livrare min. 6 saptamani - pentru productie noua;

o Cantitate minima 500kg / tipodimensiune

TABLA INOX LAMINATA LA CALD

Page 89: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

STARE DE LIVRARE

CALITATEOTEL

FINISARE

FORMADIMENSIUNI PROTECTIE

GROSIME  mm

LATIME  mm

LUNGIME  mm

CU FOLIE

CU HARTIE

EN ASTM DESCRIERE

FOI TABLA 2,0 ÷ 100,0600 ÷ 2500

1000 ÷ 12000

    x

vezi tabel calitati inox

1U BLACK Tabla tratata termic

PLATBANDA 3,0 ÷ 20,0 15 ÷ 1001000 ÷ 12000

    x 1D N1Tabla recoapta si decapata

RULOU 2,0 ÷ 10,0600 ÷ 2500

      x   1DTabla recoapta si decapataprin tragere la rece

BANDA 2,0 ÷ 10,0 20 ÷ 500       x  TEARPLATE

Tabla striata, recoapta si decapata

TABLA INOX LAMINATA LA RECESTARE DE LIVRARE

CALITATEOTEL

FINISARE

FORMADIMENSIUNI PROTECTIE

GROSIME  mm

LATIME  mm

LUNGIME  mm

CU FOLIE

CU HARTIE

EN ASTM DESCRIERE

FOI TABLA 0,3 ÷ 8,0600 ÷ 2500

1000 ÷ 12000

  x   x

vezi tabel calitati inox

2D 2DTabla recoapta si decapata

2B 2BRecoapta, decapata si lustruita

2R BA Oglinda

2J N3Polisata cu abraziv de granulatie 80-120

PLATBANDA 3,0 ÷ 8,0 15 ÷ 1001000 ÷ 12000

  x   x

2J N4Polisata cu abraziv de granulatie 150-400

2J HLPeriere cu abraziv de granulatie 150-240

2JSCOTCHBRITE

Tabla polisata SCOTCH BRITE

2K N6 Tabla satinata

RULOU 0,3 ÷ 8,0600 ÷ 2500

    x   x

2M EMBOSS Tabla cu model

2H 1/4HTFinisare 2D durificata

2H 1/2HTFinisare 2D durificata

2H 3/4HTFinisare 2D durificata

BANDA 0,3 ÷ 8,0 20 ÷ 500     x   x

2E  Tratata termic si decapata mecanic

2F  

Tratata termic, decapata si lustruita prin trecerea printre cilindrii de laminare

2O   Finisare prin periere

2W   Laminare profilata

Page 90: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

 

Foile si rulourile din inox se produc in mod curent avand urmatoarele dimensiuni:

latime: 1000; 1250; 1500; 2500 mm - pentru foi si rulouri tabla

lungime: 2000, 2500, 3000; 4000; 6000 mm - numai pentru foi table

BIBLIOGRAFIE :

Elemente fundamentale de Tehnologia Materialelor…………………editura EXPONTO-2005

Page 91: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Prof.Dr.Ing Michael CHIRCOR , Prof.Dr.Ing. Remus ZAGAN .

Stiinta Materialelor………………………………………………………editura VIROM- 2006 Prof.Dr.Ing. Anna NOCIVIN .

Elemente de Rezistenta Materialelor …………………………….editura TEHNICA Bucuresti Prof.Ing.Mircea Mihai POPOVICI .

Combaterea poluarii mediului in transporturile rutiere ……………..editura TEHNICA -2000Prof.Dr.Ing.Venetia SANDU ,Prof.Dr.Ing.V .NEGREA .

Instalatii si echipamente auto ………………………….editura DIDACTICA Bucuresti- 1992Prof.Ing.Aurel LELUTIU , Ing.Mihai POENARU .

Solicitări termice în construcţia de maşini…………………………...editura TEHNICA -1978Prof.Ing. B . POPA ,Prof.Ing.N .BATAGA .

Utilizarea metodei elementelor finite pentru determinarea parametrilor mecanici şi termici ai sistemelor de evacuare………………………….Referat de cercetare ştiinţifică- A.T.M.- 2003Ing. Florinel POPA .

Echipamente pentru experimentarea construcţiei şi funcţionării sistemului de evacuare, Referat de cercetare ştiinţifică……………………………………………………A.T.M.- 2004Ing.Florinel POPA .

Modelarea optimă a traseelor de evacuare……...Referat de cercetare ştiinţifică- A.T.M.- 2004Ing.Florinel POPA .

Tehnologii moderne de fabricatie a amortizoarelor de sunet……………...S.C. TESS-CONEX

Page 92: Amotizorul de Sunet - Esapamentul

Tehnologii moderne de fabricatie a amortizoarelor de sunet…………S.C. BORLA-ROMCAT

Echipamente si utilaje moderne de prelucrare a metalelor……….S.C.PROMA MACHINERY