Principalul avantaj al celei de a doua scheme il constitue curatirea buna a intregii cantitati

de ulei, când acesta trece prin fusurile de biela unde datorita fortelor centrifuge, impuritătile si

incluziunile metalice care se află in ulei sunt aruncate spre periferia spatiului gol din interiorul

fusului de bielă, pe care se si depun. Dezavantajul acestei scheme, în comparatie cu prima,

constă in necesitatea unor găuri cu diametru mare in bratele arborelui, pentru a lăsa să treacă

cantităti mari de ulei si incalzirea puternica a uleiului, care trece în lungul întregului arbore.

Acest din urmă fenomen este datorat micsorarii viscozitatii uleiului la sfarsitul rezervorului de

ulei. Aceste dezavantaje se inlătură, în parte, aducând uleiul la ambele capete ale arborelui, si nu

numai la un cilindru

La motoarele in stea uleiul intră în arborele cotit de obicei prin fusul său de reazem din

spate si apoi prin găurile executate in bratele arborelui si prin interiorul fusului arborelui, umple

tot spatiul interior al stuia. Pentru ca pe suprafata in frecare a cuzinetului de bielă, să nu pă-

trundă, impuritătile care se depun pe periferia spatiului interior al fusului de bielă, uleiul ajunge

la suprafetele in frecare prin tevi speciale de ulei ceare se deschid în partea din mijloc a spatiulni

interior al fusului de biela (fig. 292). In unele cazuri, in acelasi scop, in interiorul fusului se

prevăd tevi sau bucse speciale astfel asezate, incat spatiul dintre ele să formeze un labirint pentru

curentul de ulei, iar impuritaitile separate, datorită fortelor centrifuge se adune pe partea

exterioară, (fata de axa fusului de reazem) a fiecărui spatiu din interiorul fusului. Găurile care

servesc pentru aduce uleiul la suprafetele in frecare ale fusului si lagarului se afla in acest caz,

pe partea opusă spatiului interior (fig. 297 si 298), unde se află uleiul curat .

Trebue mentionat că este nevoie să se aleaga corect pozitia orificiilor de ulei sau a

canalelor de ulei pe suprafetele in frecare ale fusurilor arborelui.Aceste orificii nu trebue se afle

in portiunile solicitate ale fusului ,deoarece în acest caz, este posibi o micsorare simtitoare a

capacitate portante a lagarului.

Cum se stie 64), pentru echilibrarea motoarelor in stea se aseaza pe arborii cotiti,

contragreutăti. La motoarele moderne de putere mare, contragreutatile folosesc de asemenea,

pentru amortizarea oscilatiilor de torsiune .La motoarele cu arborele cu 6 coturi, pozitia corectă a

coturilor, duce la altă echilibrare a fortelor de inertie si a momentelor fortelor de inertie,atat ale

maselor in miscare de rotatie, cât si ale maselor in miscare de translatie. Cu acestea, la arborii

cotiti ai motoarelor moderne in v, cu 12 cilindri, de putere mare, se prevăd totusi si

contragreutăti, care servesc pentru descărcarea lagărelor de reazem, de fortele de inertie ale

maselor in miscare rotatie. Lagarul de reazim cel mai solicitat de catre fortele de la un arbore cu

6 coturi este lagărul de reazem mijlociu (care se află intre cotul al treilea si cotul al patrulea

datorită faptului ca cotul al treilea si cotul al patrulea se afla in acelasi plan). Din aceasta

cauza,contragreutatile se prevăd, in primul rand,langa acest lagar. Totusi asezarea unor

contragreutati numai la lagarul din mijloc dezechilibrează atât arborele, cat motorul in ansamblul

1ui, datorită cărui fapt se prevăd contragreutati la celelalte coturi, in scopul de a echilibra din nou

arborele si, in acelasi timp, de a descarca intr-o oarecare măsură reazemele respective.Se prevad

contragreutăti la 6,1 la 8 sau la toate cele 12 brate,insa ,in orice caz, obligatoriu la cele două brate

de lângă reazemul din mijloc.

Umeri prevăzuti special (fig. 993), avand diametrul cu 10-15 mm mai mare decât

diametrul fusului si grosimea (lungimea) de aproximativ 0,5-1,0 mm. Acesti umeri, ale căror

suprafete frontale se rectifică impreuna cu fusurile de bielă, se racordeaza cu bratele cu arce de

cerc cu raza de 0,5 -1,0 mm.

La arborii cu mai multe coturi, la care lungimea cotului este limitată de distanta dintre

axele a doi cilindri vecini, bratul, din considerente de rezistentă, se execută cu o latime a relativ

mărită (fig. 293). In acest caz, intr-un plan normal pe planul arborelui, bratul are o formă ovala

sau circular.Raportul dintre lătimea bratului a si lungimea lui este de obicei de 5,5-7,0.

La arborii cotiti ai motoarelor in stea simpla si dubla,unde lungimea relativa a bratului

poate fi marita ,bratul are o forma prismatică, cu latimea aproximativ egala cu 1,1-1,3 din

diametrul fusului de reazem. In acest caz,raportul dintre lătimea bratului si lungimea lui este de

3,0-4,5.

Pentru a usura arborele cotit, portiunile mai putin solicitate ale bratului (fig. 293) se

frezeaza sau se strumjesc, micsorandu-se treptat grosimea (lungimea bratului) de la centru spre

periferie.

Pentru a micsora greutatea contragreutătilor este rational ca ele fie dispuse la o distantă

cât mai mare de axa de rotatie a arborelui. Distanta maximă la care se pot afla contragreutătile

este limitată de conditia ca ele să poată trece liber in interiorul carterului, prin dreptul părtii de

jos a cămăsilor cilindrilor si a cămăsilor pistoanelor. Pistoanele se apropie cel mai mult de

contragreutăti, in momentul in care se află in PMI

Contragreutatile se fixează, de obicei, pe prelungirea bratelor, cu ajutorul suruburilor sau

al miturilor. Pentru a descarca suruburile si niturile de fortele centrifuge datorate masei

contragreutătilor, acestea se asează pe bratele arborelui cu ajutorul unor canale sau al unor trepte

précis ajustate(fig. 294, a). La arborii cu 6 coturi ai motoarelor in V, la care masele

contragreutătilor sunt mici, contragrentătile pot fi sudate pe bratele arborelui (fig. 294, b). In

unele cazuri se poate obtine o masă suficientă pentru echilibrare, dintr-o simplă prelungire a

bratelor arborelui, fără a fixa contragreutati speciale.

La motoarele in stea, la care contragreutitile suspendate liber au rolul de amortizor al

oscilatiilor de torsiune, modul de fixare al contragreu tătilor (fig. 299) are o importantă esentială:

el trebue să asigure, atat forma necesară a oscilatiilor contragreutătilor, cat si o frecare mică in

elementele lor in frecare, pentru a nu influenta reglarea contragreutătilor si pentru a înlătura

pericolul unei uzuri prea mari a lor.

In toate cazurile, arborele cotit trebue sa fie bine fixat in directie axială fată de carter.

Această, fixare axială este necesară pentru a asigura pozitia reciproca prescrisa a arborelui, a

carterului si a pieselor legate de ele, cum si pentru a transmite la carter sarcinile axiale care

actioneazii asupra arborelui cotit. Aceste sarcini pot lua natere atat in urma functionării

mecanismelor motorului (de exemplu de la tractiunea elicei la motoarele fără redactor sau de la

fortele care actionează asupra rotilor dintate sau elicoidale sau conice ale arborelui),cat si în

urma unor erori tehnologice intamplătoare la prelucrarea si asamblarea pieselor

Datorita faptului ca arborele de otel are alte deformatii termice decat carterul de

aluminiu, fixarea axială a arborelui se face de obicei intr un singur loc. La motoarele in linie(sau

in v), arborele se fixeaza de obicei cu ajutorul cuzinetului la unul din lagărele de reazem (din fată

sau din mijloc) care devine astfel un lagăr radial-axial

Pentru a obtine in acest caz o uzură, si o frecare minimă la suprafetele frontale in frecare,

suprafata frontală a lagărului axial se incarcă cu compozitie si este unsa de uleiul adus special la

această suprafata.Jocu axial intre cuzinetul axial si fusul palier se ia intre 0,05 - 0,10 mm.

Arborii cotiti ai motoarelor in stea, care au rulmenti cu bile sau cu role pe lagărele de

reazem, se fixează în directie axială, cu ajutorul unuia dintre acesti rulmenti, care poate prelua

sarcinile axiale

La motoarele fără reductor, elementul care fixează arborele si preia forta de tractiune a

elicei este de obicei rulmentul cu bile radial-axial din fată, de pe vârful arborelui

Imbinările arborilor demontabili ai motoarelor in stea, sunt, in general, de două tipuri:

a) sub forma unei imbinari cu caneluri, cu gulere de centrare (fig. 295)

b) sub forma unor îmbinări cu cleme, cu ajutorul unor coturi strânse cu

suruburi la bratele arborilor ( fig. 299)

In ambele cazuri, pentru a putea monta bielele, suprafata de separatie a elementelor

arborelui trebue să se afle in dreptul fusurilor de biela

La prima metodă de imbinare (fig. 295) transmiterea momentului de la partea din spate a

arborelui la partea din fata cum si fixarea relative a partilor arborelui împotriva se realizeaza cu

ajutorul unei imbinari prin caneluri,iar centrarea precisa a ambelor parti se realizeaza cu ajutorul

gulerelor cilindrice.Partile arborelui sunt stranse cu ajutorul unui surub,care trece prin interiorul

fusului maneton.La cea de-a doua metoda ,capatul fusului de biela se introduce intr-un locas

précis ajustat,executat in ochiul bratului celei de-a doua parti a arborelui,dupa care acest ochi se

strange cu ajutorul unui surub special,a carui axa este perpendicular pe axa fusului

maneton.Forta de stranger a surubului trebuie sa fie suficienta pentru a obtine un contact strans

pe intreaga suprafata cilindrica a fusului si a lacasului din brat,la toate sarcinile posibile.Pozitia

unghiulara necesara a celor doua parti ale arborelui poate fi asigurata précis in acest caz , atat

prin constructia elementelor de imbinare,cat si prin tehnologia executarii si asamblarii lor.

2222222222222222222222222222222222222222222222222

Avantajul celei de a doua metode de imbinare a părtilor arborelui fată de prima metodă

constă în simplicitatea mai mare a constructiei si a fabricatiei, cum si in faptul că sectiunile

solicitate ale fusului sunt mai putin slăbite. Dezavantajul acesti metode consta in mărirea

dimensiunilor de gabarit si a greutătii elementelor in miscare de rotatie ale bratului (dintre care

fac parte si suruburile de imbinare) cum si in necesitatea de a prevedea contragreutati diferite pe

cele două parti ale fusului.

La motoarele cu reductor, vârful arborelui se foloseste pentru fixarea pinionului

conducător al reductorului, iar in unele constructii, si pentru aduce uleiul în interiorul arborelui

(fig. 296). Pentru a evita ca pinionul conducător al reductorului să se afle in consolă, capătul din

fată al varfului arborelui serveste drept reazem extrem (din fată) al arborelui cotit. La motoarele

în linie, acest reazem se află direct la marginea carterului. La motoarele in stea, la care arborele

reductorului se află in fata arborelui cotit este coaxial cu acesta, acest reazem se execută de cele

mai multe ori in interiorul arborelui reductorului (fig. 299)

La motoarele fara reductor, pe partea din vârful arborelui, care iese in afara carterului se

se montează elicea, iar in partea din fată a vârfului carterului se montează rulmentii radial si axial

ai arborelui.

3. Exemple de executie a diferitelor constructii de arbori cotiti

A.Arborele cotit al motorului AM-38 (fig. 396). Arborele cotit se sprijina pe 8 reazime,

dintre care cele 7 din spate preiau fortele care actionează asupra fusurilor manetoane, iar

reazimul din fata(impreuna cu cel de al doilea)preia fortele care actioneaza asupra pinionului

reductorului. Spatiile interioare ale fusurilor de reazem de biela, sunt astupate cu dopuri speciale

care vin in contact cu arborele după suprafetele conice precis ajustate si rodate.Fiecare pereche

de dopuri este strânsă cu un surub.

Bratele arborelui cotit au o formă eliptică, cu lătimea maximă la mijloc, intre axele

fusurilor. Intre brate sunt executate găuri pentru uleiul care intră în arbore prin partea din spate.

Capatul fiecarei gauri este astupat cu un dop,filetat,insurubat in brat dinspre partea fusului de

reazem.

Pinionul reductorului cu dinti in săgeata este presat pe un guler prevăzut pe vârful

arborelui si se fixează de flansa vârfului arborelui cu ajutorul a 9 suruburi. Dintii din sangeată ai

pinionului fixează pozitia arborelui in directia axială fată de arborele reductorului, care, la rândul

său este fixat in directie axiala fata de carter. In suprafata frontală, a varfului arborelui este

presată si asigurată, cu 3 stifturi o bucsa de otel. Bucsa serveste pentru actionarea cutiei

agregatelor de deservire, printr-un arc intermediar, imbinat cu bucsa cu ajutorul unor caneluri. In

afară de aceasta, este folosită pentru intrarea uleiului din conducta principală, de ulei in interiorul

arborelui. In acest scop intre bucsă si mansonul fix care o înconjoară se formează un spatiu

inelar, umplut cu ulei, iar in bucsă sunt executate mai multe găuri, prin care uleiul pătrunde in

interiorul vârfului arborelui. Spatiul inelar din jurul bucsei este etansat cu ajutorul unor inele de

bronz.

Pe capătul din spate al arborelui este presată coada asigurată cu ajutorul a cinci stifturi

cilindrice. Coada are caneluri exterioare si interioare. Cu ajutorul canelurilor exterioare, coada

este cuplată cu un pinion care transmite miscarea de rotatie la mecanismul de distributie si la

agregatele situate in partea din spate a motorului. Cu canelurile interioare, coada este cuplată cu

cuplajul de actionare a compresorului. La motorul AM-38F, care lucrează la un regim mai fortat

decat motorul AM-38, pentru descărcarea lagărelor de reazim pe 6 brate ale arborelui cotit sunt

prevazute contragreutăti, fixate de arbore cu ajutorul unor suruburi.

B. Arborele cotit al motorului VIK-105 (fig. 297 si 298). La motorul VIK-105 uleiul nu

umple tot spatiul interior al fusurilor de reazim ,ci numai un volum mic, inelar, format din

alezajul interior al fusului si de bucsa cilindrică montată în interiorul fusului cu ajutorul a două

piulite inelare, insurubate in partea frontală a alezajului fusului de reazim. In interiorul fusurilor

manetoane sunt presate tevi cu pereti subtiri, care servesc pentru curatirea uleiului. Incluziunile

care se află în ulei se strâng pe peretii acestor tevi, în partea cea mai depărtată de axa de rotatie,

iar uleiul curătit intră intr-o gaură executată în partea opusa,in spatiul inelar dintre teavă si

arbore, de unde ajunge la suprafetele in frecare ale fusurilor de bielă. Din conducta principală,

uleiul pătrunde direct la fiecare fus de reazim al arborelui si astfel fusurile de reazim se ung cu

ulei nefiltrat în interiorul arborelui.

Arborele cotit are sase contragreutăti, a caror metodă de fixare pe bratele arborelui,

reprezentata in fig. 298, este aceeasi ca si a capacului bielei principale cu capul ei(fig. 285)

Pozitia arborelui in directie axială este fixată in partea din fata a carterului, cu ajutorul

unei bucse de reazim si al flansei dopului special insurubat in partea din fată a vârfului arborelui,

care foloseste pentru actionarea compresorului de aer.

In interiorul fusului de reazim din spate al arborelui este montat un cuplaj elastic, prin

care se transmite miscarea de rotatie, de la arborele cotit, la pinionul de actionare al

compresorului agregatelor si mecanismului de distributie.

Pentru a micsora uzura fusurilor, suprafetele lor exterioare sunt nitrurate .

C. Arborele cotit al motorului AS-82 (fig. 299). Arborele cotit are două coturi si este

compus din trei părti, care se unesc intre ele lângă fusurile manetoane spre partea reazimului de

mijloc. In bratele părtii din mijloc a arborelui sunt executate găuri cu diametrul egal cu cel al

fusurilor manetoane ale arborelui, iar bratele insasi, care se prelungesc dincolo de aceste găuri,

sunt sectionate longitudinal si pot fi strânse cu ajutorul unui surub

Forta de strângere a surubului , la montare,se controleaza prin masurarea alungirii lui.

Arborele cotit asamblat se montează in carter pe trei rulmenti cu role. Rulmentul din

mijloc, care are dimensiuni mari, se aseaza in locasul din fata cu ajutorul unui inel sectionat, si

se fixează pe arbore cu două plăci de otel, stranse cu suruburi.

Partea din fată a vârfului arborelui serveste drept reazim pentru arborele elicei.

Contragreutătile de tip pendular sunt montate pe bratele xtreme ale arborelui si sunt folosite ca

amortizor al oscilatiilor de torsiune. Pentru a actiona agregatele situate in partea din spate a

motorului,in capatul din spate al arborelui se preseaza un cuplaj fixat pe arbore cu suruburi ,

care il impiedică se roteasca fata de arbore.

666666666666666666666666666666666666666666666666666666

4.Calculul de rezistenta

A. Datele de pornire. Calculul precis al arborelui cotit prezinta dificultati importante,

datorită formei complicate si caracterului incarcacării acestei piese Repartitia fortelor de

reactiune pe reazime si conditiile de aplicare a fortelor exterioare depind de multi factori greu de

studiat:contactul dintre cuzinetul de biela si arbore, jocul in lagărele de reazim rigiditatea

arborelui si a reazimelor sale, etc. Din această cauză, se folosesc de obicei metode de calcul

aproximativ care permit obtinerea unor tensiuni conventionale, servind la aprecierea arborelui

calculat, in comparatie cu rezistenta arborilor motoarelor,verificati in exploatare.

Metoda de calcul aproximativ cea mai simplă constă in calcularea arborelui ca o grindă

discontinuă, când se consideră rezistenta diferitelor coturi ale arborelui liber rezemate pe două

reazime si incărcate cu fortele, momentele fortelor si reacțiunile reazimelor care actionează

asupra lor. Pentru simplificarea calculelor se presupune că fortele exterioare principale si

reactiunile lagărelor sunt concentrate la mijlocul fusurilor de biela, respectiv de reazim.

Fortele care actionează asupra cotului arborelui au fost arătate in fig 231. Totusi,la

calculul de rezistentă al elementelor arborelui se tine seamă de faptul că, forta centrifugă a

cotului FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

nu este aplicată, in realitate, la mijlocul fusului de bielă, ci este repartizată pe toată

lungimea cotului.De obicei, la calculul cotului se considera că forta

FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

actionează in lungul axelor ambelor brate ale cotului. Afară de aceasta, pentru a obtine

concluzii mai generale, trebue să se tina seama că în lungul axei fiecarui brat actionează forta

centrifugă a contragreutătii FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

(neglijând faptul că, di-rectia de actionare a acestei forte poate să nu coincidă cu axa

bratului).

Toate coturile unui ar bore cu mai multe coturi nu sunt încărcate numai cu fortele

dezvoltate in cilindrii care deservesc cotul dat, ci si de momentul de torsiune care vine la cotul

considerat dinspre partea arborelui opusă elicei. Acest moment se consideră pozitiv, dacă sensul

lui de rotatie coincide cu cel al arborelui cotit.

Schema de calcul al cotului arborelui (simetric fată de mijloc) , care se obtine in cazul

ipotezelor de mai sus, este reprezentată in fig. 300. La studiul acestei scheme trebuie se tină

seamă ca forta tangentiala FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

si reactiunile adică pe planul figurii. fi pe planul cotului, este simetric, reactiunile

reazemilor corespunzatoare ei FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

actioneaza perpendicular pe planul cotului,adica pe planul figurii.

Evident că, în cazul cand cotul este simetric reactiunile vor fi:

FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

In care FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95

se ia totdeauna în valoare absoluta.

Momentul motor FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95 si momentul de torsiune de intrare la

fiecare cot FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95 sunt echilibrate de momentul rezistent

(momentul de iesire) FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95m (455)

Dacă cotul considerat este ultimul înaintea elicei, momentul

FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95 este egal cu momentul de torsiune

FORMULAAAAAAAAAAAAAAPG95 pentru tot motorul. In acest caz, valoarea de

momentului torsiune de intrare este determinata de relatia Tr 1'. t mot Fortele care actionează

asupra fiecnrmi cot la un arbore de sunt pentru toate cotnrile (fără a seamă diferenta posibilă, in

anumite cazuri, intre fortele centrifuge ale contra- greutatilor). Din această cauzii, incarcarea

diferitelor coturi diferă numai datorită diferentei dintre valorile momentelor de intrare me.

Valoarea medie a acestui moment creste continuu dela cotul din spate spre cotul din fată, care

transmite intreaga putere desvoltată de motor. Valoarea maximă a momentului mt nu se supune

totusi acestei legi, astfel incat neuniformitatea momentului de torsiune este diferită pentru

diferitele coturi. Combinarea sarcinilor care actionează asupra cotului duce deobicei la aceea cin

valoarea maximă a momentului de intrare, la motoarele in linie, se obtine pentru coturile mijlocii

(pentru al 3-lea dela, elice, la un arbore cu 6 coturi, si pentru al 2-lea, la un arbore cu 4 coturi).

Mo mentul de intrare aceste coturi se determinii ca fiind suma momen- de torsiune care

actionează asupra celorlalte coturi din spate, in pozitia considerată a arborelui cotit. In acest scop

poate fi folosită dia- grama care serveste pentru determinarea momentului de torsiune total al

întregului motor (vol. I, 59), dacă se folosesc scalele corespunzătoare coturilor considerate.

coturilor considerate. Totusi, la calculul unui arbore cu mai multe coturi, pentru rezis.

tenta la oboseală, cel mai incărcat deobicei nu este cotul eare transmite momentul de torsiune

maximă, ci cotul care este supus actiunii sarcinilor a căror variatie are amplitudinea maximă.

Pentru a stabili care este cotul cel mai solicitat, care având aceleasi dimensinni ca si celelalte

coturi, are coeficientul de sigurantă, cel mai mic, este necesar să se efectueze calculul de

rezistentă al catorva coturi ale arborelui (sau chiar al tuturor coturilor) Epura momentelor

incovoietoare, in cazul incăreării arborelui cu fortele Zs, cot si Qeg, care actionează în planul

cotului, este reprezen tată in 1ug. 501. Epura momentelor la încărcarea cotului cu forta este

reprezen- tată in fig. 302. Datorită raptului ca forta T's actioneaza perpendicular pe planul

cotului, provoaca nu numai aparitia unor momente ci a unor momente de torsiune în elementele

Datorită faptului gi ele fusurilor ale bratelor sunt perpendiculare intre momentele care răsucesc

fusurile incovoaie bratele si, dimpotriva, momen tele care fusurile răsucesc bratele. carea celor

două brate ale cotului sub actiunea fortei 's este diferita, oarece momentul incovoietor bratul

posterior (fatai de elice) creste dela zero la ToR, adică pănă la TE 12, iar la bratul anterior, dela

R plină la TER. Pusul de bieln este supus si la torsiune sub actiunea momentu mp, bratul, pe

lângă încovoierea la care este