Asamblarea mecanismului biela-manivela

Asamblarea mecanismului biela-manivela se efectueaza in ordine inversa a demontarii, plecandu-se de la asamblarea subansamblurilor si continuandu-se cu asamblarea lor pe bloc-carter.

Principalele conditii tehnice specifice asamblarii mecanismului biela-manivela se refera la:

– montarea pe acelasi motor a unui set de camasi-pistoane biele la care sa se respecte asamblarea selectiva camasa-piston, bolt-piston, fiind necesar ca: imperecherile camasi-pistoane sa fie facute cu piese din aceeasi grupa dimensionala, pistoanele sa fie din aceeasi grupa de greutate, bielele sa fie din aceeasi grupa de greutate (grupele sant marcate cu culori sau poansonate cu cifre sau litere).

– respectarea asamblarii selective intre bolt si bucsa bielei.

– orientarea bielelor fata de motor in functie de orificiile de ungere exterioara.

– orientarea pistoanelor fata de motor, in functie de excentricitatea boltului marcat prin semnul de pe capul pistonului (V,sageata, litere).

– orientarea segmentilor cu fante dispuse la 180 grade, plecand de la bolt.

– verificarea jocului segmentilor in canalele pistonului.

– respectarea marcarii pieselor conjugate cum sunt capacele de biela si capacele paliere.

– respectarea asamblarii selective dintre fusurile arborelui cotit si cuzinetii amovibili ai lagarelor (grupele de dimensiuni sant marcate prin culori).

– verificarea corespondentei gaurilor de ungere din cuzinet cu corpul lagarelor.

– strangerea la cuplu prescris a lagarelor paliere si a lagarelor de biela.

– verificarea rotirii arborelui cotit si a jocului axial al acestuia.

– verificarea jocului axial al bielelor pe fusurile manetoane.

– verificarea jocului radial al lagarelor.

– verificarea functionarii mecanismului biela-manivela.

Asamblarea pistonului cu biela prin intermediul boltului se face in conditiile, urmatoare:

– imperecherea pistonului cu boltul apoi se verifica “culisarea” boltului in piston si in bucsa bielei (la jocuri mici 0,001-0,006 mm, pentru usurinta montarii, pistonul se incalzeste la 80 de grade).

– la asamblarile cu bolt flontant, boltul se asigura prin intermerdiul celor doua sigurante laerale.

– la asamblarea cu bolt fix in biela sau piston, este necesara incalzirea piesei care fixeaza boltul, asamblarea efectuandu-se cu dispozitive speciale pe prese.

Controlul bielei – scule si dispozitive folosite

In cadrul controlului prin prelevare se efectueaza:

– controlul alezajelor.

– controlul abaterilor de la paralelism si al distantei dintre fetele laterale.

– absenta fisurilor si a golurilor.

Verificarea alezajului capacului mare si capacului mic al bielei se face cu micrometrul pentru interior sau dispozitive cu ceas comparator. Verificarea cu sublerul este utilizata numai cand determinam distanta dintre axe.

Se mai verifica:

– incovoierea bielei. Pentru aceasta, se aseaza biela pe un platou plan-paralel sau pe un geam si se observa locul unde suprafata plana a bielei nu mai atinge suprafata plana a geamului sau a platoului plan-paralel. In acel loc se observa marimea fantei de lumina si se introduce o lamela de interstitiu (lera) care indica valoarea sagetii incovoierii.

– torsiunea sau rasucirea bielei, care demonstreaza ca axele capului mic si capului mare nu mai sunt coplanare (in acelasi plan). Verificarea se face pe platoul plan paralel, ca si in cazul incovoierii.

– greutatea bielei este, de asemenea, un parametru foarte important, care influenteaza functionarea rotunda, silentioasa, fara vibratii, a motorului. Toate bielele trebuie sa aiba aceeasi greutate. Se admite o toleranta de 5-10 grame, de la o biela la alta.

– daca pe flancul capului mare si capacului bielei sunt poansonate cifrele care indica numarului cilindrului in care se monteaza biela.

In atelierele de specialitate, incovoierea si rasucirea bielei se verifica cu ajutorul unor dornuri speciale care se vor monta in alezajele capului mic si capului mare, care vor fi palpate cu ajutorul unui ceas comparator fixat pe un suport special.

In fabricile constructoare, incovoierea sau rasucirea bielei se determina cu un dispozitiv special care verifica simultan coplaneitatea axelor, diametrul alezajelor si distanta dintre axe.

Servomotoare liniare

Servomotoarele transmit miscarea, ele produc miscare mecanica cand sunt comandate de un semnal electric. Exista doua tipuri de servomototoare electrice: liniar si rotativ. Majoritatea componentelor automobilului necesita o forta de actionare liniara, adica o forta care misca dispozitivul in linie dreapta. Aceasta miscare poate fi produsa de un: solenoid liniar sau un motor liniar.

Servomotorul liniar 

Un servomotor liniar este un simplu solenoid. Acesta este format dintr-o bobina care are o infasurare din fir de Cu subtire este emailat pentru a izola spirele una de cealalta. O armatura sau plonjor din Fe moale, de diametru suficient sa permita miscarea axiala, aluneca in bobina cand infasurarea este alimentata pentru a readuce plonjorul cand curentul este oprit este utilizat de obicei un arc.

Cand solenoidul este alimentat perioade lungi, consumul de curent este redus prin folosirea a doua infasurari: o infasurare de inchidere si o infasurare de mentinere. Inchizand intrerupatorul, alimentam cu curent ambele infasurari pana cand plonjorul ajunge aproape de sfarsitul cursei. In acest punct o pereche de contacte este deschisa pentru a deconecta de la circuit infasurarea de inchidere de putere, aceasta lasa bobina de mentinere sa retraga plonjorul in pozitie.

O miscare liniara in ambele directii poate fi produsa folosind 2 infasurari A si B, legate cu capetele la masa. Cand B este alimentata plonjorul se misca spre dreapta iar cand infasurarea A este alimentata plonjorul este returnat. Solenoidele cu infasurare dubla sunt utilizate in sistemele de inchidere centralizata a usilor.

Un solenoid poate produce o forta mare si oferi o functionare rapida dar are dezavantajul ca, cursa este limitata la aproximativ 8 mm. Aceasta limitare rezulta pentru ca forta pe plonjor este proportionala cu patratul distantei dintre plonjor si piesa polara. Deseori plonjorul solenoidului este conectat la un brat de extensie sau parghie pentru a-l face potrivit pentru aplicatie.

Motorul liniar

La prima vedere acesta pare asemanator cu un solenoid, diferenta este ca motorul liniar de curent continuu utilizeaza un magnet permanent puternic pentru a creste actiunea magnetica. Tinand seama de aceasta, este realizata o forta aproape constanta pe intreaga cursa.

Exista doua tipuri principale ale motorului liniar cu:

– bobina mobila.

– magnet mobil.

Motorul liniar cu bobina mobila

Aceasta are un magnet fix in jurul caruia este o armatura circulara cu o infasurare bobinata. Cand infasurarea este alimentata armatura este fie impinsa sau atrasa, depinzand de directia curentului.

Motorul liniar cu magnet mobil 

Acest tip de motor are bobina stationara si un magnet mobil pentru a asigura forta de actionare. Ca si mai inainte directia miscarii este controlata prin polaritatea sursei. Cursa este limitata la jumatate din lungimea magnetului. Se utilizeaza doua infasurari bobinate in directii opuse. In acest caz o infasurare misca magnetul intr-o directie si cealalta misca magnetul in cealalta directie. Acest sistem cu doua infasurari elimina necesitatea modificarii polaritatii.

Clasificarea masinilor electrice

Dupa felul curentului de la bornele principale ale masinii, prin care masina realizeaza principalul schimb de putere electrica cu reteaua electrica, deosebim:
– masini de curent continuu,
– masini de curent alternativ.

In functie de felul miscarii armaturii mobile se deosebesc:
– masini electrice rotative, care transmit miscarea de rotatie,
– masini electrice liniare, care transmit miscarea de translatie.

Din punct de vedere al formei campului magnetic, masinile se clasifica in doua tipuri fundamentale:
– cu campuri magnetice fixe (masina de curent continuu, masina de curent alternativ cu colector),
– cu campuri magnetice invartitoare (masina asincrona, masina sincrona).

In exploatare se deosebesc urmatoarele tipuri de masini electrice:

Transformatorul electric(TE) este un caz de masina electrica fara componente in miscare cu ajutorul caruia se modifica tensiunea si curentul la frecventa constanta.

Masina asincrona(MA) este alimentata cu o tensiune alternativa, avand un camp magnetic invartitor, cu turatia rotorului in functie de sarcina.

Masina sincrona(MS) este o masina electrica cu indusul conectat la reteaua de alimentare, iar inductorul este alimentat la o sursa de curent continuu.Turatia rotorului urmareste fidel viteza campului magnetic al indusului, de unde denumirea de masina sincrona.

Masina de curent continuu(Mcc) este o masina electrica alimentata cu tensiune continua. Pe rotorul masinii este dispus un comutator mecanic alcatuit din perii si colector cu ajutorul caruia se transforma tensiunea alternativa din rotor in tensiune continua.

Masina de curent alternativ cu colector(Mcac) are statorul cu o infasurare monofazata (campul magnetic fix) sau trifazata (campul magnetic invartitor), si in rotor avand o constructie asemanatoare cu indusul masinii de curent continuu cu colector.

Masini electrice speciale au constructia diferita de masinile electrice prezentate anterior (ex.: ME cu istereza, servomotoare, ME pas cu pas, selsine, tahogeneratoare, masini electrice statice etc.).

Actuatoare pneumatice

Elementele unui sistem de actionare pneumatic nu se deosebesc foarte mult de cele ale unui sistem de actionare hidraulica. In cazul actionarilor pneumatice este necesara o tratare a aerului. De aceea exista unitati locale de tratare a aerului, care contin un filtru, un regulator de presiune si lubrificator.
Valvele pneumatice sunt similare cu cele hidraulice.
Sistemele de actionare pneumatica sunt realizate cu pistoane liniare sau rotative, a caror principala caractersitica este data de utilizarea aerului ca fluid compresibil al sistemului de actionare. Avantajele care justifica utilizarea sistemelor de actionare pneumatica sunt determinate de: elasticitatea oferita de compresibilitatea aerului, robustetea echipamentelor componente, structura simpla constructiva si usor de intretinut, posibilitatea usoara de reglare si control, permit functionarea in ciclu automat, permit porniri, opriri si reversari de sens bruste, fara pericol de avarie, rezista bine la suprasarcini mari, ofera posibilitatea amplasarii elementelor pneumatice in orice pozitie, aerul comprimat este usor de produs si transportat, este nepoluant si neinflamabil.
Dezavantaje care limiteaza posibilitatile de utilizare ale actionarii pneumatice: nu se pot realiza forte si cupluri mari (aerul nu poate asigura presiuni de lucru foarte mari); introduc timpi morti in dinamica dispozitivului si nu asigura realizarea unor performante bune legate de precizia de pozitionare si orientatre datorita compresibilitatii aerului, utilizeaza controlul in functie de debit care nu este totdeauna un parametru indicat pentru controlul pneumatic al miscarii (se recomanda un control al presiunii care imbunatateste performantele), aerul nu poate fi complet purificat cu costuri rezonabile, randamentul transmisiilor pneumatice este relativ scazut.

Motoare pas cu pas

Ca dispozitiv de actionare, motorul pas cu pas are marele avantaj ca este compatibil cu tehnica numerica a semnalelor. El este un convertor electromecanic intocmai ca si cele deja discutate, construit special pentru a fi alimentat in impulsuri.

O anumita ineficacitate a acestor motoare este pusa in evidenta de numarul mare de solutii constructive:

– motor pas cu pas de tip solenoidal (acesta este la randul sau construit in doua variante: cu armatura mobila sau cu clichet)
– motor pas cu pas cu reluctanta variabila, solutie care are de asemenea doua variante principale: monostatoric, polistatoric
– motor pas cu pas cu magnet permanent in stator
– motor pas cu pas cu magnet permanent in rotor
– motor pas cu pas hibrid, cu reluctanta variabila si magnet permanent
– motor pas cu pas de tip electromecanic
– motor pas cu pas electrohidraulic
– motor pas cu pas electropneumatic

Modul de aplicare a impulsurilor pe fazele motorului pas cu pas este foarte important, acesta determinand viteza motorului, pasul unghiular, cuplul activ si sensul de rotatie.
O problema care apare si este legata direct de reglarea vitezei motorului este frecventa limita la care motorul functioneaza inca in regim pas cu pas.

Motorul de curent continuu si motorul sincron

Motorul de curent continuu

Turatia motorului de curent continuu este influentata de tensiunea aplicata la perii si de fluxul magnetic. Motorul de curent continuu se poate comanda si in impulsuri. Impulsurile se pot obtine cu o schema cu tiristoare comandate. Prin variatia factorului de umplere t1/T se obtine o anumita valoare medie a tensiunii V, deci se regleaza in acest fel turatia motorului. In functie de constantele de timp necesare pentru raspunsul motorului, impulsurile de comanda pot fi obtinute si cu tranzistoare, mai ales pentru motoarele de putere mica.

Motorul sincron

 

Motorul sincron functioneaza in mod normal la o singura turatie, turatia de sincronism. Pentru actionarea structurilor mecatronice, de interes sunt micromotoarele sincrone cu reluctanta. Marele avantaj al utilizarii motoarelor sincrone de putere mica pentru actionarea structurilor mecatronice este ca aceste motoare pot fi alimentate in impulsuri, astfel incat sa functioneze in regim de pas cu pas. Motorul sincron devine astfel un convertor numeric-analogic, convertind impulsurile electrice in deplasare. Pe langa marele avantaj al compatibilitatii dispozitivului de actionare cu tehnica numerica, aceste motoare pot dezvolta cupluri considerabile si pot permite modificarea unghiului de pas.
Regimul de functionare pas cu pas se creeaza alimentand fazele motorului cu impulsuri de la o sursa de curent
continuu. Secventa dorita se genereaza cu cicuite electronice, care comanda fazele motorului prin circuite de contactoare statice. Reglajul vitezei motorului se face prin modificarea frecventei impulsurilor.

Ventilatia carterului

In scopul franarii procesului de imbatranire a uleiului, vaporii de combustibil si gazele arse scapate in carter se evacueaza. Operatia poarta numele de ventilatia carterului si se realizeaza prin doua procedee:

– gazele se elimina direct in atmosfera (ventilatie naturala),

– se aspira in colectorul de admisiune (ventilatie fortata).

Ventilatia naturala– cuprinde o conducta montata cu un capat in carter, iar cu celalalt indreptat in partea opusa sensului de deplasare a automobilului si prevazut cu un epurator de gaze.

Ventilatia fortata– este mai eficienta pentru limitarea poluarii atmosferei cu gazele din carter si consta in stabilirea unei legaturi directe intre carter si filtrul de aer, gazele arse fiind aspirate in cilindru.

Ventilatia carterului previne totodata cresterea de presiune in carter, din cauza gazelor scapate, crestere care ar provoca pierderi de ulei prin garnitura de etansare a carterului.

Pompa de ulei

Pompa de ulei – are rolul de a asigura debitul de ulei la presiunea necesara in circuitul de ulei.

Pompele de ulei pot fi :

– cu roti dintate,

– cu palete,

– cu piston.

Pe motoarele de automobile se utilizeaza in general pompe cu roti dintate, deoarece au o constructie simpla si prezinta siguranta in functionare.

Pompe de ulei cu roti dintate

Din punct de vedere constructiv, pompele cu roti dintate pot fi :

– cu pinioane cu angrenare exterioara,

– cu pinioane cu angrenare interioara.

Sorbul pompei de ulei

Sorbul constitue acea parte a instalatiei de ungere cu ajutorul careia pompa de ulei aspira lubrifiantul din carterul inferior (baia de ulei).
Sorbul se monteaza in partea cea mai de jos a baii de ulei si este prevazut cu o sita, care retine impuritatile mecanice cele mai mari si care, daca ar patrunde in pompa, ar putea sa compromita functionarea acesteia.

Dupa modul in care sunt constituite si pozitia pe care o ocupa in baia de ulei sorburile pot fi:

– fixe,

– inecate in baie

– plutitoare,

– flotante.

Supapa de siguranta

Pompele de ulei sant astfel dimensionate incat la turatii joase de functionare ale motorului sa asigure toata cantitatea de ulei necesara ungerii suprafetelor in frecare. La turatii mari, pompele furnizeaza o importanta cantitate de ulei in exces, ce produce cresterea presiunii in instalatia de ungere.Pentru protejarea sistemului de ungere de crestrea presiunii, se introduce in circuitul de refulare al pompelor o supapa de siguranta, care mentine o presiune constanta in circuit, intr-un domeniu de turatie si temperatura mai larg, deviind excesul de ulei spre baie sau inapoi in circuitul pompei.
Se apreciaza ca la temperaturi de 70 – 80 grade Celsius, considerata optima, presiunea in circuitul de ulei poate fi acceptata in limitele 2 – 5 bar.
De obicei supapele sant montate in corpul pompei de ulei si sunt prevazute cu arcuri tarate si uneori reglabile.

Functionarea sigurantelor

Cand forta de apasare data de presiunea uleiului depaseste tensiunea arcului, supapa se deschide, permitand uleiului sa recircule in circuit inchis, prin interiorul pompei, micsorandu-se astfel presiunea in instalatie.
In cazul motoarelor mici cu cantitati mici de ulei se utilizeaza supape cu bila, iar la motoarele cu debite mari de ulei in sistemul de ungere se utilizeaza supape cu piston.

Baia de ulei

Baia de ulei constitue acea parte a carterului inferior al motorului, in care se depoziteaza uleiul necesar ungerii. Alimentarea baii de ulei se face printr-o gaura de umplere, prevazuta cu un capac etans si o sita cu ajutorul careia se realizeaza o prima filtrare a uleiului la turnare. Se executa din tabla de otel ambutisata, din fonta sau aluminiu. In partea din mijloc a baii , care are de obicei o adancime mai mare, se plaseaza sorbul pompei de ulei. Pentru a diminua agitarea uleiului in carterul inferior si inspumarea sa in timpul deplasarii automobilului, baia de ulei este prevazuta la partea superioara a cavitatii sale cu o plasa din sarma sau tabla perforata cu orificii de diametru mic.

Uneori baia poate fi prevazuta cu pereti verticali care divizeaza intreaga cantitate de ulei in volume mai mici si impiedica deplasarea si barbotatrea sa in timpul franarilor sau al virarilor bruste. In acest fel se micsoreaza si pierderile de ulei din interiorul motorului si creste debitul pompei, deoarece se evita aspiratia in gol sau a lubrifiantului inspumat. La partea inferioara a baii de ulei este montat un buson de golire in care, uneori, este incorporat un magnet ce ajuta la retinerea pulberii metalice rezultate ca urmare a procesului de uzura din motor. Imbinarea dintre baia de ulei si blocul motorului se face prin suruburi. Pentru etansarea imbinarii, intre baia de ulei si carterul superior se monteaza o garnitura confectionata din carton poros sau pluta aglomerata.

Baia de ulei, in afara de rolul de rezervor, mai are si rolul de a raci uleiul, aflandu-se in contact direct cu fluxul de aer care se creeaza prin deplasarea automobilului. Pentru a spori eficienta racirii uleiului, baia este uneori prevazuta cu nervuri (aripioare de racire), care maresc suprafata de evacuare a caldurii. In acelasi scop, baia nu se vopseste pe dinafara , stratul de vopsea putand impiedica racirea lubrifiantului, fiind termoizolant.

Pentru controlul nivelului lubrifiantului in baie se foloseste o tija indicatoare numita joja de ulei. Ea este executata sub forma unei vergele metalice pe care sunt imprimate doua semne, care marcheaza nivelul minim si maxim al uleiului in baie. Pentru a asigura stabilitatea pozitiei, tija este montata intr-o teava de ghidaj fixata in carterul motorului. Nivelul uleiului in baie se masoara numai dupa oprirea motorului, astfel incat uleiul pulverizat pe peretii carterului superior si al celorlalte piese care comunica cu baia sa se poata scurge inapoi in carterul inferior.