Arborele cotit 1.Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei sistabilirea tipului sistemului de productie Arborele cotit, numit şi arborele motor, are rolul de a transforma, împreună cu biela, mişcarea de translaţie a grupului piston în mişcare de rotaţie. Arborele cotit transmite această mişcare de rotaţie (respectiv cuplul motor), prin intermediul organelor de transmisie, la roţile motoare ale automobilului. De as eme nea, pu ne în mi ş care diferite mecanisme si agregate ale motorulu i (mecanismul de distribuţie, pompa de apă, ventilatorul, etc.). În timp ul fun cţi onă rii mot orului, arborele cotit este sup us următoarelor eforturi: for ţa reultantă transmis ă prin bielă, forţele de inerţie ale maselor e!centrice proprii, forţele de frecar e şi reacţiunile în lagare. "in#nd seama de condiţiile de lucru, arborele cotit trebuie să satisfacă următoarele cerinţe: $să asigure o reistenţă şi rigiditate mari, $suprafeţele de frecare să preinte o bună reistenţă, la uură, $să evite reonanţa oscilaţiilor de răsucire, $să fie ec%ilibrate static şi dinamic. Deoarece funcţioneaă în condiţii deosebite de deavanta&oase, arborele cotit are o construcţie complicată. Această construcţie este influenţată şi de tipul motorului pe care$l ec%ipeaă (în linie, în ' , etc.). 1.1.2 Conditiile tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie ărţile componente, e!emplificate pentru arborele cotit al motorului diesel cu trei cilindri în linie D **+ (fig..-.*) sunt următoarele: capătul din faţă *, fusurile paliere -, fusurile maneton , braţele /, contragr eutăţ ile + şi capătul din spate 0, pe care se fi!eaă volan tul. Ace sta are rolu l de a uniformi a mi şc are a de ro taţ ie a arborelui cotit. 1#nd ene rgi a este transmisă consumatorul ui dep ăşeş te necesit ăti le acestu ia, vol antul acu mul eaa sur plu sul , pe care$l ced eaa cand energia consumata devine mai mare decat energia transmisa de arborele cotit. 1
1.Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei si
stabilirea tipului sistemului de productie
Arborele cotit, numit şi arborele motor, are rolul de a transforma, împreună cu biela, mişcarea
de translaţie a grupului piston în mişcare de rotaţie. Arborele cotit transmite această mişcare de
rotaţie (respectiv cuplul motor), prin intermediul organelor de transmisie, la roţile motoare ale
automobilului. De asemenea, pune în mişcare diferite mecanisme si agregate ale motorului
(mecanismul de distribuţie, pompa de apă, ventilatorul, etc.).
În timpul funcţionării motorului, arborele cotit este supus următoarelor eforturi: forţa
reultantă transmisă prin bielă, forţele de inerţie ale maselor e!centrice proprii, forţele de frecare şi
reacţiunile în lagare.
"in#nd seama de condiţiile de lucru, arborele cotit trebuie să satisfacă următoarele cerinţe:
$să asigure o reistenţă şi rigiditate mari, $suprafeţele de frecare să preinte o bună reistenţă, la uură,
$să evite reonanţa oscilaţiilor de răsucire,
$să fie ec%ilibrate static şi dinamic.
Deoarece funcţioneaă în condiţii deosebite de deavanta&oase, arborele cotit are o construcţie
complicată. Această construcţie este influenţată şi de tipul motorului pe care$l ec%ipeaă (în linie, în ',
etc.).
1.1.2 Conditiile tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie
ărţile componente, e!emplificate pentru arborele cotit al motorului diesel cu trei cilindri în
linie D **+ (fig..-.*) sunt următoarele: capătul din faţă *, fusurile paliere -, fusurile maneton ,
braţele /, contragreutăţile + şi capătul din spate 0, pe care se fi!eaă volantul. Acesta are rolul de a
uniformia mişcarea de rotaţie a arborelui cotit. 1#nd energia este transmisă consumatorului
depăşeşte necesitătile acestuia, volantul acumuleaa surplusul, pe care$l cedeaa cand energiaconsumata devine mai mare decat energia transmisa de arborele cotit.
n general elementele arborelui cotit sunt supradimensionate, pentru a realia rigiditatea
necesara limitarii deformatiilor. 2rebuie insa evitata dimensionarea e!agerat de larga, care ar antrena
cresterea inadmisibila a masei arborelui cotit. Aceasta atinge 34*+5 din masa motorului.Dintre toate organele motorului, arborele cotit este supus la cele mai mari solicitari produse de
forta de presiune a gaelor si fortele de inertie ale maselor cu miscare de translatie si de rotatie. 6ub
actiunea acestor forte in elementele arborelui cotit apar solicitari importante de intindere,
compresiune, incovoiere si rasucire, solicitari care au caracter de soc datorita &ocurilor de monta&,
viteei mari de crestere a presiunii in perioada arderii si sc%imbarii sensului de aplicatie a fortelor.
7orţele fiind variabile produc solicitări periculoase de oboseală mai ales în onele
concentratorilor de tensiune, cum sunt trecerile de la fusuri la braţe şi orificiile pentru uleiul de
ungere. În afară de acestea arborele cotit este solicitat de tensiunile suplimentare produse de vibraţiile
de încovoiere şi de răsucire. 'ibraţiile de răsucire ale arborelui cotit produc perturbaţii şi în
funcţionarea mecanismului de distribuţie, distribuitorului de aprindere, iar la motoarele de
autove%icule se propagă în transmisia mecanică. Ansamblul solicitărilor provoacă deformarea
arborelui cotit ceea ce are ca urmare uura prematură a cuineţilor sau c%iar ruperea arborelui cotit.
Date fiind condiţiile grele de funcţionare, construcţia şi materialul arborelui cotit trebuie să
satisfacă următoarele cerinţe mai importante: rigiditate şi reistentă mecanică ridicate, reistentă
mare la uură a suprafeţelor fusurilor, reistentă la oboseală înaltă, preciie de fabricaţie ca formă şi
dimensiuni, ec%ilibrare statică şi dinamică, evitarea reonanţei at#t pentru vibraţiile de răsucire c#t şi
1apătul din faţă al arborelui se realieaă constructiv ţin#nd seama că el serveşte în
principal pentru acţionarea distribuţiei, ventilatorului, pompei pentru lic%idul de răcire (cu e!cepţia
motoarelor răcite cu aer) şi generatorului de curent (alternator sau dinam). De asemenea se are în
vedere amplasarea elementului de etanşare pentru ulei, de e!emplu semering, iar la unele motoare
amplasarea amortiorului de vibraţii de răsucire< amplitudinile vibraţiilor de răsucire ating valorima!ime la capătul din faţă al arborelui cotit, ceea ce &ustifică montarea amortiorului, dacă este
necesar, la acel capăt.
8a 9A6 capătul din faţă cuprinde în mod obişnuit elementele arătate în fig. .-.-.< deflectorul
de ulei *, simeringul -, pinionul pentru acţionarea distribuţiei, fulia / pentru antrenarea
ventilatorului, pompei pentru lic%idul de răcire şi generatorului de curent şi clic%etul (racul) + pentru
pornirea manuală. 1#nd masa mare a motorului nu permite pornirea manuală, ceea ce se înt#mplă la
9A1, clic%etul + lipseşte.
fig..-.-.
1apătul din faţă al arborelui cotit pentru un 9A6
Amortioarele de vibraţii utiliate frecvent la motoarele de automobile şi tractoare sunt
amortioare cu frecare. Amortiorul din fig. .-..a, este format din discul de inerţie * şi elementul
de cauciuc - vulcaniat cu discul şi carcasa care este fi!ată pe arborele cotit. 1#nd arborele nu
vibreaă, organele amortiorului au aceeaşi viteă ung%iulară. Dacă arborele cotit intră în vibraţie,
între carcasă şi disc apare o mişcare relativă, provoc#nd deformarea elementului de cauciuc prin
frecare interioară. 6e consumă astfel o parte din lucrul mecanic produs asupra arborelui cotit de
În vederea reducerii masei arborelui şi deci a forţelor de inerţie, fusurile se prevăd adesea cu
găuri a!iale (fig..-./.) ceea ce asigură totodată o distribuţie mai favorabilă a flu!ului de forţe şi ca
urmare creşterea reistenţei la oboseală.
fig..-./. 6oluţii de e!ecuţie a găurilor a!iale din fusurile arborelui cotit
@raţele arborelui se construiesc în diferite forme (fig. .-.+.a,4d). entru micşorarea masei,
ele se teşesc în onele 2, care nu sunt solicitate. 1#nd se urmăreşte micşorarea lungimii arborelui prin
reducerea grosimii % a braţelor reistenta necesară este obţinută prin mărirea lăţimii b< deseori se
a&unge astfel la o forma eliptică a braţelor(fig. .-.+.a.)
În scopul atenuării efectului de concentrare a eforturilor, la trecerile dintre fusuri şi braţe se
prevăd racordări. =fectul urmărit este cu at#t mai substanţial cu c#t raa de racordare este mai
mare. Adoptarea racodărilor largi determină însă scăderea lungimii importante a fusurilor şi deci
creşterea presiunii dintre fusuri şi cuineţi, care trebuie sa fie limitată. B soluţie ce reolvă
satisfăcător ambele cerinţe constă în realiarea racordării în mai multe arce de cerc ale căror rae
cresc dinspre fus spre braţ. entru a uşura rectificarea fusurilor se prevăd pragurile P (fig..-.+.) , cu
grosimea de ?,+4* mm şi diametrul mai mare dec#t diametrul fusului adiacent cu C4*+ mm.
;igiditatea şi reistenta la oboseală se măresc c#nd se asigură o acoperire a secţiunii fusurilor A
(fig. .-.+.d) cu E*+4-+ mm. 6oluţia se aplică mai ales la motoarele cu valori mici ale cursei
pistonului 6 şi deci ale raei manivelei r E6F-: datorită acoperirii, se pot folosi diametre mai mari alefusurilor, permiţ#nd încadrarea presiunilor dintre ele şi cuineţi în domeniul admisibil.
1ontragreutăţile 1g (fig..-.+.c, d) se dispun în prelungirea braţelor, servind la ec%ilibrarea
motorului şi la descărcarea elementelor arborelui cotit de forţele şi momentele care le solicită, pe
aceasta cale se obţine şi o funcţionare mai liniştită a motorului. 1ontragreutăţile introduc şi
deavanta&e cum sunt creşterea masei arborelui, sporirea dificultăţilor de e!ecuţie, etc., la motoarele
de autove%icule contragreutăţile fac de multe ori corp comun cu braţele, ceea ce este posibil datorită
dimensiunilor lor reduse şi totodată simplifică fabricaţia. În alte cauri contragreutăţile sunt
demontabile, fiind asamblate la braţe cu şuruburi.
>ngerea fusurilor arborelui cotit se efectueaă sub presiune. Din rampa centrală de ungere
uleiul este trimis la lagărele paliere prin canalele din carter. 2recerea uleiului la fusurile maneton se
realieaă în mai multe feluri. Dacă fusurile nu au găuri a!iale, uleiul este transmis prin canale care
străbat braţele şi fusurile. 8a arborii cu fusuri găurite a!ial circulaţia uleiului este asigurată de
canalele * sau ţevile presate - (fig..-.3). entru a împiedica scăparea uleiului pe la capetelefusurilor se prevăd capacele susţine de tiranţi sau tuburile subţiri / , vălţuite la e!tremităţi.
fig..-.3.
1irculaţia uleiului prin arbori cu fusuri găurite a!ial
e suprafaţa fiecărui fus, orificiul de acces al uleiului trebuie să se afle în ona unde se
realieaă, în medie pe ciclu, presiunea cea mai mică. În acest fel se limiteaă presiunea de refulare
din pompa de ulei şi se favorieaă formarea peliculei necesare ungerii.
Arborii cotiţi demontabili se utilieaă rar la motoarele de autove%icule, de e!emplu la
unele motoare răcite cu aer, cu carter tip tunel. =lementele unui astfel de arbore sunt turnate şi
prelucrate separat, fiind apoi asamblate cu şuruburi. @raţele se reaemă pe rulmenţi (fig..-.C),
&uc#nd şi rol de fusuri palier, ceea ce reduce lungimea arborelui şi atenueaă frecarea.
Gocul a!ial al arborelui cotit este realiat faţă de un singur lagăr palier, permiţ#nd astfel
arborelui şi carterului să se dilate independent. În acest scop se folosesc semiinele sau cuineţi cu
bordură, cu strat antifricţiune. 7usul palier la care se prevede &ocul a!ial al arborelui cotit este ales în
funcţie de unele particularităţi ale motorului. 1#nd lungimea arborelui cotit este mai mare şi
distribuţia este antrenată prin lanţ, se asigură &ocul la primul fus palier. În acest ca &ocul din
ambreia& se modifică în limite relativ largi. Dacă se urmăreşte limitarea &ocului din ambreia&, &ocul
a!ial al arborelui cotit este preluat de ultimul fus palier. În alte cauri se preferă g%idarea a!ială aarborelui faţă de fusul palier de la mi&loc. 8a toate variantele &ocul este de ?,?+4?,-? mm.
7orme (tipuri) de arbori cotiţi
1onstrucţia arborelui cotit este în funcţie de numărul şi poiţia cilindrilor, fiecărui cilindru
corespun#ndu$i c#te un cot numit maneton, format din două braţe manivelă şi un fus pe care se
monteaă lagărul de bielă. 1oturile nu sunt dispuse în acelaşi plan, ci decalate între ele în funcţie de
numărul cilindrilor şi de aşearea lor (în linie sau în ').8a motoarele cu patru cilindri în linie în patru timpi în cursul a două rotaţii ale arborelui cotit
(3-?H) au loc patru curse utile ale pistonului. entru ca funcţionarea motorului să fie uniformă,
trebuie ca succesiunea curselor utile în cilindri să se facă la *C?H (3-?:-) de rotaţie a arborelui cotit.
6uccesiunea curselor utile încep#nd cu primul cilindru, sau ordinea de aprindere, în acest ca,
este * - / sau * / - . În acest ca, manivelele arborelui cotit sunt decalate cu *C?H
flanşă de fi!are a volantului, -*$corpul volantului, --$coroană dinţată, -$şurubul de fi!are a
volantului.
8a motoarele cu şase cilindri în linie în patru timpi, cursele utile trebuie să se succeadă după
*-?H (3-?:0) de rotaţie a arborelui cotit. De aceea, manivelele arborelui la motorul cu şase cilindri sunt
decalate cu *-?H. Brdinea de aprindere posibilă pentru un astfel de motor poate fi: * + 0 - /
sau * / - 0 +.
8a motorul cu opt cilindri în ', cursele utile se succed la I?H (3-?:C) de rotaţie a arborelui cotit. În caul c#nd ung%iul dintre planurile cilindrilor este de I?H, mersul motorului este uniform,
iar cilindrul este complet. 1ea mai răsp#ndită ordine de aprindere este : * +$ / - 0 3 C .
În fig...- sunt repreentate cele mai răsp#ndite forme ale arborilor cotiţi în funcţie de
Diferite forme ale arborelui cotit: a$la motorul cu patru cilindri în linie, b$la motorul cu şase cilindri
în linie, c$ la motorul cu şase clindri în ', *$C$numărul cilindrilor
Decalarea coturilor favorieaă ec%ilibrarea arborelui cotit în timpul funcţionării şi în
obţinerea unui moment motor c#t mai uniform. entru a realia un ec%ilibru c#t mai bun, braţele
arborelui sunt prevăute cu contragreutăţi. În acelaşi scop, fusurile de bielă ale arborelui cotit sunt
dispuse într$o astfel de succesiune înc#t timpii de acelaşi fel (de e!emplu, timpii motor), în diferiţi
cilindri ai motorului, să se producă la intervale egale de timp, astfel înc#t forţele de inerţie care i$au
naştere să se ec%ilibree reciproc.
9ateriale folosite pentru construcţia arborelui cotit
Arborii cotiţi se construiesc curent din oţel. Dimensionarea largă reclamată de asigurarea
rigidităţii permite uneori utiliarea oţelului carbon de calitate, fiind înt#lnite mărci folosite şi pentru
fabricarea bielei. entru arborii mai solicitaţi, în general de 9A1, sunt necesare oţeluri aliate cu 1r,
Ji, 9o şi eventual ', cu reistenţa la rupere p#nă la */+? JFmmK.
6emifabricatul se elaboreaă prin deformare la cald matriţare sau for&are liberă. rimulprocedeu este aplicat la arborii mici şi mi&locii, a căror masă finală nu depaseste -+? Lg, folosind
succesiv matriţe înc%ise (mai multe încăliri). =l preintă avanta&ul că asigură continuitatea fibrelor
materialului, întru$c#t semifabricatul are forma arborelui. Această formă nu este realiată în cadrul
for&ării libere (arborii mari), astfel înc#t coturile se obţin îndepărt#nd materialul dintre braţe prin
aşc%iere, ceea ce determină întreruperea fibrelor şi măreşte substanţial costul fabricaţiei< te%nologii
mai noi se baeaă pe for&area individuală a fiecărui cot, utili#nd un dispoitiv care permite
deplasarea e!centrică a fusului maneton respectiv şi apoi refularea braţelor< se respectă astfel fibra&ulcontinuu, iar omogenitatea materialului şi reistenta la oboseala sunt îmbunătăţite.
După elaborare, semifabricatul este supus tratamentului de normaliare, pentru uşurarea
prelucrării. Arborii mari for&aţi cu fibra& continuu necesită de obicei redresarea a!ială, iar
normaliarea se efectueaă în poiţie verticală. Înainte de finisare se amelioreaă calităţile arborelui
printr$un tratament c%imic sau termoc%imic. entru sporirea reistentei la uură, fusurile se durifică
superficial. e scară largă se aplică în acest scop călirea prin inducţie 17 sau la flacară, pe o
ad#ncime de 4+ mm, reali#nd o duritate minimă de +? M;1. De mare importanţă este structura
obţinută prin tratamentul de revenire, care urmeaă călirii. 6e preferă de obicei structura sorbitică de
revenire înaltă, deoarece are omogenitate mare, capacitate ridicată de amortiare a vibraţiilor şi de
sensibilitate mică la acţiunea concentratorilor de tensiuni. Alteori se realieaă o structură
martensitică de revenire &oasă, interioara sub aspectele arătate, dar cu reistenţa mai mare la rupere
şi oboseală. 2ot pentru durificarea fusurilor se practică uneori cementarea sau carburarea, mai ieftine
dec#t călirea. 8a arborii de oţel 1r 9o sau 1r 9o ' , este foarte eficientă nitrurarea fusurilor,
care măreşte nu numai duritatea, ci şi reistenţa la oboseală< tratamentul este mai scump.
6e răsp#ndeşte şi cromarea superficială a fusurilor (pe ad#ncimea ?,?4?,?0 mm), prin care li
se măreşte considerabil durabilitatea.
;eultatele deosebite s$au obţinut construind arborii cotiţi ai unor motoare de tracţiune din
oţeluri speciale microaliate. În caul otelului /I 9n '6 , semifabricatul este uniform răcit cu aer,
fără a fi necesare normaliarea sau corectarea formei geometrice, şi are reistenţa la rupere de C??4
I?? JFmmK. Din acest material se construieşte, de e!emplu, arborele cotit al unui motor de automobil,
cu şase cilindri în linie< arborele are contragreutăţi nedemontabile la toate braţele şi masa de +,+ Lg.
Bptimi#nd forma sa geometrică, s$au redus adaosurile de prelucrare, prile&uind scăderea masei
semifabricatului cu *?5 şi volumul operaţiilor de aşc%iere cu +5.
rocedee mai noi de fabricaţie a arborelui cotit se realieaă semifabricatul prin turnare.
1aracteristicile generale ale arborelui preintă unele elemente de superioritate faţă de cele ale
arborilor e!ecutaţi din semifabricat deformat la cald: caracteristicile mecanice se pot situa peste
nivelul celor transversale ale piesei for&ate, reistenţa la flua& este puţin mai ridicată, iar comportarea
la cald mai bună. Dificultăţile te%nologice, structura mai puţin omogenă, susceptibilitatea maipronunţată de dispersie a proprietăţilor fiico mecanice de la o turnare la alta şi comportarea mai
slabă la oboseală au fr#nat mult timp turnarea arborilor cotiţi. Asemenea obstacole au fost înlăturate
datorită progreselor înregistrate în domeniul turnării. În consecinţă, turnarea arborilor cotiţi
introduce avanta&e importante, în raport cu for&area lor. Astfel, consumul de metal se reduce cu ?4
3?5, întruc#t turnarea oferă preciie înaltă de e!ecuţie, diminu#nd mult adaosurile de prelucrare (cu
/?4C?5), deoarece cantitatea de aşc%ii se micşoreaă de -,+4 ori şi numărul de operaţii cu -?4
-+5. 9asa arborelui finit este cu *?4*+5 mai mică, fiindcă se pot realia cu uşurinţă orificii înlungul fusurilor, care asigură în plus solidificarea uniformă şi sporirea rigidităţii.
*??, A;B 8$-/, 7ord 2aunus, etc.), care s$au dovedit foarte avanta&oase. 7ata de oţel, fonta are
calităţi mai bune de turnare, ceea ce simplifică fabricaţia si$i reduce costul. Distribuţia mai
defavorabilă a eforturilor unitare şi preenţa onelor de grafit în structură, impun adoptarea de
dimensiuni sporite ale elementelor arborelui şi alternarea fusurilor palier cu fusurile maneton, soluţie
în acord cu tendinţa modernă de rigidiare a arborelui. 6e pot atribui braţelor forme adecvate
creşterii reistenţei la oboseală şi contragreutăţilor solidare cu braţele, forme si dimensiuni care
asigură o corelaţie &ustă între ec%ilibra& şi descărcarea lagărelor. Datorită grafitului, fonta are bune
calităţi antifricţiune şi suportă presiuni superioare, ceea ce micşoreaă uura fusurilor. 8a unele
motoare s$au obţinut reultate deosebite, uura fusurilor maneton scă#nd de patru ori, prin
înlocuirea arborelui cotit de oţel cu cel de fontă. Întruc#t modulul de elasticitate este mai mic la fontă
(*/4*I)N*?/ JFmm- faţă de -*N*?/ JFmm- la oţel frecvenţele proprii sunt mai cobor#te, însă fonta
are capacitate mai mare de amortiare a vibraţiilor, antrenată tot de incluiunile de grafit.
>nii constructori realieaă arborii cotiţi turnaţi din fonte speciale slab aliate, a căror
compoiţie variaă în domenii relativ largi: 1E *,+4/,35< 6iE *4-,/5< 9oE ?,34*,*5< 1uE ?,**4
?,*/5 sau p#nă la *,35 c#nd conţinutul de carbon este redus< 1rE ?,*?4?,-C5< JiE *4*,+5 si
9oE ?,C4*5, la un conţinut mediu de carbon. După tratament, reistenţa la rupere a acestor fonte
atinge 0??4C?? JFmm-. entru arborii la care diametrul fusurilor palier nu depăşeşte *+?mm, se mai
utilieaă fontă cu grafit nodular (de e!emplu fonta 7ng 3??$- 62A6 0?*3$C-). Dacă structura ei este
perlitică, reistenţa la rupere a&unge la 0+?4C?? JFmm- şi duritatea la -*?4-I? M@. Aceste
caracteristici sunt mai cobor#te dacă se realieaă structura feritică, prin recoacerea după turnare,
dar se măreşte astfel reistenţa la oboseală. 1omportarea la oboseală se îmbunătăţeşte mai mult în
caul fontei cu grafit nodular aliate, care este mai scumpă. 1aracteristicile mecanice ale fontelor cu
grafit nodular, apropiate de cele ale oţelului for&at (la fontă cu compoiţia 1E ,35< 6iE -,5< 9nE
?,5< 9gE ?,?+5< 6E ?,?C5< E ?,?-5 s$a obţinut reistenţa la rupere de *-?? JFmm -), şi
comportarea lor bună la călirea superficială le recomandă pentru turnarea arborilor cotiţi. rin călire
şi revenire, duritatea se ridică la /?4/??M@. 1ostul fabricaţiei arborilor cotiţi turnaţi din fontă cugrafit nodular scade p#nă la /?5 din cel al arborilor obtinuţi prin for&are din oţel.
2ot pentru turnarea arborelui cotit se foloseşte şi oţel aliat, (av#nd, de e!emplu, compoiţia: 1E
În caul în care în urma controlului se constată următoarele defecte : fisuri, indiferent de
natura sau poiţia pe fusuri şi care nu dispar prin rectificare la ultima treaptă de reparaţie (sau dupărectificare în vederea metaliării)< fisuri pe suprafeţele neprelucrate< rupturi ale arborelui cotit,
torsionarea arborelui< uura fusurilor paliere sub cota de P I/,I+? mm sau P I-,?? mm dacă se
recondiţioneaă prin metaliare cu s#rmă< uura fusurilor de bielă sub cota de P C*,I+? mm sau P
3I,?? mm dacă se metalieaă, arborele cotit se va înlocui.
2e%nologia de recondiţionare a defectelor
Defectele localiate în fig. cu numărul de ordine respectiv, sunt:*. Încovoierea arborelui cotit se înlătură prin îndreptarea la rece, cu o piesă %idraulică,
arborele cotit fiind aşeat pe două prisme, cu săgeata în sus, p#nă la încadrarea bătăii în limita
admisă. 6ăgeata se măsoară cu a&utorul unui dispoitiv comple! de control cu cadran *:*??. @ătaia
fusului palier central la aşearea pe palierele e!treme, ma!. ?,?* mm.
-. 7iletul găurilor de prindere a pinionului arborelui cotit şi cele pentru fi!area volantului se
recondiţioneaă prin ma&orarea diametrului găurilor la P *- mm, respectiv */ mm, şi refiletarea la
cotă mo&orată 9 */ Q *,+ şi respectiv 9 *0 Q *,+ . 6e admite o singură ma&orare de filet şicorespunător se vor ma&ora găurile de trecere prin pinion la P */,+ ?,* mm şi volant la P *0,+
?,*mm.
. >ura în lungime a fusurilor de biela se recondiţioneaă prin:
a) încărcarea prin metaliare cu s#rmă, urmată de rectificare la cota nominală<
b) rectificarea la cota de /-,?? ?,?? mm şi utiliarea la biele cromate dur şi prelucrate la
cota de /-,?-? ?,?0? mm.
/. >ura în lungime a fusului palier central se recondiţioneaă prin:
a) rectificarea suprafeţelor frontale pe ad#ncimea de ma!im ?, mm, respect#nd cota treptei de
reparaţie ; şi mont#nd cuineţii pentru treapta de reparaţie la e!terior la cota corespunătoare
asigurării &ocului nominal<
b) încărcarea prin metaliare cu s#rmă, urmată de rectificare la cotă nominală<
c) încărcarea cu sudură electrică şi prelucrare la cotă nominală sau la ; . 2rebuie avut gri&ă ca,
după rectificare, suprafaţa să fie lustruită cu pastă abraivă.
+. >ura locaşului pentru rulmentul de g%idare al arborelui primar de la cutia de vitee se
recondiţioneaă prin rectificare la cota treptei de reparaţie ; şi folosirea de rulmenţi încărcaţi la
e!terior, prin cromare dură şi rectificaţi la cota treptei de reparaţie ; E P +-,*C3 ?,?* mm.
Abaterea admisă de la coa!ialitate, ma!. ?,?- mm după rectificare.15
0. @ătaia suprafeţei frontale a flanşei de fi!are a volantului se recondiţioneaă prin rectificarea
suprafeţei frontale a flanşei pe ad#ncimea de ma!. ?,+? mm, respect#nd cota ma!. *- mm, şi refăc#nd
şanfrenul la + Q *+H.
3. @ătaia suprafeţei frontale de fi!are pentru pinionul arborelui cotit se recondiţioneaă prin
rectificarea suprafeţei frontale a arborelui pe ad#ncimea de ma!. ?,+? mm, respect#nd cota min. 0C
mm şi refăc#nd şanfrenul la * Q /+H.
C. si I. >ura, ovalitatea şi conicitatea fusurilor de bielă şi palier se recondiţioneaă prin :
a) rectificarea celor şase fusuri manetoane şi şapte fusuri paliere la una din cotele treptelor de
reparaţie ; $ ; ' , urmată de lustruirea acestora<
b) încărcarea prin metaliare cu s#rmă, urmată de rectificarea la cotă nominală sau la una din
cotele treptelor de reparaţie.
Atentie! 6e vor respecta cu stricteţe raele de curbură de la e!tremităţile fusurilor maneton şi
palier şi se vor rotun&i cu ;E -mm toate ieşirile canalelor de ungere din fusurile arborelui cotit. În
caul fusului palier central realiarea raei de racordare corectă se asigură prin tăierea pietrei de
rectificat la o raa egala cu cea prescrisă pentru fusul palier principal. B raă prea mică provoacă
suprasolicitarea arborelui cotit, iar o raa prea mare suprasolicită cuineţii, datorită nepotrivirii
dintre raa cuinetului şi cea a arborelui cotit.
;ectificarea se face pe maşini de rectificat arbori cotiţi. entru rectificarea fusurilor
manetoane, arborele cotit se fi!eaă în universalele maşinii de rectificat la o distanţa faţă de a!a
maşinii egală cu raa manivelei arborelui cotit. rin aceasta deplasare, a!a geometrică a fusurilor
manetoane devine coa!ială cu cea a v#rfurilor maşinii de rectificat. În timpul rectificării, fusul
respectiv este răcit cu soluţie.
iatra de rectificat se confecţioneaă din carbura de siliciu şi are următoarele caracteristici:
granulaţia 0?, duritatea 9 şi liant ceramic. ;egimul de lucru este următorul: turaţia fusurilor, ? /+
rotFmin< turaţia pietrei de rectificat, I?? rotFmin< avansul transversal, ?,?-+ mmFrot, iar avansul
longitudinal se face manual.
După rectificare, se lasă avansul transversal egal cu ero, p#nă la dispariţia sc#nteilor (C *?curse ale pietrei de$a lungul fusului). Apoi, fusurile se lustruiesc cu p#nă abraivă cu granulaţia /??.
După rectificarea şi teşirea tuturor canalelor de ulei, acestea se vor spăla şi sufla cu aer
comprimat.
În final, se face controlul, care trebuie să corespundă prescripţiilor, şi că cuprinde următoarele:
$ măsurarea cotelor treptelor de reparaţie a fusurilor, controlul procente de *??5<
$ măsurarea fusurilor de la formă cilindrică regulată< control în procente de -?5<
$ rugoitatea fusurilor, în comparaţie cu suprafaţa etalon< control în procente de *??5< $ măsurarea bătăii radiale a fusurilor paliere şi a fusurilor manetoane în raport cu a!a fusurilor
$ conicitatea fusurilor paliere şi manetoane< control în procent de -?5<
$ ec%ilibrarea dinamică a arborelui cotit împreună cu contragreutăţile.
În timpul funcţionării arborelui, iau naştere oscilaţii de torsiune a căror acţiune periodică la
anumite turaţii ale motorului pot să producă fenomenul de reonanţă, periculos prin efectele sale
distrugătoare.
entru a se preînt#mpina acest fenomen, în construcţia motoarelor se utilieaă amortiorul
oscilaţiilor de torsiune, care diminueaă oscilaţiile de torsiune ale arborelui cotit, înlătur#nd
fenomenul de reonanţă care apare atunci c#nd frecvenţa oscilaţiilor proprii ale arborelui coincide cu
frecvenţa e!ploiilor care se produc în cilindru.
rincipiul de funcţionare al acestor amotioare se baeaă pe absorbirea unei părţi din energia
care poate să producă oscilaţii de torsiune ale arborelui cotit şi c%eltuirea ei într$un lucru mecanic de
frecare efectuat în amortior. Amortioarele se monteaă, în general, la capătul din faţă al arborelui
cotit sau în imediata sa apropriere, în aceasta onă amplitudinea vibraţiilor care se produc ating#nd
valoarea ma!imă.
1el mai răsp#ndit în preent este amortiorul cu frecare interioară. 8a acest amortior, discul
masiv care are rolul unei mase de inerţie, este vulcaniat cu elementul de cauciuc de flanşa profilată
prin presare şi fi!ată rigid prin şuruburi de butucul rotii de curea a ventilatorului. Bscilaţiile de
torsiune a arborelui cotit produc o mişcare oscilatorie a discului masiv faţă de v#rful arborelui. 1a
urmare a deformaţiilor elastice din straturile masei de cauciuc ia naştere o frecare interioară care
absoarbe o parte din energia vibraţiilor de torsiune ale arborelui. Aceasta energie se transformă în
căldura şi se dega&ă în admosferă.
6e mai folosesc şi amortioarele cu frecare lic%idă în care se utilieaă siliconul, un lic%id cu
v#scoitate mare, cu care se umple un spaţiu circular înc%is. În acelaşi spaţiu este înc%isă şi o masă
liberă confecţionată sub forma unui inel oscilant. 7recarea care ia naştere între lic%idul v#scos şi
aceasta masă mobilă este folosită pentru amortiarea oscilaţiilor de torsiune ale arborelui.
Înlocuirea semicuineţilor arborelui cotit
în timpul funcţionării motorului, cuineţii se ueaă sau pot preenta anumite defecţiuni, fapt
pentru care se necesită înlocuirea lor. entru aceasta, trebuie să se măsoare &ocurile dintre fusurile
arborelui cotit şi semicuineţi. entru măsurarea &ocului, se aşeaă semicuineţii în locaşurile paliere
sau biele, se monteaă capacele şi se str#ng şuruburile cu momentul prescris. 6e măsoară, cu a&utorul
unui comparator de interior, diametrul interior al semicuineţilor şi după aceea cu un micrometru
fusurile, determin#ndu$se totodată şi abaterea de la forma cilindrică regulată. Diferenţa dintrediametrele semicuinetului şi fusului repreintă &ocul şi se constată dacă se încadreaă sau nu în
limitele prescrise. În caul cănd &ocul ma!im admis sau abaterea ma!imă de la forma cilindrică
regulată la unul sau mai multe fusuri ale arborelui cotit sunt depăşite, fusurile se rectifică la treapta
de reparaţie imediat inferioară şi se monteaă semicuineţii noi la treapta de reparaţie
corespunătoare.
Înainte de rectificarea fusurilor arborelui cotit, se verifică diametrul interior al semicuineţilor
noi, aşe#ndu$i în locaşurile lor şi str#ng#nd şuruburile capacelor cu momentul prescris. Diametrul
măsurat al semicuineţilor se are în vedere la rectificarea fusurilor respective, astfel ca să se asigure
&ocurile prevăute.
În caul în care, în urma verificării uurii şi a &ocului dintre semicuinţi şi arborele cotit, se
constată ca acestea se încadreaă în prescripţii, înainte de folosirea în continuare a semicuineţilor,
trebuie să se controlee şi aspectul suprafeţei de alunecare a semicuineţilor. Aceasta suprafaţa
trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:
$să nu aibă g#rieturi pronunţate sau împurităţi în materialul antifricţiune<
$să nu preinte one lustruite datorită unei apăsări incorecte a fusului<
$să nu preinte urme de gripa& sau e!folieri, ca urmare a ungerii insuficiente<
$să nu preinte urme de material suprapus sau e!folieri locale datorită oboselii.
Deoarece cuineţii sunt prelucraţi cu mare preciie, ei sunt intersc%imbabili în cadrul unei
grupe de dimensiuni şi nu mai necesită la monta& operaţii suplimentare de păsuire. În caul în care,
pentru realiarea unei păsuiri corespunătoare, se intervine asupra suprafeţei de alunecare a
semicuineţilor, durată de funcţionare a acestora va fi substanţial redusă, deoarece în preent în
construcţia motoarelor de automobile se utilieaă în general cuineţi cu pereţi subţiri (bimetalici sau
trimetalici).
=c%ilibrarea arborilor cotiţi
1ondiţiile de funcţionare impun pentru arborii cotiţi ai maşinilor rapide necesitatea unei
e%ilibrări dinamice.
În planul de operaţii, ec%ilibrarea se prevede după rectificarea de finisare a suprafeţelor
cilindrice e!terioare.
În caul c#nd procesul te%nologic prevede şi operaţii de neteire a fusurilor şi manetoanelor,
ec%ilibrarea se e!ecută înaintea acestei operaţii.
=c%ilibrarea arborelui cotit se realieaă pe maşini speciale de ec%ilibrare dinamică. e aceste
maşini se determină mărimea neec%ilibrării şi poiţia mesei neec%ilibrate, iar suplusul de metal,
constatat la ec%ilibrare, se înlătură pe maşini de găurit sau maşini de freat. 8a fabricaţia de masă,
pentru ec%ilibrare se folosesc agregrate specialiate la care at#t operaţia de determinare a mărimii şi
poiţia deec%ilibrului, c#t şi înlăturarea suplusului de metal, se fac automat. Arborii maşinilor lente(cu turaţie sub *??? rotFmin) precum şi arborii cu * cot sau - coturi, se admite a fi ec%ilibraţi numai
• Ref. lucr. ing. @o%osievici 1aimir, 1onf. Dr. ing. ruteanu Bctavian, *I3I,
,,2e%nologia fabricării maşinilorSS,
• 7răţilă T%., 7răţilă 9ariana, 6amoilă Rt., ,,Automobile: cunoaştere, întreţinereşi reparareSS 9anual pentru şcoli profesionale anul , , .
• Dr. ing. 1aleui T%eorg%e, ng. Troa Ale!andru, Dr. ing. 6aviuc 6amoil,*IC+, ,,9etode şi prelucrări practice pentru repararea automobilelorSS,@ucureşti
