1

ÎNTREŢINEREA ŞI REPARAREA AUTOVEHICULELOR RUTIERE

1. Probleme generale

Ca orice produs tehnologic, autovehiculul este supus din chiar momentul intrării sale în exploatare unui proces continuu de degradare, proces care durează pe întreaga perioadă de utilizare a vehiculului respectiv şi care se traduce în scăderea / deteriorarea caracteristicilor de exploatare şi a performanţelor. Viteza acestui proces depinde de o serie întreagă de factori, dintre care cei mai importanţi ţin de calitatea fabricaţiei autovehiculului şi de modul de exploatare a acestuia.

Acest proces de degradare se produce prin uzură, îmbătrânirea materialelor, deformarea şi deteriorarea pieselor şi subansamblelor, corodare, şamd.

În exploatarea curentă şi corectă a unui autovehicul, rolul determinant în procesul de degradare il are uzura. Uzura poate avea în general două aspecte, primul fiind legat de uzura fizică a componentelor iar cel de-al doilea de uzura sau degradarea morală a ansamblului.

Uzura morală se referă la apariţia pe durata de utilizare a unui produs, a unor produse care se adresează satisfacerii aceloraşi nevoi dar care au caracteristici şi performanţe superioare, sunt mai ieftine, sau au un aspect mai plăcut (modern). Uzura morală nu se poate remedia, ea ţine de considerente subiective şi nu face obiectul prezentului curs.

1.1. Necesitatea întreţinerii şi reparării autovehiculelor

Proiectarea oricărui autovehicul pleacă de la stabilirea unor limite pentru

performanţele sale tehnice, în funcţie de clasa şi modul sau de exploatare. Pentru ca vehiculul respectiv să respecte cerinţele impuse de proiectant este necesar ca fiecare sistem care îl compune să respecte anumite norme şi să funcţioneze la anumiţi parametri.

Indiferent de modul de exploatare a autovehiculului, după o anumită durată de funcţionare, datorită proceselor menţionate anterior, capacitatea de utilizare şi performanţele sale tehnice şi estetice se reduc, valorile lor nemaifiind în limitele prevăzute de proiectant. Acesta este momentul în care apare necesitatea reparaţiilor.

Reparaţia este ansamblul de operaţii şi lucrări care se efectuează pentru readucerea parametrilor funcţionali în limitele stabilite de proiectant, în scopul menţinerii sau restabilirii capacităţii de bună funcţionare a ansamblului.

1.2. Procese dăunătoare în funcţionarea unui autovehicul

Pe perioada de exploatare a unui vehicul, acesta se confruntă cu o serie de

procese dăunătoare, care prin mecanismele amintite mai sus (uzura, etc) conduc la modificarea parametrilor de funcţionare şi scoaterea lor din limitele admise la proiectare. Aceste procese pot fi clasificate după viteza cu care se produc, în procese lente, de viteză medie şi rapide.

- Procesele dăunătoare lente pot dura luni sau chiar ani de zile şi se produc prin mecanismele de uzura, îmbătrânire, coroziune, degradarea fluidului de ungere, şi asa mai departe. Procesele de degradare lentă sunt de regulă procese inevitabile în funcţionarea autovehiculului şi caracterizează exploatarea normală şi corectă a acestuia.

2

- Procesele de degradare cu viteză medie de producere sunt procese a căror durată se măsoară în ore sau chiar minute şi sunt provocate de variaţia rapidă a condiţiilor de exploatare a vehiculului, a regimului termic a motorului, etc. Aceste procese pot fi declanşate de exemplu de modificarea condiţiilor de mediu (temp. sau presiune a aerului), de schimbarea rapidă a condiţiilor de exploatare (declivităţile drumului, sarcina autovehiculului), etc. O caracteristică a acestor procese de degradare este că pot fi legate sau cauzate de defectarea altor piese sau subansamble ale autovehiculului.

- Procesele dăunatoare rapide au o durată de producere ce se poate măsura în secunde sau chiar fracţiuni de secundă şi se datorează schimbărilor bruşte ale regimului de exploatare. Au de obicei un caracter accidental şi în această categorie putem include vibraţiile, modificările bruşte ale forţelor de frecare în cuplele cinematice (de exemplu – datorită defectarii pompei de ulei) sau calitatea căii de rulare (gropi, denivelări, etc).

Creşterea în timp a acţiunii proceselor dăunătoare determină sporirea numărului de defecţiuni şi înrăutăţirea stării tehnice a autovehiculului, conducând după cum am amintit la necesitatea reparaţiilor sau a intervenţiilor tehnice. În majoritatea cazurilor însă, procesele de degradare care conduc la necesitatea unei intervenţii tehnice sunt procese lente sau cu viteză medie, deci fenomene care se produc în timpul exploatării normale ale autovehiculului. În aceste cazuri un rol predominant în producerea degradărilor pieselor şi subansamblelor il are fenomenul de uzură. 1.3. Uzura. Mecanismele de producere a uzurii

Procesul de uzare reprezintă un fenomen distructiv complex, de natură fizico-chimică şi care se manifestă prin modificarea caracteristicilor dimensionale şi de formă precum şi a stării iniţiale a suprafeţei pieselor ce intră în componenţa unui ansamblu. În funcţie de mecanismul de producere, uzura poate fi de mai mult tipuri:

Uzura prin frecare Uzura prin îmbătrânire Uzura prin coroziune.

Fig. 1.1. Mecanismele de producere ale uzurii

1.3.1. Uzura prin frecare apare în subansamblele automobilului în care există cuple cinematice (subansamble formate din repere în contact cu mişcare relativă între ele). Uzura prin frecare se poate produce prin mecanisme pur mecanice sau molecular – mecanice. În prima categorie, în funcţie de regimul de frecare

prin coroziune

Uzura

prin frecare prin îmbătrânire

Mecanică Molecular-mecanică

Abr

azivă

Hid

roab

razi

vă

Gaz

oabr

azivă

Ero

zivă

De

adez

iune

Chi

mică

Ele

ctro

chim

ică

Obo

seală

îmbă

trân

ire

De

cav

itaţie

3

dintre piesele ce alcătuiesc cupla cinematică, putem distinge uzura abrazivă, hidroabrazivă, gazoabrazivă, erozivă sau uzură de cavitaţie.

Uzura abrazivă este cauzată de existenţa particulelor dure abrazive antrenate de lubrifiant între suprafeţele în contact sau de asperităţile mai dure ale uneia dintre suprafeţe. Este uşor de recunoscut după urmele îndreptate în direcţia de mişcare. Intensitatea uzurii de abraziune este influenţată hotărâtor de puritatea aerului în care operează vehiculul şi de calitatea şi puritatea lubrefianţilor folosiţi. Se întâlneşte frecvent în cuplele cinematice arbore cotit – cuzinet , piston – cilindru, în lagărele arborelui cu came, etc. Ca observaţie, uzarea abrazivă predomină ca pondere dintre toate tiupurile de uzură mecanică. Aproximativ 40% din piesele scoase din exploatare prezintă uzare abrazivă pură.

Uzura hidro şi gazoabrazivă presupune acţiunea combinată a particulelor abrazive antrenate de un flux de lichid (cazul pompelor de alimentare, de apă sau de ulei, a circuitelor hidraulice de frânare sau de ambreiaj) sau de gaz (galeriile de admisie sau de evacuare ale motoarelor, statoarele şi rotoarele turbosuflantelor, etc.)

Uzura erozivă este produsă de obicei de frecarea exterioară a subansamblelor automobilului. Un exemplu – frecarea elementelor caroseriei cu aerul. În acest caz, este mult influenţată de puritatea şi cantitatea de particule conţinute în aerul prin care se deplasează vehiculul.

Şi în final, uzura de cavitaţie este întâlnită la reperele care vin în contact cu lichide la viteze mari. Cavitaţia are un efect puternic distructiv asupra rotoarelor de pompe în anumite condiţii de funcţionare, fiind principala cauză de scoatere din uz a acestora. Apare de obicei la funcţionarea la regimuri mult diferite de regimul nominal şi este accentuată de prezenţa aerului sau a altui gaz în fluidul de antrenat, fenomenul fiind accelerat în acest caz şi de apariţia coroziunii.

Uzura care se produce prin mecanisme molecular – mecanice (sau termice) este aşa zisa uzură de adeziune. Aceasta este inluenţată, pe lângă acţiunea pur mecanică a suprafeţelor în contact, de forţele care acţionează la nivel molecular sau atomic. Uzura de adeziune se produce ca urmare a formării (la temperaturi apropiate de 500ºC) de microsuduri (sau microjoncţiuni) intre asperităţile suprafeţelor care vin în contact, urmată de forfecarea acestora şi de smulgerea de material. Acest mecanism de producere a uzurii poate conduce în anumite condiţii la gripajul cuplei cinematice. Astfel, la sarcini ridicate, în condiţiile absenţei sau străpungerii peliculei de lubrifiant şi a temperaturilor ridicate (de exemplu în perioada de rodaj) microjoncţiunile puternice care se crează nu mai pot fi forfecate de deplasarea relativă a pieselor, ajungându-se în final la blocarea cuplei cinematice.

1.3.2. Uzura prin îmbătrânire se produce prin două mecanisme şi anume

îmbătrânirea materialelor şi oboseala. Îmbătrânirea reprezintă un proces ce se caracterizează prin modificarea în timp a

structurii şi proprietăţilor materialelor şi reprezintă trecerea spontană de la o stare metastabilă, caracterizată de o energie internă ridicată la starea stabilă.

În ceea ce priveşte materialele utilizate în construcţia automobilelor, problema îmătrânirii prezintă două aspecte. Primul se referă la îmbătrânirea aliajelor metalice, proces care se produce prin modificarea structurii cristaline, respectiv prin deplasarea atomilor în metal. În cazul aliajelor fierului un rol esenţial îl are descompunerea martensitei, proces care se desfăşoară mai lent sau mai rapid în funcţie de temperatură. În cazul aliajelor metalice, procesul de îmbătrânire este un

4

proces benefic, starea stabilă a materialului fiind caracterizată de proprietăţi mecanice superioare, datorită scăderii tensiunilor interne. Fenomenul este folosit de firmele producătoare, de exemplu în cazul blocului motor turnat din fontă, care este supus unui proces de îmbătrânire artificială sau chiar naturală în scopul măririi rezistenţei mecanice.

Al doilea aspect se referă la îmbătrânirea materialelor plastice şi a cauciucului, care este un proces ireversibil de degradare (descompunere) sub acţiunea temeraturii şi luminii.

O altă formă de uzură prin îmbătrânire o reprezintă oboseala materialelor. Cercetările experimentale au stabilit că

materialele solicitate la sarcini alternante (simetrice sau asimetrice) de tipul celei din figura 2, îşi modifică în timp proprietăţile mecanice, fară ca să se poată observa urme de deformări remanente. Fenomenul se numeşte oboseală.

Situaţii în care sarcina acţionează în timp ca în curba prezentată se întâlnesc în mod curent în cazul rulmenţilor (contactul bila – cale de rulare), al fusurilor arborilor cardanici sau al roţilor dinţate. Uzura prin oboseală se manifestă de obicei prin

smulgeri de material, sub forma de ciupire (pitting) sau exfoliere (spalling).

1.3.3. Uzura prin coroziune Procesele de coroziune se desfăşoară prin mecanisme chimice şi electro-

chimice. Un exemplu de coroziune chimică este oxidarea, care este determinată de

pătrunderea oxigenului în stratul superficial al metalului, urmată de reacţia chimică de oxidare, cu producerea oxidului metalului respectiv. Pe suprafaţa metalului apare o structură nouă, formată din particule de soluţie solidă de metal şi oxid. Această se distruge continuu, particulele mobile desprinzându-se sub formă de pulberi. Este caracteristică fusurilor de arbori cotiţi.

Coroziunea electro-chimică se produce la

contactul a două suprafeţe metalice cu potenţiale diferite (∆U ≈ 6V), in prezenţa unui electrolit (apa). Este caracteristică uzării prin corodare a caroseriilor. Mecanismul de producere a coroziunii electro-chimice este reprezentat în figura 3.

1.3.4. Dinamica proceselor de uzură în cupla cu frecare

Fenomenul de frecare – uzare care are loc într-o cuplă cinematică este un

proces de mare complexitate datorită multitudinii de factori care intră în interacţiune.

σ max

σ m

in

σ 2π

t

Fig. 1.2. Curba de variaţie a unei sarcini alternante armonice

Fig.1.3. Mecanismul coroziunii electro-chimice

5

Este vorba de factori externi (sarcină, viteză, mediu şi regim de lubrifiere)şi de factori interni (materialul pieselor în frecare, structura, duritatea şi rugozitatea, temperatura, etc). Dacă se reprezintă grafic dependenţa uzurii în timp (curba u=u(t) din figura 4), se constată existenţa a trei zone distincte: I – zona uzurii de rodaj; II – zona uzurii normale (stabile) sau perioada de funcţionare normală; II – faza uzurii distructive sau catastrofale (uzura de avarie).

Rodajul este un proces de „finisare” în condiţii de exploatare uşoare pe parcursul căruia jocul din cupla cinematică ajunge la valori apropiate de cele normale de exploatare. Rodajul este o perioada absolut obligatorie în funcţionare, ce realizează unele corecţii ale defectelor de microgeometrie datorate prelucrării pieselor.

În faza de rodaj, intensitatea procesului de uzură este apreciabilă, viteza de uzare vu [μm/h] având însă o tendinţă descrescătoare, iar uzura liniară (sau masică) u [μm] un caracter crescător până la valoarea ur (uzura de încheiere a rodajului). Dacă la începutul perioadei de rodaj (la t=0), raportul dintre suprafaţa efectivă de contact (la vârful microasperităţilor) şi suprafaţa nominală a zonei de contact dintre piese are valori Sr / Sn = 1/105 ÷ 1/104, la sfârşitul perioadei de rodaj (t=tr), acest raport ajunge la Sr / Sn = 1/400 ÷ 1/200, presiunea specifică de contact scăzând în mod corespunzător. Uzura la momentul t în zona de rodaj se poate exprima printr-o relaţie de forma:

uI = a · tn (1.1)

Zona a doua este zona de funcţionare normală a cuplei cinematice. Uzura se

desfăşoară cu viteză constantă, valoarea efectivă a uzurii liniare crescând liniar cu timpul. Ea se poate exprima prin relaţia: uII = k · t + c (1.2.) în care k = tg αu este valoarea vitezei (intensităţii) de uzare, iar c este o constantă.

Valoarea ulim pe care o atinge uzura la sfârşitul acestei zone (în momentul tlim) este uzura maximă admisă a cuplei cinematice.

Dincolo de această valoare, se trece în zona uzurii de avarie, zona în care condiţiile normale de funcţionare nu mai sunt îndeplinite, ceea ce intensifică brusc procesul de uzură, mărind foarte mult posibilitatea apariţiei penelor de avarie.

În zona a III-a, valoarea uzurii liniare se poate exprima cu o expresie de forma: uIII = c · (t – tlim)m (1.3.)

A

B

I II III

ulim

ur

αu

vu

vu [μm/h] u [μm]

tr tlimFig. 1.4. Diagrama uzurii medii statistice în timp

6

1.4. Necesitatea economică a reparării autovehiculelor Dacă în cele expuse până în prezent am arătat o parte din mecanismele prin

care se produce deterioararea autovehiculelor, justificând deci necesitatea fizică a reparaţiilor, vom încerca în continuare să arătăm şi necesitatea economică a reparării autovehiculelor.

- în primul rând costul unei reparaţii capitale este de 50 ÷ 60% din preţul unui autovehicul nou, cu un consum de material de 10 ÷15 ori mai mic decât la fabricarea unui auovehicul nou; - se reutilizează aproximativ 70% din piese, ceea ce conduce la importante economii de manoperă, energie şi materiale; - cheltuielile de investiţii pentru echiparea unui atelier de reparaţii capitale sunt de 5 ÷ 10 ori mai mici decât cele necesare producerii unui automobil nou; - sistemul de preţuri practicat în prezent de firme, impune o anumită durată de service pentru amortizarea în cote anuale reduse a automobilelor noi. Pe de altă parte, pe măsură ce automobilele se îmbunătăţesc sub aspect calitativ,

volumul de reparaţii specifice necesar scade. Cu toate acestea, creşterea continuă a parcului de autovehicule şi durata mare de exploatare a automobilelor din ultimii 10 ÷ 20 de ani, face ca volumul absolut al reparaţiilor să crească. De aceea, în prezent nu se pune problema renunţării la reparaţii ci se caută continuu căi pentru sporirea eficienţei acestor activităţi.

2. Caracteristicile tehnologiei de reparare a autovehiculelor

1. Prima caracteristică o constituie analiza proceselor care produc scăderea capacităţii de lucru a autovehiculelor. Cunoaşterea acestor procese, reprezintă de fapt cunoaşterea cauzelor care produc defectele automobilelor.

2. A doua caracteristică o constituie faptul că în timp ce procesul de fabricaţie începe cu obţinerea semifabricatelor, procesul de reparare începe cu spălarea exterioară şi demontarea subansamblelor. În acest caz, automobilul uzat şi componentele sale constituie semifabricatele asupra carora se acţionează în procesul tehnologic de reparaţie.

3. A treia caracteristică a tehnologiei reparării autovehiculelor rezultă din faptul că în funcţie de rolul şi gradul lor de uzură, piesele refolosibile sunt recondiţionate printr-un număr mare de procedee. Piesele de automobil care sunt supuse recondiţionării prezintă diferite grade de uzură, sunt executate din materiale diferite, au dimensiuni variate şi lucrează în condiţii variate de ungere şi frecare. Din aceste cauze, rezultă o gamă foarte diversă a procedeelor de recondiţionare – prelucrări mecanice, sudură, acoperiri galvanice, metalizare, deformare plastică, etc. În cadrul reparaţiei capitale a automobilului, recondiţionarea pieselor reprezenta în trecut un volum însemnat de lucrări. Importanţa lucrărilor de recondiţionare a scăzut în prezent, în principal datorită diminuării preţului de cost a reperelor noi şi a scumpirii lucrărilor de recondiţionare, tocmai din cauza caracterului lor din ce în ce mai izolat. În plus, trebuie avut în vedere că în majoritatea cazurilor, durata de viaţa a unei piese recondiţionate nu se ridică nici la 50% din durata de viaţă a unei piese noi. Din aceste motive, în prezent, procedeul de recondiţionare nu se mai recomandă decât pentru piesele foarte scumpe, care justifică economic această operatiune.

4. A patra caracteristică constă în starea tehnică diferită a pieselor care intră în componenţa unui autovehicul reparat. Astfel, la o reparaţie capitală, se folosesc

III

7

aproximativ 30 - 40% piese noi, 20 – 25% piese recondiţionate şi aprox. 30 – 50% piese cu uzuri în limitele admisibile, spre deosebire de asamblarea unui automobil nou, unde se folosesc, evident, numai piese noi. Acest aspect complică problemele de montaj, reducând avantalele interschimbabilităţii şi îngreunând aplicarea metodei de asamblare selectivă. 3. Intervenţii tehnice

Pentru prevenirea defecţiunilor tehnice, refacerea periodică a capacităţii de lucru şi adaptarea automobilului la condiţii deosebite de exploatare, se execută o serie de lucrări periodice sau neperiodice cu caracter preventiv sau corectiv, de complexitate diferită, denumite generic intervenţii tehnice.

Întreţinerile tehnice sunt intervenţii tehnice cu caracter preventiv care se execută

pentru preântâmpinarea uzurilor anormale sau defecţiunilor şi pentru menţinerea aspectului estetic al autovehiculului. Întreţinerile tehnice pot fi zilnice sau periodice.

Nomenclatura întreţinerilor tehnice, potrivit normativelor în vigoare, este următoarea:

Controlul şi îngrijirea zilnică (CIZ); Spălarea (S); Revizia tehnică de grad I (RT – I); Revizia tehnică de grad II (RT – II); Revizia tehnică sezonieră (RTS).

Periodicitatea lucrărilor de întreţinere se exprimă în unităţi de parcurs şi este stabilită prin normative pentru fiecare fel de întreţinere şi categorie de AR.

Dat fiind caracterul lor preventiv, întreţinerile tehnice trebuie să se execute riguros la termene fixate şi la volumul stabilit, adică după o planificare rigidă.

Lucrările de conservare au de asemenea caracter preventiv şi se execută înaintea perioadelor de staţionare mai îndelungate, în scopul protejării automobilelor împotriva degradării datorate condiţiilor de mediu. Ele pot fi periodice sau ocazionale.

Reparaţiile sunt intervenţii tehnice cu caracter corectiv, de complexitate variată, care se execută după necesitate sau periodic, în scopul înlăturării defecţiunilor apărute în timpul funcţionării şi readucerii autovehiculelor uzate la parametrii normali de funcţionare. După gradul de complexitate, reparaţiile pot fi:

Curente – pentru înlăturarea defecţiunilor care apar în perioada de exploatare. Datorită caracterului întâmplător şi a gradului diferit de complexitate a defecţiunilor,

Intervenţii tehnice

preventive

întreţineri tehnice

lucrări de conservare

corective

reparaţii

modificări constructive

zilnice

periodice

periodice

ocazionale

curente

mijlocii (generale)

pentru îmbunătăţirea performanţelor

pentru schimbarea destinaţiei

capitale

8

nu se pot planifica anticipat, ca termene de execuţie şi volum de lucrări. Ele se includ în planificările întreprinderilor de transport sub forma unui volum mediu de lucrări, exprimat în ore-om la 1000 km echivalenţi. Necesitatea lor se stabileşte cu ocazia controalelor zilnice şi a reviziilor tehnice.

Mijlocii (generale) – sunt intervenţii tehnice corective de complexitate medie, care constau în demontarea parţială a automobilului, repararea completă sau înlocuirea unui număr redus de agregate şi revizia tuturor celorlalte părţi componente. Se execută la intervale de timp stabilite anticipat.

Reparaţiile capitale (RK) – reprezintă intervenţii tehnice de maximă complexitate, care presupune demontarea completă a automobilului uzat, recondiţionarea sau înlocuirea tuturor componentelor uzate, asamblarea şi rodajul automobilului, astfel ca după reparaţie parametrii săi de funcţionare să se apropie foarte mult de cei ai automobilului nou. Datorită complexităţii lucrărilor şi a cerinţelor de calitate care se impun, reparaţiile capitale se execută de obicei în unităţi mari, echipate corespunzător şi specializate pe acest tip de reparaţii. RK –urile se planifică la începutul fiecărui an ca termene, volum de lucrări şi cheltuieli. Periodicitatea reparaţiilor capitale se exprimă în km echivalenţi şi depinde de tipul de autovehicul. Conform normativelor, un autovehicul suportă un număr maxim de două RK.

După alte criterii de clasificare, reparaţiile mai pot fi: - reparaţii în garanţie şi postgaranţie - reparaţii normale şi accidentale - reparaţii planificate sau neplanificate Modificările constructive sunt intervenţii tehnice ocazionale care vizează

îmbunătăţirea parametrilor tehnici ai autovehiculului sau schimbarea destinaţiei acestuia.

Modificările din prima categorie (îmbunătăţirea performanţelor) urmăresc în primul rând economia de combustibil, mărirea puterii, mecanizarea lucrărilor de încărcare – descărcare, reducerea zgomotului, ş.a.m.d.

Modificările constructive din a doua categorie au ca obiectiv schimbarea părţii de transport a autovehiculului în funcţie de noua sa destinaţie.

Modificările constructive de serie mare se execută în intreprinderi specializate, iar cele de serie mică, în ateliere de reparaţii. Unele modificări constructive sunt efectuate chiar de întreprinderea constructoare a autovehiculului.

4. Sisteme de reparaţii ale autovehiculelor. Metode 4.1. Sisteme de reparaţie

Sistemele de reparaţii ale autovehiculelor se referă la modul în care intreprinderile abordează şi planifică reparaţiile parcului auto propriu. Se clasifică în modul următor:

a. Sistemul de reparaţii preventiv. Se aplică înainte de îndeplinirea normei de exploatare în km sau în ore, prin controlul şi repararea periodică a diferitelor subansamble care compun autovehiculul.

b. Sistemul de reparaţii planificat selectiv. Se aplică automobilelor care au îndeplinit norma de exploatare în km sau în ore. În cazul unei exploatări corecte, conform condiţiilor impuse de fabricant, există posibilitatea ca la sfârşitul normei de exploatare autovehiculul să se încadreze în normele privind cheltuielile de exploatare şi productivitate. Dacă se constată acest lucru, autovehiculul poate fi exploatat în

9

continuare până în momentul în care cheltuielile de exploatare depăşesc normele impuse. În acest moment, autovehiculul este introdus în reparaţie.

c. Sistemul de reparaţii forţat. Se aplică autovehiculului la sfârşitul ciclului de exploatare indiferent dacă acesta mai îndeplineşte sau nu normele privind cheltuielile de exploatare. Înlocuirea subansamblelor se realizează dintr-un fond de rulment al intreprinderii. Avantajul acestui sistem este creşterea calităţii reparaţiilor.

4.2. Metode de reparaţie

a. Metoda de reparaţii individuală. Este caracteristică unităţilor mici de reparaţii. Automobilul este demontat complet, oferind astfel o imagine de ansamblu privind gradul de uzură al tuturor subansamblelor şi putându-se determina cu precizie numărul de piese bune, numărul de piese care pot fi recondiţionate, precum şi numărul de piese care trebuie înlocuite cu altele noi.

S-a constatat că în timpul unui ciclu normal de exploatare procentul pieselor care pot fi recondiţionate reprezintă între 20÷60%, iar procentul de piese ce trebuiesc înlocuite cu piese noi este aproximativ 40%.

b. Metoda de reparaţii prin schimbare de subansamble. Se rezumă la înlocuirea subansamblelor uzate cu altele noi. Are avantajul că durata de imobilizare a autovehiculului este foarte mică, productivitatea este mare, iar calitatea reparaţiei este net superioară primei metode. 5. Metode de recondiţionare

Statistic s-a constatat faptul că pentru recondiţionarea unei piese se cheltuieşte maxim 40 – 45% din valoarea piesei noi. Pentru ca o piesă să poată fi recondiţionată trebuiesc îndeplinite o serie de condiţii:

1. Evident, costul operaţiei de recondiţionare trebuie să fie inferior preţului piesei noi.

2. După recondiţionare, piesa trebuie să îndeplinească condiţiile din desenul de execuţie al piesei noi.

3. Materialul folosit pentru recondiţionare trebuie să fie acelaşi sau să aibă aceleaşi proprietăţi fizico – mecanice cu cel original.

4. Tehnologia de recondiţionare aleasă trebuie să fie cât mai simplă. Recondiţionarea unei piese se poate realiza prin mai multe metode:

1. Metoda treptelor de reparaţii 2. Metoda compensatorilor. 3. Metoda înlocuirii unei părţi din piesă. 4. Metoda aducerii la dimensiunile iniţiale

5.1. Metoda treptelor de reparaţii

Este foarte des folosită la recondiţionarea pieselor de automobile, aplicându-se atât la piesele în mişcare de rotaţie cât şi în mişcare de translaţie ale motorului (arbore cotit, arbore cu came, cilindri, etc.), dar şi la arborii primar şi secundar ai cutiei de viteze, pivoţi şi fuzete de autocamion, etc. Această metodă asigură ajustajele corespunzătoare montării, precum şi interschimbabilitatea.

Metoda constă în prelucrarea mecanică a piesei (strunjire, rectificare, alezare) la o cotă de reparaţie prescrisă de producător. Această cotă este superioară

10

du

dn

d1 ar

ur

dn

du ur

d1 ar

dn

du urmax

d1 ar

I II III

diametrului nominal în cazul alezajelor şi inferioară în cazul arborilor. De exemplu, pentru arbori se pot efectua de obicei prelucrări la două cote de reparaţii:

R1: dr1 = dn – ir R2: dr2 = dn – 2·ir

În cazul alezajelor

R1: Dr1 = Dn + ir R2: Dr2 = Dn + 2·ir

în care ir este cota de rectificare prescrisă de producător (de obicei 0,25 mm în cazul arborilor), dri (Dri) – diametrul arborelui (alezajului) după rectificare la cota Ri, dn (Dn) – diametrul nominal al arborelui (alezajului).

Exemplu: recondiţionarea fusului palier

dn – diametrul nominal al piesei; du – diametrul după uzare; d1 – diametrul piesei după reparaţie;

ur – uzura; ∆ – dezaxarea; ar – adausul de prelucrare

Fig. 5.1. Moduri de uzare a fusului palier

Uzura poate să apară în următoarele trei variante: I.Uzură normală pe circumferinţă. După recondiţionare, diametrul maxim al fusului va fi:

d1 = dn – 2·(ar + ur) (ur = ct.) (4.1.)

II.Uzură neuniformă, dar se pot păstra găurile de centrare. Diametrul maxim ce se poate obţine după recondiţionare va fi dat de:

d1 = dn – 2·(ar + urmax) (4.2.)

III.Din cauza uzurii mari şi neuniforme, este necesară dezaxarea găurilor de centrare – cazul cel mai defavorabil. Diametrul maxim al fusului va fi dat de relaţia:

)ua(2

d

2

dmaxrr

n1 (4.3.)

Pentru a putea efectua recondiţionarea la cota R1, diametrul maxim al fusului, dat de (4.1.), (4.2.) sau (4.3.) trebuie să îndeplinească condiţia:

d1 ≥ dr1

Dacă această condiţie nu se îndeplineşte, dar d1 ≥ dr2

11

se va efectua recondiţionarea la R2. În cazul când nici această condiţie nu se îndeplineşte, reparaţia nu se poate efectua prin metoda treptelor de reparaţie.

Avantajele acestei metode sunt: - oferă posibilitatea interschimbabilităţii - asigură suprafeţe de calitate superioară - costuri reduse - se intervine doar prin prelucrări mecanice asupra pieselor Metoda prezintă şi unele dezavantaje: - pericolul înlăturării stratului superficial dur - numărul de cote de reparaţie este limitat - necesită piesa conjugată la cota de reparaţie respectivă. - creşterea presiunii specifice (în cazul arborelui)

5.2. Metoda compensatorilor

Este des utilizată în intreprinderile de reparaţii şi cuprinde o gamă largă de piese mai mult sau mai puţin importante. Metoda se aplică de obicei pieselor de formă cilindrică şi constă în aplicarea prin presare sau fretare a unor bucşe cilindrice pe forma interioară sau exterioară a piesei. Diametrul piesei de compensare trebuie să fie cel puţin egal cu al piesei iniţiale la care se adaugă adaosul de prelucrare.

a – compensator cilindric; b – compensator cilindric cu umăr; c – compensator pentru capăt de

arbore; d – dimensiuni caracteristice; e – fixarea compensatorului cu ştift elastic; f – fixarea compensatorului prin ştift filetat

Fig. 5.2. Compensatoare cilindrice

Înainte de presarea sau fretarea bucşei de compensare, suprafaţa piesei de

recondiţionat trebuie prelucrată mecanic prin strunjire şi rectificare pentru obţinerea unui contact cât mai uniform. Bucşa de compensare se prelucrează în vederea obţinerii unui ajustaj cu strângere la contactul cu piesa de recondiţionat. Strângerea în ajustaj va fi mai mică în cazul presării la rece şi mai mare în cazul fretării.

III III

Dp

Dn

Dcomp

a b

e

d

c

fştift elastic

piesă

compensator

ştift filetat

12

Procedeul tehnologic de fretare se poate realiza la cald sau la rece. La fretarea la cald se încălzeşte uniform piesa exterioară (piesa de recondiţionat sau bucşa de compensare) până la 100 ÷ 250ºC, după care piesele sunt îmbinate. Pentru fretare la rece, se răceşte piesa interioară în aer lichid (- 200ºC), azot lichid (-140ºC) sau zăpadă carbonică în amestec cu alcool.

Avantaje: - se recondiţionează piese cu cost ridicat (arbori, bloc motor) - se pot folosi folosi compensatori din acelaşi material sau din material diferit - prelucrări relativ nepretenţioase - calitate bună a recondiţionării Dezavantaje: - în cazul presării la rece, există posibilitatea slăbirii strângerii şi desprinderii

compensatorilor - slăbeşte rezistenţa la oboseală a arborilor

5.3. Metoda înlocuirii unei părţi din piesă În timpul exploatării, datorită condiţiilor de funcţionare, o serie de piese se

uzează neuniform pe anumite suprafeţe. Când uzura este foarte mare sau piesa nu permite alte procedee de recondiţionare, se procedează la înlocuirea unei părţi din piesă. Suprafaţa uzată se prelucrează mecanic până la uniformizarea dimensiunilor, după care se execută o piesă de adaos care se aplică pe suprafaţa prelucrată prin sudură, lipire, asamblare cu şuruburi, etc. Este o metodă ieftină şi uşor de executat. Dezavantajul constă în necesitatea unor prelucrări prin aşchiere repetate şi uneori complicate (pregătirea piesei şi aducerea la dimensiunile finale).

Este totuşi o metodă mai puţin fiabilă.

5.4. Metoda aducerii la dimensiunile iniţiale Permite recondiţionarea unei game mari de piese, de aceea este foarte

răspândită în atelierele de reparaţii. Ea se desfăşoară în trei faze: I. Pregătirea suprafeţei de recondiţionat prin prelucrare mecanică II. Recondiţionarea propriu-zisă, care se execută prin: deformare plastică,

încărcare cu sudură (cu arc electric sau cu flacără), metalizare, acoperiri prin vibrocontact

III. Aducerea piesei la dimensiunile din desenul de execuţie prin prelucrare mecanică a suprafeţei acoperite.

Este metoda cea mai complicată de recondiţionare a pieselor, implicând un volum mare de operaţii, fiind implicit şi cea mai scumpă. Avantajele metodei sunt calitatea ridicată a recondiţionării şi fiabilitatea mai mare decât în cazul înlocuirii unei părţi de piesă sau a metodei compensării. 6. Procedee tehnologice de recondiţionare 6.1. Recondiţionarea prin sudare electrică si oxiacetilenică

Actualmente, peste 50% din totalul pieselor de autovehicule reparate sunt

recondiţionate prin sudură. Procedul se utilizează atât pentru repararea sau consolidarea pieselor rupte sau fisurate (sudarea propriu-zisă) cât şi pentru încărcarea cu material a pieselor uzate. Evident, această ultimă metodă îşi pierde

13

treptat din importanţă odată cu generalizarea procedeelor moderne de încărcare (metalizare, vibrocontact, etc). Din gama largă de procedee de sudură existente (cu arc electric, oxiacetilenică, prin frecare, cu flux de electroni, şamd) în reparaţiile auto se folosesc preponderent primele două procedee, şi anume, sudura cu arc electric şi sudura oxiacetilenică.

a. Sudura cu arc electric înseamnă depunerea unui start de material de adaos provenit din topirea unui electrod, pe piesa de recondiţionat. Topirea electrodului se realizează prin crearea unui arc electric între acesta şi piesa de sudat. Arcul electric produce şi încălzirea materialului de pe suprafaţa piesei până în zona temperaturii de topire, ceea ce contribuie la mărirea aderenţei stratului depus. Se poate realiza în curent continuu sau alternativ, calitatea cea mai bună se obţinându-se însă la sudura în curent continuu. În acest caz, temperatura maximă se obţine la polul pozitiv (anod) şi de aceea de obicei acesta este constituit de piesa de sudat.

Sudarea sau încărcarea pieselor prin sudură, trebuie să se facă cu material de adaos cu proprietăţi chimice, fizice şi mecanice cât mai apropiate cu cele ale materialului de bază, sau cu materiale corespunzătoare scopului urmărit. Prin sudare se pot recondiţiona piese din oţel, fontă şi unele aliaje neferoase.

Sudabilitatea oţelurilor depinde foarte mult de procentul de carbon sau carbon echivalent. Astfel, otelurile cu până la 0,35 ÷ 0,40% C, au o sudabilitate bună. Peste 0,45% C, sudabilitatea se înrăutăţeşte. Unele oţeluri cu conţinut ridicat de carbon, pot fi sudate după preâncălzire. De exemplu, oţelurile carbon turnate nealiate se preâncălzesc la 200 ÷ 300ºC şi se sudează cu electrozi de tip calcar-bazici.

Sudabilitatea fontelor este redusă din cauza conţinutului ridicat de carbon. Sudarea fontelor impune respectarea unor condiţii tehnologice foarte stricte.

Există 3 metode de sudare a fontelor: - cu utilizarea de material de adaos diferit de cel al piesei, fără preâncălzire (sudură la rece) - cu material de adaos de acelaşi fel cu materialul de bază, cu preâncălzirea locală a piesei (sudură la semicald) - cu material de adaos de acelaşi fel cu materialul de bază, cu preâncălzirea completă a piesei (sudură la cald)

Condiţiile tehnologice care trebuie respectate foarte strict sunt: - depuneri pe porţiuni scurte (pentru a diminua efectul contracţiilor termice) - adâncimea cât mai mică a zonei topite din materialul de bază (aprox. 2/3 din

grosimea cordonului de sudură - sudura se face cu electrozi subţiri (Ømax = 4 mm). Sudabilitatea aliajelor neferoase este slabă. Dintre aliajele neferoase, sudura se

practică mai ales pentru cupru, aluminiu şi aliajele lor, dar cu respectarea unor condiţii tehnologice foarte precise şi pretenţioase (de obicei în atmosferă controlată).

Pentru sudarea oţelului se utilizează electrozi din sârmă de oţel, cu Ø = 1,6 ÷12,5 mm, şi lungime de 200÷450 mm. Cel mai frecvent utilizaţi sunt electrozii de Ø = 2,5÷6 mm şi lungime 450 mm. Electrozii utilizaţi la sudura manuală au un înveliş protector care prin topire crează o perdea de gaze ce protejează zona sudurii de acţiunea oxigenului şi azotului, acoperă sudura cu un start de zgură ce permite răcirea lentă a cusăturii şi de asemenea, introduc elementele de aliere necesare.

Electrozii pentru oţel sunt simbolizaţi prin literele EL (electrod învelit pentru sudat oţel), urmate de 2 cifre (38, 42, 44) ce exprimă rezistenţa la rupere a materialului în [daN / mm²] şi un grup de litere ce reprezintă elementele de aliere. Exemple:

- A – acid, elemente de aliere SiO2 şi FeO (EL – 38A) - T – titanic, el. de aliere TiO2 (EL – 38T)

14

- B – bazic, elemente de aliere CaCO3 şi CaF2 (EL – 46B) - C – celulozic (EL – 44C) - Fe – cu conţinut minim 15% pulbere de fier (EL – 42Fe) Electrozii pentru sudura fontei pot fi înveliţi (simbolizaţi EF) sau sub formă de

vergele de turnate (VT). După aceste simboluri urmează un grup de litere sau litere şi cifre, care reprezintă elementele de aliere. Exemple: M – aliaj monel (70% Ni, 30% Cu); B – înveliş bazic; S – urmat de două cifre (S36), care reprezintă conţinutul minim de siliciu, în zecimi de procente. Materialul depus cu electrozii EF – M este prelucrabil prin aşchiere, cel depus cu EF – B, numai prin polizare cu piatră abrazivă. Încărcarea pieselor de fontă prin sudură cu vergele turnate (de exemplu VT – S36) se face după încălzire la temperaturi de 300 ÷ 700ºC; vergelele trebuie să se topească fără formare de spumă şi fără împroşcare de material.

Pentru realizarea unei suduri de calitate, este necesară pregătirea prealabilă a pieselor, care înseamnă curăţire de rugină, degresare, polizarea marginilor de sudat.

La piesele cu fisuri este necesară execuţia prin polizare a unor teşituri pe traseul de fisurare, iar capetele fisurii trebuiesc stopate prin practicarea unor găuri de Ø 3÷8 mm, în funcţie de grosimea piesei (vezi figura 6.1.)

La sudarea pieselor mici de tip arbore, se practică teşirea conică a capetelor, rezultând o sudură în X, ca în figura 6.2. a. Între vârfurile conurilor se prevede un rost de aprox 5 mm.

La arborii de diametru mai mare (fig 6.2.b.), după prelucrarea mecanică a

capetelor, se montează un cep de centrare, cu diametrul de aproximativ 50% din diametrul arborelui.

Se recomandă ca înainte de sudură, arborii să fie preîncălziţi la 200 ÷ 450ºC, iar după sudură să se evite răcirea bruscă.

Axele şi arborii de tip ţeavă se recondiţionează prin aplicarea unui manşon sudat pe exterior sau pe interior, pe cât posibil din acelaşi material cu cel al piesei, ca în figura 6.3. Se recomandă de asemenea preâncălzirea pieselor înainte de sudură şi răcirea lentă şi uniformă.

b. Sudura oxiacetilenică are avantajul că permite sudarea pieselor cu pereţi

subţiri. Se realizează prin topirea materialului de adaos pe suprafeţele de sudat

70º

≈ 5 mm

a) b) Fig. 6.2.

A

A

A - A

Fig. 6.1.

15

încălzite la temperaturi apropiate de temperatura de topire, cu autorul unei flăcari oxiacetilenice. Materialul de adaos se prezintă sub forma de sârmă sau vergele de sudare, de preferinţă cu aceeaşi compoziţie chimică cu a materialului de bază. Diametrul sârmei se alege în funcţie de grosimea pieselor de sudat. În cazul tablelor, d = s/2 + 1 [mm], unde s – grosimea tablei.

Flacăra se obţine prin arderea acetilenei într-un flux de oxigen şi în funcţie de materialul de sudat poate fi neutră, oxidantă sau carburantă. Caracterul flăcării este dat de raportul dintre oxigen şi acetilenă:

O2 / C2H2 = 1 ÷ 1,2 – flacără neutră (normală); O2 / C2H2 >1,2 – flacără oxidantă; O2 / C2H2 < 1 – flacără carburantă Recondiţionarea pieselor din oţel, se face mai ales pentru piesele cu pereţi subţiri

(table), cu grosimea de max. 3 mm. Pregătirea pentru sudare este aproximativ identică cu cea de la sudura cu arc electric. Nu se recomandă pentru sudarea oţelurilor aliate.

Oţelurile cu conţinut redus de carbon se sudează fără dificultate. Pentru sudarea oţelurilor cu mult carbon, se aplică preâncălzirea la 600 ÷ 650ºC, utilizând ca material de adaos sârmă cu conţinut redus de carbon.

Recondiţionarea pieselor din fontă prin acest procedeu se aplică pentru carcase, cartere, chiulase, bloc motor, etc. Sudura pieselor din fontă se face numai cu preâncălzire, după sudură asigurându-se o răcire lentă a piesei, eventual sub un strat de cenuşă sau nisip uscat. Ca material de adaos se utilizează vergele din fontă.

Sudarea pieselor din fontă de dimensiuni mari (blocuri de cilindri, cartere, etc) este o operaţie pretenţioasă care necesită personal calificat, urmărindu-se ca temperatura piesei să nu coboare sub 350ºC. La sudarea blocurilor de cilindri se pot folosi ca material de adaos segmenţii de piston.

Recondiţionarea pieselor din aliaje neferoase prin sudură oxiacetilenică prezintă diverse particularităţi, în funcţie de tipul aliajului:

La piesele de Cu – se foloseşte un flux acid de oxizi de bor (borax + acid boric) sub formă de praf sau pastă, materialul de adaos fiind sârma de cupru, cu element dezoxidant.

La piesele de alamă – se foloseşte acelaşi flux şi electrod de alamă (vergele turnate în cochilă)

La piesele din bronz se foloseşte un flux din borax topit sau acelaşi flux ca la Cu. Ca material de adaos se folosesc vergele trase sau presate din bronz identic cu cel

Fig. 6.3.

2 A - A

A

A

1 3 1 2 3

1 – arbore; 2 – manşon; 3 – suduri

16

Fig. 6.4. Electrometalizator 1 – scut de protecţie a jetului; 2 – ochi de suspendare; 3 – şurub reglare; 4 – turbină cu aer; 5 – corpul dispozitivului; 6 – mâner; 7 – conductă er comprimat

al piesei, cu Ø = 5 ÷ 12 mm şi lungimi între 2 şi 4 m. Piesele se preâncălzesc în cuptor la 500 ÷ 600ºC.

La piesele din aluminu se foloseşte un flux compus din 28% clorură de sodiu, 50% clorură de potasiu, 14% clorură de litiu şi 8% florură de litiu. Ca material de adaos se folosesc electrozi de aluminiu.

6.2. Recondiţionarea pieselor prin metalizare

Metalizarea este un procedeu de recondiţionare mai nou, utilizat în intreprinderile specializate pe reparaţii auto şi constă în depunerea unui strat de metal topit pe suprafaţa piesei de recondiţionat. Procedeul reclamă existenţa unei instalaţii adecvate.

Avantajele metodei sunt: - Posibilitatea acoperirii unei suprafeţe mari şi variate ca formă; - Startul depus este dur, poros, cu proprietăţi mecanice foarte bune privind

rezistenţa la uzură - Procedeul are productivitate mare, asigură o calitate superioară a reparaţiei şi

are un preţ relativ scăzut; - Nu necesită tratamente termice ulterioare; - Adaosurile de material sunt riguros controlabile, necesitând prelucrări mecanice

ulterioare minime; - Nu există pericolul deformării piesei adtorită tensiunilor termice (ca în cazul

sudurii). Procedeul este aplicat mai ales arborilor cotiţi, axelor cu came şi arborilor cutiilor

de viteze. Se aplică şi pentru recuperarea defectelor de turnare sau a rebuturilor de la

prelucrările mecanice. Dezavantaje:

- Pierderi de 20 ÷ 30% din materialul de adaos; - Stratul depus fiind foarte dur, nu este deformabil plastic. Este dificilă realizarea

de găuri, filete, caneluri, canale de pană în stratul depus; - Stratul depus este sensibil la forţe concentrate local. În funcţie de modul de topire a materialului de

adaos, metodele de metalizare sunt: cu arc electric, cu jet de plasmă, cu curenţi de înaltă frecvenţă sau cu flacără oxiacetilenică. În continuare vom descrie metalizările cu arc electric şi în jet de plasmă, ca fiind cele mai utilizate.

6.2.1. Metalizarea cu arc electric Instalaţia de metalizare cu arc electric este

prezentată schematic în figura 6.5. Capul de metalizare este compus din carcasa 5, în care se găsesc mecanismele 4 de antrenare a sârmei 3 ce constituie materialul de adaos şi care este dirijată în zona de topire de către piesele 2. Topirea se realizează prin amorsarea unui arc electric între cele două sârme de material de adaos, care constituie electrozii. În zona de topire este

17

suflat un jet de aer sau azot sub presiune, prin conducta 9. Distanţa dintre duza de suflare şi zona arcului electric este de 15 ÷ 18 mm. Capul de metalizare este protejat de temperatura ridicată produsă de arcul electric de un ecran 10. Jetul de gaz comprimat pulverizează metalul topit în arcul electric pe suprafaţa piesei (11) sub forma unui jet de particule incandescente (1). Deşi stratul depus aderă la suprafaţa piesei şi datorită jetului de aer comprimat, este recomandată încălzirea piesei la 200 ÷ 600ºC.

Procesul tehnologic pentru metalizare cuprinde următoarele etape:

1. Se controlează şi se pregăteşte suprafaţa de acoperit, astfel încât aderenţa stratului depus să fie cât mai bună. După rectificare, piesa poate fi supusă unei mandrinări sau filetări fine. 2. Se execută o degresare îngrijită cu ajutorul neofalinei sau clorurii de metil, după care piesa se usucă cu aer comprimat. 3. Înainte de aplicarea stratului propriu-zis se aplică tot prin metalizare un strat cu grosimea de 0,05 mm de aliaj de molibden 4. Suprafeţele care nu trebuiesc metalizate se acoperă prin vopsire sau sunt protejate cu ajutorul unor paravane de tablă. 5. Se astupă găurile şi canalele piesei cu cu ajutorul unor paste speciale sau cu dopuri de Cu. 6. Metalizarea propriuzisă începe cu alegerea materialului de adaos. De obicei, materialul de adaos este un oţel dur – oţel de rulmenţi (RUL 1, RUL 2), oţel de scule (OSC 8, OSC 9), oţeluri înalt aliate (40MoCr11, 50MoCr66), oţeluri de arc (ARC2, ARC3, ARC4), şamd 7. Se alege regimul de lucru: tensiunea (25 ÷ 60V), intensitatea (80 ÷ 180A), viteza de avans a sârmei de adaos, etc

III III III

1 2 3 4 6

7891011

5

Fig. 6.5. Capul de metalizare cu arc electric 1 – jet de metal topit; 2 – piese de dirijare; 3 – material de adaos; 4 – role de antrenare; 5 – carcasă; 6 – mecanism de antrenare; 7 – casete cu sârma de adaos; 8 – borne electrice; 9 – conductă aer (azot) comprimat; 10 – ecran de protecţie termică; 11 – piesă de recondiţionat

18

8. Primul strat se aplică de la distanţa de 50 ÷ 60 mm faţă de suprafaţă, următoarele la 80 ÷ 180 mm. 9. Răcirea se face natural în aer, în camere închise, fără ventilaţie. 10. Se controlează stratul depus. Nu se admit fisuri, crăpături, denivelări sau eventuale exfolieri.

6.2.2. Metalizarea termică cu jet de plasmă

Procedeu utilizat la depunerea diferitelor materiale greu fuzibile (W, Mo, Ti), a

aliajelor dure si a oxizilor de Al, Cr, Mn etc. Principalele avantaje ale metalizării cu jet de plasmă sunt :

- straturile de acoperire sunt foarte omogene şi fără oxizi deoarece se lucrează cu gaze inerte (Ar, N2, He sau amestecuri) cu viteze mari ale jetului şi, deci, timpi de pulverizare foarte mici;

- materialele de adaos au punct de topire foarte ridicat şi proprietăţi fizico-mecanice superioare (duritate până la 68 HRC);

- se pot pulveriza sârme sau pulberi în diverse amestecuri; - aderenţa şi densitatea straturilor depuse sunt superioare celorlalte procedee.

Datorită temperaturilor relativ mici de încălzire a piesei (max 250ºC), procedeul permite recondiţionarea, fără modificări structurale importante a pieselor auto de tip arbori cotiţi, axe cu came, arbori de transmisie, fuzete, etc.

G

-

+

6

7

5

2

1

3

4

-

+

G

7

2

5

3

4

1

6

8

9

-

+

G

Ar

7

1

6

9

4 11

10 3

2

5

Fig. 6.6. Instalaţii de metalizare cu arc de plasma: a – cap de metalizare (plasmatron) cu sârmă de aport catod; b – plasmatron cu sârmă

de aport neutră; c – plasmatron cu pulbere metalică introdusă în jetul de plasmă

1 – sursă tensiune continuă; 2 – material de adaos; 3 – jet de gaz inert; 4 – apă de răcire; 5 – carcasă; 6 – ajutaj; 7 – jet de plasmă; 8 – mecanism de antrenare; 9 – catod; 10 – dispozitive măsurare şi reglare

presiune; 11 – rezervor gaz inert

a b

c

19

Dezavantajele sunt construcţia complicată a instalaţiei şi preţul de cost ridicat. De aceea nu se recomandă decât pentru producţia de serie sau când celelalte tipuri de metalizări nu pot asigura calitatea necesară.

Instalaţia de metalizare cu jet de plasmă este complexă, cuprinzând o unitate de pregătire, în care se găseşte materialul de adaos, sub formă de sârmă sau pulbere, recipienţi de gaze lichefiate, dispozitive de reducere şi reglare a presiunii, şamd.

Partea cea mai importantă a instalaţiei este capul de formare a plasmei (plasmatron). Acesta este compus dintr-o carcasă (5), de obicei răcită cu apă (4) şi care materializează anodul unei surse de tensiune. Catodul acestei surse poate fi chiar sârma de material de adaos (fig. 6.6. a.) sau un electrod de carbon (fig. 6.6.b,c). Pentru amorsarea arcului electric se foloseşte o sursă de curenţi de înaltă frecvenţă (1), temperatura arcului ajungând la 1900ºC. Datorită temperaturii foarte ridicate, jetul de gaz inert (3) se ionizează, producând plasma care topeşte materialul de adaos (2). După accelerarea într-un ajutaj (6), jetul de plasmă părăseşte capul de formare cu o viteză foarte mare, proiectând materialul de adaos pe suprafaţa piesei de recondiţionat, sub forma unui fascicul de particule incandescente.

6.2.3. Metalizarea prin vibrocontact

Este o operaţie de metalizare prin care se pot depune straturi succesive de până la 3 mm grosime, prin intermediul unui arc electric între electrod si piesă care acţionează intermitent, într-un proces de conectare – deconectare. Stratul metalic depus prezintă uniformitate si caracteristici mecanice bune, însă are dezavantajul că se pot crea microfisuri la contactul dintre piesă si materialul de adaos, ceea ce poate reduce rezistenţa la oboseală cu până la 40%.

Procesul cuprinde 3 faze: 1. La apropierea si contactul electrodului cu piesa se produce un arc electric.

Datorită suprafeţei mici a electrodului curentul ce străbate arcul electric are intensităţi foarte mari, care prin efect Joule – Lentz, produc lipirea electrodului de suprafaţa piesei.

2. Datorită masei mult mai mari a piesei, electrodul se răceşte rapid si se desprinde de aceasta, producând un arc electric de scurtă durată.

3. Acest arc topeşte materialul desprins de pe electrod şi produce aderarea sa la suprafaţa piesei.

Pentru rezultate optime, electrodul trebuie să fie înclinat faţă de suprafaţa piesei,

atât in plan longitudinal cât si transversal (fig 6.7.).

β

α

2 1 3

α = 5 ÷ 15º; β = 45º 1 – electrod; 2 – piesă; 3 – strat depus

Fig. 6.7.

20

Mişcarea vibratorie produsă de arcul electric intermitent este completată de răcirea piesei cu ajutorul unui lichid, gaz (aer sau CO2), abur sau cu un mediu lichid-gaz. Procedeul cel mai utilizat este cel lichid.

Procedeul se aplică in special pieselor de dimensiuni mici, deoarece la acoperirile sub strat de flux, o parte din materialul de adaos cade de pe piesă.

Straturile se pot depune sub formă de cordoane (in spirală) sau unul peste altul. Se foloseşte sârmă de adaos de diameteru 1 ÷ 3 mm, de preferinţă din acelaşi material cu cel al piesei. 6.3. Prelucrarea pieselor prin electroeroziune

Procedeul se foloseşte la prelucrarea unor piese din materiale dure sau a unor scule, la rectificarea unor piese încărcate prin sudură, la executarea de găuri profilate, de canale înguste şi de forme complicate, de canale de pană, sau la debitarea materialelor dure. O aplicaţie foarte importantă a electroeroziunii este extragerea unor scule (tarozi, burghie) sau a prezoanelor rupte în piese.

Procedeul se bazează pe eroziunea materialului în prezenţa unui arc electric. În timpul formării arcului electric, în canalul (punctul) de descărcare se ating densităţi de curent de 104A/mm2 şi temperaturi de ordinul a 10000º C, care produc topirea şi evaporarea parţială a metalului piesei. Pentru mărirea eficienţei arcului electric şi accelerarea procesului, în spaţiul dintre electrod şi piesă se introduce un lichid dielectric (petrol, ulei mineral, etc).

În funcţie de mediul folosit şi de polaritatea curentului, metalul poate fi expulzat din zona de lucru de fluidul de răcire, sau depus pe piesă. Se întâlnesc deci 2 situaţii: 1. Anodul (+) este constituit de piesă şi catodul (-) de electrod. Se produce desprinderea materialuli de pe piesă şi migrarea către electrod. Prin acest procedeu se realizează canale de forma şi dimensiunile exacte ale catodului. (Cavitatea prelucrată este „negativul” formei catodului. 2. Catodul (-) este piesa şi anodul (+) este electrodul. Prin această metodă se realizează o acoperire şi durificare a piesei prin depunerea materialului desprins de pe electrod. Instalaţiile pentru producerea descărcării electrice pot fi: Fig. 6.8.

a. cu condensator (fig. 6.8.a)

b. fără condensator b1. fără contact (fig. 6.8.b1)

b2.cu contact (fig. 6.8.b2)

4

G

A +

-

G

A +

-

G

A +

-

a)

b1)

b2)

2 1 5 3

4

2 1 5

4

5

1 – sculă (catod) 2 – piesă (anod) 3 – baterie de condensatori 4 – sursă tens. continuă 5 – sist. reglare tensiune

21

Prima metodă (cu condensator) se bazează pe încărcarea unei baterii de condensatori de la o sursă de curent continuu. Catodul (electrodul) are o mişcare alternativă, încărcarea condensatorilor având loc atunci când electrodul se deplasează în sus iar descărcarea se produce la apropierea acestuia de piesă. Descărcarea are loc în momentul când sarcina acumulată în condensatori este suficientă pentru străpungerea distanţei dintre electrozi. Metoda presupune folosirea unui lichid dielectric în spaţiul dintre electrozi. Această metodă se poate folosi şi pentru depuneri de material pe piesă, schema modificându-se prin inversarea polarităţii şi prin introducerea unui vibrator electromagnetic, care realizează contactul intermitent între piesă şi electrod. Prelucrarea se face în acest caz fără lichid.

Schema din figura 6.8.b1 este tot o schemă fără contact, electrodul efecuând şi în acest caz o mişcare alternativă dar fără a atinge piesa. Se foloseşte la maşinile de debitat şi polizat.

În schema 6.8.b2 atât electrodul cât şi piesa se găsesc în mişcare de rotaţie, contactul între ele realizându-se intermitent, datorită formei profilate a electrodului. Pe lângă mişcarea de rotaţie, acesta trebuie să efectueze şi o mişcare rectilinie de avans. 6.4. Recondiţionarea pieselor prin galvanizare

Galvanizarea este procesul de depunere pe cale electrolitică a unui strat de metal pe suprafaţa de prelucrat a piesei. În industria auto, depunerile electrolitice şi chimice se utilizează la protecţii anticorozive, acoperiri cu scop funcţional sau tehnologic şi la acoperiri decorative.

În principiu acoperirile electrolitice (galvanice) se realizează prin introducerea piesei, pregătită anterior într-o baie de electrolit care conţine ioni ai metalului ce urmează a fi depus şi legarea acesteia la polul negativ ai sursei de energie.

Avantajele principale ale depunerilor galvanice sunt realizarea de depuneri cu durităţi ridicate (62 ÷ 68 HRC sau 760 ÷ 950 HV) şi rezistenţă mare la uzare; se pot depune straturi omogene, cu grosimi controlabile în condiţii de automatizare a procesului tehnologic; structura piesei de bază nu se modifică deoarece se lucrează cu temperaturi sub 100ºC. Dezavantajele principale ale procedeelor de depunere electrolitică sînt determinate de: complexitatea procesului tehnologic de pregatire şi depunere a materialului de aport (Cr, Fe, Ni, Zn, Sn, Pb, Cd şi Co) precum şi a celor de încheiere; scăderea rezistenţei la oboseală a pieselor acoperite, în condiţii de solcitări variabile; randamentul de curent scăzut, mai ales la cromare.

Procedeul se bazează pe legile electrolizei stabilite de Faraday. Practic este vorba despre un proces electrochimic produs de un câmp electric stabilit între doi electrozi introduşi într-un electrolit (soluţia unui acid, baza, sare), legaţi la bornele unui generator de curent continuu. Moleculele se disociază în particule încărcate electric care migrează către electrozii de semn contrar. Astfel, particulele pozitive (cationi) migrează la catod (-), iar cele negative (anioni)la anod (+).

La acoperirile galvanice utilizate în industria auto, electrolitul este o soluţie a metalului depus, iar catodul este materializat chiar de piesa ce urmează a fi acoperită. Anodul poate fi solubil (caz în care este confecţionat din metalul ce trebuie depus – Cu, Fe, Cr, şamd) sau insolubil (Pb. Pt, cărbune).

Cantitatea de metal depus se calculează cu formula lui Faraday:

m = e·I·t·η (6.1.)

III VVV

22

în care: e – echivalentul electrochimic al soluţiei I – intensitatea curentului; t – timpul cât durează operaţia; η – randamentul utilizării curentului electric. Randamentul de curent poate diferi foarte mult în funcţie de metalul depus,

variind de la 12 ÷ 28% în cazul cromării la 95 ÷ 98% în cazul cuprării în electrolit acid. De aici şi preţul foarte diferit al acoperirilor în funcţie de metalul utilizat.

Cromarea este acoperirea electrochimică a suprafeţei piesei cu un strat de crom. Poate fi de mai mult tipuri: cromare decorativ – protectoare, cromare dură, cromare poroasă sau cromare colorată.

Cromarea decorativ – protectoare este un procedeu tehnologic complicat şi presupune de obicei o acoperire multistrat (primele starturi fiind de obicei de Cu şi Ni) Este un procedeu scump şi de aceea se utilizează numai în industria producătoare de autovehicule pentru finisări de calitate superioară. În procesele de recondiţionare a pieselor auto, se folosesc numai cromările dure şi cromările poroase.

Cromarea dură conferă pieselor auto duritate superficială ridicată, rezistenţă mare la uzură şi coroziune şi se recomandă pentru piesele din oţel cu durităţi ridicate (50 ÷62 HRC). Depunerea cromului dur se realizează direct pe piesă, fără starturi intermediare, stratul depus având grosimi de ordinul sutelor de μm.

În mod tipic se foloseşte la recondiţionarea bolţurilor, a bucşelor pentru locaşurile de rulmenţi, a arborilor şi fusurilor pentru rulmenţi şi a pistoanelor de pompă de injecţie.

Dezavantajul principal al cromării dure este că nu asigură condiţiile de ungere necesare, datorită aderenţei reduse a lubrifianţilor la suparafaţa cromată. De asemenea, posibilităţile de prelucrare ulterioară a piesei sunt reduse.

Electrolitul folosit este un amestec de anhidridă cromică CrO3 şi acid sulfuric H2SO4, procesul având loc la o temperatură de aprox. 50ºC. Anodul este o placă de crom, rezultate optime obţinându-se la raporturi supraunitare între suprafaţa anodului şi cea a catodului (piesei). Densitatea de curent este cuprinsă la cromarea dură între 35 ÷ 60 A/dm2, grosimea stratului depus variind între 0,003 ÷ 0,5 mm.

Procesul tehnologic de cromare dură cuprinde: - rectificarea suprafeţei uzate; - spălare şi degresare (în baie de clorură de metil sau tetraclorură de carbon); - izolarea suprafeţelor care nu trebuie acoperite; - degresare chimică în baie de sodă caustică; - spălare cu apă; - decapare anodică pt. îndepărtarea stratului de oxizi; - cromarea propriu – zisă; - spălare; - control de calitate; - prelucrare mecanică (rectificare) pentru aducerea la dimensiunile iniţiale. Cromarea poroasă elimină principalul neajuns al cromării dure, aderenţa peliculei

de ulei fiind de aprox. 80 ÷ 120 de ori superioară. Suprafaţa obţinută prezintă o microreţea de pori şi canale care reţine lubrefiantul, reducând viteza de uzare de 3 ÷ 4 ori.

Cromarea poroasă cuprinde aceleaşi operaţiuni ca în cazul cromării dure, incluzând însă şi etape de asperizare a suprafeţei piesei prin procedee electrochimice, chimice sau mecanice, incluse în procesul tehnologic.

Se foloseşte tipic pentru acoperirea cămăşilor de cilindri, a segmenţilor şi a oricăror piese care lucrează în condiţii de ungere insuficientă.

23

Fierarea (oţelizarea) este procedeul de recondiţionare prin depunere electrochimică a unui strat de fier. Are o serie de avantaje faţă de cromare:

- productivitate ridicată (viteză mare de depunere: 0,3 ÷ 0,6 mm/h) - densitate de curent mai mică (10 ÷ 20 A/dm2); - randament de curent ridicat (η = 0,85 ÷ 0,9); - grosime mare a stratului depus (până la 1,5 mm); - aderenţa stratului depus este bună; - consum redus de energie electrică. Dezavantajele sunt legate de duritatea şi rezistenşa la uzură mai reduse şi de

tehnologia complicată care necesită controlul şi reglarea automată a concentraţiei băilor de electroliză şi tratamente termochimice ale stratului de fier depus.

Anozii utilizaţi sunt solubili, fiind alcătuiţi din bare sau profile laminate de OLC10 sau OLC20, iar soluţia de electrolit este formată din sulfaţi sau clorură de fier.

Depunerile electrolitice de fier sunt acoperiri microcristaline de culoare alb – argintie, care pot fi cementate şi apoi călite CIF. Tratamentul clasic al stratului depus este o recoacere la 330 ÷ 350ºC.

Procesul tehnologic al ferării are o structură similară cu cel al cromării dure. Procedeul este folosit tipic la recondiţionarea arborilor de pompă de apă,

semiarborilor planetari, a fuzetelor, şamd. Nichelarea se foloseşte în industria auto pentru acoperiri decorative şi de

protecţie şi pentru creşterea rezistenţei la uzare a pieselor de tipul segmenţilor şi pistoanelor de cilindri hidraulici (ex. – pistonaşe de etrier).

Anozii pentru nichelare electrolitică se confecţionează prin laminare din nichel pur, înainte de prima utilizare, ei fiind activaţi prin sablare sau prin depasivizare într-o baie de 66% vol. H2SO4. Electroliţii cei mai utilizaţi sunt cei pe bază de sulfat sau clorură de Ni.

Nichelarea poate fi lucioasă sau dură. Nichelarea lucioasă se foloseşte în industria auto la acoperiri protector – decorative (bare de protecţie, oglinzi, etc) şi se aplică în sistem multistrat de tip Cu – Ni – Cr. Nichelarea dură se recomandă în locul cromării, deoarece straturile de nichel, deşi mai puţin dure, prezintă tenacitate ridicată pot avea grosimi mai mari, iar nichelul are un coeficient de dilatare termică apropiat de cel al oţelului şi mult mai mare decât al cromului.

Cuprarea este depunerea pe piesa de prelucrat a unui strat de cupru. Se aplică pieselor din alamă, bronz, sau ca strat intermediar la acoperirile de protecţie şi decorative (nichelarea şi cromarea) a pieselor din oţel. De asemenea, se practică cuprarea tehnologică, pentru izolarea suprafeţelor care nu trebuie tratate la cementarea pieselor din oţel. Cuprul se poate depune şi pe fontă, zinc sau unele materiale plastice.

Reţetele de electroloit utilizat la cuprare sunt foarte diverse, cele mai frecvent utilizate fiind cele alcaline - pe bază de cianuri – (cianură de potasiu 103 g/l şi cianură de cupru 53 g/l), sau acide – (sulfat de cupru 170 g/l+ acid sulfuric 25 g/l). Cuprarea se execută în băi de oţel căptuşite cu cauciuc, catodul fiind din cupru pur.

Curentul are tensiunea de 1,5 ÷ 2V şi densitatea de 1 ÷ 2 A/dm2. Procesul tehnologic se desfăşoară la aproximativ 45ºC şi este asemănător cu cel al cromării sau ferării.

În cazul cuprărilor tehnologice, după realizarea tratamentului termochimic al piesei, aceasta se poate supune decuprării, în acelaşi electrolit, dar la densităţi de curent de 6 ÷ 8 A/dm2 şi temperaturi de 10 ÷ 35ºC.

24

6.5. Recondiţionarea prin deformare plastică

Această grupă de procedee de recondiţionare se bazează pe plasticitatea metalelor şi presupune schimbarea formei, dimensiunilor şi proprietăţilor fizico – mecanice prin deformare plastică a piesei. Practic, materialul este redistribuit din zonele pasive ale piesei în zonele supuse uzurii. Procedeele de deformare plastică cele mai des utilizate sunt: refularea electromecanică sau mecanică, îndrepatarea (redresarea), contracţia (tasarea), alungirea (subţierea), restrângerea, mandrinarea (umflarea), evazarea şi ecruisarea. De multe ori deformarea plastică a pieselor cuprinde simultan mai multe procedee.

Procedeul de prelucrare electromecanică presupune acţiunea simultană a sculei de deformare şi căldurii generate de curentul electric. Schematic, modul de aplicare al procedeului pentru o piesă de tip arbore este prezentat în figura 6.9.

Refularea electromecanică pentru arbori sau fuzete cuprinde 2 operaţii: evazarea

şi netezirea – fig. 6.10.

Fig 6.10. Evazarea şi netezirea 1 – piesă; 2 – sculă de netezire; 3 – sculă de evazare

V

A

G

F

1 2 3 5 6

4

+-

Fig. 6.9. Instalaţie de prelucrare electromecanică

1 – strung; 2 – contact mobil; 3 – sist. reglare tensiune; 4 – sursă tensiune; 5 – sculă de prelucrare electromecanică; 6 - piesă

25

a b c

d e

F F F

F F

a – umflare (carcasa diferenţialului) b – evazare (caneluri) c – refulare (tija tachetului) d – restrângere (locasul conic al levierului de direcţie) e – tasare şi evazare (discul roţii dinţate)

Fig. 6.11.

Îndreptarea (redresarea) este unul dintre cele mai folosite procedee de recondiţionare prin deformarea plastică. Prin îndreptare se pot corecta deformaţii prin încovoiere sau torsionare ale pieselor de tip arbore, ale bielelor, axelor de punţi pasive, cadrelor de şasiu, elementelor de caroserie, şamd. Se poate realiza la rece sau la cald. În cazul îndreptării la rece, sa recomandă stabilizarea redresării prin menţinerea piesei timp de 5 ÷ 6 ore la 200ºC, deoarece îndreptarea la rece poate reduce cu 10 ÷ 15 % rezistenţa la oboseală a pieselor.

Contracţia (tasarea) reprezintă mărirea prin deformare plastică a dimensiunilor exterioare şi micşorarea celor interioare odată cu reducerea înălţimii piesei. Prin această metodă se pot recondiţiona tacheţi, bucşe de pivoţi, biele, furci de cruce cardanică, şamd.

Alungirea (întinderea sau subţierea) este un caz particular al refulării care constă în mărirea lungimii piesei prin micşorarea (subţierea) secţiunii sale transversale. Metoda se aplică la tiranţi, pârghii, biele, şamd.

Restrângerea se utilizează pentru recondiţionarea dimensiunilor interioare a pieselor prin micşorarea (contracţia) dimensiunilor exterioare cu max. 7-8%. Prin restrângere se recondiţionează piese de tip bucşă, furci cardanice, alezajele din fuzete, etc. Majoritatea procedeelor de deformare plastică sunt însoţite de ecruisare, care înseamnă modificarea structurii cristaline a materialului însoţită de creşterea durităţii suprafeţei piesei în zona de acţiune a sculei de deformare.

6.6. Recondiţionarea prin lipire cu aliaje sau cleiuri

Lipirea este un procedeu tehnologic de îmbinare a pieselor metalice sau nemetalice, folosind ca materiale de legătură aliaje pentru lipit sau adezivi sintetici. Încălzirea materialelor de bază se face sub temperatura de topire (în general sub 650ºC), iar materialul de legătură are natură diferită de cel al pieselor de asamblat.

În industria auto se folosesc pe larg lipirea moale (T < 500ºC) şi lipirea tare sau brazura (T = 500 ÷ 650ºC) la fabricarea şi repararea radiatoarelor, a rezervoarelor şi conductelor de combustibil, a carburatoarelor, a elementelor de caroserie, a pieselor echipamentului electric, şamd. Lipirea cu adezivi sintetici se utilizează la asamblarea garniturilor de fricţiune pentru frâne şi ambreiaj, la recondiţionarea defectelor

VVV

26

caroseriilor auto, la recondiţionarea pieselor din materiale plastice, precum şi la refacerea asamblărilor lagărelor din carcase.

6.6.1. Lipirea cu aliaje

Procedeele tehnologice de lipire cu aliaje sunt: lipirea moale cu ciocanul de lipit,

lipirea moale şi lipirea tare cu flacără, lipirea prin inducţie cu CIF, prin imersiune, prin reacţie sau cu ultrasunete (pentru Al şi aliajele sale).

Avantajele lipirii cu aliaje sunt simplitatea operaţiei, costul redus, calitate satisfăcătoare, influenţa termică şi tensiunile interne induse în piesă – neînsemnate.

Lipiturile se clasifică în moi sau tari, după tipul sau rezistenţa mecanică a aliajului folosit la lipire. Astfel, lipirea moale se realizează cu aliaje de Sn şi Pb, în timp ce lipirea tare se face cu aliaje de cupru, de obicei alamă. Pentru topirea alamei se foloseşte falcăra oxiacetilenică, iar ca decapant, boraxul.

Structura procesului tehnologic de lipire a metalelor cu aliaje de lipit topite este următoarea:

1. Curăţirea suprafeţelor prin polizare, şlefuire, decapare şi degresare 2. Alegerea procedeului de lipire adecvat. Lipirea moale se alege când se cere

conductivitate electrică bună, etanşeitate şi rezistenţă până la 100 – 150ºC, iar lipirea tare când se cere rezistenţă mecanică mare.

3. Alegerea corectă a aliajelor de lipit şi a fluxului în funcţie de materialul de bază. 4. Determinarea temperaturii de lucru. Temperatura optimă de lipire este cu 20–

50ºC peste temperatura maximă de topire a aliajului respectiv. 5. Lipirea propriu-zisă – constă în umplerea rostului dintre piese cu materialul de

adaos (aliajul de lipit), prin depunere sau capilaritate. 6. Tratarea piesei după lipire – răcirea piesei, îndepărtarea resturilor de flux,

prelucrarea mecanică de finisare, acoperirea de protecţie a lipiturii, etc. 7. Controlul operaţiei.

6.6.2. Lipirea cu cleiuri şi adezivi sintetici

Se foloseşte în industria de reparaţii auto la: recondiţionarea pieselor cu crăpături

sau spărturi (cartere, carcase, rezervoare, filtre), lipirea pieselor rupte, înlocuirea niturilor la repararea saboţilor şi discurilor de frână şi de ambreiaj, uniformizarea suprafeţelor caroseriilor înainte de vopsire, etanşări şi asigurări de rezistenţă a unor asmblaări fixe, etc.

Se pot recondiţiona prin acest procedeu atât piesele metalice cât şi cele din materiale plastice. Folosire adezivilor reduce cu până la 25% lucrările de lăcătuşerie şi reduce cantitatea de metal folosită.

Avantaje metodei: - permite îmbinarea şi recondiţionarea pieselor de dimensiuni mici; - exclude găurirea pieselor pentru fixarea cu şuruburi sau nituri; - permite dispersarea uniformă a tensiunilor în îmbinare; - se obţin îmbinări ermetice. Dezavantaje: - aderenţa pieselor îmbinate relativ scăzută; - rezistenţă scăzută în timp. Pentru recondiţionarea pieselor rupte sau pentru asamblarea diferitelor repere se

folosesc cleiurile. Cleiurile cele mai utilizate în reparaţiile auto sunt: - Cleiuri pe bază de carbinol (sirop de carbinol + catalizatori)

27

- Cleiurile BF (soluţie alcoolică de smoală + polivinil + butiral) - Cleiuri pe bază de celuloid (diluant acetonă sau eter etilic) – se folosesc pentru lipirea maselor plastice, a lemnului şi a pielii. - Cleiurile pe bază de sticlă organică (diluant diclor-etan) În afară de cleiuri, în reparaţia autovehiculelor se folosesc o serie de adezivi.

Dintre aceştia: - Adezivii fenolici modificaţi – se folosesc la asamblarea garniturilor de fricţiune pe discuri sau saboţi; - Aditivi policlorvinilici izolanţi (chituri) – se folosesc la uniformizarea suprafeţelor caroseriilor, asamblarea panoului capotei, şamd; - Elastomeri butilici (masticuri) – folosiţi la montarea parbrizelor şi lunetelor şi etanşrea rostruilor caroseriilor; - Aditivi fenoloneoprenici – pentru lipirea căptuşelilor clorvinilice sau din piele pe feţele de portieră, pavilion, şamd; O răspândire tot mai largă o au în prezent răşinile epoxidice, care sunt aditivi

bicomponenţi (înainte de utilizare, răşina se amestecă cu un întăritor – ex.: etilendiamidă), cu întărire la rece sau la cald, care pot fi folosite atât pentru lipire cât şi pentru completarea unor porţiuni lipsă ale piesei. Răşinile epoxidice pot fi şi armate cu îmâslitură sau ţesătură de fibră de sticlă, fapt care mărşte semnificativ rezistenţa adezivului.

Procesul tehnologic al lipirii cu cleiuri sau adezivi cuprinde următoarele etape: 1. Pregătirea suprafeţelor – spălare, curăţare, ajustarea marginilor, limitarea crăpăturilor, degresare; 2. Pregătirea peticelor (în cazul spărturilor), care pot fi metalice sau din materiale plastice, textile, etc. Peticele se confecţionează cu 20 – 30 mm mai mari decât zona de reparat, pe toate laturile; 3. Aplicarea stratului de clei, cu o grosime de aprox. 0,1 mm – pe ambele suprafeţe de lipit; 4. Aplicarea peticului sau asamblarea părţilor rupte ale piesei. Până la întărirea aditivului, se recomandă menţinerea presată a celor două suprafeţe, cu ajutorul unor dipozitive adecvate; 5. În funcţe de tipul aditivului folosit întărirea se face la rece sau la cald. Încălzirea se poate face în cuptor sau local, cu gaz încălzit sau cu radiatoare electrice; 6. Răcirea se va efectua cât mai incet ( de preferinţă în cuptor); 7. Demontarea dispozitivelor de presare; 8. Verificarea calităţii lipiturii – se efectuează vizual sau după caz prin probe hidraulice 9. Prelucrarea finală – înlăturarea bavurilor şi a excesului de aditiv.

7. Tehnologii specifice de reparare a autovehiculelor şi subansamblelor

componente

Deşi se aseamănă mult cu tehnologia de fabricaţie, tehnologia de reparare a autovehiculelor prezintă o serie de particularităţi în ceea ce priveşte obiectul, teoria conţinutul şi metodele utilizate. Astfel, în cadrul procesului tehnologic de reparare a unui automobil, se deosebesc ca etape principale:

- pregătirea subansamblurilor şi pieselor pentru reparare; - recondiţionarea pieselor reparabile şi fabricarea sau aprovizionarea pieselor ce

nu pot fi recondiţionate;

28

- repararea subansamblurilor principale folosind piese noi, recondiţionate sau reutilizabile;

- montajul general al autovehiculului; - control, probe de verificare şi rodaj.

7.1. Pregătirea pieselor şi subansamblelor pentru reparaţii

Înainte de începerea procesului de reparare sunt necesare următoarele grupe de operaţii premergătoare: primirea autovehiculului în reparaţie, prespălarea exterioară şi interioară, demontarea în subansambluri şi piese componente, spălarea, controlul şi sortarea pieselor demontate.

La primirea în reparaţie autovehiculul se supune unui control atent în ceea ce priveşte aspectul şi funcţionarea, cu scopul de a determina starea tehnică generală, a stabili defectele şi strategia de reparaţii. Urmează prespălarea exterioară şi interioară (compartimentul motorului), care se realizează manual sau mecanizat, în locuri special amenajate şi dotate corespunzător.

După spălare se procedează la demontarea autovehiculului în subansamble componente mari (motor, cutie de viteze, punţi, sistem de direcţie, şamd) şi transportul lor spre locurile de spălare, constatare şi demontare în piese componente. În uzinele specializate pe reparaţii, ultima operaţiune se execută în secţii specializate, pe bancuri sau mese de lucru, o importanţă deosebită având utilizarea de scule şi dispozitive adecvate (prese, extractoare, chei potrivite, şamd), pentru a preveni deterioararea pieselor.

Spălarea şi curăţirea pieselor demontate este o operaţiune esenţială pentru stabilirea corectă a uzurilor, a defecţiunilor şi stabilirea metodei de recondiţionare. Spălarea se poate face pe cale chimică, electrochimică sau cu ultrasunete şi constă degroşare, spălare cu apă caldă (pentru a evita efectul coroziv al soluţiilor de spălare) şi uscare. În unităţile specializate de reparaţii se utilizează instalaţii de tip tunel, compuse în general din 4 compartimente succesive: preâncălzire cu abur, spălare cu soluţie alcalină, spălare cu apă caldă şi uscare, prin care piesele trec aşezate pe o bandă transportoare.

Ca soluţii pentru spălarea chimică se utilizează solvenţi organici (benzină, petrosin, alcool etilic, tricloretilena, freoni, şamd), soluţii apoase de substanţe alcaline sau detergenţi.

În cazul spălării electrochimice, se foloseşte o soluţie de NaOH 100 g/l şi NaCO3 117 g/l. Spălarea se face într-o baie de oţel, piesa fiind legată la catod.

Pentru dizolvarea pietrei depuse pe instalaţia de răcire se foloseşte o soluţie de sodă caustică 70 – 80 g/l în care se adaugă petrol 15 g/l. Soluţia se introduce în blocul motor sau chiulasă unde se menţine 10 – 12 h. În final se face o spălare cu apa caldă pentru îndepărtarea completă a sodei şi o spălare cu apă rece sub presiune.

Pentru curăţirea pieselor cu gabarit mic şi configuraţie interioară complicată (pulverizatoare de injector, elemente de pompă de injecţie, etc) se poate folosi spălarea în mediu lichid cu ultrasunete. Piesa este scufundată într-o baie de percloretilenă. Sub efectul ultrasunetelor, în lichid se formează bule de cavitaţie, care prin efect mecanic şi în combinaţie cu acţiunea undelor sonore duc la sfărmarea stratului de impurităţi.

După spălare şi degresare, piesele sunt controlate întâi vizual pentru depistarea defectelor structurale şi apoi dimensional, conform desenului de execuţie. În urma controlului şi măsurătorilor, se împart pe categorii şi se marchează:

29

- piese bune (reutilizabile) – marcate cu alb; - piese ce urmează a fi recondiţionate – marcate cu galben; - rebuturi – marcate cu roşu. În funcţie de numărul pieselor din fiecare categorie raportat la numărul total de

piese, se alege strategia de reparaţie care trebuie sa fie cât mai simplă şi mai ieftină.

7.2. Întreţinerea şi repararea motorului

Motorul este o componentă esenţială a oricărui autovehicul, de buna sa funţionare fiind legate performanţele, eficienţa economică, confortul şi siguranţa vehiclului respectiv. Este un subansamblu de complexitate ridicată, care impune utilizarea unui număr mare de procedee de recondiţionare şi reparare. Motorul cuprinde în componenţa sa o serie de instalaţii anexe (instalaţie de răcire, de alimetare, de ungere, de climatizare, şamd), fiecare necestând metode specifice de reparaţii, care vor fi tratate în capitolele următoare. În procesul tehnologic de reparare a motorului, un rol important îl au operaţiile pregătitoare: demontarea de pe autoturism, demontarea în subansambluri şi piese componente, spălarea, curăţirea şi sortarea acestora.

7.2.1. Demontarea şi spălarea motorului

Motorul unui autoturism este format dintr-un număr important de subansamle,

buna funcţionare a motorului putând fi prejudiciată de oricare dintre acestea. Evident în cazul defectării unora dintre instalaţiile anexe (de exemplu – instalaţia de alimentare) reparaţia nu presupune demontarea motorului de pe autoturism, ci numai demontarea subansamblului sau sistemului defect. Există chiar subansamble care intră în componenţa motorului (ex: chiulasa) a căror reparaţie nu presupune demontarea completă a acestuia. Acesta este însă cazul reparaţiilor curente, specifice atelierelor mici de reparaţii. În cazul reparaţiilor generale sau capitale, procesul de reparare a motorului începe cu demontarea de pe autorurism. Aceasta presupune de obicei, (în ordine), următoarele operaţii:

1. deconectarea bateriei de acumulatori. (La deconectarea bateriei se începe întotdeauna cu borna -, pentru evitarea scurtcircuitelor.);

2. demontarea capotei motorului 3. demontarea conductelor de alimetare cu combustibil şi de retur; 4. golirea lichidului din circuitul de răcire (atât din radiator cât şi din blocul motor); 5. golirea uleiului din circuitul de ungere; 6. demotarea conductei de aspiraţie de la filtrul de aer; 7. deconectarea conductei de vacuum de la servofrână – dacă este cazul; 8. demontarea conductelor circuitului de răcire; 9. demontarea radiatorului; 10. demontarea bobinei de inducţie, a fişelor de bujii şi a cablurilor electrice

(electromotor, alternator, sistem de alimentare, sistem de climatizare, şamd); 11. demontarea cablurilor sau a mecanismelor de comandă a sitemului de

alimentare; 12. demontarea cablului sau sistemului hidraulic de acţionare a ambreiajului –

dacă este cazul; 13. demontarea legăturii între galeria de evacuare şi sistemul de tobe de

eşapament; 14. demontarea tampoanelor de sprijin a motorului pe caroserie;

VVV III

30

15. ridicarea şi scoaterea motorului de pe caroserie. După demontarea de pe automobil şi îndepărtarea sistemelor electrice –

alternator, demaror, sistem de injecţie – se poate efectua o spălare exterioară a motorului, pentru evitarea pătrunderii impurităţilor grosiere în interior la demontare. Dezmembrarea motorului în piesele componente cuprinde demontarea următoarelor subansamble:

1. Alternatorul, electromotorul, delcoul, şamd; 2. Carburatorul, rampa de injecţie, etc; 3. Pompa de apă; 4. Pompa de injecţie; 5. Galeriile de admisie şi de evacuare; 6. Chiulasa. La motoarele cu axul cu came în chiulasă, operaţia este precedată

de demontarea mecanismului de distribuţie. Trebuie respectată cu stricteţe ordinea de desfacere a şurburilor pentru a evita deformarea chiulasei. Desprinderea chiulasei de pe blocul motor se face prin rotire în planul garniturii de chiulasă;

7. Carterul inferior (baia de ulei); 8. Volantul; 9. Mecanismul de distribuţie (la motoarele cu axul cu came în bloc) 10. Capacele de bielă şi capacele palierelor. Poziţia capacelor paliere se

marchează. De asemenea se marchează corespondenţa fiecărei biele cu capacul său.

11. Subansamblele piston – bolţ – bielă. Se marchează poziţia lor pe motor şi orientarea pistoanelor.

După demontare se va executa marcarea sau aranjarea intr-o anumită ordine a pieselor a căror marcaje de fabricaţie (grupe de dimensiuni, greutate) sunt şterse sau acoperite – cum este cazul pentru cămăşile de cilindru, pistoane, bolţuri, biele. Se marchează sau se aşează într-o anumită ordine unele piese care prin funcţionare şi-au pierdut interschimbabilitatea: tacheţi, tije împingătoare, culbutori, şamd.

După demontare, spălare şi sortare, un rol esenţial în cadrul procesului de reparare îl are recondiţionarea pieselor şi subansamblelor reparabile.

7.2.2. Blocul motor – diagnosticare şi metode de recondiţionare

Blocul motor ca organ structural care trebuie să asigure funcţionarea normală a tuturor subansamblurilor care intră în componenţa motorului, se execută prin turnare de precizie din fontă cenuşie sau aliaje de aluminiu. După turnare, blocul este supus la o serie de operaţii mecanice de mare precizie care urmăresc :

- prelucrarea suprafeţei de aşezare a chiulasei; - prelucrarea suprafeţei de aşezare a capacului mecanismului de distribuţie (la

mecanismele comandate prin lanţ sau angrenaj); - prelucrarea suprafeţei de prindere a carterului inferior (băii de ulei) - prelucrarea alezajelor pentru lagărele paliere; - prelucrarea alezajelor pentru lagărele axului cu came (unde este cazul); - prelucrarea locasurilor pentru tacheţi; - prelucrarea cilindrilor sau a alezajelor pentru fixarea cămăşilor de cilindri; - prelucrarea diverselor suprafeţe, degajări şi găuri filetate ce vor servi la

montarea instalaţiilor anexe (pompă de ulei, pompă de apă, pompă de benzină, diverşi suporţi – pentru alternator, compresorul instalaţiei de aer condiţionat, şamd) şi ai suporţilor motorului;

31

- prelucrarea suparfeţei de aşezare pe cutia de viteze.

7.2.2.1. Controlul blocului cilindrilor

Suprafeţele prelucrate de asamblare cu alte elemente se curăţă de resturile de garnituri de etanşaresi se spală într-un solvent organic. Se curăţă, se spală şi se suflă canalizaţiile instalaţiei de ungere pentru eliminarea depunerilor produse de ulei. Se dezincrustează piatra depusă pe suprafeţele exterioare ale cilindrilor şi pe pereţii interiori ai blocului, folosind o baie de soluţie alcalină 10% sau acid clorhidric sau acetic 5%.

Se execută un control vizual atent pentru descoperirea oricăror urme de fisuri, zgârieturi sau coroziune. În continuare blocul se supune unor probe hidraulice care pot evidenţia defecte (fisuri, spărturi) ascunse. Probele se efectuează atât pentru circuitul de răcire (la presiunea de 0,3 ÷ 0,4 Mpa şi menţinere 2 minute) cât şi pentru cel de ungere (presiune 0,5 Mpa cu menţinere 1 minut).

7.2.2.2. Norme de reformare (pentru rebut)

Blocul motor se reformează în următoarele situaţii:

- fisuri, crăpături sau rupturi în dreptul locaşurilor lagărelor paliere, în dreptul cămăşilor de cilindri sau în locuri unde nu este posibilă sudarea; - fisuri în spaţiile dintre cămăşile de cilindri sau care traversează găurile filetate de montare a prezoanelor sau şurburilor de chiulasă; - diametrele alezajelor de fixare a cămăşilor de cilindri sunt mai mari decât cota limită de prelucrare; - ovalitatea şi conicitatea lagărelor paliere sunt mai mari decât valorile maxime admisibile; - deterioarea ( deformarea) suprafeţei de aşezare a chiulasei sau cota între suprafaţa de aşezare a chiulasei şi axa palierelor sub limita prescrisă; - fisuri ale pereţilor cu lungime mai mare de 200 mm sau rupturi mai mari de 150 mm lungime de contur.

7.2.2.2. Defectele blocului motor şi tehnologia de reparare În fig. 1 şi 2 sunt prezentate două vederi ale unui bloc motor şi zonele cu defectele care pot apărea. Acestea sunt:

1. Fisuri în bloc

- sudură electrică, sudură oxiacetilenică, lipire cu răşini epoxidice. După sudură se face proba hidraulică la 0,4 Mpa timp de 2 minute.

2. Spărturi în bloc - se aplică petece (eclise) din materialul blocului, care se sudează electric.

După sudură se face proba hidraulică la 0,4 Mpa timp de 2 minute. 3. Rupturi în bloc - se aplică un petec care se sudează; - se încarcă cu material prin sudură oxiacetilenică.

După sudură se face proba hidraulică la 0,4 Mpa timp de 2 minute. Primele trei tipuri de reparaţii, care implică utilizarea sudurii, se execută după

preîncălzirea blocului în cuptor la 350ºC în cazul blocurilor din fontă şi la 200ºC în cazul celor din aluminu. Sudura electrică se execută cu vergele de sudură de

VVV III III III

32

diametru max. 8mm în cazul blocurilor de fontă şi cu electrozi de aluminiu în atmosferă controlată pentru blocurile de aluminiu.

Fig. 7.1. Defectele blocului motor

a)

b)

33

4. Deformarea sau uzura locaşurilor cuzineţilor palieri - se incarcă suprafaţa uzată sau deformată, se rectifică suprafeţele de aşezare a capacelor palierelor pentru înlăturarea deformaţiilor sau uzurilor, după care se montează pe bloc şi apoi locaşurile se alezează la cota nominală respectând condiţiile tehnice. 5. Deformarea sau uzura lăcaşurilor pentru bucşile axului cu came - se extrag bucşele uzate, se alezează locaşurile şi se înlocuiesc bucşele cu altele noi cu diametrul extrerior majorat;

- în cazul în care axul cu came este lăgăruit direct în bloc, se alezează blocul la o cotă majorată, se presează bucşe care se alezează şi se rectifică interior la cota nominală.

6. Uzura locaşurilor pentru tacheţi (unde este cazul) a. se alezează locaşurile pentru tacheţi la o cotă de reparaţii şi se folosesc tacheţi cu diametrul majorat; b. se alezează locaşurile la o cotă majorată, se presează bucşe noi, după care se alezează interiorul acestora la o cotă nominală sau la una din cotele de reparaţii. 7. Deteriorarea găurilor filetate a. se majorează gaura şi se refiletează găurile la dimensiunea de filet imediat superioară; b. se încarcă cu material prin sudare oxiacetilenică după care se execută găurirea şi filetarea la cota nominală; c. se bucşează cu bucşe filetate exterior şi interior, confecţionate ca semifabricat din materialul de bază al blocului motorului; d. se montează dispozitiv de tip helicon.

8. Uzura alezajelor pentru fixarea cămăşilor de cilindru sau a cilindrilor în cazul cilindrilor alezaţi direct în bloc. Crăpături sau fisuri în cilindri.

În cazul cămăşilor amovibile - se alezează locaşurile la cote majorate şi se montează cămăşi noi cu dimensiuni exterioare majorate. În cazul cămăşilor fixe:

- se alezează suprafaţa interioară a cilindrului la cota următoare de reparaţie. După alezare, suprafaţa se superfinisează prin honuire.

- se majorează cota interioară a cilindrului suficent pentru a permite presarea (fretarea) unei bucşe care se alezează la cota nominală a cilindrului. (Metoda are dezavantajul că micşorează transferul de căldură prin cămaşa cilindrului, ducând la uzuri premature) 9. Deteriorarea prin zgriere sau corodare a suprafeţei de asamblare cu chiulasa. a. se recondiţionează prin şlefuire manuală a zonelor respective cu o piatră plană cu granulaţie fină; b. se rectifică suprafaţa. 10. Deformarea suprafeţei de asamblare cu chiulasa -se rectifică suprafaţa deformată până la o adâncime maximă permisă 11. Rizuri, exfolieri şi uzura găurilor din bucşele arborelui cu came -se înlocuiesc bucşele cu altele noi, iar după presare se alezează la cota nominală sau la una din cotele de reparaţie. 12. Deformarea suprafeţei de asamblare cu capacul băii de ulei - se rectifică suprafaţa deformată pînă la adâncimea maximă permisă.

34

Recomandări generale

- la repararea prin sudură, pentru evitarea tensiunilor care se produc prin dilatare, blocul se încălzeşte treptat într-un cuptor. Pentru sudarea oxiacetilenică încălzirea se face până la circa 700 °C, iar la sudarea electrică în curent continuu sau alternativ, până la circa 200°C; - aplicarea cordonului de sudură se face discontinuu, succesiv în părţi opuse; - după sudură, blocului i se face o detensionare la 600...650°C, fiind lăsat să se răcească lent odată cu cuptorul. În final se verifică diametrele alezajelor din bloc, eventual acestea se refac.

7.2.3. Chiulasa – diagnosticare şi metode de recondiţionare 7.2.3.1. Generalităţi

Chiulasa este subansamblul cel mai important al motorului care închide cilindrul

la extremitatea dinspre P.M.S., fiind organul care lucrează la regimul termic cel mai intens. În funcţie de tipul motorului chiulasa poate conţine: camera de ardere, parţial sau integral; locaşul bujiilor sau injectoarelor; locaşul bujiilor incandescente; canalele de admisie şi evacuare; locaşurile supapelor; locaşul pentru lagărele axului culbutorilor sau axului cu came; canalizaţia sau aripioarele de răcire, şamd.

Chiulasele pot fi construite: monobloc; pe grupuri de cilindri (cazul motoarelor în „V”); individuale (pe fiecare cilindru – motoare în stea, motoare boxer) răcite cu aer răcite cu lichid

La partea superioară chiulasa se închide printr-un capac fixat în prezoane şi piuliţe, pentru etanşare folosindu-se garnituri din plută sau cauciuc.

De obicei între chiulasă şi blocul cilindrilor se foloseşte o garnitură specială (garnitura de chiulasă).

Materiale folosite pentru chiulase: fonta turnată Fc 20 cu adaos 0,1% S; aliaje de aluminiu turnate în cochilă - micşorează masa motorului, îmbunătăţeşte

performanţele antidetonante şi de umplere a cilindrilor deoarece are un nivel termic mai scăzut;

Chiulasa oricărui motor este supuse la solicitări intense, atât mecanice - datorită

forţei de presiune a gazelor, cât şi termice: - sediul supapei de admisie este mai rece decât cel al supapei de evacuare; - canalele de evacuare sunt mult mai calde decât cele de admisie; Pentru a menţine temperatura chiulasei în anumite limite, căldura primită de la

gazele de ardere fierbinţi trebuie evacuată. În acest scop, se folosesc două

35

procedee. La motoarele răcite cu lichid, căldura este evacuată de lichidul de răcire, care circulă printr-o serie de canalizaţii practicate în chiulasă. Aceste canalizaţii trebuie să asigure atât menţinerea temperaturii chiulasei în anumite limite cât şi uniformizarea temperaturii pereţilor în scopul reducerii tensiunilor termice.

La motoarele răcite cu aer chiulasa este de obicei de tip independent sau pe grupuri de cilindri şi este prevăzută cu aripioare de răcire, care cedează căldura unui flux de aer generat de mişcarea autovehiculului sau produs de un ventilator (fig.7.3.). 7.2.3.2. Norme pentru reformare (rebuturi): 1. pori şi defecte de turnare ale locaşurilor pentru scaunele supapelor; 2. fisuri ale pereţilor în dreptul ghidurilor pentru supape; 3. fisuri sau crăpături ale pereţilor camerei de ardere; 4. sufluri pe suprafeţele chiulasei indiferent de poziţie, în special pe suprafeţele

canalelor de admisie şi evacuare şi ale camerelor de ardere; 5. pori sau fisuri din turnare în alte zone decât cele menţionate mai sus; 6. rupturi; 7. zone cu defecte inaccesibile pentru reparaţii. 7.2.3.3. Defectele chiulasei şi tehnologii de reparare

În fig. 7.2. este prezentată ciulasa unui MAS răcit cu lichid, fig. 7.3. reprezintă o chiulasă de MAS răcit cu aer şi fig. 7.4. chiulasa unui MAC răcit cu lichid. Pe figuri sunt evidenţiate şi zonele unde pot apărea defecte.

Fig. 7.2. Chiulasa unui MAS răcit cu lichid

Fig. 7.3. Chiulasa unui MAS răcit cu aer

36

Fig. 7.4. Secţiune prin chiulasa unui MAC răcit cu lichid

Defectele principale pe care le poate suferi chiulasa, precum şi modul de

reparare a lor sunt următoarele:

1. Fisuri crăpături pe suprafaţa exterioară - sudare electrică la rece (pentru cele din aluminiu sudură în argon cu electrod de aluminiu); - sudare oxiacetilenică; - lipire cu răşini epoxidice. Înainte de sudură se prelucrează zona defectului, executându-se şanfrenarea fisurii şi limitarea ei prin găurire, ca în figura 7.5..

Fig. 7.5.

După reparaţie, se verifică etanşeitatea prin probă hidraulică la 4 bar. De cele mai multe ori sudura chiulaselor de fontă în zona camerei de ardere nu dă rezultate. 2. Scurgeri de apă prin orificiile de trecere a prezoanelor de prindere - se alezează orificiul şi se presează o bucşă de trecere care se unge cu ermeto sau răşini epoxidice.

După recondiţionare se verifică etanşeitatea prin probă hidraulică la 4 bar. 3. Deformarea suprafeţei de aşezare pe blocul motor - se frezează sau se rectifică suprafaţa. 4, 5. Uzura suprafeţelor interioare a ghidurilor supapelor de admisie şi evacuare - se înlocuiesc ghidurile de supapă uzate cu altele noi, care după presare se alezează;

VVV III III

37

- se alezează ghidul uzat la cotă majorată şi se folosesc supape cu cu diametrul tijei mărit prin cromare. 6, 7. Uzura locaşurilor ghidurilor supapelor de admisie şi evacuare - se alezează locaşurile şi se presează ghiduri cu diametrul exterior mărit. 8, 9. Ciupituri, uzuri sau sufluri pe suprafeţa de aşezare a supapei de admisie şi evacuare - se reface suprafaţa de aşezare respectând unghiurile de înclinare (fig. 7.6.);

Fig. 7.6. Mărimi geometrice caracteristice ale supapei şi scaunului de supapă

Refacerea scaunului supapei se execută cu ajutorul unor seturi a câte 3 freze

conice de diametre adecvate, cu dinţii inclinaţi la unghiul necesar, astfel ca în urma prelucrării scaunul să prezinte trei de trepte de inclinări diferite (α1, α2, α3 de pe figura 7.6.). Frezele sunt de obicei acţionate manual şi se centrează pe ghidul de supapă, ca în figura 7.7. Zona din mijloc este zona pe care calcă talerul supapei, unghiul de înclinare a suprafeţei acesteia fiind egal cu unghiul de inclinare a talerului: de obicei α2 = 45º. Lăţimea acestei zone nu trebuie să depăşească 2 ÷ 2,5 mm, în caz contrar putând apărea probleme de etanşare. - se presează un scaun nou subrăcit la -70°C urmat de rectificare; - în ambele cazuri se rodează supapele pe suprafaţa de aşezare.

Rodarea se face corp la corp; între supapă şi scaun se introduce o pastă abrazivă. Procesul se poate considera încheiat când pe suprafaţa de etanşare a

α2

α1

α3

α2 D

h

d

38

Fig. 7.7. Frezarea scaunelor de supapă 1 – freză; 2 – scaun supapă; 3 – ghid supapă

scaunului apare un inel circular de aprox 2 mm care are aceeaşi formă şi pe talerul supapei.

În cazul unor uzuri mari sau urme de coroziune scaunul supapei se frezează folosind truse de freze speciale după care se face rodarea.

În final se verifică etanşarea supapei pe scaunul său. 10, 11. Ciupituri, uzuri sau sufluri pe locaşul scaunului supapei de admisie sau evacuare - se alezează locaşul la cotă majorată, se presează scaun nou (subrăcit la -70°C) cu diametru exterior majorat. 12. Ciupituri, uzuri sau rizuri pe suprafaţa de aşezare a injectorului - se recondiţionează prin zencuire. 13. Deformarea suprafeţei de aşezare a colectorilor de evacuare şi admisie - se frezează sau se rectifică. 14. Deteriorarea filetului găurilor pentru fixarea injectoarelor, suporţilor axului culbutorilor, a capacului culbuitorilor, a galeriilor de evacuare şi admisie sau a bujiei. - se găureşte şi se refiletează la cotă majorată; - se încarcă cu material prin sudură oxiacetilenică (la chiulasele de fontă), sau sudură electrică în mediu inert cu electrod de aluminiu (pentru chiulasele din aluminiu) după care se găureşte şi se refiletează; - se montează dispozitiv ”helicon”; - se filetează la cotă majorată şi se introduce o bucşă cu filet interior la cota iniţială, iar cel de la exterior la cota majorată. Bucşa filetată se asigură împotriva rotirii cu răşini epoxi. TREBUIE DE EVITATĂ TURNAREA DE LICHID DE RĂCIRE CU TEMPERATURĂ SCĂZUTĂ ÎNTR-UN MOTOR CALD SAU CARE FIERBE, DEOARECE CHIULASA SE POATE DETERIORA IREVERSIBIL (CRĂPA, DEFORMA etc.) DATORITĂ TENSIUNILOR TERMICE CE APAR.

1

2

3

39

Fig 7.8. Defecte ale supapelor

Este recomandat ca la fiecare demontare a chiulasei de pe motor, să se verifice

planitatea acesteia, starea scaunelor de supapă, a ghidurilor de supapă, starea fusurilor axului cu came, a culbutorilor sau tacheţilor după caz, a filetelor şi prezoanelor, etc

7.2.4. Recondiţionarea supapelor

Supapele sunt organe ale mecanismului de distribuţie care obturează în mod intermitent orificiile galeriilor de admisie şi evacuare, comandând procesele de umplere şi evacuare a cilindrului. Sunt piese foarte intens solicitate în funcţionare, fiind supuse atât uzurii mecanice cât şi solicitărilor termice foarte ridicate (în special supapa de evacuare).

Materiale folosite pentru supape sunt oţeluri aliate şi înalt aliate cu Cr, Mo, Vn - în cazul supapelor de admisie şi oţeluri refractare înalt aliate cu Cr, Mo, Vn, Ti – în cazul celor de evacuare.

7.2.4.1. Defecte si metode de recondiţionare

Controlul supapelor presupune măsurarea cu ajutorul comparatorului a bătăii frontale a talerului şi a sageţii tijei. Principalele defecte care pot apărea la o supapă şi modurile lor de remediere sunt următoarele (fig. 7.8.):

1. Bataia frontală a talerului peste 0,1 mm - Se corijează prin stunjire sau rectificare

2. Uzura suprafeţei de aşezare pe scaun - Se rectifică, având grijă ca inălţimea părţii cilindrice a talerului (cota h de pe fig 7.8.) să nu coboare sub o valoare minimă admisă (de obicei 1,2 mm). De asemenea trebuie respectat cu precizie unghiul de 90º al conului (vezi figura). Adâncimea de rectificare este de maxim 0,5 ÷ 0,7 mm.

40

Fig. 7.9. Măsurarea cilindrilor

a) b)

B

I I

II

II

A

C

După rectificare, supapa se rodează pe scaunul respectiv, conform procedeului descris în subcapitolul 7.2.3.3.

3. Uzura sau deformarea tijei supapei - se rectifică tija la următoarea cotă de reparaţie şi se înlocuieşte ghidul de

supapă; - se rectifică pe o adâncime de 0,05 mm, se cromează dur şi se rectifică la

cota nominală. 4. Uzura degajării pentru siguranţa de fixare a talerului arcului

- se rebutează supapa 5. Uzura suprafeţei de contact a tijei cu culbutorul

- se rectifică, având grijă ca lungimea supapei să nu coboare sub o cotă minimă admisă şi ca prin rectificare să nu îndepărtăm stratul superficial dur.

7.2.5. Măsurarea şi recondţionarea cilindrilor

Cilindrul este locul în care se desfăşoară toate prcesele termodinamice dintr-un motor cu piston. Cilindrul este închis la partea sa superioară de chiulasă şi la partea inferioară de către piston. El are şi rolul de a ghida mişcarea alternativă a pistonului. Cilindrii pot fi prelucraţi direct în blocul motor sau pot fi amovibili (detaşabili) – soluţie aplicată în general la motoarele răcite cu aer sau la cele cu bloc din aluminiu. La motoarele răcite cu lichid, exteriorul cilindrului vine în contact direct cu lichidul de răcire, care preia căldura generată în funcţionare. La motoarele răcite cu aer, cilindrii sunt prevăzuţi la exterior cu aripioare de răcire.

Controlul cilindrilor După demontare, se înlătură calamina depusă pe gulerul

cămăşii cu o perie de sârmă şi piatra depusă pe exterior cu o soluţie de 5% HCl sau

41

CH3COOH. Controlul se face prin examen vizual şi prin măsurători cu truse de măsurat alezaje – dispozitive numite pasametre. Valorile uzurilor se citesc pe cadranul unui comparator (fig 7.9.a.). Masurătorile se efectuează în 3 zone distincte (conform fig. 7.9.b.): zona A – aflată la partea superioară a cursei segmenţilor, zona B – la mijloc şi zona C – la partea inferioară a cursei, în două plane perpendiculare – I-I şi II-II.

Pasametrele nu citesc valoarea efectivă a cotei ci numai abaterea faţă de cota nominală, abatere care în cazul de faţă reprezintă mărimea uzurii.

Altă metodă de măsurare constă în introducerea pistonului în cămaşa şi determinarea jocului cu ajutorul unor spioni. Este o metodă mai puţin precisă, dar care oferă informaţii importante despre împerecherea dintre piston şi cămaşa respectivă.

7.2.5.1. Norme pentru reformare (rebuturi):

Cilindrii se consideră reformează dacă prezintă fisuri, pori, rizuri adânci, datorate

unor tendinţe de gripare şi care nu pot fi inlăturate prin rectificare la ultima cotă de reparaţii. În cazul cilindrilor prelucraţi direct în bloc, rebutarea unui cilindru înseamnă evident rebutarea întregului bloc motor, cu excepţia cazurilor când este permisă bucşarea blocului.

Un alt caz de rebutare este deformarea cilindrului ca urmare a extragerii defectoase de pe bloc. Din acest motiv, la extragerea cilindrilor din bloc se recomandă utilizarea de dispozitive speciale cu şurub.

7.2.5.2. Metode de recondiţionare

Principalul defect al cilindrilor este uzura care ia naştere la contactul dintre

segmeţi şi cămaşă. Se recondiţionează prin alezarea diametrului interior al cămăsii la următoarea cotă de reparaţii. Operaţia cuprinde două faze: prima este prelucrarea mecanică a suprafeţei cu o sculă dotată cu două cuţite cu plăcuţe dure sinterizate, marca BK3 şi BK6, montate la 180º pe acelaşi ax. Primul cuţit realizează degroşarea, iar al doilea finisarea suprafeţei. A doua fază este superfinisarea suprafeţei care se realizează prin honuire. Honuirea este o operaţie specifică de netezire a alezajelor, cu aplicabilitate tipică la prelucrarea oglinzii cămăşilor de cilindri. Presupune utilizarea unei scule cu barete abrazive din carborunt, numită hon, care se află simultan intr-o mişcare de rotaţie cât şi intr-o mişcare liniară alternativă. Operaţia presupune utilizarea unui lichid de ungere–răcire (de obicei motorină sau petrol amestecat cu ulei). Turaţia honuit este cuprinsă între 15 ÷ 160 rpm şi el poate efectua 50÷70 curse duble pe minut. La sfârşitul operaţiei, piesa prelucrată se spală cu apă şi săpun şi se şterge pentru îndepărtarea oricăror urme de material abraziv.

Prin honuire nu se poate îmbunătăţi precizia de poziţie a suprefeţei prelucrate, ci numai precizia dimensională şi de formă, dar mai ales calitatea suprafeţei, care poate ajunge la valori ale rugozităţii de R = 0,025 ÷ 0,4 μm.

O atenţie deosebită trebuie acordată centrării cămăşii, mai ales în faza de strunjire. De asemenea trebuie folosite dispozitive speciale de prindere pentru a evita deformarea elastică a cămăşii în timpul prelucrării, care poate conduce la abateri de formă.

III XXX

42

7.2.6. Pistonul. Defecte şi posibilităţi de recondiţionare Pistonul este piesa esenţială a motorului care închide camera de ardere la partea

inferioară şi care prin mişacarea sa alternativă realizează toate fazele (timpii) de lucru ale motorului.

Materialele din care se execută pistoanele trebuie să răspundă unor cerinţe absolut necesare şi anume: greutate specifică redusă, prelucrabilitate ridicată, să fie uşor de turnat, să aibă conductibilitate termică bună şi proprietăţi antifricţuine. De obicei materialele pentru pistoane sunt aliaje eutectice sau hipereutectice de aluminiu cu siliciu (siluminuri) sau cu cupru (numite şi aliaje Y). Pentru îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice, după turnare, materialele se supun călirii (prin menţinere 4-6 ore la 500 - 550ºC şi răcire în apă) şi îmbătrânirii artificiale (încălzire la max 190ºC şi menţinere timp de 10 – 12 ore). Pentru îmbunătăţirea proprietăţilor antifricţiune, pe suprafaţa exterioară a pistonului se aplică cositorirea, plumbuirea, grafitarea sau oxidarea prin procedee electrochimice.

7.2.6.1. Rebuturi

Fisuri sau sufluri din turnare indiferent de poziţie, rupturi indiferent de poziţie, rizuri sau alte defecte pe suprafaţa locaşului pentri bolţ.

7.2.6.2. Tehnologia de reparaţie Datorită exploatării, după un anumit număr de ore de funcţionare pistoanele pot

prezenta următoarele defecţiuni, poziţionarea acestora fiind prezentată în fig.7.10.:

1. Rizuri sau urme de gripaj pe suprafaţa de lucru

2. Ondularea punţii dintre canalele de segment 3. Fisuri sau rupturi indiferent de poziţie, mărime sau natură 4. Joc mărit al segmenţilor în canale 5. Uzura alezajelor pentru bolţ

Fig. 7.10. Defecte ale pistonului

43

6. Ciupituri sau deteriorări ale suprafeţei capului pistonului. Datorită rolului important al pistonului, precum şi a condiţiilor riguroase pentru

execuţia sa, acestea nu se repară ci se înlocuiesc cu altele noi la acelaşi diametru sau cu diametru la o cotă majorată funcţie de situaţie.

7.2.7. Recondiţionarea arborilor cotiţi

Arborii cotiţi sunt folosiţi in construcţia motoarelor cu ardere internă, maşinilor cu abur cu piston, pompelor si compresoarelor cu piston, maşinilor agricole, şamd, având rolul de transformare a mişcării de translatie în miscare de rotatie sau invers.

Caracteristica principala care îi diferenţiază este rigiditatea, astfel că la motoare şi compresoare, se întâlnesc arbori rigizi de mare precizie, iar la maşini agricole (prese de balotat, combine, selectoare, etc.), arbori nerigizi.

Condiţiile tehnice impuse arborilor cotiti sunt foarte severe, datorită rolului lor important în funcţionarea motorului. Astfel, pentru arborii cotiti ai motoarelor, precizia diametrelor fusurilor paliere şi manetoane trebuie să corespundă treptelor 6.. .7 ISO, ovalitatea fusuriior să nu depăşească 0,02 mm, iar conicitatea la 100 mm să fie de maxim 0,02...0,03 mm.

Abaterea de la paralelism nu trebuie sa depaseasca 0,02 mm pe lungimea de 100 mm. De asemenea rugozitatea fusurilor trebuie să aibă valori de 0,4...0,8 μm, iar duritatea acestora să fie 52.. .64 HRC.

Pentru arborii cotiti ai maşiniior agricole se prevăd toleranţele diametrelor corespunzatoare treptelor 8...9 IS0.

Arborii cotiti ai motoarelor sunt executati din materiale cu rezistenţă mare la oboseală, ce asigură obţinerea unor durităţi ridicate a suprafeţelor fusuriior paliere prin tratamente de suprafată: OLC 45, 33MoCr11, 40Cr10, fonte aliate cu crom, nichel, molibden si fonte modificate cu grafit nodular (Dacia I 300).

Arborii cotiti ai maşinilor agricole sunt executati din oteluri de uz general (OL 50,OL 60) şi mai rar din oteluri carbon de calitate (OLC 25, OLC 35), deoarece transmit sau preiau momente de încovoiere sau răsucire de valori mici.

Defecţiunile caracteristice arborilor cotiţi sunt: încovoiere, răsucire, înfundarea canalizaţiei de ungere, uzarea canalelor de pană, uzarea locaşuiui pentru rulment (bucşă), uzarea fusurilor paliere si manetoane.

Arborii cotiţi se rebutează când sunt rupţi, fisuraţi sau răsuciţi peste limitele

admisibile. 7.2.7.1. Defecte şi posibilităţi de recondiţionare Reconditionarea propriu-zisă este precedată de operaţiile de curăţare-spălare

atât la exterior cât si a canalelor de lubrefiere. Curăţarea canalelor de lubrifiere se obţine prin trimiterea unul jet de petrol sau o

solutie cu detergent si aer comprimat sub presiunea de 106 Pa, urmată de suflare cu aer comprimat.

Arborii astfel curăţaţi se supun controlului defectoscopic si dimensional, în urma căruia se pot constata următoarele defecte principale (fig. 7.11):

1. Incovoierea arborilor cotiţi poate fi cauzată de nerespectarea coaxialităţii fusurilor paliere si a mărimii jocurilor între fusurile paliere si cuzineti, in urma executiei sau reconditionăii.

44

Mărimea săgeţii de încovoiere se măsoară cu un comparator cu cadran al cărui

palpator se poziţionează pe fusul palier din mijloc, iar fusurile de capat se sprijină pe prisme unghiulare.

Această operatie se execută de obicei pe masa presei de îndreptat sau pe maşina de rectificat fusuri paliere cu prinderea arboreiui intre vârfurile fixe ale masinii.

La verificarea intre vârfuri a încovoierii arborelui se are in vedere starea orificiilor de centrare, pentru a se elimina posibilitatea introducerii de erori din cauza găuriIor de centrare, (bătaia radială a palierelor de capăt nu poate depăşi valoarea de 0,05 mm). Odata cu verificarea încovoierii se verifica şi bătaia axială a flansei pentru fixarea volantei.

Arborii incovoiati se îndreaptă la prese hidraulice la care se indică forta aplicată în serii timp de 1÷3 min.

Un procedeu mai precis de îndreptare a arboriior cotiţi de dimensiuni mari sau mijlocii cu deformaţii reduse se realizează cu ajutorul unui dispozitiv cu cap vibrator.

Prin acest procedeu arborele se îndreaptă în alte zone decât cele cu concentratori de eforturi (racordarile, degajarile), iar stabilitatea îndreptarii este foarte mare.

2. Răsucirea arborelui se constata prin asezarea acestuia cu fusurile paliere de capat pe prisme unghiulare si controlul înalţimii de la placa de control la fusurile manetoane corespondente. Arborii cotiţi răsuciţi peste limta admisibilă nu se recondiţionează.

3. Uzura canalelelor de pană se recondiţionează prin încărcare cu sudură si readucere la dimensiuni nominale. Când acest lucru nu este posibil se frezează un nou canal decalat la 90º sau 180º cu conditia să se ţină seama de implicaţiile asupra pieselor cu care se asamblează.

4. Uzarea fusurilor paliere si manetoane este principala cauza care impune recondiţionarea arborelui cotit.

Marimea uzărilor se pune in evidenţă prin masurare cu micrometre de exterior, pasametre, etc. La capetele fusurilor, ovalitatea se determină ca diferenta intre valoarea cea mai mare si cea mai mică a diametrelor, masurate in plane de secţiune perpendiculare pe axele geometrice ale fusurilor paliere si manetoane.

Valorile minime măsurate sunt cele care impun treapta de reparaţie sau recondiţionarea prin aducerea la diametrul nominal.

Aceasta ultimă metoda presupune încărcarea fusurilor paliere şi manetoane prin diferite procedee, ca de exemplu: cromare, metalizare, sudare, urmate de prelucrări de finisare prin aşchiere.

2 13

4

Fig. 7.11. Defectele principale ale arborelui cotit

5 6

7

45

5. Uzarea găurilor de prindere a volantei – se recondiţionează prin majorarea găurilor şi refiletarea lor

6. Uzura locaşului pentru ghidarea arborelui ambreiajului. Daca ghidajul este brin bucşă, aceasta se înlocuieşte. Daca ghidajul se efectuează prin intermediul unui rulment, locaşul acestuia se cromează dur şi se prelucrează la cota nominală.

7. Bătaia frontală a flanşei de prindere a volantei: se recondiţionează prin rectificarea suprafeţei frontale, respectându-se grosimea minimă admisă a flanşei

7.2.8. Recondiţionarea bielelor Bielele se confecţionează de obicei din oţel carbon de calitate, OLC 45...50 X

sau oţeluri aliate

7.2.8.1.Rebuturi

Fisuri sau rupturi de orice natură sau poziţie, micşorarea distanţei între axele alezajelor, rizuri sau alte defecte pe suprafaţa locaşului pentru cuzineţi, încovoierea sau torsiunea bielei datorită avariilor, deteriorarea filetului din corpul bielei (când există), pentru fixarea capacului. 7.2.8.2. Defecte Principalele defecţiuni ale bielelor sunt prezentate în fig. 7.12.:

1. Torsionarea sau încovoierea bielei -se îndreaptă la rece pe prese hidraulice. Biela se consideră îndreptată când neparalelismul axelor alezajelor capului şipiciorului bielei în plan perpendicular (torsionarea) nu depăşeşte 0,075......0.01 mm pe lungimea de 100 mm, iar

XXX

2

4

3

5

Figura 7.12.

46

Fig. 7.13.

neperpendicularitatea axelor de fixare a şuruburilor faţă de axa bielei nu depăşeşte 0,1 pe aceeaşi lungime. 2. Uzura diametrului interior al bucşei din capul bielei - nu se recondiţionează, se înlocuieşte bucşa

3. uzura locaşului pentru bucşa din piciorul bielei - se alezează la o cotă de reparaţie, se presează o bucşă nouă cu diametrul exterior mărit, care se alezează apoi la cotă nominală 4. deformarea sau uzura locaşului pentru cuzineţi - se frezează suprafeţele de îmbinare a capacului până la preluarea uzurii. după care se alezează la cotă nominală, respectându-se distanţa dintre axele capului şi piciorului bielei. 5. Uzura laterală a bielei - se recondiţionează prin cromare dură sau metalizare cu pulberi şi rectificare la cotă nominală. Înainte de montaj se cântăresc bielele şi se face ajustarea masei acestora.

7.2.9. Recondiţionarea cuzineţilor

Cuzineţii se execută dintr-un suport de oţel, având aplicat pe suprafaţa de lucru un material antifricţiune aplicat într-un strat sau în două straturi, aplicate de obicei prin acoperire galvanică. Materialul antifricţiune poate fi deasemenea placat sau depus prin sinterizare. În timpul exploatării cuzineţii se uzează sau pot prezenta anumite defecţiuni, prezentate în fig. 7.13.

1. zgârieturi pronunţate sau impurităţi pe suprafaţa materialului antifricţiune. 2. urme de gripaj. exfolieri de material. 3. pierderea elasticităţii. În toate cazurile cuzineţii se înlocuiesc cu alţii noi, la cota nominală sau de reparaţie a fusului maneton sau palier respectiv.

47

7.2.10. Recondiţionarea axului cu came Arborii cu came sunt organele care comandă deschiderea şi închiderea

supapelor, realizând fazele de distribuţie. Sunt piese solicitate în special la uzură mecanică, care impun condiţii severe de formă şi rezistenţă mecanică (în special duritate superficială). Sunt executaţi de regulă din fontă nodulară aliata cu Mo, Cr, prin turnare sau din oteluri de calitate prin matriţare. Cresterea rezistentei la uzare a camelor se obtine prin tratamente termice de suprafaţă (călire prin CIF, nitrurare, fosfatare, etc.). CondiţiiIe tehnice privind abaterile de la conicitate şi ovalitate (max 0,02 mm), rugozitate (max Ra = 0,8 mm), duritate (54HRC) ale fusurilor paliere impun valori foarte apropiate de cele ale arborilor cotiţi.

7.2.10.1. Rebuturi

Rebutarea arborilor cu came este impusă de fisuri, crăpaturi, ciupituri sau exfolieri de dimensiuni mari, precum şi de uzarea pinionului, excentricului sau camelor peste limitele admise.

7.2.10.2. Defecte posibile

Principalele defecţiuni care pot apărea la un arbore cu came sunt (fig.7.14.): 1 - încovoierea arborelui, 2 - deteriorarea canalului de pană şi a filetului 3 - uzarea fusurilor paliere, 4, 5 - uzarea suprafeţelor de lucru ale camelor 6 - uzarea sau deteriorarea suprafeţei de aşezare a roţii de distribuţie. De asemenea, poate apărea uzarea sau deteriorarea excentricului sau

pinionului de antrenare a pompei de ulei şi ruptorului-distribuitor. Majoritatea defecţiunilor pot fi remediate prin metodele şi procedeele folosite la arborii cotiţi.

În funcţionare, cele mai importante uzuri apar la suprafaţa camelor, urmate de

uzura fusurilor de sprijin. La arborii de dimensiuni mai mari uzarea vârfurilor camelor se remediază prin încărcare şi sudare. Pentru evitatrea deformării arborelui, acesta

Fig. 7.14.

48

H1 H

R1 R

h1

h

∆R

∆

R

Fig. 7.15.

se mentine în apa tot timpul sudării. Sudarea se poate execută electric cu electrozi din materiale dure sau oxiacetilenic. Pentru uzuri mici ale camelor (sub 0,4 mm) se pot folosi procedee de încărcare prin cromare poroasă sau sudare cu arc electric vibrator dupa tehnologiile cunoscute.

Camele se rectifică la dimensiuni de reparaţii sau la dimensiuni nominale pe masini de copiat sau maşini de rectificat exterior dotate cu dispozitive de copiat. Aceste masini şi dispozitive asigură urmărirea unui profil etalon. Toate camele se rectifică la dimensiunea impusa unui profil de cama cea mai uzată. În urma rectificării camelor la dimensiuni de reparaţii se modifică unele dimensiuni, cea mai evidenta fiind înălţimea totală a camei.

Modificarea înălţimii totale a camei nu va modifica însă legea de distribuţie a motorului din care face parte, deoarece înălţimea de ridicare a supapei ramâne nemodificată.

Astfel, conform figurii 7.15.: Înălţimea de ridicare a camei neuzate va fi:

h = H – 2·R [mm] [1]

Înălţimea de ridicare a camei după rectificare la o treaptă de reparaţii va fi:

h1 = H1 – 2·R1 [mm] [2]

În timptul rectificării, dimensiunile camei uzate se reduc pe tot prolilul cu aceeaşi valoare ∆R egală cu suma uzurii constante şi a adaosului de prelucrare rezultând:

H1 = H – 2·∆R [mm] [3] 2·R1 = 2·R – 2·∆R [mm] [4]

înlocuind valorile H1 şi 2·R1 in relatia [2] se obţine:

h1 = H – 2·∆R – 2·R + 2·∆R = H – 2·R = h [5] Rezultă: h1 = h, adică înălţimea de ridicare a supapei în cazul camei rectificate după acelasi profil va fi egală cu înălţimea corespunzătoare camei noi. Diferenta ∆R de la

49

1235

6 7

4

înălţimea totală va fi compensată din mecanismul de reglare a jocului termic al supapelor. Pentru reconditionarea vârfului camei prin încărcare folosind sudarea electrică la rece sau prin sudare oxiacetilenică se utilizeaza electrozi tip MONEL (EF-MB cu 60% Ni şi 25% Cu) sau vergele din oţel cu înveliş bazic (EF-Fe). Sudarea arborilor cu came din fontă se executa cu curenti reduşi (I = 100... 110 A, pentru diametre de electrozi de 3,25 mm)

7.2.11. Întreţinerea şi repararea instalaţiei de ungere

Instalaţia de ungere este formată din toate agregatele şi sistemele ce asigură lubrefierea componentelor în mişcare ale motorului. Prezintă o parte internă motorului, formată dintr-o serie de canalizaţii practicate în blocul motor şi în chiulasă, orificii şi duze, cavităţi de colectare şi evacuare, şamd, şi o parte exterioară, a cărei componenţa este prezentată schematic în figura 7.16.

Fig. 7.16. Instalaţia exterioară de ulei

1 – baie de ulei; 2 – pompă de ulei; 3 – termostat; 4 – conducte de legatură; 5 – radiator de ulei; 6 – filtru de ulei; 7 – bloc motor (instalaţie interioară)

7.2.11.1. Baia de ulei sau carterul de ulei este poziţionat la partea

inferioară a motorului având rolul de a colecta uleiul care se intoarce la presiune scăzută din instalaţia interioară de ungere şi reprezintă rezervorul de ulei al instalaţiei. Este confecţionată prin ambutisare din tablă sau prin turnare din aliaje de aluminiu sau fontă. Defectele pe care le poate suferi baia de ulei sunt următoarele:

1. Fisuri sau crăpături – se recondiţionează prin sudură electrică sau oxiacetilenică, în funcţie de materialul din care este confecţionată baia.

2. Deformări prin înfundare, deformări sau deteriorări ale suprafeţei de aşezare pe blocul motor – se îndreaptă pe sabloane prin batere. Rizurile şi deformările suprafeţei de aşezare se frezează sau se rectifică.

3. Deteriorarea suprafeţelor de etanşare a buşoanelor – se remediază prin lamarea suprafeţelor până la dispariţia rizurilor

XXX III

50

4. Deteriorarea filetelor – se remediază prin majorarea filetului la cota imediat superioară.

7.2.11.2. Pompa de ulei

La motoarele autovehiculelor pompele instalaţiei de ungere sunt de obicei pompe

volumetrice cu pinioane. Defecţiunile pompei de ungere se manifestă prin scăderea presiunii şi debitului de ulei datorită uzurii excesive a diferitelor părţi componente sau datorită pierderilor de ulei ca urmare a neetanşeităţii garniturilor sau a defectării supapei de suprapresiune. Principalele defecţiuni ale pompei de ulei sunt următoarele:

1. Fisuri, rupturi la flanşa de prindere – se recondiţionează prin sudură şi ajustare la nivel;

2. Deteriorarea suprafeţei capacului pompei (suprafaţa care inchide zona activă a pomei) – se rectifică capacul;

3. Deteriorarea suprafeţei de aşezare a capacului pe corpul pompei – capacul se rectifică; corpul se încarcă şi apoi se readuce la dimensiuni iniţiale;

4. Deteriorări ale filetelor – se majorează filetul la cota imediat superioară; 5. Deterioararea suprafeţei de aşezare / centrare a pompei pe blocul motor

sau deteriorarea găurilor pentru ştifturile de centrare – se recondiţionează prin încărcare cu sudură şi alezare la cotele nominale. Când pompa este centrată pe ştifturi, trebuie respectată cu precizie distanşa dintre găurile de centrare.

6. Uzura locaşurilor pentru axele pinioanelor (uzura lagărelor pinioanelor) – se alezează locaşul la o cota majorată şi se înlociueşte axul, sau se bucşează corpul pompei şi se alezează interior bucşa la cota nominală a axului.

7. Uzura locaşurilor pentru pinioane din corpul pompei – corpul pompei se rebutează.

A A - A

A

4

1 9

5 6 7

8

3

2

Fig. 7.17. Defecte posibile ale pompei de ulei

51

2

1 5 4 6

3

Intrare apă

Intrare ulei Ieşire ulei

Ieşire apă

Fig. 7.18. Localizarea defecţiunilor răcitorului de ulei

8. Uzura pinioanelor prezintă mai multe aspecte. Uzura suprafeţei exterioare a pinioanelor şi uzura suprafeţelor frontale (uzura pinionului în înălţime) se pot recondiţiona prin cromare dură urmată de rectificare. Uzura excesivă sau ştirbirea flancurilor danturii conduc la rebutarea pinionelor. Trebuie reţinut că pinioanele pompei de ulei sunt perechi care se sortează la asamblare şi nu pot fi desperecheate.

9. Uzura axelor pinioanelor – se înlocuiesc axele. 10. Deteriorarea supapei de suprapresiune – se înlocuieşte supapa.

După asamblarea finală, pompa se verifică pe stand, la turaţia de regim şi presiunea nominală. Pompa trebuie să asigure debitul prescris de producător şi să nu prezinte scăpări de ulei.

7.2.11.3. Radiatorul de ulei.

Instalaţiile de ungere ale motoarele de autovehicul care funcţionează la regim termic mai ridicat (ex. – motoarele supraalimentate) cuprind de obicei în componenţă radiatoare destinate răcirii uleiului. Circuitul de ungere cuprinde de asemenea un termostat care nu permite accesul uleiului în radiatorul de răcire decât în momentul depăşirii unei anumite temperaturi, împiedicând răcirea excesivă a uleiului. Răcitoarele de ulei sunt schimbătoare de căldură ulei – apă sau ulei - aer, ultima soluţie fiind din ce în ce mai folosită la motoarele moderne, datorită simplităţii constructive. Figura 7.18. prezintă defectele care pot apărea în cazul mai complex al unui radiator de ulei răcit cu apă.

1. Spărturi ale mantalei – se sudează sau se foloseşte lipirea cu aliaje 2. Fisuri sau spărturi ale capacelor – se sudează sau se lipesc cositorire sau

alămire). 3. Desprinderea sau ruperea flanşelor de legătură – se sudează. 4. Fisuri sau spărturi ale tubulaturii – tuburile defecte se înlocuiesc. În anumite

condiţii (dacă numărul de tuburi neetanşe nu depăşeşte o anumită limită

52

stabilită de proiectant), acestea se pot suprima prin montarea unor dopuri la intrare şi ieşire din tub.

5. Deformarea sau îndoirea şicanelor – se îndreaptă şi se relipesc. 6. Scapări de lichid datorită garniturilor neetanşe – se înlociuesc garniturile. Depunerile de piatră de pe circuitul de apă se îndepărtează prin scufundarea şi

menţinerea corpului radiatorului într-o soluţie de fosfat trisodic sau acid acetic. După recondiţionarea şi asamblarea radiatorului, se face proba de etanşeitate

atât pentru circuitul de apă cât şi pentru cel de ulei.

7.2.11.4. Conducte, racorduri.

Se verifică starea racordurilor şi conductelor de legătură între diversele componente ale instalaţiei de ungere. Conductele fisurate se înlocuiesc sau se recondiţionează prin lipirea tare a unor manşoane exterioare care acoperă întreaga porţiune fisurată. Racordurile de cauciuc sparte sau care prezintă urme de îmbătrânire se înlocuiesc. Se înlocuiesc de asemenea toate şaibele şi garniturile de etanşare.

7.2.11.5. Recomandări generale

Perfecta funcţionare a sistemului de ungere este esenţială pentru motor. O ungere defectuoasă conduce în scurt timp la deterioarea gravă a majorităţii componentelor în mişcare ale motorului. De aceea sistemul de ungere trebuie întreţinut şi verificat periodic sub următoarele aspecte:

- Nivelul uleiului din carter – trebuie verificat constant şi menţinut obligatoriu între reperele minim şi maxim de pe joja de ulei. Se recomandă ca nivelul uleiului să fie cât mai apropiat de reperul de maxim. Este absolut interzisă funcţionarea motorului cu nivelul uleiului sub nivelul minim. - Completarea nivelului se face numai cu ulei de aceeaşi calitate şi aceeaşi marcă de ulei. - Înlocuirea uleiului se face la intervalele prescrise de producătorul uleiului fără a le depăşi. Degradarea uleiului conduce la micşorarea presiunii de ulei din instalaţie şi la înrăutăţirea condiţiilor de ungere, cu consecinţe grave în timp. La înlocuirea uleiului cu un ulei de altă marcă, trebuie asigurată scurgerea completă a uleiului din instalaţie (înainte de golirea uleiului, motorul se încălzeşte la temperatura de regim, iar după scoaterea buşonului de golire se aşteptă cca 15 min. pentru scurgerea completă a uleiului din motor). La schimbarea tipului sau mărcii de ulei se recomandă şi schimbarea filtrului de ulei.

Dacă autoturismul este folosit în condiţii mai aspre (drumuri denivelate sau cu rampe accentuate, circulaţie aglomerată, porniri şi opriri dese), intervalul de schimb al uleiului se micşorează. - Se recomandă verificarea periodică a presiunii de ungere, pentru a depista din timp defectele care pot apărea în instalaţia de ulei. Presiunea normală în circuitul de ungere este cuprinsă la majoritatea autovehiculelor între 0,7 bar la turaţia de relanti şi 3,5÷6 bar la turaţia de 4000 rpm. - Schimbarea filtrului de ulei se face la intervalul prescris de producătorul autovehiculului (de regulă 15÷20.000 km, funcţie de tip), fără a-l depăşi. De asemenea, filtrul de ulei se schimbă la schimbarea tipului de ulei folosit. Când autoturismul este utilizat în condiţii de trafic mai dificile, intervalul de schimb al filtrului de ulei se reduce.

53

7.2.12. Întreţinera şi repararea instalaţiei de răcire

Instalaţia de răcire cuprinde toate sistemele care asigură preluarea căldurii transmise de gazele de ardere prin cilindri şi chiulasă, precum şi a căldurii generate de frecările interne şi cedarea acesteia în mediul ambiant, menţinând temperatura componentelor motorului în plaja optimă de funcţionare. După natura agentului de răcire, motarele se clasifică în motare răcite cu aer şi motoare răcite cu lichid. Sistemele de răcire ale motoarelor răcite cu aer sunt formate în esenţă dintr-o serie de aripioare de răcire montate pe pereţii exteriori ai cilindrilor, chiulasei şi blocului motor şi care sunt spălate de un curent de aer produs de un ventilator sau de deplasarea autoturismului. La acest tip de motoare un rol esenţial în răcire îl poate avea şi radiatorul circuitului de ulei. Componenţa sistemului de răcire a unui moror răcit cu lichid este prezentată în figura 7.19.

Funcţionarea defectuoasă a sistemului de răcire se manifestă sub două aspecte: supraîncalzirea sau încalzirea insuficientă a motorului.

CauzeIe supraîncalzirii sunt pierderi de apă în exterior (la radiator, Ia Iegăturile tuburilor, la pompa de apă şi la diferite buşoane), pierderi de apă la interior (garnitura de chiulasă defectă sau strânsă insuficient, deformarea suprafeţei de etanşare a blocului cilindrilor şi chiulasei), depuneri de piatră, cureaua pompei de apă slabită sau ruptă, termostat defect sau pompa de apă defectă.

Încalzirea insuficientă a motorului se datorează defectarii termostatului care rămâne mereu deschis, ceea ce face ca apa să fie trimisă continuu în radiator, nepermiţând încalzirea rapidă a motorului. În momentul când termostatul este închis, o parte din lichidul de răcire este trimis în radiatorul instalaţiei de încălzire (climatizare) – fig. 7.20. Din acest motiv, blocarea termostatului în poziţia deschis mai are ca efect şi absenţa circulaţiei lichidului în radiatorul de climatizare al

Fig. 7.19. Componenţa instalaţiei de răcire 1 – radiator; 2 – pompă apă; 3 – ventilator; 4 – termostat; 5 – vas de expansiune; 6 – furtun; 7 – conductă retur; 8 – conductă tur; 9 – supapă vas expansiune; 10 – sondă temperatură

54

1

28

4

5

7

6

3

9

Fig. 7.20. Schema circulaţiei lichidului de răcire 1, 2 – robinete aerisire; 3 – conductă retur climatizor; 4 – radiator climatizare;

5 – robinet climatizare; 6 – vas de expansiune; 7 – radiator; 8 – conducte pată caldă carburator; 9 – corpul termostatului

Fig. 7.21. Defecţiunile radiatoarelor

2

1

3

autovehiculului (sistemul de încălzire al habitaclului nu funcţionează). Termostatul defect se inlocuieşte.

7.2.12.1. Repararea radiatorului

Defecţiunile mai importante ce se manifesta la radiator (fig. 7.21.) sunt : fisurarea sau spargerea bazinelor (1) ; desfacerea legaturii dintre tuburile de răcire şi plăcile bazinelor (2), deformarea sau ruperea tuburilor (3) şi depunerea crustei de piatră.

Indiferent de defecţiunea pe care o are, un radiator ce urmează să fie reparat

trebuie bine curăţat la exterior şi interior. Indepărtarea pietrei din interior se face prin

3

55

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

a d b e i g h c f

Fig. 7.22. Pompa de apă. Componenţă si defecte posibile 1 – fulie; 2 – axul pompei; 3 – corpul pompei; 4 – inel de sprijin; 5 – inel de siguranţă;

6 – deflector; 7 – inel suport; 8 – corp presetupă; 9 – inel etanşare; 10 - rotor

j

fierberea radiatorului în soluţie de sodă caustică 5 ÷ 8% la temperatura de 90 ÷ 95ºC. După fierbere se face o clătire cu apă fierbinte a întregului radiator în scopul înlăturării urmelor de sodă.

1 – Fisurile sau spărturile bazinelor se repară prin cositorire. 2 – Tuburile demontabile ale corpului radiatorului se înlocuiesc. La construcţiile

cu tuburi nedemontabile datorită dificultăţilor de extragere, se obişnuieşte eliminarea acestora din sistem prin lipirea orificiilor de intrare şi ieşire a apei de racire. Se pot scoate în felul acesta din uz cel mult 10% din numărul tuburilor.

3 – Etanşarea conductelor de legatură faţă de plăcile bazinelor se face prin lipire sau înlocuirea garniturilor funcţie de soluţia constructivă.

Radiatoarele reparate se supun unei probe de etanşare. Pentru aceasta radiatorul se scufundă într-un bazin cu apă şi se introduce în el aer comprirnat la 0,8 ÷ 1 bar, menţinând această presiune timp de 1 min. În timpul verificării nu trebuie să apară bule de aer.

Verficarea etanşării radiatorului se rnai poate face prin umplerea acestuia cu apă caldă şi supunerea la presiunea de 1,2 ÷ 1,5 bar. La radiatorul corect reparat nu trebuie să apară scurgeri de apă.

O verificare mai concludentă se face pe bancuri speciale de încercare când pe lângă proba de etanşare se rnai verifică rezistenta la vibraţii, rezistenţa la oboseală în condiţia presiuinii hidraulice pulsatorii şi cantitatea de caldură disipată prin corpul de răcire.

7.2.12.2. Repararea pompei de apă

Repararea pompei de apă. Repararea sau chiar înlocuirea pornpei de apă se face atunci când se observă scurgeri de lichid precum, zgomote anormale sau încălzirea excesivă a motorului. Aceste manifestări se datoresc defecţiunilor corpului, axului, rotorului pompei şi garniturilor de etanşare.

56

Principalele defectiuni şi posibilitătile de remediere pentru unele piese ale pompei de apă sunt următoarele (fig. 7.22.):

a – Uzura locaşurilor pentru rulmenţi – se rebutează corpul pompei; b – Fisuri, rupturi ale corpului pompei – se sudează oxiacetilenic la cald; c – Uzura suprafeţei de aşezare pe blocul motor – se rectifică suprafaţa; d – Uzura axului în zona rulmenţilor – se cromează dur şi se rectifică; e – Încovoierea axului – se îndreaptă la rece cu presa hidraulică, sau se

rebutează; f – uzura axului în zona rotorului pompei – se cromează dur şi se rectifică la o

cotă majorată; rotorul se alezează corespunzător; g – Uzura suprafeţei de etanşare a rotorului – se rectifică; h – Uzura rotorului în zona alezajului de fixare a axului – se majorează cota şi se

bucşează la interior cu o bucşă de fonta. Bucşa se alezează interior corespunzător diametrului axului şi strângerii preconizate în îmbinare. O alta metodă posibilă este alezarea la o cotă superioară, încărcarea axului prin cromare dură şi rectificarea sa la cota corespunzătoare;

i – Uzura presetupei de etanşare – se înlocuieşte; j – Uzura rulmenţilor – se înlocuiesc rulmenţii. După recondiţionare, înlocuirea garniturilor de etanşare şi a altor piese, pompa

de apă se asamblează şi se verifică la etanşeitate. În cazul unui control mai riguros pompa de apă se încearcă pe un banc special ridicându-se caracteristica de debit, caracteristica de turaţie şi uneori efectuîndu-se proba de durată (mai ales la fabilcaţie).

7.2.12.3. Repararea ventilatorului

Radiatorul sistemului de răcire este răcit la rândul său de un ventilator care asigură circulaţia unui curent de aer, în special la viteze reduse ale autovehiculului (la circulaţia în oraş). Ventilatorul este de obicei montat pe axul pomei de apă. La motoarele moderne el primeşte mişcarea de la axul pomei prin intermediul unui ambreiaj termic, care nu cuplează decât de la o anumită temperatură a lichidului de răcire în sus. La motoarele aşezate transversal sau în situaţia când radiatorul nu se află în vecinătatea motorului, acţionarea ventilatorului se face prin intermediul unui electromotor, comandat de un termocontact montat pe radiator. Funcţionarea continuă a radiatorului de răcire este ineficientă, pe de o parte datorită consumului suplimentar de energie şi pe de altă parte datorită subrăcirii inutile a radiatorului.

Defectele principale ale ventilatorului radiatorului sunt următoarele: 1 – deformarea sau spargerea rotorului – se remediază prin înlocuire. Nu se

recomandă îndrepatarea rotorului, datorită dezechilibrajului remanent care are efecte dăunătoare asupra lagărelor pomei de apă sau electromotorului.

2 – defectarea electromotorului de antrenare – se repară electromotorul sau se înlocuieşte;

3 – defectarea ambreiajului termic al rotorului – se procedează la înlocuire; 4 – defectarea termocontactului de comandă a elctromotorului – se înlocuieşte.

7.2.12.4. Recomandări generale

Funcţionarea necorespunzătoare a sistemului de răcire poate avea efecte deosebit de grave asupra componentelor motorului, în special asupra elementelor chiulasei, a blocului motor si a mecanismului motor, care pot suferi deteriorări

57

ireversibile în cazul supraîncălzirii. De asemenea, funcţionarea motorului la un regim termic sub cel stabilit de proiectant conduce la mărirea consumului de combustibil şi la înrăutăţirea condiţiilor de ungere. Din acest motiv, sistemul de răcire trebuie controlat periodic, pentru depistarea oricăror semne de funcţionare anormală.

O importanţă deosebită o are verificarea nivelului lichidului din circuitul de răcire. Nivelul trebuie mentinut în permanenţă intre limitele minimă şi maximă, prin completare cu lichid de aceeaşi calitate, de preferinţă de aceeaşi marcă. Lichidul antigel utilizat trebuie să garanteze protecţia la îngheţ până la temperaturi de -35°C. De asemenea se recomandă utilizarea lichidului antigel şi în timpul perioadei de vară, în scopul protejării etanşărilor pompei de apă. Lichidul de răcire se înlocuieşte total la intervale de maxim 3 ani.

Un alt aspect important este starea şi tensiunea curelei care antrenează pompa de apă. O curea slabă va patina pe fulia pompei şi deci va conduce la o răcire insuficientă, în timp ce o curea prea întinsă va duce la distrugerea prematură a rulmenţilor pomei de apă.

7.2.13. Montajul final al motorului Montajul general al motoarelor are ca piesă de bază blocul motor la care se asamblează într-o succesiune de operaţii riguros stabilită, piesele, subansamblele şi ansamblele pregatite în prealabil. În general aceste operaţiuni se desfăşoară în ordine inversă operaţiunilor de demontare şi anume:

1 Pregătirea blocului pentru asamblare. 2 Presarea cămăşilor în blocul motorului. 3 Montarea arboreIui cotit 4 Volantul 5 Se montează subansambele piston – bolţ – bielă 6 Subansamblele piston – bolţ – bielă se montează pe arbore. Se ţine cont de

poziţia lor pe motor şi orientarea pistoanelor. 7 Capacele de bielă. Se respectă poziţia capacelor de bielă marcată la

demontare. De asemenea se respectă corespondenţa fiecărei biele cu capacul său.

8 Montarea pompei de ulei 9 Carterul inferior (baia de ulei); 10 Filtrul de ulei 11 Chiulasa. La motoarele cu axul cu came în chiulasă, operaţia este precedată

de montarea axului cu came. Trebuie respectate cu stricteţe ordinea de strângere a şuruburilor şi cuplul de strângere pentru a evita deformarea chiulasei.

12 Mecanismul de distribuţie şi punerea la punct a distribuţiei 13 Pompa de injecţie; 14 Pompa de apă; 15 Alternatorul, electromotorul, delcoul, şamd; 16 Galeriile de admisie şi de evacuare; 17 Carburatorul, rampa de injecţie, etc;

Pentru a executa un montaj de bună calitate trebuie să se respecte cu rigurozitate condiţiile tehnice, dintre care se vor mentiona cele eu caracter generaI : spălarea şi ungerea pieselor înainte de asamblare; respeclarea jocurilor şi a strângerilor impuse

58

(strângerile se vor face cu momentele şi în ordinea prescrisá realizind şi asigurările necesare); respectarea condiţiei ca setul de cămăşi – pistoane - biele să facă parte din aceleaşi grupe de dimensiuni şi masă; respectarca orientării bielelor (în funcţie de orificiile de ungere) a pistoanelor (conform marcajelor) şi a segmenţilor (decalarea fantelor); se va asigura jocul axial al arborelui cotit şi aI arborelul cu came; se va regla jocul termic al mecanismului de distribuţie; se va asigura punerea la punct a distributiei, a ruptor - distribuitorului (pentru MAS) sau a pompei de injectie (pentiu MAC) ; se vor asigura etanşările necesare.

În cele ce urmează se vor prezenta principalele operatii cu caracter general care se execută la montajul diferitelor tipuri de motoare.

Pregătirea blocului motorulul. Pentru realizarea blocului motor ca subansamblu, pe piesa de batiu se montează cămăşile de cilindri, tevile canalizatiei de ungere, capace, prezoane etc.

Cămăşile uscate libere, piese de mare precizie şi sensibile la deformare, se introduc manual în locaşurile lor din bloc şi se fixează cu un dispozitiv pentru a le împiedica deplasarea în timpul asamblării ambielajului.

La montajul cămăşilor umede trebuie să se asigure etanşarea camerei de răcire. La cămăşile cu sprijin la partea superioară garniturile inelare de etanşare trebuie să aibă grosime uniformă şi să nu prezinte bavuri sau ciupituri. Cămăşile cu sprijin Ia partea inferioară se sortează după cota guIerului de sprijin. În functie de cota feţei de reazem a gulerulul şi suprafaţa de aşezare a chiulasei se aleg garniturile de hârtie sau metal, care se diferenţiază prin grosimi de circa 0,03 mm.

Întrucât este posibil ca la asamblare cămăşile de cilindri să se deformeze, acestea se verifică prin măsurarea cotei interioare la trei niveluri, pe două plane perpendiculare.

Dupá asamblarea tuturor cilindrilor unul bIoc se verifică supraânălţarea cămăşilor faţă de suprafaţa de aşezarea a chiulasei şi perpendicularitatea axelor alezajelor pe axa arborelui cotit, respectiv pe fata de aşezare a chiulasei.

Pentra verificarea etanşeităţii îmbinărilor şi a corectitudinii realizării diferitelor canalizaţii se execută proba de presiune. Pentru aceasta blocul se prinde într-un dispozitiv prin care se obturează toate orificiile şi se introduce apă la presiunea de 0,3... 0,4 MPa. În acelaşi mod se face proba de etanşare o canalizatiei de ungere, proba făcându-se cu ulei sub presiunea de 0,4.. .0,7 MPa.

Montarea arborelui cotit şi a volantului. În vederea asamblării se ung semi-cuzinetii şi fusurile pailere ale arborelui cotit cu un strat subtire de ulei. Apoi se aşează cu mare atenţie semicuzineţii superiori, arborele cotit în locaşurile corespunzătoare, se aşează inelele distanţiere (când acestea există) şi capacele palierelor cu semicuzineţii inferiori. Piulitele sau şuruburile se apropie într-o anumită ordine (de exempiu: la arborele cotit cu cinci paliere, ordinea de strângere este 5-1-3-2-4) şi se strâng cu cheia dinamometrică Ia momentul prescris.

După asamblarea arborelui cotit urmează operaţiile de control. Arborele cotit cu lagărele paliere complet strânse, trebuie să se rotească uniform şi fără înţepeniri Ia aplicarea unui anumit cuplu. Apol se verifică jocul axial, care este de obicei cuprins ântre 0,1÷0,25 mm.

Volantul motorului se montează strângând şuruburile cu cheia dinamometrică după care se verifică bătaia feţei frontale cu comparatorul.

Asamblarea grupului piston - bielă. Pistoanele bielele si bolţurile, sortate dupa criterii dimensionale şi masice, se asamblează într-o grupă prin diferite metode, funcţie de tipul îmbinării.

În cazul îmbinării cu bolţ flotant realizarea asamblării se poate obţine fie prin

59

încăIzirea pistonului (în cuptor la circa 80°C sau în apă încălzită la fierbere) fie fără încălzirea acestuia.

Când nu este necesară încălzirea pistonului, bolţul uns cu ulei se presează cu ajutorul unui dispozitiv acţionat manual. La verificarea corectitudinii asamblării trebuie ca bielele să se rotească uşor şi fără joc în îmbinarea cu bolţul.

În cazul îmbinării cu bolţ fix în bielă (DACIA 1300) se încălzeşte biela la circa 250°C într-un cuptor electric, după care se presează manual bolţul cu ajutorul unui dispozitiv de ghidare. La final se verifică rotirea liberă a bolţului în umerii pistonului. Asamblarea segmenţilor pe piston este indicat să se facă cu un cIeşte special sau cu ajutorul unor dispozitive mecanizate. La asambIarea corectă segmenţii trebuie să se rotească liber. Verficarea jocului segmenţilor în canale (0,3 ÷ 0,7 mm pentru segmenţii de compresie si 0,5 ÷ 1,5 mm pentru segmenţii de ungere) se face cu ajutorul unor calibre de interstitii (spioni). Pentru asamblarea grupelor astfel formate cu arborele cotit acestea se sortează întâi după corespondenţa masică şi dimensiunea cilindrului. Introducerea pistonului în cilindru se poate face direct pe blocul motorului sau separat (motor DACIA 1300). Pentru aceasta segmenţii se strâng în locaşurile lor cu un colier sau manşon cu suprafaţa interioară uşor conică. Înainte de această operaţie, fantele segmenţilor se poziţionează decalat cu 120° de la un segment la altul. Pentru poziţionarea corectă a pistonului în cilindru, de cele mai multe ori se fac precizări de orientare a acestora (asigurarea excentricitaţii, poziţia determinată a camerei de ardere, orificiul de stropire din bielă etc.). La asamblarea bielei cu arborele cotit strângerea şuruburilor se face la cuplul precris. După strângere se verifică jocul jocul lateral al bielei pe maneton. După montajul tuturor grupelor piston-bieIă se verifică rotirea uniformă fără înţepeniri a întregului mecanism bielă-manivelă. Montarea arborelui cu came şi a comenzii distrlbuţiei. În urma recondiţionării, arborele cu came montat în bloc sau în chiulas[ trebuie să respecte jocurile prescrise de proiectant. Pentru a asigura un ansamblu funcţional corespunzător, comanda arborelui cu came trebuie corelată cu poziţia arborelui cotit şi apoi cu comanda pompei de injecţie (la MAC) sau a ruptor-distribuitorului (la MAS). În acest scop se vor respecta indicaţiile constructorului relativ la orientarea pinioanelor după reperele practicate pe acestea.

Montarea pompei de ulei, a conduclelor şi a băii de ulei. Pompa de ulei asamblată în prealabil se montează astfel încât să se asigure actionarea acesteia fie de la arborele cu came, fie de Ia arborele cotit. Se montează sorbul şi conductele de Iegătură şi în final, baia de ulei după ce în prealabil s-a aşezat garnitura de etanşare.

Montarea chiulasei. Chiulasa se realizează mai întâi ca subansambiu, având montate elemente ale distribuţiei, camerele de ardere, injectoarele, părţi din instalaţia de răcire etc.

Îmbinarea chiulasei cu blocul motorului se face prin intermediul garniturii de chiulasă şi stringerea piuliţelor sau şuruburiIor în trepte, în ordine de la mijloc spre extremităţi.

La montarea chiulasei se controlează strângerea şuruburilor Ia momentul prescris şi tasarea garniturii de chiulasă, care nu trebuie să depăşească limita admisă.

După montarea pe chiulasă a rampei culbutorilor se reglează jocul Ia supape si se montează capacul chiulasei intercalând garnitura de etanşare.

Completarea asamblarii motorului. Pentru încheierea montajului se parcurg o serie de operaţii prin care se ataşează: filtrul de ulei, pompa de apă, colectoarele de

60

gaze, carburatorul, ruptor-distribuitorul, pompa de injecţie, demarorul, compresorul, şamd. Ordinea de asamblare a acestor componente depinde de tipul motorului şi de particularităţile instalării acestuia pe autovehicul.

7.2.14. Rodajul motorului 7.3. Întreţinerea şi repararea transmisiei

7.3.1. Întreţinerea şi repararea ambreiajului

7.3.1.1. Consideraţii generale. Clasificare

Ambreiajul reprezintă sistemul mecanic ce permite decuplarea şi cuplarea legăturii cinematice dintre arborele motor şi arborele primar al cutiei de viteze. Necesitatea sa în cadrul transmisiei autovehiculelor este impusă de o serie de considerente, legate atât de particularităţile de funcţionare ale motorului cu piston cât şi de cele ale cutiilor de viteze. Astfel, motorul cu piston nu poate fi pornit în sarcină. Pe de altă parte, există o zonă de turaţii (cuprinsă între 0 şi turaţia de relanti) în care funcţionarea sa este imposibilă, sau în cel mai bun caz – instabilă. De asemenea, ambreiajul poate corecta într-o anumită măsură mişcarea neuniformă a arborelui motor. Din punctul de vedere al cutiei de viteze, ambreiajul este impus de necesitatea cuplării în absenţa sarcinii a roţilor dinţate. Ambreiajul pemite cuplarea lină a arborelui primar al cutiei de viteze cu arborele motor, asigurând creşterea treptată şi fără şocuri a sarcinii la dinţii roţilor dinţate şi la piesele transmisiei, fapt care reduce uzura şi elimină posibilitatea ruperii lor. În absenţa ambreiajului, schimbarea treptelor de viteză este aproape imposibilă, funcţionarea cutiei de viteze fiind însoţită de zgomote puternice, iar uzura dinţilor este deosebit de puternică, putându-se ajunge până la distrugerea lor.

Un alt rol important al ambreiajului este acela de a limita valoarea maximă a cuplului transmis de motor în cazul apariţiei bruşte a unui moment rezistent important. Acest lucru se realizează prin patinarea elemetelor componente ale ambreiajului, acesta îndeplinind şi rolul de cuplaj de siguranţă.

Cuplarea, respectiv decuplarea transmisiei se face în următoarele situaţii: la pornirea motorului, la plecarea de pe loc, la schimbarea treptelor de viteză şi de asemenea la frânarea şi oprirea completă a autovehiculului.

Cerinţele principale impuse funcţionării ambreiajelor sunt următoarele: - la decuplare să izoleze complet şi rapid motorul de transmisie, pentru a face posibilă schimbare vitezelor fără şocuri; - la debreiere să permită cuplarea lină a motorului cu transmisia pentru a evita pornirea bruscă din loc a autovehiculului şi şocurile în elementele transmisiei; - în stare cuplată să asigure îmbinarea perfectă şi fără patinare între motor şi transmisie; - elementele conduse ale amreiajului trebuie să aibă momente de inerţie cât mai mici, pentru reducerea sarcinilor dinamice în transmisie; - să aibă o funcţionare sigură şi de lungă durată; - acţionarea şi sistemul de comandă trebuie să fie cât mai simple, iar efortul de acţionare să fie cât mai redus; - regimul termic trebuie să aibă valori reduse, iar sistemul să permită o bună evacuare a căldurii în mediul înconjurător.

61

Ambreiajele folosite în construcţia autovehiculelor se clasifică după modul de transmitere a momentului şi după tipul mecanismului de acţionare (comandă).

Din punctul de vedere al modului de transmitere a cuplului, ambreiajele pot fi: - ambreiaje simple - ambriaje combinate

Ambreiajele simple se împart la rândul lor în: - ambreiaje mecanice - ambreiaje hidraulice - ambreiaje electromagnetice

Ambreiajele combinate pot fi mecano – centrifuge, mecano – hidraulice sau mecano – electromagnetice.

Din punctul de vedere al modului de comandă (acţionare), ambreiajele se împart în ambreiaje automate sau neautomate. Ambreiajele automate pot fi acţionate hidraulic, pneumatic, electromagnetic sau vacuumatic, în funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie, de turaţie şi sarcina motorului. Ambreiaele neautomate sunt acţionate sau comandate prin apăsarea pedalei de ambreiaj de către conducătorul auto, prin intermediul unor mecanisme mecanice sau hidraulice. Uneori, sistemul de comandă al ambreiajelor neautomate este prevăzut cu un servomecanism hidraulic sau pneumatic, care reduce efortul necesar acţionării pedalei de ambreiaj.

Din punct de vedere al formei suprafeţelor de frecare, ambreiajele mecanice se mai pot clasifica în ambreiaje cu discuri, ambreiaje cu saboţi şi ambreiaje conice.

Fig. 7.23. Diagrama funcţionării ambreiajului la plecarea de pe loc Funcţionarea ambreiajului la pornirea de pe loc a autovehiculului este

caracterizată de curbele din diagrama reprezentată în figura 7.23 Pe diagramă sunt reprezentate variaţiile în timp ale momentului transmis în

ambreiaj – Ma, turaţiei arborelui motor şi a arborelui primar al cutiei de viteze (arborele condus) – nm respectiv na şi a vitezei de patinare (vitezei relative) între părţile conduse şi conducătoare – vp.

Cuplarea ambreiajului la plecarea de pe loc începe din momentul contactului între discul conducător şi cel condus (punctul A – corespunzător momentului t = 0) şi

A

B

D

C

G

E

F

nm

Ma

na

vp

t1 t2

tc

Ma nmna

vp

I II

62

se termină în momentul egalizării vitezelor unghiulare de rotaţie (punctul G, corepunzător momentului tc).

Momentul transmis în ambreiaj creşte progresiv (curba ABC) până la atingerea valorii maxime corespunzătoare punctului C. În prima fază, corespunzătoare timpului t1, valoarea momentului transmis este inferioară momentului rezistent, motiv pentru care rotirea discului condus nu se poate realiza. Din acest motiv, viteza de patinare între cele două discuri se menţine aproape constantă, ea variind numai funcţie de turaţia motorului. Din punctul B, corespunzător timpului t1, momentul transmis depăşeşte valoarea cuplului rezistent, arborele ambreiajului începând să se rotească. Din acest moment începe etapa a doua a cuplării ambreiajului, corespunzătoare timpului t2. Viteza relativă dintre discurile conducător şi condus începe să scadă iar autovehiculul începe să se deplaseze. Etapa durează până la egalizarea vitezelor unghiulare ale celor două discuri şi anularea mişcării relative. Din acest moment, corespunzător punctului C, cei doi arbori se mişca solidar, viteza de deplasare a autovehiculului fiind proporţională cu turaţia motorului.

Pe diagramă se remarcă şi evoluţia turaţiei motorului nm, care creşte iniţial în scopul măririi momentului util furnizat de motor. După ce arborele ambreiajului începe să se rotească, turaţia motorului scade, concomitent cu creşterea turaţiei arborelui condus, până în punctul D, în care cele două turaţii se egalizează. Procesul de funcţionare descris de diagrama 7.23. se referă la ambreiajele mecanice, dar este valabil şi pentru celelalte tipuri de ambreiaje, deşi modul de transmitere a momentului este diferit.

7.3.1.2. Construcţia şi funcţionarea ambreiajelor

În construcţia de autovehicule, cea mai mare răspândire au căpătat-o ambreiajele mecanice cu discuri de fricţiune. Acest tip de construcţie răspunde cel mai bine cerinţelor impuse, fiind simple, ieftine, sigure în exploatare, uşor de acţionat şi având momente de inerţie reduse.

În funcţie de mărimea momentului transmis, ambreiajele utilizate în construcţia automobilelor pot avea unul sau două discuri de fricţiune. Datorită simplităţii constructive, greutăţii reduse şi a costului mic, utilizarea cea mai largă o au ambreiajele mecanice monodisc uscate. În prezent, utilizarea acestui tip de ambreiaj este aproape generalizată la sistemele de transmisie cu cutie de viteze manuală în cazul în care momentul de transmis nu depăşeşte 700÷800 Nm. Când cuplul de transmis depăşeşte 800 Nm, se recomandă utilizarea ambreiajelor dubludisc.

Construcţia unui ambreiaj de fricţiune monodisc uscat este reprezentată în figura 7.24. Acest tip de ambreiaj funcţionează în modul următor: placa de presiune (subansamblul format din discul de presiune 3, carcasa 4 şi arcul 6) este fixată pe volantul motorului 1, rotindu-se solidar cu acesta. Discul de presiune 3, datorită forţei arcului 6, menţine discul de fricţiune 2 în contact cu volantul 1. Momentul motor se transmite (prin frecare) de la volantul 1, prin intermediul canelurilor interioare ale discului de ambreiaj la axul ambreiajului (arborele primar al cutiei de viteze). Prin acţionarea rulmentului de presiune 5 spre stânga prin intermediul mecanismului de comandă, suportul acestuia comprimă arcul diafragmă 6, articulat pe carcasa plăcii de presiune 4. Prin deformarea sa, arcul 6 deplasează discul de presiune 3 spre dreapta, micşorând forţa cu care acesta apasă pe discul de fricţiune 2 şi diminuând forţa de frecare şi implicit momentul transmis între acesta şi volantul motorului 1. De la o anumită deplasarea a discului 3, contactul între discul de ambreiaj 2 şi volant nu

63

Fig. 7.24. Ambreiaj de fricţiune monodisc

1 – volant; 2 – disc de fricţiune; 3 – disc de presiune; 4 – carcasa (placa de presiune); 5 – rulment de preiune; 6 – arc diafragmă; 7 – ştift; 8, 9 – inele de sprijin; 10 – piesă de legătură

mai are loc (discul 2 se deplasează pe caneluri înspre dreapta), momentul transmis reducându-se la 0.

Sistemele de comandă sau acţionare a ambreiajelor cu discuri cuprind obligatoriu o pârghie care acţionează rulmentul de presiune 5. Această pârghie este acţionată la rândul ei de la pedala da ambreiaj, fie prin intermediul unui cablu, fie prin intermediul unui sistem hidraulic ce cuprinde o pompă acţionată de pedală şi un cilindru receptor ce comandă deplasarea pârghiei.

7.3.1.3. Defecte şi procedee de recondiţionare

În funcţionarea ambreiajelor pot apărea uzuri şi defecte care duc la funcţionarea necorespunzătoare. Acelaşi tip de manifestare, poate fi însă produsă de defectarea mai multor subansamble ce intră în componenţa ambreiajului. Aceste manifestări necorespunzătoare şi cauzele apariţiei lor sunt următoarele: 1. Ambreiajul nu decuplează sau decuplează greu – schimbarea greoaie a treptelor

de viteză. Manifestarea poate avea următoarele cauze: - pierderea lichidului din circuitul de comandă

64

- defectarea pompei de ambreiaj sau cilindrului rerceptor - joc mare la pedală sau cablul de comandă rupt - uzura inelului de acţionare a rulmentului de presiune - discul de ambreiaj este deformat (are bătaie) - arcurile plăcii de presiune rupte sau disc de presiune spart - rulmentul de ghidare al arborelui ambreiaj este gripat 2. Ambreiajul patinează: - joc insuficient la pedală - uzură avansată a garniturilor de fricţiune a discului de ambreiaj sau discul prea

subţire - garniturile de fricţiune murdare sau îmbibate de ulei - pârghia de comandă reglată necorespunzător 3. Ambreierea şi debreiarea se fac cu şocuri - arcurile elementului elastic a discului rupte sau deformate - canelurile discului sau ale arborelui ambreiajului sunt uzate excesiv 4. Ambreiajul face zgomot la debreiere: - rulmentul de presiune este negresat sau uzat - rulmentul de ghidare a arborelui ambreiajului - uzat 5. Ambreiajul produce zgomot permanent - arcurile elementului elastic suplimentar al discului sunt rupte - niturile de fixare a garniturilor de fricţiune rupte sau slabite

Principalele defecţiuni ale pieselor componente ale ambreiajului şi intervenţiile

necesare pentru remedierea lor sunt în consecinţă următoarele: a. Discul (placa) de presiune:

1. Rizuri sau uzură neuniformă a suprafeţei de fricţiune a discului – se strujeşte fin sau se rectifică, fără a depăşi o anumită adâncime; 2. Uzura canalelor pentru articulaţiile pârghiilor de debreiere sau uzura niturilor de fixare a arcului diafragmă: - se încarcă găurile şi se alezează la cota nominală - se schimbă niturile 3. Crăpături sau fisuri de orice natură sau poziţie – se rebutează placa de presiune 4. Ruperea sau crăparea arcului diafragmă sau a arcurilor de presiune periferice– se înlocuiesc arcurile

b. Discul de ambreiaj (discul de fricţiune) (fig. 7.25.) 1. Uzura găurilor de nit pentru ferodou – se schimbă niturile şi se refulează până la umplerea găurilor 2. Uzura niturilor pentru prindere pe butuc – idem 3. Uzura plăcilor de fricţiune (ferodou) – se înlocuiesc plăcile 4. Impurificarea sau îmbibarea în ulei a garniturilor de fricţiune – se schimbă garnitu-rile şi, după caz, se înlocuieşte simeringul de palier al motorului sau simeringul arbo-relui primar al cutiei de viteze. 5. Uzura excesivă, deformarea sau ruperea arcurilor elementului elastic a discului – se rebutează discul 6. Deformarea în plan a discului de ambreiaj – se rebutează discul 7. Uzura excesivă a canelurilor interioare ale butucului – se rebutează discul.

65

Fig. 7.25. Defecte posibile ale discului de ambreiaj

c. Pârghia de debreiere: 1. Uzura găurilor de fixare pe ax – se încarcă cu sudură şi se reface gaura la cota nominală, sau se mjorează gaura şi se bucşează 2. Uzura laterală a pârghiei – se încarcă şi se rectifică 3. Deformarea pârghiei – se îndreaptă 4. Uzura suprafeţei sferice de lucru – se încarcă cu sudură şi se polizează

d. Rulmentul de presiune uzat se înlocuieşte. Datorită operaţiunilor laborioase pe care le impune demontarea ambreiajului, se recomandă înlocuirea rulmentului de presiune la fiecare demontare, chiar dacă nu prezintă uzură excesivă. Demontarea ambreiajului numai pentru înlocuirea rulmentului de presiune este o operaţiune neeconomică şi consumatoare de timp.

7.3.1.4. Reglaje şi recomandări în exploatare

Reglajele necesare ambreiajelor se referă în special la mecanismele de comandă. Ambreiajele cu comandă hidraulică nu necesită în general operaţiuni de reglaj, jocurile şi poziţiile relative ale subansamblelor componente fiind stabilte prin construcţie şi montaj. Compensarea uzurilor garniturilor de fricţiune se produce automat prin modul de funcţionare al mecanismului de comandă hidraulic. La ambreiajele cu comandă mecanică apare necesitatea reglării cursei libere a pedalei. Aceasta înseamnă de fapt reglarea jocului dintre rulmentul de presiune şi pârghiile de debreiere sau arcul diafragmă. Dacă jocul este prea mic sau inexistent, rulmentul de presiune va fi antrenat în permanenţă, fapt care conduce la uzura sa prematură şi la uzura pârghiilor sau arcului. De asemenea în cazul jocului inexistent în pedala (sau cablul) de ambreiaj, datorită presiunii exercitate de rulment pe placa de presiune, este posibil ca ambreiajul să patineze. Pe de altă parte, un joc prea mare duce la micşorarea cursei active a pedalei şi la imposibilitatea decuplării complete a ambreiajului, schimbarea vitezelor devenind greoaie sau imposibilă.

1

2

3

4

5

6

7

66

La ambreiajele cu acţionare mecanică, jocul pedalei de ambreiaj trebuie controlat şi reglat periodic, deoarece prin uzura garniturilor de fricţiune ale discului, jocul se reduce, ajungându-se uneori la anularea sa completă, cu neajunsurile amintite mai sus. Pentru o funcţionare corectă şi cât mai îndelungată a ambreiajului, trebuie avute în vedere următoarele recomandări:

- Debreierea la plecarea de pe loc trebuie să se facă cât mai lin, mişcarea pedalei de ambreiaj să fie lentă şi fără şocuri, pentru a evita solicitările prin şoc în ambreiaj şi transmisie.

- Trebuie evitată turarea inutilă a motorului la pornirea de pe loc, care conduce în timp la uzuri excesive ale discului, datorită vitezei relative ridicate între discul conducător şi condus.

- Trebuie evitată de asemenea conducerea cu piciorul stâng sprijinit pe pedala de ambreiaj. Aceasta conduce în timp la uzura rulmentului de presiune şi a arcului diafragmă sau a pârghiilor de debreiere.

- Din aceleaşi motive, la staţionarea la semafor sau la intersecţii se recomandă scoaterea cutiei de viteze în punctul mort şi ridcarea piciorului de pe pedala de ambreiaj.

7.3.2. Întreţinerea şi repararea semiarborilor planetari 7.3.3. Întreţinerea şi repararea axului cardanic

7.4. 7.5.